03.03 “宇宙大爆炸”巨大的爆炸能量來自哪裡?

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脫離體

要回答這個問題是個為難的事情。因為,大爆炸理論是我們宇宙誕生以後的理論,不管宇宙之前,也不管宇宙之外。

筆者有個比喻,好像研究一個孩子的肌體,我們知道它是從一顆受精卵開始發育的的。如果你要問:“受精卵之前……”,“對不起,不知道”;你要問肌體之外的其他肌體,“對不起,不感興趣。”

科學界喜歡脫離體,大爆炸就是一種脫離體思維模式下的理論。

大爆炸理論的推測

我們用大爆炸理論往前推,最終推測到奇點。不過奇點是數學上的,實際情況,大爆炸理論無法認知。

大爆炸的那一刻之後,宇宙狀態逐漸發生演化,理論能推測的最早時刻是大爆炸後10^-43秒的狀態。10^-43秒也就是時間最小單位,即一個時子。這時宇宙密度很高,是中子密度的10^78倍,所以這時宇宙中不是質子等我們能熟悉的東西,因溫度極高,能量轉化為物質,物質也轉化為能量,來回變化,能量還是物質也無法分辨。但這些推測是否準確,我們還不敢完全確定。

能比較確定的宇宙狀態,是在大爆炸後10^-12秒,這時宇宙開始形成各種粒子,比如中子、質子、電子等。

再往後,大爆炸後的10000年,物質密度追上輻射密度且超越它,從那時起,宇宙和它的動力學開始為物質所主導。

再往後,到30萬年後,宇宙膨脹到足夠大,才開始形成氫原子、氦原子,才開始有恆星等等。宇宙微波背景輻射,就是這以後誕生的(約大爆炸後38萬年)。

如果說,推測宇宙演化可信度最高的,應該是大爆炸以後38萬年,往前推,越靠近宇宙誕生,可信度越低。最後勉強能推測的是爆炸後至少一個時子,不能再早了。

宇宙學需要相對論,因為質量很大,空間距離很大,速度很大。而大爆炸的極限狀態,需要的是量子力學,因為尺寸很小,能量極高,相互距離很近,時間變化極短。霍金就致力於做兩個理論的結合,然後用於大爆炸的研究,但是沒有成功。

大爆炸的能量來自哪裡

其實,這個問題本質是,我們不理解孤立的宇宙, 我們不相信時間有起點。

由於我們生活在當下的宇宙裡,按照相對論,光錐不可破,所以用現有的物理知識,我們無法知道我們宇宙之外的事情,包括距離、空間、時間。大爆炸的那個“嘭”,都只能另外做設想。幸運的是,我們有一些哲學性的原則可以幫助我們猜測。

1,我們不特殊,我們就是普通人

人類的科學進步,一直在給人類灌輸這種思想,這種信念。比如日心說,比如進化論,比如太陽是普通恆星,銀河是普通星系,比如,所有的原子都是氫原子的聚合。那麼,我們的宇宙為何要如此特殊呢?

所以,有人提出來平行宇宙、多重宇宙。

那麼,也許我們的宇宙奇點,就可能是母宇宙中,兩個類似黑洞的天體碰撞,碰撞造成了更大的黑洞,但黑洞內部空間就是白洞大爆炸。

當然,還有其他理論假說。但是基本思想類似,就是,更高層級的宇宙中的偶然事件,造成了我們的宇宙奇點。

2,一切隨機,什麼都是概率

按照量子力學,一切都是隨機,只是發生概率不同。

真空中就會有能量,這個叫“真空量子漲落”,只是能量比較小,時間很短。但是具體卻是隨機的。就是說,能量大小是隨機的,只是一般很小。由於宇宙時間足夠長,空間又很多,那麼極小概率事件也是有可能發生的。

“如果讓100萬隻猴子在打字機上亂敲100萬年,你怎麼知道不會誕生一部《哈姆雷特》?”

