宇宙大爆炸奇点点时候,“奇点”之外是什么?“奇点”...

宇宙大爆炸的“原始奇点”在什么时空上 它的外界是什么?_百度知道奇点(数学中的概念)_百度百科
?数学中的概念
(数学中的概念)
奇点通常是一个当数学物件上被称为未定义的点,或当它在特别的情况下无法完序,以至于此点出现在于异常的中。诸如。参见几何论中一些奇点论的叙述。
数学上,一个奇点通常是一个当数学物件上被称为未定义的点,或当它在特别的情况下无法完序,以至于此点出现在于异常的中。诸如。参见几何论中一些奇点论的叙述。举例:
中当某点看似 &趋近& 至 ±∞ 且未定义的点,即是一奇点x= 0。方程式g(x) = |x|(参见绝对值)亦含奇点x= 0(由于它并未在此点可微分)。同样的,在y=x有一奇点(0,0),因为此时此点含一垂直切线。
一个代数集合在(x,y)维度系统定义为y= 1/x有一奇点(0,0),因为在此它不允许切线存在。
引力奇点(Gravitational singularity?)是所说到的一个“点”,即“大爆炸”的起始点。该理论认为宇宙(时间-空间)是从这一“点”的“大爆炸”后而膨胀形成的。奇点是一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的“点”,一切已知物理定律均在奇点失效。
我们熟知的物理学定律失效的地点。奇点一般被看成点,但原则上它们可以取一维的线或甚至二维的膜的形式。按照广义相对论的方程式,只要形成了一个无自转的,该黑洞视界内部的物质必然在引力作用下塌陷成一个密度无穷大的点,即奇点(见彭洛斯,罗杰)。宇宙从大爆炸开始的均匀膨胀就是这种黑洞坍缩的镜像反转,意味着宇宙诞生在一个奇点中。
在以上两种情况下,方程式都没有考虑量子理论。当我们处理的物体小于,或时间短于普朗克时间时,已知的物理学定律,包括广义相对论,看来真会失效。这意味着,在那样的尺度上,合情合理的设想将是,向奇点坍缩的物质受到量子过程的影响,有可能‘反弹’而转为向外膨胀到另一组维度中去。有人主张,大爆炸‘奇点’实际上就是这样一种反弹。
的理论物理学教授基普?桑尼把量子奇点说成是引力将空间和时间彼此‘分离’的地方,然后再将时间概念和空间明确性一一破坏,留下来的是一个任何东西都可能从中出现的‘量子泡沫’(《黑洞和时间翘曲》,476-477页)。奇点----尤其是与自转黑洞和(如果存在的话)相关联的奇点----甚至可能容许实现。
在数学中,G中,与顶点v关联的边的数目(环算两次),称为顶点v的度或次数,称度为奇数的顶点为奇点
中国大百科全书总编委会.中国大百科全书(第二版)[M].北京:中国大百科全书出版社,2009:17-477
企业信用信息宇宙大爆炸时,奇点外面是什么?
