根据霍金的奇点定理,答案永远是: 不,在大爆炸之前。
宇宙连同空、时间、它的物质和能量都诞生在大爆炸时期密度和曲率无限大的奇点中。
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人们经常问: 大爆炸前的宇宙是什么样的?
根据霍金的奇点定理,答案永远是: 不,在大爆炸之前。
宇宙连同空、时间、它的物质和能量都诞生在大爆炸时期密度和曲率无限大的奇点中。
;但暴胀宇宙理论和暗能量的发现突破了奇点定理,所以这个答案不一定正确。
那么还有什么其他的可能性呢?
这是一个高度投机的命题,科学家们已经构想了许多模型。
这里有一些有趣的例子。
第一个是圆形宇宙的模型。
爱因斯坦在20世纪30年代认为宇宙在膨胀和收缩 mdash或者在大爆炸和大挤压之间有一个循环。这就是循环宇宙或者振荡宇宙。
在这个模型中,宇宙会在一次大挤压中终结,然后就像神话中浴火重生的凤凰一样,每次大挤压之后都会再次发生大爆炸,开始新一轮的膨胀和收缩。
但是,美国物理学家托尔曼提出了问题:根据热力学 熵增原理 每进行一次这样的循环,循环周期和振幅必然变得越来越长,越来越大。
反过来看,之前的周期一定是越来越短越来越小,结果好像又回到了大爆炸的奇点。
目前很难确定这种循环会不会发生,以什么形式发生。【/br/】由于用来描述宇宙演化的理论主要是引力理论,当宇宙变得很小时,必须同时考虑量子效应,因此需要首先发展一套完整的量子引力理论。
近几十年来,量子引力的一个候选理论 mdash mdash超弦理论悄然兴起。
基于弦理论的循环宇宙开始流行。这是膜宇宙模型。
弦理论允许我们把宇宙描述成高维度之间的三维薄膜空。
这种薄膜可能会与另一种完全平行的薄膜发生周期性碰撞和反弹。碰撞过程类似于宇宙大爆炸,但不会产生无限奇点问题。
碰撞释放的能量转化为基本粒子,然后逐渐演化成各种天体结构,甚至智慧生命。
但每一次碰撞都抹去了上一个宇宙中的所有结构,于是宇宙在碰撞和反弹之间周而复始。
另一个有趣的模型是混沌膨胀模型。
现在的天文观测表明,宇宙在诞生之初很可能经历了一次暴胀,然后逐渐平静下来,产生了无数的星系,甚至人类本身。
然而,物理学家林德在1986年提出,膨胀一旦发生,就永远无法停止。
因为暴胀会让空迅速膨胀,随着空的迅速放大,无处不在的量子涨落可能会引发空之间新的局部暴胀,会让这部分空变大,然后在其中的某个地方。
在这样的模型中,永恒的膨胀就像一壶开水,我们的宇宙只是一个气泡。
幸运的是,这个泡沫停止了膨胀,最终演变成了一个有血有肉的宇宙。
在这个宇宙之外,可能还有其他的泡沫宇宙,这样的泡沫不断冒出来,不断长大。
回溯时间,我们的宇宙可以追溯到一次暴胀,而这次暴胀又可以追溯到另一次暴胀。
此跟踪过程可能会无限期地继续下去。
在大爆炸之前,理论家们持有不同的观点。
人们希望从宇宙微波背景辐射的精确测量中获得更多的信息,可以用来鉴定理论的真伪。
让我们看看谁会笑到最后。