宇宙大爆炸前的奇點存在了多久?為什麼會發生爆炸?

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這樣說或許更好,如今我們知道的物理定律和大自然法則只能理解到宇宙大爆炸發生後一個普朗克時間,一個普朗克時間之前的宇宙存在方式,比如奇點本身,根本無法用現有物理定律去解釋!

我們只知道,所謂的“奇點”是一個無線緻密,溫度壓力無限高,體積無限小的一種存在方式,這樣的存在方式本來就超越了大自然法則允許積極的範圍,我們很難想象一個無限小的存在能急劇膨脹成如今的宇宙!

同時,時間和空間是隨著宇宙大爆炸一起出現的,所以,理論上並不存在宇宙大爆炸“之前”這個說法,因為沒有時間就不會有“之前”!

那麼宇宙大爆炸的“奇點”是如何出現的呢?

目前也沒有明確說法,一種理論認為可以用量子起伏去解釋!即使是真空也並不是什麼都沒有,相反真空“十分活躍”,隨時有各種虛粒子出現並瞬間消失,奇點或許就是在這種情況下出現的!

那麼無限緻密的“奇點”為什麼會發生爆炸(其實應該叫膨脹更準確,並不是真的爆炸)?沒有人知道,這也是宇宙的一個終極之謎吧,就像如今的各種大自然法則一樣,為什麼會有特定的大自然法則,是“誰”或者“什麼”制定的這些大自然法則?


宇宙探索


根據現有的理論,宇宙從138億年前的奇點發生“大爆炸”而誕生。由於所有的已知物理學定律都會在零維奇點失效,所以人類現在無法描述奇點之前的某個時間點的狀態。

當年哈勃發現宇宙在膨脹之後,人們認識到宇宙的過去非常小非常熱。如果回到足夠久遠的過去,宇宙中的一切都會回到一個極端狀態的零維奇點,這是人類目前認識的極限。

現階段,描述宇宙演化的理論基於廣義相對論。雖然這個引力理論已經經受住了各種觀測實驗的驗證,但它仍然是有缺陷的。因為該理論與量子力學並不相容,這表明人類還沒有找到宇宙最根本的規律,即大統一理論。因此,即便是廣義相對論,到了奇點處也會失效,它無法描述奇點的情況。

目前的普遍看法是,時間和空間都起源於奇點。在奇點之前,時間是不存在的,所以宇宙大爆炸前的奇點沒有存在多久的概念。

不過,為了避免出現奇點之前無解的情況,有些物理學家提出了大反彈理論。由於量子漲落,宇宙從奇點中膨脹而來。經過一定時間膨脹之後,由於引力的作用,宇宙會從膨脹狀態轉變為坍縮狀態,最終又會回到奇點,導致“舊宇宙”被摧毀。從奇點的量子漲落之中,“新宇宙”被創造出來,並且它與前一個宇宙有著不同的物理學常數。就這樣,宇宙一直重複著膨脹和坍縮的無限循環過程。


火星一號


今天,大多數天文學家和物理學家都相信宇宙過去的溫度很高,密度很大,宇宙間的物質擠得緊緊的。在大概距今150億年前的時候,溫度之高和密度之大,簡直無法用我們現有的數字來表達。一瞬間宇宙的哪個地方都發生了巨大的爆炸。爆炸至到今天正如我們所看到的和感覺到的樣子。

任何爆炸的發生都會放出巨大的能量。例如,普通炸彈爆炸時放出能量,是炸彈中炸藥所蘊藏的化學能。原子彈和核彈爆炸,釋放出的能量,在原子核裂變或聚變時放出的原子能。那麼宇宙大爆炸的能量是從何而來的呢?是化學能?原子能?不是。因為宇宙大爆炸的瞬間,溫度高的難以想象,不僅一切化學物質不會存在,一切分子不會存在,連原子都不可能存在。科學家們認為,在那個時刻只有那些比原子核還小的多的粒子存在,只有各種形式的輻射存在。因此宇宙大爆炸的能量從根本上來說,來自這些粒子的輻射之間的相互作用的能量。目前已知的相互作用有四類引為相互作,電磁相互作用,弱相互作用和強相互作用。科學象推測,在宇宙大爆炸的瞬間,這四種相互作用或許是統一的,正是這種統一的相互作用為宇宙大爆炸提供了能量。

80年代末,歐洲的一些科學家在巨大的正負電子對撞機上對宇宙大爆炸進行了演示。這臺正負電子對撞機有一條長達17英里的管道,穿越瑞士和法國交界地區。實驗的初步結果表明,150億年前發生的大爆炸過程中,許多自然界不存在的壽命極短的粒子曾經誕生,並在極短的時間內形成恆星和星系物質。

宇宙大爆炸學說到今天還是一個發展中的學說,很多科學家在對這一學說的細節進行修改和研究。

美國國家科學院天文學調研委會曾對“宇宙大爆炸”理論做出這樣的評價:“現在已經掌握的資料尚不夠精確,這個理論也許是錯誤的。”

看來,要想解開宇宙大爆炸之謎,向需科學家們做出進一步努力。





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宇宙大爆炸前的奇點存在了多久?為什麼會發生爆炸?