&img data-rawheight=&1936& data-rawwidth=&2592& src=&/1f64baabaaec2fb9fabb0_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2592& data-original=&/1f64baabaaec2fb9fabb0_r.jpg&&&img data-rawheight=&1536& data-rawwidth=&2056& src=&/f7507fcb09d835ecf56a9_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2056& data-original=&/f7507fcb09d835ecf56a9_r.jpg&&如图,那时,我这显示器是什么,拍这照片的我又是什么。----重新编辑,不要喷我。但我这些问题是一直伴随着我这些年的,我总是在问,宇宙外面是什么,但是人们告诉我,宇宙就是所有,没有外面,我就时常在想,把宇宙归为所有是不是一种解释不了后的唯心观,把问题简单化,在1《X《2,X可以是无数个,但它终究是在1和2之间,如果X是宇宙,那1和2是什么,1和2外又是什么样的一个容器?脑洞有点大,说得不对见谅
大爆炸之外是什么,大爆炸之前是什么?所谓里外即空间,所谓先后即时间。而这两个概念被爱因斯坦合二为一:时空。相对论中永远有时空,它是不变的,而时间和空间的概念是依赖于观测者的,有一定选择的自由。只有给定了观测者,时间和空间才是泾渭分明的,否则他们是囫囵一大块,只是时空。在广义相对论中,时空是个四维曲面(流形)而在宇宙学中,认为它是一个四维球面。注意!这里的四维球面并不是说空间像个气球,而是说时空本身是个球面。时间前进是在球面上走,空间移动也是在球面上走,不论如何,人是不可能跑到这个球面的外面去的!这也就是为什么说宇宙外面是什么这个问题无法回答的原因了。因为没人知道怎么跑出宇宙这个球。作为常年生活在欧氏空间的凡人而言,这里的理解可能会不到位。你们这群凡人多思考多感受。(看什么看就是在说你)于是呢,大爆炸是什么?就是说现在时空的空间分量(以地球为参考系)类似于一个球面上的圆(实际上是个四维球面上的三维球面),它以前很小,再以前更小,再往前……它就变成一个点了!这就是大爆炸的奇点。注意,一个球变成一个点,这是一个非平凡的过程。本来有三维空间呢,现在就剩一个零维的点了!!!那空间哪去了?为了防止思考这个难解的问题,我们不妨从极限的角度看,在这个三维球变小的时候,空间也慢慢的蜷缩成一个更小的玩意。如果你给定一个观测者的话(虽说这样的观测者会被烧死在早期宇宙的热汤里不过无所谓),观测者的时间轴与空间坐标系也就卷曲了起来,然后越来越卷曲,直到最终变成一个点。注意在卷曲的过程中,时空依然是限制在球上的!至于球外面是什么,就又回到了“宇宙外面是什么的话题,前面说过这个是无法回答的。在宇宙真的变成一个点之后,空间的概念也不见了。这个点外面是什么呢?这个点之前是什么呢?现在你懂了没?至于科普视频里的晃眼的片段,只不过是用做出来取悦观众的而已。--------------------------------理论模型之内的观点已经说的差不多了。我来说说比较保守的观点吧。保守是指不认为大爆炸模型是绝对正确的。大爆炸,仅仅是一个人为构造出的理论。它符合了很多很多的物理现象,但是有一些最基本的假设是没有办法验证的。作为一个物理理论,它有能解释的现象,也有不能解释的现象,诸如“大爆炸是怎么产生的”,“大爆炸外面是什么”这类问题就不是大爆炸理论可以解释的问题。现在的物理理论可以把宇宙回溯到大爆炸后的某一时间点,然而暂时还不知道这个时间点之前发生了什么,诸如宇宙源自一个奇点之类的说法仅仅是一种合理外推而已。同时我们有理由相信在继续往大爆炸奇点走的过程中出现一些相变,让这个“合理外推”不再合理,这个时候大爆炸的奇点还存在么?宇宙到底源自什么地方?宇宙外面是什么?这些问题也许会具有新的意义。但是依照现在最公认的的大爆炸模型,这些问题都是没有意义的。PS:最看不惯科普把一个物理理论和现实世界划等号的行为。尤其是理论细节还有待商榷的时候。(源自个人理解,欢迎指出错误)
