永恒之火和宇宙魔方不是永恒的

  宇宙是永恒的,从小到大都是这么想的,虽然也看过不少相对论或者宇宙大爆炸之类的书,但总是没有很明确直感的认识。可有一天看了一个纪录片,突然有了一个念头,宇宙真能永恒吗?  如果有永恒,必然得有个真实、坚固,永远不变的支撑,比如像我们感觉中的大地。可宇宙中恰恰没有那东西,就好像大地实际本身也不稳定,而是每分每秒都在到处转。  宇宙中,有许许多多的星球,这些星实际都悬在半空,只是靠相互的作用力而相对稳定地悬着。然而,每个产生作用力的星球却是变化的。比如太阳,不断地发光,向外喷射物质。天长日久必然会影响它对外的作用力,这样原先所维持的平衡就被打破。最终的结局必然是乱七八糟。
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  楼主受限于实体观,事实上你能看得见摸得着的,恰恰是最不能永恒的!
  这就是民科的水平?你们都是天才,但是请在已知物理学定理的基础上发癔症,这样才有人愿意帮你们验证。你现在的想象力,科学家们多看一眼都觉得浪费时间
  有个词说的就是楼主,杞人忧天
  楼主看得很通透,这是人世间的“现实”和“无奈”。曾几何时,我也有这样思索过自己的人生,但貌似世间的一切都逃不过“自然规律”,人既要受现实的束缚,也要遵循自然界的“规律”而活。我们的“理想”和“期盼”不得不向现实“低头”,甚至“落空”。其实做人很无奈,我们要面对的太多,走不出这“条条框框”。但我认为:人生纵有遗憾,但有限的日子里,能做到“尽力而为”就可以了,最后对人生的交代都需要一句“问心无愧”。
  “有限的日子”才会显得更加弥足珍贵。
  宇宙在膨胀,  不过变化是要按亿年来计算的。
  叫英国那位瘫在轮椅上的科学家来回答。
  平衡理论体系研究天宇总能量平衡与不平衡的混合组合体  天宇总能量波动范围守恒与天宇总能量波动范围不守恒。是指天宇集合里各物质间在相同环境中或不同环境中物理能量与化学能量吸收总能量与释放总能量所建立的波动范围能量平衡(波动能量范围守恒)与波动范围能量不平衡(波动范围能量不守恒)的关系。天宇里各物质间的这种能量吸收与能量释放波动平衡(波动范围能量守恒)或不平衡(波动范围能量不守恒)是天宇的基本属性。  自然界宏观物质与微观物质中存在着相同物质在相同的环境中变化成相同的物质或不同的物质。相同的物质在不同的环境中变化成相同的物质或不同的物质。不同物质在相同的环境中变化成相同的物质或不同的物质。不同的物质在不同的环境变化成相同的物质或不同的物质。无论自然界中物质间怎样变化,就是自然界各物质间的能量变化平衡(能量守恒)与不平衡(能量不守恒)的问题。  天宇总能量就是波动范围能量平衡(波动范围能量守恒)与波动范围能量不平衡(波动范围能量不守恒)的混合组合体(相同环境段或不同环境段)。  张和平,张泽宇。
  空中是什么概念?
  宇宙当然不是永恒的,你从小到现在都搞错了啊。
  不能永恒的原因  物极必返
  @呼啦啦无赖了
14:20:55  这就是民科的水平?你们都是天才,但是请在已知物理学定理的基础上发癔症,这样才有人愿意帮你们验证。你现在的想象力,科学家们多看一眼都觉得浪费时间  -----------------------------  没必要那么阴阳怪气。我只是说一种感觉一种看法,或者一个看问题的角度。与其说与科学有关,不如说更像哲学、世界观。
  宇宙中随时都有星球的毁灭和诞生,这些星球对于宇宙来说,连九牛一毛都算不上,影响不了宇宙的整体性
  楼主这个疑问只要用道的道理来阐释就可以了,看看八卦图,阴阳总是不断转换的。这个宇宙消亡了,会有新的宇宙产生。  没有永恒不变,永恒不变的是永恒的变化。  人作为个体无法永恒,但是,作为一个整体,人也许有机会永恒存在。比如未来人类科技无限发达,太阳系毁灭了可以找到下一个太阳系,我们生存的小宇宙毁灭了,人类可以找到其他宇宙去生存。太阳系不是唯一,宇宙也不是唯一,因为空间是无限的。
  九五至尊  
  宇宙大爆炸只是众多科学推理的一种学说,并不能说宇宙大爆炸就是事实。
  时间本就不存在
  @此生奉献给祖国
09:22:23  时间本就不存在  -----------------------------  时间反应事物的变化。变化快时间快,变化慢时间慢,不变化就没有时间。
  @花常开p
21:35:45  楼主这个疑问只要用道的道理来阐释就可以了,看看八卦图,阴阳总是不断转换的。这个宇宙消亡了,会有新的宇宙产生。  没有永恒不变,永恒不变的是永恒的变化。  人作为个体无法永恒,但是,作为一个整体,人也许有机会永恒存在。比如未来人类科技无限发达,太阳系毁灭了可以找到下一个太阳系,我们生存的小宇宙毁灭了,人类可以找到其他宇宙去生存。太阳系不是唯一,宇宙也不是唯一,因为空间是无限的。  -----------------------------  是不是一定会有新宇宙?如果物质远到够不着拉不住,靠什么让它们重新聚集?
