一篇文章,让你搞清楚“宇宙大爆炸”

        很多人听说过“宇宙大爆炸”理论,根据这一理论,我们的宇宙,起源于150亿年前,体积无限小、密度无限大、温度无限高、时空曲率无限大的点,这种点被称为奇点。宇宙正是从奇点的大爆炸后不断膨胀,并最终形成了当前的宇宙。

        虽然宇宙大爆炸是如今世界天文学界公认的理论,但对普通老百姓来说,这听起来依然像盘古开天辟地的神话般匪夷所思。要知道,我们的宇宙,仅能被人类观测到的范围,就有930亿光年,包含着1000亿个星系,300亿亿颗恒星。要说这些全部来自于一个奇点的爆炸,无论如何都超出了公众的想象力。

        另外,宇宙大爆炸前的奇点又是怎么产生的?什么力量引发了大爆炸?宇宙之外是否还有更广阔的空间?宇宙之外还有没有其他宇宙?这一系列问题都持续引发公众的好奇心。下面我们就通过一篇文章,将上述问题全部讲清楚,讲的通俗易懂。

首先,为什么宇宙大爆炸理论是可信的?

        宇宙大爆炸理论是1927年由比利时天文和宇宙学家乔治.勒梅特首次提出的。该理论刚开始,被世界科学界“嗤之以鼻”,连爱因斯坦也反对这一新兴理论。

        当时世界科学界,因全面接受了进化论,又完全推翻了“上帝创造论”,盲目反传统,不承认《圣经》所言的宇宙有一个起点。这时的西方科学界普遍认为宇宙和物质是恒定不变,无始无终的。他们觉得宇宙大爆炸理论,就像神学一样荒谬。不过随着科学发展,越来越多支持宇宙大爆炸理论的证据不断出现。

        1922年,美国著名天文学家爱德文.哈勃观测到大部分星系都存在“红移现象”。所谓红移现象,指大部分银河系外的星系,正变的越来越红,说明它们正远离银河系。打个比方,中午时,由于太阳距离地球近,其光谱是黄白色的;而傍晚时,由于太阳距离地球变远,其光谱则会变成红色的。

        红移现象说明宇宙正在膨胀,这首次证明了宇宙大爆炸理论的可信性。爱因斯坦曾亲自观测了红移现象,并随后公开承认自己此前的判断失误。

       1964年,美国两位无线电工程师阿诺.彭齐亚斯和罗伯特.威尔逊在改进卫星通讯时,无意中发现了宇宙微波背景辐射。这种辐射形成于宇宙大爆炸之初,被称为创世纪的第一缕光子,它一直在宇宙中穿行,直到撞上人类的探测器。

        宇宙背景辐射的发现,给人们带来了宇宙刚刚爆炸后的信息,也进一步验证了宇宙大爆炸理论的可靠性。这两位无线电工程师,也借此成就,荣获了1978年的诺贝尔物理学奖。

        2014年3月18日,美国物理学家宣布首次观测到宇宙原初引力波存在的证据。原初引力波产生于宇宙大爆炸的那一刻,是大爆炸产生的时空涟漪,简单地说,可以被视为大爆炸的“回响”和冲击波。虽然2015年1月30日,这一发现被认为是个误会,但如今包括中国在内的世界各大科技强国,都在加强对原初引力波的探测。一旦这一证据被固定,那么无论你多么怀疑宇宙大爆炸理论都没用了,因为原始核心证据,就摆在眼前。

        由上可见,我们的宇宙99%是源于远古时期的一次大爆炸,这种前沿科学的发现,恰恰验证了中国道家与佛家“空能生妙有”的观点。想想是不是很神奇呢?

第二,宇宙大爆炸的奇点是什么?怎么来的?

