宇宙起源于無窮小的奇點,那麽奇點的外面到底是什麽?

宇宙時空探索 2024-04-03 15:23:43

對于宇宙誕生之初的奇點,很有必要強調兩點:

第一,奇點並不是任何空間上的一點。

第二,宇宙大爆炸並不是從一個點開始的。

那麽,奇點到底是什麽意思呢?

奇點只是數學上的抽象概念,說白了就是數學也無法處理的點,對于這樣的點,數學也沒有辦法定義。

可以這麽通俗理解,很多人都數學函數,比如說函數f(x)=1/x,但x等于0時,函數的值就是無窮大,但無窮大並不是某個有定義的值,我們認爲x等于0就是函數的奇點。

實際上,我們的宇宙並不是從一個無窮小的點爆炸而來的,但是我們經常這樣講,當然,確實可以這樣通俗理解,不過我們需要知道這是不嚴謹的。那麽奇點到底是什麽意思呢?

美國天文學家哈勃在20世紀20年代觀測遙遠星系的運行規律時,偶然發現了遙遠星系的紅移現象,表明遙遠的星系在加速遠離地球,也意味著我們的宇宙一直在膨脹。

既然宇宙在不斷膨脹,如果讓時間倒流,宇宙當然會不斷收縮,最終在138億年前,收縮到一個密度溫度都非常高的狀態,而這種狀態下,人類已知的所有大自然法則都失效了。

無限的概念在經典物理世界本來就是不存在的,因爲無限是第一個抽象概念,而物理學描述的是具體的事物,因此,經典物理學一旦遇到奇點就失效了。

實際上,不用遇到奇點,只要是比普朗克長度更小的尺度,我們已知的物理法則都會失效,因爲普朗克尺度是有意義的最小長度單位,任何比普朗克尺度小的長度都沒有意義。

普朗克長度雖然很短,無限接近零,但總是比零要大的。也就是說,所謂的奇點只是人們利用數學思想假想的概念,對于我們來講是沒有意義的。

就如同黑洞中心的奇點那樣,同樣是一個體積無窮小的點,實際上,當我們這麽描述時,恰好表明了人類的“無知”,因爲我們實在不知道該如何具體描述奇點的狀態。

人類當然無法具體描述奇點了,因爲有學者認爲,奇點本就不屬于我們世界的東西,而屬于“超時空”或者“高維度”的存在方式。

宇宙大爆炸瞬間,並不存在四種基本作用力,只有一種力,所謂的“超力”。隨著宇宙不斷膨脹,溫度密度不斷下降,之後分解成了四種基本作用力。

任何借助四維時空的概念試圖理解奇點的想法,其實都是行不通的,但人類就生活在四維時空裏,很難擺脫四維時空的思維方式,而奇點完全不屬于四維時空,因此人類很難理解奇點的狀態。

但有一點是可以肯定的,在宇宙大爆炸瞬間,也就是奇點的狀態,完全沒有任何時間和空間概念。或者我們可以通俗這樣理解,奇點本身就是空間,它不位于任何空間上,也沒有“外部”的概念,所有東西都在裏面。

當然,你也知道的,通常情況下,通俗的東西往往意味著不嚴謹。但有時候就是這樣兩難,尤其是科普工作中,需要利用通俗的手段去嘗試理解,畢竟我們普通人很難以專業的態度去理解科學,用通俗的手段诠釋科學有時候效果會更好,不然面對一大堆晦澀難懂的專業術語和數學公式,嚴謹是嚴謹了,但起不到任何科普效果,也沒多大意義。

說白了,奇點就是現有物理學理論的奇點,或者說“盲區,未知”等,隨著科學理論不斷發展,科學家們將會解釋更多未知的東西,那麽物理學上的奇點也會隨之消失。

還有一點,宇宙大爆炸理論本質上只是一種假說和猜測,雖然有強有力的證據加以支撐,但大爆炸理論本身並不能回答大爆炸到底是如何發生的,或者爲什麽會發生,更不能解釋“宇宙大爆炸之前”的事情。

要回答以上這些問題,還需要更高級的理論才行,比如說弦理論,超弦理論或者M理論,這些理論都涉及到了高維的概念。

當然,詭異的量子力學或許能向我們傳達這樣一種結果,所謂的奇點可能就是量子漲落的結果,准確來講是極大的量子漲落,在某個瞬間漲落出極大的能量,這就是奇點。

果真如此的話,意味著很可能存在很多其他奇點,甚至無數個奇點,因爲量子漲落是隨機上演的,理論上可以發生無限多個極大的量子漲落。那麽,奇點外面很可能還是奇點,我們宇宙的外面仍舊是宇宙,所謂的平行宇宙。

但以上觀點也只是猜想,即便量子力學遇到奇點也無能爲力,雖然量子力學負責的就是微小的基本粒子,但也是普朗克長度以上的尺度!

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宇宙時空探索

簡介:用通俗的語言诠釋科學