  我们也许永远无法知道宇宙什么样,因为我们的认知太有限了,在有限的认知了,无法去想象无线的宇宙。  
  平衡理论体系定义------波动理论  波动理论  物质(包括天宇、宇宙、银河、质子、电子、各种微粒、等等)在环境中波动(相同环境中波动或不同环境中波动。)物质间综合能量(能量存在大小)相互作用,个体能量作用。物质间(包括产生的新物质)相互波动(相同波动或不同波动)相互影响物质间平衡或不平衡的过程。  说明;物质间(包括个体)各种波动,能量在环境中变化,各种物质形成了。天宇物质也丰富了。  张和平,张泽宇,张金天。
  楼主好像初中物理要补考。
  @wangstep88
10:28:15  楼主好像初中物理要补考。  -----------------------------  这里不说物理,嘿嘿
  @花常开p
21:35:45  楼主这个疑问只要用道的道理来阐释就可以了,看看八卦图,阴阳总是不断转换的。这个宇宙消亡了,会有新的宇宙产生。  没有永恒不变,永恒不变的是永恒的变化。  人作为个体无法永恒,但是,作为一个整体,人也许有机会永恒存在。比如未来人类科技无限发达,太阳系毁灭了可以找到下一个太阳系,我们生存的小宇宙毁灭了,人类可以找到其他宇宙去生存。太阳系不是唯一,宇宙也不是唯一,因为空间是无限的。  -----------------------------  @特别郁闷
09:41:55  是不是一定会有新宇宙?如果物质远到够不着拉不住,靠什么让它们重新聚集?  -----------------------------  我们这个宇宙毁灭了不一定就在原来基础上产生一个新宇宙,就像太阳系毁灭后太阳最终会变成白矮星。但是,反过来想想,我们这个宇宙也不是天然就存在,而是物质长期演变的结果,就像我们的太阳系,当初也不是这个模样,是经过长期演变才有现今太阳系这么有序,适合人类的演化与生存。同时,在我们这个宇宙里面,也许在遥远的地方同样在进行着类似太阳系的演化行为出现,宇宙也是一个独立的物体,在我们这个宇宙之外,空间更加无限,相信会存在数不清的独立的所谓的宇宙。  至于宇宙是如何产生的,目前只有天晓得,宇宙大爆炸的理论也只是人类的一厢情愿,如你所说物质都飘散走了,按大爆炸的理论,每次大爆炸新宇宙就会变得越来越小,物质变得越来越少,最终都无法形成一个宇宙。  什么是永恒的?没什么是永恒的,就说物质吧,也许物质在一定的条件下会转变成暗物质,或者说负物质,从这种角度看,物质也有生与死。
  永恒也是相对的,非永恒才是绝对的,呵呵呵  
  用佛教《金刚经》的说法来说,  说宇宙永恒,既非宇宙永恒,是名宇宙永恒?  明白了吗?  说明白了,即非明白,是名明白。  清楚了吗?  ……
  @此生奉献给祖国
09:22:23  时间本就不存在  -----------------------------  宇宙的扩张会不会影响到时间?或者(扩张=时间),想象一下录像带播放,磁带的转动表现为画面出现在电视机上,而这些画面里 是有时间的。。。
  宇宙是大爆炸产生的,即然有初始的爆炸,必然有爆炸的消停。宇宙现在还在爆炸的过程中,这大规模的爆炸过程对暂短或瞬间消逝的人类历史显得太漫长了,终其一生也观察不到有多少变化,就觉得宇宙永恒。蜉蝣寿命才几小时,它觉得那一天的艳阳高照也是永恒的。宇宙永恒不永恒,取决于生命体的寿命和所在时空的感知。
  事物都在变化中。  
  只有变化是永恒的。  
  @此生奉献给祖国
09:22:23  时间本就不存在  -----------------------------  @特别郁闷
09:37:53  时间反应事物的变化。变化快时间快,变化慢时间慢,不变化就没有时间。  -----------------------------  无变化只是不好说明时间这种概念
但并不能说明时间不存在
抛开人为的主管定义 时间不需要任何变化作为它是否存在的参照物
认为有变化才有时间 那是人类主管那么认为而已
  @此生奉献给祖国
09:22:23  时间本就不存在  -----------------------------  @特别郁闷
09:37:53  时间反应事物的变化。变化快时间快,变化慢时间慢,不变化就没有时间。  -----------------------------  @0和游戏
13:25:06  无变化只是不好说明时间这种概念
但并不能说明时间不存在
抛开人为的主管定义 时间不需要任何变化作为它是否存在的参照物
认为有变化才有时间 那是人类主管那么认为而已  -----------------------------  不是说人认为不认为,而是说万物都停止运动,一切静止,自然就不存在时间。或者说时间就失去意义。