在目前最正统的宇宙学课程里面。奇点是时空的开始,讨论它之外的都没有意义。有的***提及宇宙大爆炸理论不一定完全正确,诚然,任何物理理论都有局限,但是目前而言,大爆炸理论目前还是被普遍承认的,并不是说因为星系之间相互远离就是大爆炸理论的唯一基础,CMB和原初核合成也是大爆炸理论最为坚实的后盾。简简单单的认为大爆炸是人造理论,有点低估了现在宇宙学的深度和广度了。至少,目前的宇宙学家自己不会质疑宇宙大爆炸理论,而是把它当作基本事实,注重于测量各项基本常数,以及恼人的暗物质暗能量去了。还有的***里面有些概念就不能苟同了。诚然,确实有可观测宇宙和真实宇宙之分,但是“真实宇宙”的大小有多大,是无限的还是有限的,目前及可见的未来还是会不断有争论的(虽然普朗克卫星的最新结果支持一个非常接近,甚至可以认为就是平直的宇宙)。此外,如果认为在宇宙诞生开始,宇宙在奇点之外也是无穷大的,那会带来无穷无尽的问题。现代宇宙学里面有一个最基本假设,那就是宇宙学原理,认为宇宙是处处相同的。我们不能认为我们的可观测宇宙就是宇宙中一个特殊的点。相反,对于宇宙中任意一个点,现代宇宙学也认为它们的可观测宇宙和我们一样大,同时演化。问题在于,第一,宇宙既然在奇点之外也无穷无尽,那么这部分之外的宇宙是怎么形成的呢?在可观测宇宙诞生之前还是之后?如果它们在一开始就存在,那么它们会不会和我们宇宙一起膨胀?第二,诚然,在一个无穷大的空间里面,时空在自己内部膨胀看上去没有问题。但是很显然,时空如果是统一的,那就不可能在自己内部膨胀了。因此题主的问题在目前宇宙学观点看来就是有问题的。现有的理论认为大爆炸是时空的开始,在这之前谈论时间和空间这两个东西如同讨论南极点之南一样没有意义。就算现有理论是错的,对于题主关心奇点起源和之外,现有的已被证实的理论对此也无法回答。而有可能回答的其他理论比如弦理论 和圈量子理论都还没有被完全认同。而更为发散的比如平行宇宙理论,子母宇宙理论,循环宇宙理论,高维坍缩,膜碰撞(……林林总总五花八门,比宗教那些单调的创世论不知道高到哪里去了……)它们对于这个问题可能有相应的解答,但是目前我们只能称它们为猜想,离被承认的事实和严谨的科学还有着遥远的距离…可见的未来,我们对于这个问题的争论也会一直进行下去。------------------------------------------------连接一:连接二:霍金对宇宙起源的叙述。他认为宇宙如同沸水中的气泡一样,起源于量子涨落的虚无,终止于无数的黑洞。------------------------------------------------霍金「宇宙的起源」讲座全文史蒂芬.霍金按:着名物理学家、剑桥大学卢卡斯数学教授霍金首度访港,并于日下午在香港科技大学以「宇宙的起源」为题发表英文演说,以下为演辞的中译全文。翻译者是霍金的「徒弟」吴忠超,他于1984年获剑桥大学博士学位,亦是霍金《时间简史》中译本的译者。(Boshongo人有个传说:世界太初只有黑暗、水和伟大的Bumba上帝。某天,Bumba胃痛发作,呕吐出太阳。水有部分被太阳蒸发,留下土地。他的胃痛未止,又陆续吐出了月亮和星辰,然后吐出动物,例如豹、鳄鱼、乌龟,最后是人。)宇宙从何而来?由神创论到自在永有这个创世记式的神话和其他神话一样,都试图回答大家的诘问:为何我们在此?我们从何而来?一般的答桉是,人类起源应是比较近期的事:人类正在知识上和技术上不断地取得进步,因此,它不可能存在了很久,否则,人类的进步应该更大一些。这一点甚至在更早的时候就应该很清楚了。