        人类对宇宙大爆炸的认知依然肤浅,关于宇宙奇点,更是基于猜想。不过一些科学家在此领域已进行了探索。

        首先值得一提的是1965年,英国数学物理学家罗杰.彭罗斯在理论上证明了彭罗斯定理。该理论认为老年恒星最终会在自身引力的作用下收缩,最终收缩到零,也就是奇点。奇点是一个密度无限大,热量无限大,温度无限高,压力无限大,时空曲率无限大,体积无限小的“点”。

        以我们生活的太阳系为例,它之所以存在,是因为太阳内部的核聚变能量依然充足。等有一天太阳内部能量消耗殆尽,那么太阳、太阳系内的所有行星,包括地球和地球上的人类,都将收缩成为一个奇点,整个太阳系都将归零。

        斯蒂芬.霍金在此基础上进行理论研究后认为,彭罗斯定理也适用于整个宇宙。换句话说,我们这轮宇宙的奇点,很可能是上一轮宇宙坍塌后的结果。

        两千多年前,老子在《道德经》上就曾说过:“有生于无”,以及“道生一、一生二、二生三、三生万物”。这与宇宙奇点理论以及宇宙大爆炸理论似乎完全契合。至于老子为何会有如此高的科学高度,恐怕只能等人类具备了时空穿梭能力后,当面去问老子了。

第三、奇点为什么会爆炸?

       根据广义相对论,奇点是一个体积无限小,质量无限大,时空无限完全的点。如果仅仅根据广义相对论,这个点应该是稳定的,是不应该发生爆炸的。

        但奇点又的确发生了宇宙大爆炸,那么只能说明它内部出现了运动变化。而研究奇点内部的变化则需要借助量子效应。而量子力学和广义相对论本身是不相容的。这就是为什么爱因斯坦下半生都在研究统一场理论。但目前这个问题的答案还无解。

        既然这是一个终极无解的问题,那么我们不妨大胆假设。我们假设宇宙如果真的存在十维空间,而我们仅仅生活在四维空间里,那么这个终极问题就有解了。

        因为虽然在四维空间中,奇点看似稳定的,但在十维空间里,奇点则是极其不稳定的,而对于一个不稳定的空间来说,发生裂解是随机并随时可能发生的事情。

        而当奇点爆炸的那一瞬间,十维空间会瞬间分裂成为两个部分,一个是四维宇宙,即我们生活的不断膨胀的四维空间。而另一个则是六维宇宙,它会不断坍缩,坍缩为一个无限小的存在。

        按照佛家理论,世界分为十方世界,每一方都有无量无边的佛国世界。那么这个十方世界,会不会就是指十维空间呢?

第四,宇宙之外是否还有宇宙?

        既然宇宙是大爆炸的产物,那么这种爆炸就肯定会有一个范围,也就是说我们的宇宙是有边界的。那么问题来了,我们的宇宙之外是什么呢?

        在研究这个终极问题过程中,有科学家就提出了多元宇宙或平行宇宙的概念。直白地说,科学家认为,我们的宇宙之外还有更大的空间,称之为混沌空间。在这个混沌空间里,还林立这无数的宇宙,有的宇宙诞生,有的宇宙毁灭死亡,宇宙的诞生和死亡也是一个轮回。另外,多元宇宙理论,并非仅仅是空想,也有相应的证据。

        20世纪五十年代,有物理学家在观测量子时,发现每次观察的量子状态都不同。由于宇宙空间的所有物质都由量子组成,因此科学家推测,既然每个量子都有不同状态,那么宇宙也可能不止一个,而是由多个宇宙组成的。

        另外,宇宙学家认为,当我们生活的宇宙与另外一个宇宙之间发生碰撞时,会在宇宙微波背景辐射中留下痕迹。一旦这种痕迹被侦测到,则可以说明另外一个宇宙的存在。

        2007年8月,科学家在研究宇宙微波背景辐射信号时,发现了一个巨大的冷斑,其中完全是空的,没有任何物质和暗物质,也没有辐射信号。这种如此怪异的时空,被认为是我们的宇宙与其他宇宙发生碰撞的结果。而且宇宙学家认为我们的宇宙至少四次与其他宇宙发生过碰撞。

        由于篇幅原因,这篇文章就写到这里了。如果你认真看完这篇文章以后,是不是对于中国神话故事盘古开天辟地,以及对于中国的道家学说,佛家学说,有了另外一种感受了呢?

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