<span class="count" title="31万
<span class="count" title="5万
请遵守言论规则,不得违反国家法律法规回复(Ctrl+Enter)大爆炸前宇宙是否永恒存在:开端之早无可估量|宇宙|开端|维连金_科学探索_科技时代_新浪网
大爆炸前宇宙是否永恒存在:开端之早无可估量
我们的宇宙始于137亿年的大爆炸,在那之前呢?宇宙是有一个开端,还是永恒存在着?来源:WMAP
  (文/Marcus Chown) 正如所有的大问题一样,宇宙的起源问题很难回答。宇宙是一直存在的吗?近些年来,物理学中的一些大牛为此争论不休,有些认为无论我们回溯多久,宇宙都一直存在,还有一些人则持相反意见,认为一定有什么事件发生,导致了宇宙的创生。双方都声称,观测证据支持自己的看法,所以定论似乎一直都遥不可及。
  但是2012年年初,宇宙学家亚历克斯 维连金(Alex Vilenkin)和奥德丽 米萨尼(Audrey Mithani)声称,他们结束了这场争论。他们发现了宇宙不可能一直存在的原因。不过大自然总是有予有夺,尽管宇宙必定存在一个开始,但其肇始的真相可能已经迷失在了时间的迷雾之中。
  现代宇宙学始于1916年,当时爱因斯坦将他新建立的引力理论――广义相对论,应用于他能想到的最大引力质量――整个宇宙。像牛顿一样,爱因斯坦偏爱一个不变的宇宙,一个永恒存在从而无始无终的宇宙。要想得到这样的宇宙,爱因斯坦意识到,为了抵抗使宇宙万物相互吸引靠近的引力,空间本身必须存在一种怪异的排斥。
  不幸的是,爱因斯坦的静态宇宙仍然不稳定。就像英国物理学家阿瑟 爱丁顿(Arthur Eddington)后来指出的,这样的宇宙乃是平衡在无限膨胀和无限收缩间的刀锋之上。进一步的撼动来自于1929年,美国天文学家埃德温 哈勃(Edwin Hubble)观察到,星系如一个个宇宙飞镖般相互远离,结论是我们的宇宙正在膨胀。
  但是如果宇宙正在膨胀,一个自然而然的推论就是,它过去一定比现在小。如果我们如此一路反演下去,最终在某个很早的时刻,所有物质挤压在一个极小的体积中――这就是大爆炸。
  由此发展出的大爆炸理论,描述了宇宙自一个极热、致密的状态演化到今天的过程,但对于是什么导致了大爆炸,这个理论只字未提。这一直是一个悬而未决的问题,大爆炸之前究竟发生了什么?宇宙真的存在一个开端吗?
  可以想见,在这种情况下,对永恒宇宙理论的呼声越来越高,主要就在于它能避免诸如起源之前这样的尴尬问题。1948年,弗雷德 霍伊尔(Fred Hoyle)、赫尔曼 庞蒂(Hermann Bondi)和汤米 戈尔德(Tommy Gold)提出,随着宇宙的膨胀,星系间的空隙中不断喷涌出新的物质,进而形成新的星系。在这幅稳恒态宇宙图像中,今天的宇宙与过去并无二致,而且未来也是如此。宇宙无始无生,历永恒而存在。
  然而,稳恒态宇宙理论受到两个观测结果的夹击。其一是20世纪60年代发现,深空宇宙图像反映出来的早期宇宙与今天的宇宙不同;其二是1964年发现的大爆炸火球的余烬――宇宙微波背景辐射。近些年,美国国家航空航天局(NASA)的威尔金森微波背景各向异性探测卫星(WMAP)又对宇宙背景辐射进行了细致的测量,表明大爆炸发生的时间是137亿年之前。
  永恒的裂痕
  对稳恒态宇宙的进一步质疑来自理论分析。上世纪60年代,罗杰 彭罗斯(Roger Penrose)和史蒂芬 霍金(Stephen Hawking)还是英国剑桥大学的两个搞理论的年轻小伙儿。他们的工作表明,如果你将宇宙的膨胀进行反演,最终不可避免会达到一个点。这个点被称为奇点(singularity),因为诸如密度和温度这样的物理参数,在这一点会直逼无穷。更糟糕的是,物理学在此分崩离析,我们无法预言奇点背后有些什么。按照彭罗斯和霍金的理论,大爆炸是宇宙确确实实的开端。
  那么,故事结束了吗?当然没有。后来的研究发现,彭罗斯和霍金的奇点理论中隐藏着一个缺陷。按照牛顿理论,物体的引力大小只取决于质量,爱因斯坦的洞见则昭示出,引力还依赖于物体的能量密度及其内部压力。后者至关重要,因为在推导他们的理论时,彭罗斯和霍金假设空间的压力一直很小,而且始终是正值。但要是这个假设不成立呢?“仅此一点就打开了通向各种现代宇宙学理论的大门,它们压根不把大爆炸视为宇宙开端,”维连金说,“首当其冲的就是暴涨(inflation)理论。”
  宇宙或许就像一片永恒沸腾的海洋,每一处都不断有气泡出现和扩张,而我们就处在一个137亿年前产生的大气泡中。来源:www.mystics.eu
  在维连金参与创建的这个理论中,暴涨始于一个具有异常高能量的真空态,并且具有负压力。这两个特点赋予真空以排斥引力,使物质分离而非吸聚。这使得真空进一步膨胀,从而斥力更大,由此暴涨愈演愈烈。
