时间是什么?空间又是什么?
在爱因斯坦之前的古典物理学家们看来,时间和空间是相互独立存在的。空间像一个可以让物体在里面自由移动的大容器,时间则是物体得以在其中表现持续或变化的东西,空间和时间只是所有物体背后的大框架,无论物体怎么变化,甚至消亡,时空都会独立而完好地存在着。
宇宙微波背景辐射
当然,在1915年爱因斯坦相对论出现之后,这种观念被完全颠覆了。相对论提出,时间和空间并不绝对,并不是独立于事件的背景,而是随着事物的变化一起变化的一个整体。这之后不久,哈勃用天文望远镜发现,几乎所有的星星都在远离银河系。他由此得出结论:宇宙在膨胀。整个宇宙空间在随着时间而膨胀!对此现象,一些科学家提出了稳恒态理论认为宇宙会穿梭于扩张和收缩两种状态,但并没有开端;另一些科学家则提出物质如果没有严格对称的收缩最终一定会反弹,而密度保持有限,这也避免了宇宙有开端的说法。
哈勃望远镜观测到星系光谱红移
霍金并不认同这些说法,于是,他联同当时已经研究奇点的彭罗斯一起发展了一套数学公式,证明了宇宙不能反弹。他们提出,如果广义相对论是正确的,那么通过广义相对论将宇宙的膨胀进行时间反演,则可得出宇宙在过去有限的时间之前曾经处于一个密度和温度都无限高的状态,这一状态被称为奇点。随后不久,人们就发现了散布于空间的微波背景辐射,这表明,宇宙早期非常热,而随着宇宙的膨胀,辐射持续冷却,最终出现了这些微波背景。这个学说进一步确认了宇宙早期曾经出现过一个大爆炸。宇宙大爆炸,是20世纪科学界最重要的学说之一,而霍金和彭罗斯证明的奇点定理无疑在其中起到了重要的作用。
物质的诞生
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