在宇宙的奇點時代是無法用時間來形容的,因為時間和空間以及所有物質等都被封印在這個奇點中,無法用我們熟悉的時分秒等來形容它!也許就在一瞬間,也許就等於是永遠!這可能就是奇點所存在的時間!

也許就處在上圖這種漲落的狀態中,當然那只是一團能量!另外從起點開始的宇宙並不能用爆炸來形容,宇宙大爆炸只是比較貼合與大眾理解的一種叫法!原本這是一位反對者來諷刺暴漲的宇宙這個說法的,結果反而是外行人士最貼切的形容了宇宙初期的狀態!但非常抱歉,只是輔助理解,而宇宙卻不是爆炸!

它只是暴漲,在一片混沌中開闢出了宇宙所需的空間,當然也誕生了時間,並且這顆緻密又高溫的奇點在擴張的過程中逐漸冷卻,宇宙物質體系隨之建立!當然早期宇宙的物質種類是匱乏的,只有暴漲初期形成的氫元素和鋰元素等!

對於量子力學來說,宇宙就是一個無法用尺寸來形容的奇點的一次量子漲落而已!但箇中的關鍵是量子力學認為宇宙的任何位置都可能發生量子漲落,而產生的能量愈大則存在的時間越短!那麼請問我們這個宇宙的能量算大還是小呢?以後會消失嗎?隨便想想就是渾身一陣惡寒!!

當然我們似乎並不需要這樣來擔心,相反整個宇宙正在趨向於無限擴大,因為根據天文學家建立的微波背景輻射觀測模型,似乎我們宇宙是趨於平坦化的,但卻是個無限大的區域!

根據觀測,這個視角無限趨向於平坦宇宙的理論值,也就是說不是大到可以忽略觀測角度就是真的是個無限大的宇宙!

當然我們無法左右宇宙的未來,只能靜靜的觀察它的發展,也許我們的觀測理論所限制,但迄今為止我們觀測到的現象統計的就是這樣!

上圖是我們觀測極限,但事實上我們真正觀測到的光線從來都沒有超過137億光年,而且這還是理論值,因為這個位置的天體紅移速度極高,也許已經到了電磁波段甚至更低.....

未來可能需要更先進的觀測手段來驗證,比如引力波!

這是我們未來發現宇宙秘密的新玩具,希望早日建成!


星辰大海路上的種花家


如果按照量子漲落理論和超弦理論來描述奇點,那麼大爆炸前的奇點只是存在了一瞬間,然後立馬就發生了爆炸,當然這個一瞬間是針對奇點誕生的空間來說的。


目前唯一能夠描述奇點之前宇宙狀態的理論就是超弦理論了,它可以完美地把相對論和量子力學統一,解決二者之間的根本矛盾,是目前公認為最有可能成為萬物理論的假說。該理論認為爆炸前的奇點處於一個由10+1維空間和時間構成的原始空間之中,在這個空間中量子漲落不斷髮生,各種類型的奇點不斷被漲落出來、然後發生爆炸、之後再歸於虛無。



對於這個原始空間來說,奇點從漲落出來到最終爆炸後消失的過程是十分短暫的,幾乎連1秒鐘長都沒有。但是對於爆炸後的奇點內部來說,時間卻是無限的長。就比如生活在奇點爆炸後誕生的宇宙中的我們,感覺奇點已經爆炸了138.2億年。但在這個原始空間之中,時間僅僅才過來一點點。



這就類似於時間的相對論效應,時空環境不一樣,時間的流速也不一樣。比如在黑洞附近感覺才過了一會兒,而地球上卻已經過了千萬年。就像電影裡面演的,庫珀在一個星球上僅僅待了2個小時,外面已經過了幾十年。而他在黑洞中更是感覺就待了一會兒,而地球上他女兒已經老的快要死亡。所以說,奇點於原始空間之中存在的時間就像我們宇宙中發生量子漲落,漲落出來的粒子一樣短暫,不夠一秒鐘。

至於奇點為什麼會爆炸,因為奇點漲落出來就自然而然會發生爆炸,沒有為什麼。就像問電子為何帶電一樣,天生它就那樣。


科學探秘頻道


現在關於宇宙演化的主流觀點就是宇宙大爆炸論,認為現在的宇宙起源於138.2億年前的奇點爆炸,這裡的爆炸只是形象的描述宇宙急速擴張的一個過程並非真正的爆炸。現在的所有物質和能量都起源於那個緻密、熾熱的奇點。