  但是暴涨的真空本质上是量子的,因此并不稳定。随处都有小块真空随机衰变成普通的真空。你可以将暴涨真空想象成一个正在沸腾的海洋,每一处都不断有气泡出现和扩张。暴涨真空的能量必须要有个去处,它们最终转变成物质,又将每个泡泡中的物质加热到地狱般的高温,由此制造出一个个大爆炸。我们的宇宙就处在这样一个由137亿年前的一场大爆炸产生的泡泡之中。
  暴涨的一个迷人特征就在于,它是永恒的。高能真空产生的速度比衰减到普通真空所带来的蚕食要快得多,这就意味着,暴涨一旦开始,就永远不会停止,宇宙会一直沸腾下去。由于永恒暴涨避免了令人沮丧的奇点,因此宇宙有可能自无穷久远以来就一直维持着这样的沸腾状态。
  暴涨与我们今天所有的观测都不矛盾,维连金相当确信,该理论的核心是正确的。不过永恒暴涨也面临一个问题。2003年,维连金与纽约南安普顿大学的阿尔温德 博尔德(Arvind Borde)和暴涨理论先驱、麻省理工学院的阿兰 古斯(Alan Guth)合作时,首先发现了这个问题。
  在不对能量和引力做任何假设的前提下,他们计算了宇宙演化的过程。唯一的假设是,平均而言宇宙是膨胀的。“令我们惊讶的是,在宇宙各种可能的过去当中,大多数时空都不会一直持续到永远,”维连金说,“暴涨必定有一个开端。”
  不过暴涨也只是逐鹿群雄之一,其它的宇宙图景是不是也必定包含一个开端呢?2012年年初,维连金和他在塔夫斯大学的同事奥德丽 米萨尼合作,对另外两种有代表性的宇宙学图景进行了检验。
  第一个图景是在弦论中发展起来的“循环宇宙”,由加拿大圆周理论物理研究所的尼尔 图罗克(Neil Turok)和普林斯顿大学的保尔 斯坦哈特(Paul Steinhardt)提出。
  在这幅图景中,我们的宇宙是镶嵌在更高维空间中的一个四维岛屿,或者说四维的“膜”。它与第二张膜频繁碰撞。你可以将这两张膜想象成两片相互平行的面包片,在第五维相互靠近,然后穿过对方,分开一段距离,接着又互相靠近。每当这两片膜接触,它们沿着第五维的巨大动能就转化成物质,并随之将其加热到极高的温度。在生活在其中一张膜上的观测者看来,这与一场大爆炸无异,而且能形成与今天的宇宙一样的微波背景辐射和星系分布图案。不过这是没有开端的大爆炸,因为这两张膜永远都处于碰撞循环之中。
宇宙或许是高维空间中的两张四维膜,相互碰撞时就会产生我们所说的大爆炸。来源:fc2.com
  然而,维连金和米萨尼已经发现,循环宇宙不可能永无止境地向未来和过去延伸,因为在该理论中,每循环一次,膜就会膨胀一些,这意味着博尔德-古斯-维连金的开端判定理论仍然适用。维连金说,“如果你像电影倒带一样反转这一过程,循环宇宙要么会碰到一个奇点,要么就会有一个类似暴涨的开端。”
  维连金和米萨尼考察的另一个宇宙学图景,比循环宇宙和暴涨理论更为怪异,那就是南非开普敦大学的乔治 埃利斯(George Ellis)和英国朴茨茅斯大学的罗伊 马尔滕斯(Roy Maartens)设想出来的“涌现宇宙”(emergent universe)。它从一个很小的静态宇宙开始,这个宇宙已经存在了无限时间,直到某个时刻突然被触发而开始暴涨。弦论中的确会出现同样的情况,所以它并非完全是空穴来风,但用维连金的话说,“它多少有些剑走偏锋” 。
  要用模型描述一个从永恒午睡中突然醒来的宇宙,可不那么简单。就像爱因斯坦的静态宇宙因为不稳定而要用宇宙排斥来调和一样,埃利斯和马尔滕斯必须用两味怪异的调料来稳定他们的涌现宇宙:具有负能量的真空,还有被称为畴壁(domain wall)的时空中的假想线。畴壁是粒子物理学中某些模型所具有的性质,能在宇宙微波背景辐射中留下印痕,目前还没有观察到这样的印痕,但这也可以解释成印痕被暴涨抹平了。
  自发塌缩
  维连金和米萨尼对埃利斯和马尔滕斯的做法不以为然。“表面上看起来,他们调节出了一个稳定的宇宙,”维连金批评道,“但是,我们发现它仅在忽略量子效应时才稳定。”
  按照量子理论,宇宙不可能永远保持在最小尺寸,它有一定的概率会自发塌缩。“尽管这个概率非常非常小,但由于暴涨前的时间是无穷的,因此再小的概率也必然会发生,”维连金解释道,“换言之,如果我们生活在一个涌现宇宙中,它就不可能永恒存在过”。马尔滕斯认为,这种量子不稳定性“不无道理”,但是他认为这不一定就意味着宇宙必然有个开端。“这是一个很深刻的问题,需要一个成熟的量子引力理论才能解决,”马尔滕斯说,“不幸的是,我们还没有这样的理论。”
  不过维连金和米萨尼断言,在现有物理学的框架内,无论从什么角度来看我们的宇宙,它都不可能永恒存在过,因此开端是必然的。但它是如何开始的?在维连金看来,量子理论中包含着一个答案,因为量子理论允许东西从虚空中产生,那为什么就不能产生一个很小的宇宙,然后再开始暴涨、循环,或者沉寂很长时间后再突然暴涨呢?