3,超高能量、質量不稀奇

整個地球質量有多大,整個太陽的能量有多少,以前是讓我們吃驚的數字,今天我們都不稀奇了。

宇宙中超新星爆發的幾秒鐘時間釋放的能量,就是太陽一生總釋放能量的數個數個數量級。當預言中子星這種怪物時,連科學家都不相信,而今天他們已經在區分是否有夸克星了。

現在我們找到的超大質量的黑洞,質量達到太陽質量的180億倍,以至於我們都無法感受這個數字。即使如此,我們也不敢說,這是宇宙中質量最大的黑洞,只能說是目前發現的最大質量黑洞。

那麼,有個超級質量,或者超級能量,又有什麼不可理解的呢?

現在要探究奇點的能量來源有點早

我們有太多東西不懂,所以,現在就問奇點的能量來自哪裡,其實得不到真正答案。比如,早期大爆炸理論,沒有涉及暗物質和暗能量。可是我們現在知道,宇宙的總質量中,常規物質僅佔4%,暗物質佔23%,剩下的都是暗能量。而暗物質和暗能量我們到現在幾乎一無所知。宇宙大多數質量都是我們不瞭解的物質,那麼那個大爆炸推測的宇宙演化理論還成立嗎?

我們現在推測奇點能量來源,就像刀耕火種的原始人,想知道太陽為何發光發熱,又為何日落西山卻日出東海一樣。非要解釋個答案,就會有太陽神天天上班的神話出來了,其實與真理相去甚遠。


海螺008


大爆炸宇宙模型認為,宇宙起源於一個奇點,但奇點是超時空的玩意,也就是說不是我們世界的東西,所以人類所有的理論在那裡都失效,無法解釋。

宇宙大爆炸是由宇宙原初奇點爆發的,當然能量也就是從這個奇點而來。人類雖然無法解釋奇點,但並不是不可想象和借鑑。

目前黑洞理論就是中心有一個奇點,這個奇點有許多和宇宙大爆炸相同的性質,比如無限小(沒有體積)、無限曲率(引力無限大)、無限密度(無法知道里面的東西多麼緊密)、無限熱度(無法知道溫度有多高)。

當然後面幾個無限都是由於前面那個無限小引申過來的。我們想想,如果這個東西連體積都無法測量,那麼大質量(最小的黑洞都有3個左右太陽質量)擠在裡面,怎麼能夠知道擠得多緊、有多密呢?其引力只是在史瓦西半徑範圍裡達到無限,光都無法逃逸,並不是任意得無限;那麼多無限密度的東西擠在一個無限小的空間裡,熱度當然就無法衡量了。這是從黑洞觀測所得到的結論。

黑洞無毛理論告訴我們,所有進入黑洞的物質原有信息都不復存在,我們雖然不知道里面物質或能量的狀態,但可探測其三個基本物理量,就是質量、電荷、角動量,憑著這些,我們人類可以觀測到它們的存在,並能夠測算換算出它們的質量和史瓦西半徑(事件視界)。

科學家們認為,研究黑洞的成因以及性質,可以窺視宇宙起源奇點的秘密。

那麼我們宇宙奇點就也同樣具有質量電荷角動量了。根據愛因斯坦質能方程E=mc^2,能量當然來自奇點質量。

從這個意義上來說,我們宇宙整個質量本來就包含在這個奇點中,宇宙大爆炸的能量就來自奇點本身的質量。在宇宙大爆炸那一刻開始,時空物質同時出現,這種質能轉換就開始了。

至於宇宙大爆炸之前的奇點從哪裡來,現在科學界有一些猜想,下面簡單介紹兩個:

一個是量子力學認為,宇宙沒有形成時處於假真空狀態,宇宙一片虛空,在這種虛空中充滿著海森堡不確定性量子漲落,也就是存在著真空零點能,奇點就是在這種量子漲落中隨機出現而發生爆發的。這種爆發開始後,就有了我們現在認識到的時空和物質,普朗克尺度以後的事物就可以用人類理論來進行研究和解釋了。

這是一個複雜的理論,一下子也很難說清楚。而且我還有一個疑問,假真空算時空嗎?宇宙大爆炸前哪來的時空?