而我們現在的所有理論、數據等都是起源於那個零維的點。奇點沒有之前的時間概念和之外的空間概念。現在關於宇宙大爆炸論被大多數科學家接受,宇宙星系的紅移現象和背景微波輻射是宇宙大爆炸的兩大證據。

宇宙中的星系一直在相互遠離,那麼往前推必然會有一個起點,也就是零維的奇點。但是人類現在的理論解決不了奇點之前的概念。愛因斯坦的廣義相對論的場方程研究宇宙演化問題得出的就是不穩定的宇宙,不是膨脹就是收縮,哈勃觀測到的宇宙星系紅移的現象支持了宇宙膨脹的觀點。



現在有一種宇宙演化的模型,宇宙膨脹到一定程度後會在自身的引力作用下開始塌陷,最終又會回到宇宙的起點-零維奇點。宇宙就是處在不斷膨脹與收縮的循環中。但是宇宙加速膨脹的事實得出了暗能量的概念,宇宙可能會永無止境的膨脹下去。最終宇宙中的星系都將變成一座座孤島。



科學黑洞


奇點就是空間中的一個比較特殊的"點",它和幾何點一樣,沒有長度沒有面積沒有體積,它離不開空間,空間就是它的母親,沒有空間,它就無法產生,更遑論存在,幸虧空間是一個永恆的事物,因此奇點也能早早的存在,它存在有多早呢?在宇宙大爆炸之前,它就是一個永恆的存在,每一個黑洞中都有一個奇點,當所有的奇點集合到一起時,0+0+0+0=0,宇宙中就剩下一個奇點,這個唯一的奇點就是宇宙大爆炸的奇點,宇宙大爆炸的奇點就這樣誕生了,純屬自然而然的誕生,不值得絞盡腦汁也無答案,百思不得其解。奇點沒有體積,因此奇點之內沒有任何物質能量和空間,它就是一個宇宙原初黑洞的中心點,重心點,質心點,而在宇宙奇點周圍卻密密麻麻地麇集著整個宇宙的物質和能量,由於物質能量過於龐大,密集和超量,物極必反,奇點承受不住如此極端的能量,重量,壓力,而發生了爆炸,在爆炸前它首先變成了白洞,白洞的輻射和爆炸是非常均勻的,因此爆炸後,宇宙是各向同性,是不足為奇的。


無為而治68814940


常常聽到宇宙奇點大爆炸,大爆炸宇宙這樣的概念,但是呢,宇宙並非起源於一個點,而奇點也並非是一個點。

1927年,天文學家勒梅特首先提出了宇宙大爆炸假說,兩年之後天文學家哈勃發現了星系都在遠離我們,距離越遠,遠離的速度越快,由此知道宇宙在膨脹,1946年美國物理學家伽莫夫正式提出大爆炸理論,由此得出了一個觀點:宇宙起源於一個高熱、高密度的狀態,現在的觀測研究與理論分析得出宇宙的年齡已經有138億年。

所以奇點並非點,而是說,追溯到宇宙形成之初,那必然是溫度極高、密度極高、體積極小的狀態,以至於用現代物理定律無法描述,所以無法解釋奇點。

既然物理學到這裡就截止了,自然而然奇點之前的故事更加無法知曉,不過,現在的量子力學給出了另外的猜測,真空也並非真空,什麼都沒有也並非真的一無所有,量子不確定性允許量子漲落的發生,奇點可能就是來自於量子漲落,或者說宇宙就是來自於量子漲落。

個人淺見,歡迎評論!


科幻船塢


目前來說,此題無正解。

按照大爆炸理論,我們的宇宙誕生於138億年前,從一個奇點膨脹至此,但遺憾的是,現在的所有理論都無法描述奇點處的規律,也就是在奇點處失效。而我們的理論也只能用於普朗克尺度以上的宇宙。

一般認為,大爆炸誕生了時間和空間,因此在這個角度來看,所謂的“大爆炸前奇點存在多久”是一個偽命題,因為那種狀態下時間還沒有出現。此外為什麼會發生大爆炸呢?很遺憾,並沒有人知道,原因已經在上段說過了。

從上世紀20年代,哈勃發現了遙遠星系退行之後,並且結合廣義相對論這一至今仍舊是最好的引力理論的幫助下,科學家對於宇宙的認知越發變的“清晰”,當然了,這裡的清晰只是相對於以前而言。

關於宇宙起源的問題,不論是放到過去還是立足現在,正確的答案都沒有出現,或許離階段性的終點還有不少的路程,但所幸的是我們在前進探索的路上並沒有停下腳步。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


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