  我们现在能确定无疑宇宙必然有一个开端了吗?还是说,这是一个信则有不信则无的理不清的循环?“有史以来,我们第一次拥有了能科学解答这个问题的各种工具”,维连金说,“所以我觉得我们正在逼近真相。”
  不过观测到这个终极起源的希望,正变得越来越渺茫。就在维连金和米萨尼发表他们的结果之后不久,美国斯坦福大学的伦纳德 萨斯坎德(Leonard Susskind)用两篇文章进行了回应。在这两篇文章中,萨斯坎德认为,即便宇宙确实存在一个开端,离现在也是久远之极,以至于无论从任何实际角度来看,宇宙都像是永恒存在一般。
  他给出的理由是,空间是指数暴涨的,随着时间的流逝,真空的体积会变得极其庞大。如果有更多其他宇宙泡泡存在,我们称之为宇宙的这个真空泡,就不太可能是早期形成的。因此真正的开端很可能远到天荒地老,远到不可能在我们这个宇宙中留下任何印记。萨斯坎德说:“我发现,宇宙必定有一个开端这种说法有些模棱两可,但可以肯定的是,就算有,其时间之早也无可估量。”
  维连金也承认这一点。“这可真讽刺,”他说,“宇宙必定有个开端,但我们永远也无法弄清楚它究竟是如何开始的。”
  尽管如此,宇宙学家还有很多其他的大问题可以围着团团转。如果宇宙的开端来自量子效应,那么量子理论必定在宇宙开始之前就业已存在,于是问题来了:那量子理论又从何而来呢?“我们不知道,”维连金承认,“我认为这是一个完全不同的问题。”即便找到宇宙萌生的那一刻,我们会发现,很多问题真的才刚刚开始。
电话:010-&&|&&&&|&&大爆炸之前:宇宙是否永恒存在 | 科学人 | 果壳网 科技有意思
大爆炸之前:宇宙是否永恒存在
终极思考,宇宙是否会永恒存在?宇宙中最大的谜题是什么?宇宙的起源是什么?
本文作者:kingmagic
我们的宇宙始于137亿年的大爆炸,在那之前呢?宇宙是有一个开端,还是永恒存在着?来源:WMAP
(文/Marcus Chown)正如所有的大问题一样,宇宙的起源问题很难回答。宇宙是一直存在的吗?近些年来,物理学中的一些大牛为此争论不休,有些认为无论我们回溯多久,宇宙都一直存在,还有一些人则持相反意见,认为一定有什么事件发生,导致了宇宙的创生。双方都声称,观测证据支持自己的看法,所以定论似乎一直都遥不可及。
但是2012年年初,宇宙学家亚历克斯o维连金(Alex Vilenkin)和奥德丽o米萨尼(Audrey Mithani)声称,他们结束了这场争论。他们发现了宇宙不可能一直存在的原因。不过大自然总是有予有夺,尽管宇宙必定存在一个开始,但其肇始的真相可能已经迷失在了时间的迷雾之中。
现代宇宙学始于1916年,当时爱因斯坦将他新建立的引力理论——广义相对论,应用于他能想到的最大引力质量——整个宇宙。像牛顿一样,爱因斯坦偏爱一个不变的宇宙,一个永恒存在从而无始无终的宇宙。要想得到这样的宇宙,爱因斯坦意识到,为了抵抗使宇宙万物相互吸引靠近的引力,空间本身必须存在一种怪异的排斥。
不幸的是,爱因斯坦的静态宇宙仍然不稳定。就像英国物理学家阿瑟o爱丁顿(Arthur Eddington)后来指出的,这样的宇宙乃是平衡在无限膨胀和无限收缩间的刀锋之上。进一步的撼动来自于1929年,美国天文学家埃德温o哈勃(Edwin Hubble)观察到,星系如一个个宇宙飞镖般相互远离,结论是我们的宇宙正在膨胀。
但是如果宇宙正在膨胀,一个自然而然的推论就是,它过去一定比现在小。如果我们如此一路反演下去,最终在某个很早的时刻,所有物质挤压在一个极小的体积中——这就是大爆炸。
由此发展出的大爆炸理论,描述了宇宙自一个极热、致密的状态演化到今天的过程,但对于是什么导致了大爆炸,这个理论只字未提。这一直是一个悬而未决的问题,大爆炸之前究竟发生了什么?宇宙真的存在一个开端吗?