另一個理論認為,我們現在宇宙膨脹就是黑洞形成的鏡像反轉。當宇宙膨脹到一個臨界點時,就會收縮,然後像黑洞形成一樣,宇宙質量最終坍縮到自己的史瓦西半徑以內,無可遏止的坍縮到那個奇點之上,時空和物質都化為烏有。

這個奇點裡麵包含著宇宙的質量和能量,這些能量在“裡面”不斷的變化和騷動,有一天維持奇點的平衡被打破,新的宇宙大爆炸就開始了。

現在人類並沒有觀測到黑洞奇點發生大爆炸的事件,如有這種事件,這個猜想就有了進一步的依據。

時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題,歡迎共同探討。


時空通訊


宇宙來自於138.2億年前的奇點大爆炸,而奇點是一個體積極小、密度極高的點。奇點的性質類似於黑洞,但是黑洞是由於質量巨大而相互吸引,但是奇點為何也是質量巨大但是卻傾向於爆炸呢?

科學界只給出了宇宙自奇點爆炸而來,但是奇點為何會爆炸卻沒有科學家給出答案。因為在宇宙大爆炸的普朗克時間段內,空間和時間還沒有產生,所以這之前的事情我們無法精確得知。對於爆炸之前的奇點性質,我們僅僅能夠猜測一下而已。有些科學家認為奇點是量子漲了出來的,於此同時還漲落出來一個和我們相反的負奇點,漲落出來後正負奇點開始爆炸並擴張。這麼樣的話整個奇點都是自虛無之中誕生,那麼奇點爆炸的能量也是來自於虛無之中。

還有人認為奇點只不過是高維生命創造的而已,就像他們放煙花一樣,我們的宇宙是他們點燃了引線,然後發生了爆炸。

還有人根本不相信宇宙大爆炸,認為宇宙一直就是這樣樣子,無邊無際,無始無終。

到底宇宙如何來的,到底奇點為何會爆炸,但目前還不是我們能夠想象的。不過如果我們未來能夠達到像三體世界中的“神級”甚至“超神級”文明,可以跳出宇宙看問題,瞭解宇宙本質的時候,或許才是我們知道答案的時候。


科學探秘頻道


尊敬的題主,您可先假想一下,宇宙是否有大爆炸?

一.假如有宇宙大爆炸,先不去討論奇點是如何形成的,按傳統的描述,奇點是一個體積無限小,密度無窮大的一個“點”,奇點內包含了宇宙中所有的物質,奇點內的物質躁動不安地進行著劇烈的物化反應,當反應達到奇點所能承受的臨界值時,在普朗克時間10的負43秒爆裂開來,並且爆炸的瞬間就形成了十維宇宙,十維宇宙幾乎在形成的同時又迅速分裂成六維宇宙與四維宇宙(倒和道家思想較為接近,道生一,一生二,二生三,這裡的“三”會不會指的也是維度,只是老子沒有意識到四維的存在?),六維宇宙迅速崩塌,四維宇宙則迅速膨脹至今……

由此來看,宇宙大爆炸的能量來源於奇點內質能反應。

可,又如何證明上述的一切?!無法證明,科學家總說,創世的那一刻,一切都是不可想象,更無法理解的。

由此,請看——

二.鑑於奇點理論的不可證明、無法解釋,近代又有科學家提出穩恆態宇宙理論,該理論在超大尺度上描述了一個相對靜止的宇宙,持此理論者認為,宇宙在宏觀角度上來講根本不存在奇點與大爆炸,宇宙是一個無始無終的時空漲縮體,137億年在宏觀層面上來看只是宇宙膨脹運動短短一瞬,其膨脹的幅度在微觀(人類的觀察角度)層面看起來卻非常之廣闊,急速膨脹所產生的各種效果在人類視角看來非常類似於爆炸現象,所以人類誤以為宇宙存在一個起始的創世時間點。

我比較傾向於第二種說法,題主你呢?