可以想见,在这种情况下,对永恒宇宙理论的呼声越来越高,主要就在于它能避免诸如起源之前这样的尴尬问题。1948年,弗雷德o霍伊尔(Fred Hoyle)、赫尔曼o庞蒂(Hermann Bondi)和汤米o戈尔德(Tommy Gold)提出,随着宇宙的膨胀,星系间的空隙中不断喷涌出新的物质,进而形成新的星系。在这幅稳恒态宇宙图像中,今天的宇宙与过去并无二致,而且未来也是如此。宇宙无始无生,历永恒而存在。
然而,稳恒态宇宙理论受到两个观测结果的夹击。其一是20世纪60年代发现,深空宇宙图像反映出来的早期宇宙与今天的宇宙不同;其二是1964年发现的大爆炸火球的余烬——宇宙微波背景辐射。近些年,美国国家航空航天局(NASA)的威尔金森微波背景各向异性探测卫星(WMAP)又对宇宙背景辐射进行了细致的测量,表明大爆炸发生的时间是137亿年之前。
永恒的裂痕
对稳恒态宇宙的进一步质疑来自理论分析。上世纪60年代,罗杰o彭罗斯(Roger Penrose)和史蒂芬o霍金(Stephen Hawking)还是英国剑桥大学的两个搞理论的年轻小伙儿。他们的工作表明,如果你将宇宙的膨胀进行反演,最终不可避免会达到一个点。这个点被称为奇点(singularity),因为诸如密度和温度这样的物理参数,在这一点会直逼无穷。更糟糕的是,物理学在此分崩离析,我们无法预言奇点背后有些什么。按照彭罗斯和霍金的理论,大爆炸是宇宙确确实实的开端。
那么,故事结束了吗?当然没有。后来的研究发现,彭罗斯和霍金的奇点理论中隐藏着一个缺陷。按照牛顿理论,物体的引力大小只取决于质量,爱因斯坦的洞见则昭示出,引力还依赖于物体的能量密度及其内部压力。后者至关重要,因为在推导他们的理论时,彭罗斯和霍金假设空间的压力一直很小,而且始终是正值。但要是这个假设不成立呢?“仅此一点就打开了通向各种现代宇宙学理论的大门,它们压根不把大爆炸视为宇宙开端,”维连金说,“首当其冲的就是暴涨(inflation)理论。”
宇宙或许就像一片永恒沸腾的海洋,每一处都不断有气泡出现和扩张,而我们就处在一个137亿年前产生的大气泡中。来源:www.mystics.eu
在维连金参与创建的这个理论中,暴涨始于一个具有异常高能量的真空态,并且具有负压力。这两个特点赋予真空以排斥引力,使物质分离而非吸聚。这使得真空进一步膨胀,从而斥力更大,由此暴涨愈演愈烈。
但是暴涨的真空本质上是量子的,因此并不稳定。随处都有小块真空随机衰变成普通的真空。你可以将暴涨真空想象成一个正在沸腾的海洋,每一处都不断有气泡出现和扩张。暴涨真空的能量必须要有个去处,它们最终转变成物质,又将每个泡泡中的物质加热到地狱般的高温,由此制造出一个个大爆炸。我们的宇宙就处在这样一个由137亿年前的一场大爆炸产生的泡泡之中。
暴涨的一个迷人特征就在于,它是永恒的。高能真空产生的速度比衰减到普通真空所带来的蚕食要快得多,这就意味着,暴涨一旦开始,就永远不会停止,宇宙会一直沸腾下去。由于永恒暴涨避免了令人沮丧的奇点,因此宇宙有可能自无穷久远以来就一直维持着这样的沸腾状态。
暴涨与我们今天所有的观测都不矛盾,维连金相当确信,该理论的核心是正确的。不过永恒暴涨也面临一个问题。2003年,维连金与纽约南安普顿大学的阿尔温德o博尔德(Arvind Borde)和暴涨理论先驱、麻省理工学院的阿兰o古斯(Alan Guth)合作时,首先发现了这个问题。
在不对能量和引力做任何假设的前提下,他们计算了宇宙演化的过程。唯一的假设是,平均而言宇宙是膨胀的。“令我们惊讶的是,在宇宙各种可能的过去当中,大多数时空都不会一直持续到永远,”维连金说,“暴涨必定有一个开端。”
不过暴涨也只是逐鹿群雄之一,其它的宇宙图景是不是也必定包含一个开端呢?2012年年初,维连金和他在塔夫斯大学的同事奥德丽o米萨尼合作,对另外两种有代表性的宇宙学图景进行了检验。
第一个图景是在弦论中发展起来的“循环宇宙”,由加拿大圆周理论物理研究所的尼尔o图罗克(Neil Turok)和普林斯顿大学的保尔o斯坦哈特(Paul Steinhardt)提出。
在这幅图景中,我们的宇宙是镶嵌在更高维空间中的一个四维岛屿,或者说四维的“膜”。它与第二张膜频繁碰撞。你可以将这两张膜想象成两片相互平行的面包片,在第五维相互靠近,然后穿过对方,分开一段距离,接着又互相靠近。每当这两片膜接触,它们沿着第五维的巨大动能就转化成物质,并随之将其加热到极高的温度。在生活在其中一张膜上的观测者看来,这与一场大爆炸无异,而且能形成与今天的宇宙一样的微波背景辐射和星系分布图案。不过这是没有开端的大爆炸,因为这两张膜永远都处于碰撞循环之中。
宇宙或许是高维空间中的两张四维膜,相互碰撞时就会产生我们所说的大爆炸。来源:fc2.com
然而,维连金和米萨尼已经发现,循环宇宙不可能永无止境地向未来和过去延伸,因为在该理论中,每循环一次,膜就会膨胀一些,这意味着博尔德-古斯-维连金的开端判定理论仍然适用。维连金说,“如果你像电影倒带一样反转这一过程,循环宇宙要么会碰到一个奇点,要么就会有一个类似暴涨的开端。”
维连金和米萨尼考察的另一个宇宙学图景,比循环宇宙和暴涨理论更为怪异,那就是南非开普敦大学的乔治o埃利斯(George Ellis)和英国朴茨茅斯大学的罗伊o马尔滕斯(Roy Maartens)设想出来的“涌现宇宙”(emergent universe)。它从一个很小的静态宇宙开始,这个宇宙已经存在了无限时间,直到某个时刻突然被触发而开始暴涨。弦论中的确会出现同样的情况,所以它并非完全是空穴来风,但用维连金的话说,“它多少有些剑走偏锋” 。
要用模型描述一个从永恒午睡中突然醒来的宇宙,可不那么简单。就像爱因斯坦的静态宇宙因为不稳定而要用宇宙排斥来调和一样,埃利斯和马尔滕斯必须用两味怪异的调料来稳定他们的涌现宇宙:具有负能量的真空,还有被称为畴壁(domain wall)的时空中的假想线。畴壁是粒子物理学中某些模型所具有的性质,能在宇宙微波背景辐射中留下印痕,目前还没有观察到这样的印痕,但这也可以解释成印痕被暴涨抹平了。
维连金和米萨尼对埃利斯和马尔滕斯的做法不以为然。“表面上看起来,他们调节出了一个稳定的宇宙,”维连金批评道,“但是,我们发现它仅在忽略量子效应时才稳定。”
按照量子理论,宇宙不可能永远保持在最小尺寸,它有一定的概率会自发塌缩。“尽管这个概率非常非常小,但由于暴涨前的时间是无穷的,因此再小的概率也必然会发生,”维连金解释道,“换言之,如果我们生活在一个涌现宇宙中,它就不可能永恒存在过”。马尔滕斯认为,这种量子不稳定性“不无道理”,但是他认为这不一定就意味着宇宙必然有个开端。“这是一个很深刻的问题,需要一个成熟的量子引力理论才能解决,”马尔滕斯说,“不幸的是,我们还没有这样的理论。”
不过维连金和米萨尼断言,在现有物理学的框架内,无论从什么角度来看我们的宇宙,它都不可能永恒存在过,因此开端是必然的。但它是如何开始的?在维连金看来,量子理论中包含着一个答案,因为量子理论允许东西从虚空中产生,那为什么就不能产生一个很小的宇宙,然后再开始暴涨、循环,或者沉寂很长时间后再突然暴涨呢?
我们现在能确定无疑宇宙必然有一个开端了吗?还是说,这是一个信则有不信则无的理不清的循环?“有史以来,我们第一次拥有了能科学解答这个问题的各种工具”,维连金说,“所以我觉得我们正在逼近真相。”
不过观测到这个终极起源的希望,正变得越来越渺茫。就在维连金和米萨尼发表他们的结果之后不久,美国斯坦福大学的伦纳德o萨斯坎德(Leonard Susskind)用两篇文章进行了回应。在这两篇文章中,萨斯坎德认为,即便宇宙确实存在一个开端,离现在也是久远之极,以至于无论从任何实际角度来看,宇宙都像是永恒存在一般。
他给出的理由是,空间是指数暴涨的,随着时间的流逝,真空的体积会变得极其庞大。如果有更多其他宇宙泡泡存在,我们称之为宇宙的这个真空泡,就不太可能是早期形成的。因此真正的开端很可能远到天荒地老,远到不可能在我们这个宇宙中留下任何印记。萨斯坎德说:“我发现,宇宙必定有一个开端这种说法有些模棱两可,但可以肯定的是,就算有,其时间之早也无可估量。”
维连金也承认这一点。“这可真讽刺,”他说,“宇宙必定有个开端,但我们永远也无法弄清楚它究竟是如何开始的。”
尽管如此,宇宙学家还有很多其他的大问题可以围着团团转。如果宇宙的开端来自量子效应,那么量子理论必定在宇宙开始之前就业已存在,于是问题来了:那量子理论又从何而来呢?“我们不知道,”维连金承认,“我认为这是一个完全不同的问题。”即便找到宇宙萌生的那一刻,我们会发现,很多问题真的才刚刚开始。
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原来一直很喜欢看bbc和ngc上关于宇宙起源的片子,后来越看越郁闷,讲到宇宙最终命运什么的,塌缩啊,膨胀啊...总之没有一个好结局。这时候就迷茫了,既然在宇宙演化的过程中,咱人类完全没有一丁点制约力,那还研究个啥啊?
对于这种宇宙的起源问题。。。。。我就好想起研究佛学。。。如果存在宇宙大爆炸。,那么就必然有崩塌的一天。。。。就像万物的生长衰亡一样
物理学家的想象力是无穷的。
竟然会有无边无际的的宇宙,如果它有边际,那又是什么物质组成的,这层边际外又是什么呢
引用 的话:——这不是坑爹嘛!这种坑爹的事真不少,比如蔡廷常数...
反正人类是看不到那天了
引用 的话:认为对广义上的宇宙来说,开始即意味着结束,结束意味着另一个开始。每一个宇宙泡泡都会影响着其他泡泡的产生或者消亡,产生的时间和大小不同影响的程度也不一样。甚至有些会被其他的吞噬掉。PS:宇宙泡泡的联...有道理!
引用 的话:神学的尽头是科学。。。。。。。。。。科学的尽头是神学。。。
引用 的话:神学的尽头是科学。。。。。。。。。。科学的尽头是神学。。。引用 的话:很多理论都是相互联系在一块儿的,有句话说的好“知道的越多,不明白的也就越多”,知识就是这样扩展开的。人类想要搞清自己所生存的地方究竟从何而来,最后别去相信上帝就行。请问你可以说下为什么最终不要归给上帝呢?我们的宇宙有没有可能就是上帝创造的呢?