奔騰系列之狂奔的蝸牛


很想完整回答你的問題,但篇幅太大,尤其有些問題我也沒有想通。所以簡單回答一下。愛因斯坦認為完整的宇宙只有四個力:強力、弱力、電磁力和引力。並想用統一方程式來表述這四大力。但是引力根本不入流,與三大力沒法統一。對比前三大力,最小最微弱的就是引力。但別小看了引力,星系形成及其運動全靠引力。總之,我得出一個宇宙法則:最小、最微弱的那個力,可以靠數量取勝,最後主宰世界。

且先不談宇宙爆炸原理,按理說爆炸後,因為萬有引力作用星雲應該聚合,觀察是藍移而不是紅移。因此就引入了空間暗能量,這是必須的。因為哈勃發現,離我們越遠的星系,遠離我們速度越快。空間暗能量就是與引力相反的斥力。可以說這斥力與空間尺度有關。也就是說空間到達一定程度,斥力可以戰勝引力。

假如我們認為,空間斥力無處不在。但存在肯定比引力更小,所以沒人能夠感受到。但空間足夠大後,斥力威力就大於引力。所以只有斥力才能夠推動星雲相互遠離,而且加快遠離。

萬有引力是由物質產生的,為什麼物質會產生引力,機理何在?那麼宇宙的空間是什麼,虛無嗎?為什麼不產生斥力?斥力比引力更小,但是宇宙空間比宇宙物質更多。符合宇宙法則,演繹宇宙的是由最小力但數量最多起作用。因此,宇宙大爆炸,是斥力達到極端的無窮大時候,把宇宙拉開的。尤其把宇宙原子核拉成最簡單的氫元素。後來的宇宙演變都是由氫開始。


活的自在點



委實說宇宙大爆炸理論儘管解釋了宇宙的誕生之謎,但是也帶來了一個終極問題“奇點是如何產生的?為什麼它要爆炸?”

宇宙來自於138.2億年前的一次大爆炸,這個初看起來無比荒誕的科學數據在過去幾十年來不斷改變,如今的138.2是歐航局普朗克衛星根據新測定的哈勃常數在2013年定下的,可以預見的是這個數字在未來肯定還會被進一步精確和更正。


美劇《生活大爆炸》的主題曲就有“一切來源於大爆炸”這句歌詞,物理學家告訴我們我們看到的物質只佔宇宙物質總量的4.9%,而這4.9%的物質都是由基本粒子構成的,基本粒子又脫胎於宇宙大爆炸之後,因此構成我們人類的物質和構成宇宙萬物的物質確實都來自大爆炸,準確的說宇宙中的一切都是138.2億年前那個奇點的一部分。

儘管量子力學認為宇宙大爆炸是由一次偶然的量子漲落而產生的,但現代物理學家認為時間和空間以及物質在大爆炸之前都是不存在的,因此對於“奇點之前”發生的事物理學是無法解釋的。


奇點意味著一切已知物理定律的失效,除了宇宙大爆炸的奇點外黑洞奇點也是讓物理定律失效的地方,因此有科學家寄希望於研究黑洞老破解宇宙大爆炸之謎。


宇宙探索未解之迷


哈勃紅移的觀測發現,相對論理論結果,宇宙微波背景輻射及宇宙氫氦丰度的檢驗結果,為宇宙大爆炸理論提供了充分的科學依據。其實僅根據牛頓萬有引力結果及能量從高向低定後的運動的熱力學第二定律及奧伯斯夜暗詳謬的證反結果,早就應該得出宇宙必定有一個能量最高的原始起點開端。宇宙大爆炸科學理論結果成為人類科學認識論上的決定性理論成果,但是人類科學對於宇宙大爆炸產生的原因機制及其能量產生來源卻陷入了迷盲困惑。其原因是現代科學對於引力勢能與運動動能條件狀態下的能量守恆規律(機械能守恆規律)產生了錯誤一一引力勢能與運動動能條件下運動能量不守恆,能量守恆規律不成立。