引用 的话:科学的尽头是神学。。。请问你可以说下为什么最终不要归给上帝呢?我们的宇宙有没有可能就是上帝创造的呢?古代的时候,没有现在这么多的理论去解释我们看到的种种现象,人们相信下雨是龙王的事儿,刮风打雷由风神电母负责。科学的进步在于人们打破传统观念对种种现象提出疑问以及相关的理论,根据假说、实验、预测来验证该理论的正确性。亚里士多德说两个物体下落,重的落得快一点儿,当时的人们将其奉为经典,并不能说当时的人们愚昧无知,而是亚里士多德总结了我们惯常认为正确的东西。牛顿的三大定律似乎将物理学推到了顶峰,但是将其应用到微观物理学的时候却出现差错,绝对时空观不再适用于微观物理学。爱因斯坦提出相对论,这一套理论更好的解释了微观的物理现象,相对论也有其不完善的地方,弦理论未来应该能更好地解释一些天文学方面的问题。牛顿最后研究天文学的时候,因为无法想象究竟是怎样的力推动整个宇宙转动起来,索性便去相信有神来之手给这个宇宙转动的能量。现在的一些问题只是缺乏相应的理论而已,上帝是什么?大哲有言,如果地球是鸟类统治的话,上帝肯定是个长着羽毛的动物。。。
引用 的话:“我们永远也无法弄清楚它究竟是如何开始的”,这不可接受,就像刘慈欣的《朝闻道》里说的,在一个不可知的宇宙中,我的心懒得跳了。宇宙是如何开始的?它是上帝创造的。上帝是如何产生的?上帝妈妈创造的。上帝妈妈怎么产生的?上帝奶奶创造的。以此类推,你永远不会知道第一推动力是什么。所以,不管你接不接受,这都是事实。
引用 的话:用的话:“我们永远也无法弄清楚它究竟是如何开始的”,这不可接受,就像刘慈欣的《朝闻道》里说的,在一个不可知的宇宙中,我的心懒得跳了。宇宙是如何开始的?它是上帝创造的。上帝是如何产生的?上帝妈妈创造...你这个是逻辑上的无限后退,就算物理上存在无穷的因果链条,那也是等于根本不存在“第一推动力”,又何来“永远无法知道”;如果真的有第一推动,那就说明因果链条不是无穷的,还是有获知的可能性。
引用 的话:你这个是逻辑上的无限后退,就算物理上存在无穷的因果链条,那也是等于根本不存在“第一推动力”,又何来“永远无法知道”;如果真的有第一推动,那就说明因果链条不是无穷的,还是有获知的可能性。这个逻辑就是说明根本不存在第一推动力,所以去弄明白一个不存在的东西是不可能的。
这个问题不是我们能理解的,你现在所有的假设都是建立在你所看到你所理解和认知里套用上去的。
引用 的话:科学的尽头是神学。。。请问你可以说下为什么最终不要归给上帝呢?我们的宇宙有没有可能就是上帝创造的呢?那又是谁创造了上帝呢?
引用 的话:——这不是坑爹嘛!貌似根据人类现有的知识,这个是注定没法知道的了……就像井里青蛙没法知道井外的情况,因为他出不去啊,所以只能各种猜……
记得我对宇宙的最早印象是,大风车里采访一个天文学家,他说宇宙空间无限。让我第一次思考宇宙
魔幻物理学啊来自
渺小o脆弱o尘埃o宇宙来自
永恒是什么,大爆炸前不存在时间吧……来自
引用 的话:我觉得物理学越来越魔幻了~其实物理学应该是越来越变成哲学了
引用 的话:那又是谁创造了上帝呢这是个永远无法回答的循环问题。。。。我真的也不知道怎么样回答你,如果我能回答你这个这个问题,我就是上帝了。。。
引用 的话:古代的时候,没有现在这么多的理论去解释我们看到的种种现象,人们相信下雨是龙王的事儿,刮风打雷由风神电母负责。科学的进步在于人们打破传统观念对种种现象提出疑问以及相关的理论,根据假说、实验、预测来验证...现在的一些问题只是缺乏相应的理论而已。。。。。。好轻松的一句话。。。。感觉有点像是废话
引用 的话:古代的时候,没有现在这么多的理论去解释我们看到的种种现象,人们相信下雨是龙王的事儿,刮风打雷由风神电母负责。科学的进步在于人们打破传统观念对种种现象提出疑问以及相关的理论,根据假说、实验、预测来验证...还有宇宙的问题和相对论的问题。。。我现在很是迷茫。。各种想不通
宇宙爆炸前是否存在着比宇宙更大的一个空间,宇宙有尽头吗
时间空间以及所有的一切都源于大爆炸,那么大爆炸之前就没有时间,没有空间,什么都没有,一片虚无。。。那么,大爆炸之前如何如何,对于现今的我们也就没有意义所以也就不必去追寻答案啦,反正不会对我们现实的生活产生任何影响。
很多人不理解大爆炸理论中的奇点的概念,实际上奇点本身也只是存在于数学公式中。哈勃提出了哈勃常数,之后大爆炸理论者依据哈勃常数 ,主张宇宙在不断膨胀,反而言之,膨胀必然有个最初起点,而这个起点是一个质量无穷大温度无穷高的奇点。在这个奇点之前,一切归于虚无,或者说一切都不存在,这其中当然包括时间与空间
就像弹簧那样?
一直以为涌现宇宙只有我自己想到了,没想到科学界已经有人提出来了。我的哲学思想是:一切存在都是涌现出来的,一个存在之所以能被发现不过是因为他和其他存在作用了。而时间、空间也是涌现出来的。换言之,真正的物理学应该能告诉我们万物及其属性是如何无中生有的?一组属性集合何以成长、发展形成一个成熟的宇宙?而不是现在我们已经看到的那些物理理论,天然的告诉你一些属性,而后用些方程来表达各种属性间的关系,我敢断言,这是人类认知世界早期阶段才会使用的方法,成熟的办法必然能告诉你我,一个0如何在仅仅需要逻辑自洽这一个原理就完整的演绎出宇宙万物的。
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