我們知道運動動能是有動量能量質量引力及速度等實在存在特徵的。而引力勢能只是根據人們發現的尚未真正認識和理解的一種暫時局部表面神秘的"萬有引力現象”而計算總結出的抽象概念特徵。這種抽象的"引力勢能”是沒有任何動量能量質量引力速度等客觀實在具體存在形態與特徵,不能實在存在和表現,看不見摸不著的抽象虛擬神秘概念,即可以神秘憑空產生創造幻化出相應的無窮動能能量,也可以神秘憑空吸收消納相應無窮動能能量,而成為可以神秘憑空產生和容納無窮運動動能能量的無窮“虛能量海"、無窮“虛引力能"。因為引力勢能是沒有任何動量能量質量引力速度等實在具體存在表現形態特徵的抽象虛擬想象的"虛能量虛引力能”,因此不能與客觀實在具體的運動動能能量進行等效等價同等考量和守恆統一。而客觀現實實際上不論是宏觀還是微觀引力勢能與運動動能的運動系統中,系統動能動量能量質量等系統要素特徵都是不同的變化的不守恆的。引力勢能與運動動能條件狀態下的能量守恆一一機械能守恆規律不能存在和保持。

引力勢能與運動動能條件下的能量守恆規律一一機械能守恆規律產生錯誤的原因是將力的概念與能的概念相混淆了。在力的概念下,力的方向可以有正反正負不同分別。而在能量概念中,能量是沒有方向正反能量正負分別的,而且在哲學理論上是不能存在也無法解釋和說明負能量概念的。能量只能為正不能為負,因此將引力勢能定為負值的負引力勢能概念是錯誤的。引力勢能的實質是一種力一一引力作用力,不能將力與能的概念等價混淆了。

主觀人為將引力勢能定為負值,將空間無窮遠處的引力勢能定為零值,將引力中心零點的引力定為無窮大,與引力客觀事實不符合。客觀事實引力性質特徵是,引力中心零點的引力勢能為零值,趨向無窮遠空間的引力勢能為無窮大。引力勢能是正值,即定引力運動系統有其即定能量勢值和系統合力值,系統會合力不能為零,引力勢能也不能與運動動能保持能量守恆。

根據抽象虛擬的引力勢能即可以憑空神秘產生創造運動動能,也可以憑空神秘吸收容納運動動能而自身沒有任何客觀實在在具體存在形態特徵的抽象虛擬神秘現象,應該拋棄嚴重偏差錯誤的將引力勢能定為負值的錯誤規定,和引力勢能與運動動能統一守恆的能量守恆(機械能守恆)規定,引入和創立"虛能量虛引力能"概念,形成"虛能量虛引力能"無中生有憑空神秘產生創造能量的能量產生來源機制。打被了能量守恆規律,從理論上為能量和世界的產生來源建立了能量創生來源機制。也為宇宙大爆炸的能量產生來源提供了理論條件基礎,只是要產生無窮能量的宇宙大爆炸需要嚴苛的宏觀環境條件,具體機制過程參見本人另文《宇宙誕生記。


識破天機拯救天下


宇宙大爆炸理論是目前廣為接受的關於宇宙誕生的理論,科學家認為宇宙是有年齡的,而在138億年前的某個時候,宇宙在一場創世大爆炸中誕生出來。

假設宇宙是有年齡的,那麼促使它誕生的原因會是什麼呢?在宇宙誕生之前,宇宙是什麼?對於這個問題,科學家給出的解釋是,宇宙在大爆炸之前是一個奇點,而所謂的奇點,指的就是一個密度無限大,體積無限小的一個點,奇點的溫度異常之高,在其爆炸之後,誕生而出了今天的宇宙。

可是,宇宙似乎永遠都會是一個最深不可測的命題,有人說宇宙從大爆炸中產生,但是那畢竟也是推測而已,還有人說宇宙萬物是上帝制造出來的,當然這有點太過於宗教色彩了。為了描述宇宙的突然誕生,科學家假想了一個模型,而這個模型就是所謂的奇點。具體看來,奇點似乎是一個難以想象甚至是有點不可思議的點,因為它被描述成為體積為零,時間停止的點。

我們總說宇宙宇宙,可是我們真的瞭解宇宙到底是什麼嗎?古人云:“往來為宇,四方為宙。”也就是說我們的宇宙是由時間和空間組合而成的,但是宇宙誕生之前,這裡可以說是什麼也沒有,時間不存在,空間也不存在,似乎是一片虛無,可是奇點卻是存在的,那麼就產生了一個很有意思的問題,那就是奇點究竟是怎麼來的呢?



科學家認為,在每一個黑洞的正中心,就存在一個奇點,黑洞力量達到平衡之後的存在形式就是奇點,當黑洞收縮到相當的程度之後,外圍物質向內收縮的力和內裡物質向外膨脹的力相平衡,於是就達到一種穩定狀態。而大爆炸的形成,其能量來源於奇點內的膨脹力和收縮力的不平衡帶來的結果,一旦奇點內的膨脹力超過收縮力之後,內層的物質就可以將外層物質猛烈地向四周拋撒,形成大爆炸。


鏡像科普


宇宙大爆炸完全是謬論。根據一個紅移現象就推導出宇宙大爆炸,簡直把別人當傻瓜嘛。所謂大爆炸只是個假說,支持的證據再多也然並卵,否定的證據只要一個就夠了。

他們現在說,織女星系和銀河系將在幾十億年後相撞。這足以否定宇宙大爆炸假說。一個爆炸會產生許多碎片,向四周飛散。碎片之間的距離只會越來越大,不可能越來越小。正因為碎片的距離越來越大,產生了紅移現象,才有宇宙大爆炸的假說。現在反過來,碎片發生相撞。相互矛盾。所以宇宙大爆炸已經被否定了。

科學是不能相信的,科學可以用。你用錘子就相信錘子嗎?你用手機就相信手機,結果被詐騙電話騙得慘兮兮的,怪誰呢。關於宇宙,科學的各種說法是相互矛盾的。但是科學家總是樂此不疲的在編瞎話。科學本身已經決定了科學家說的都是瞎話。什麼是科學?可以被證偽的理論是科學。瞎話可以被證偽,真話不能被證偽。所以科學家永遠在說瞎話。不可以相信。


用戶4699809132


宇宙大爆炸並不是真的“爆炸”,只是一種形象的說法,其實是一種猛烈的膨脹過程。那麼宇宙劇烈膨脹的能量來自哪裡?

很抱歉,沒有人沒給出一個準確答案,任何答案都只是只想象猜測,因為我們目前的所有已知大自然法則都無法詮釋奇點為何會發生大爆炸,一切物理定律都失效了不要說奇點了,連黑洞的性質我們都無法準確描述!

我們只能去描述大爆炸發生一個普朗克時間後的情形,因為任何小於普朗克時間的存在都沒有意義。所以,我們也只能去猜測,基於一定理論上的猜測。

只能說,宇宙大爆炸的發生不需要能量,因為它本身就是能量,正如宇宙大爆炸發生時的奇點不需要存在什麼地方,因為奇點本身就是“地方”,奇點創造了一切,包括時間空間,還有萬事萬物!

奇點為什麼會突然爆炸(膨脹)?我們無從得知,或許這就是大自然的一個基本法則,這樣的法則有很多,對於有些法則我們沒有必要一直追問下去,就如同有些人會問“為何有大自然法則的存在?”一樣!如果非要問的話,只能說產生於隨機和偶然!

而這也是奇點產生的方式,在量子虛空中,各種虛粒子也是非常隨機偶然地不斷衍生出來,然後很快消失,這種不斷衍生消失的過程也讓奇點有了出現的可能,雖然可能性很小,但在量子力學中,總會出現的!


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