例如,按照Usher主教的说法,《创世记》把世界创生定于公元前日上午9时。另一方面,诸如山岳和河流的自然环境,在人的生命周期里改变甚微。所以人们通常把它们当作不变的背景。要麽作为空洞的风景已经存在了无限久,要麽是和人类在相同的时刻被创生出来。但是并非所有人都喜欢宇宙有个开端的思想。例如,希腊最着名的哲学家亚里士多德,相信宇宙已经存在了无限久的时间。某种永?的东西比某种创生的东西更完美。他提出我们之所以看到发展处于这个情形,那是因为洪水或者其他自然灾害,不断重?令文明回复到萌芽阶段。信仰永?宇宙的动机是想避免求助于神意的干涉,以创生宇宙并启始运行。相反地,那些相信宇宙具有开端的人,将开端当作上帝存在的论据,把上帝当作宇宙的第一原因或者原动力。如果人们相信宇宙有一个开端,那麽很明显的问题是,在开端之前发生了什麽?上帝在创造宇宙之前,有何事可做?是否在为问些这类问题的人准备地狱?德国哲学家康德十分关心宇宙有没有开端。他觉得,不管宇宙有无开端,都会引起逻辑矛盾或者二律背反。如果宇宙有一个开端,为何在它起始之前要等待无限久?他将此称为正题;另一方面,如果宇宙已经存在无限久,为什麽它要花费无限长的时间才达到现在这个阶段。他把此称为反题。无论正题还是反题,康德,甚至几乎所有人,都是基于「时间是绝对」的假设。也就是说,时间从无限的过去向无限的将来流逝。时间独立于宇宙,在这个背景中,宇宙可以存在,也可以不存在。追问「宇宙开端前的时间」无意义直至今天,在许多科学家的心中,仍然保持这样的图景。然而,1915年爱因斯坦提出他的革命性的广义相对论。在该理论中,空间和时间不再是绝对的,不再是事件的固定背景。相反地,它们是动力量,宇宙中的物质和能量确定其形状。它们只有在宇宙之中才能够定义。这样,谈论宇宙开端之前的时间是毫无意义的。这有点儿像去寻找比南极还南的一点没有意义一样。它是没有定义的。如果宇宙随时间本质上不变,正如20世纪20年代之前一般认为的那样,就没有理由阻止在过去任意早的时刻定义时间。人们总可以将历史往更早的时刻延展,在这个意义上,任何所谓的宇宙开端都是人为的。于是,情形可以是这样,这个宇宙是去年创生的,但是所有记忆和物理证据都显得它要古老得多。这就产生了有关存在意义的高深哲学问题。我将?用所谓的实证主义方法来对付这些问题。在这个方法中,其思想是,我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入。人们不能询问这个模型是否代表实在,只能问它能否行得通。首先,如果按照一个简单而优雅的模型可以解释大量的观测;其次,如果这个模型作出可被观察检验,也可能被证伪,这个模型就是一个好模型。根据实证主义方法,人们可以比较宇宙的两个模型。第一个模型,宇宙是去年创生的,而另一个是宇宙已经存在了远为长久的时间。一对孪生子在比一年前更早的时刻诞生,已经存在了久于一年的宇宙的模型能够解释像孪生子这样的事物。另一方面,宇宙去年创生的模型不能解释这类事件,因此第二个模型更好。人们不能诘问宇宙是否在一年前确实存在过,或者仅仅显得是那样。在实证主义的方法中,它们没有区别。哈勃发现星系远离 宇宙正在膨胀在一个不变的宇宙中,不存在一个自然的起始之点。然而,20世纪20年代当哈勃在威尔逊山上开始利用100英寸的望远镜观测时,情形发生了根本的改变。哈勃发现,?星并非均匀地分?于整个空间,而是大量地聚集在称为星系的集团之中。哈勃测量来自星系的光,进而能够确定它们的速度。他预料向我们飞来的星系和离我们飞去的星系一样多。这是在一个随时间不变的宇宙中应有的。但是令哈勃惊讶的是,他发现几乎所有的星系都飞离我们而去。此外,星系离开我们愈远,则飞离得愈快。宇宙不随时间不变,不像原先所有人以为的那样。它正在膨胀。星系之间的距离随时间而增大。宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一。它转变了宇宙是否有一个开端的争论。如果星系现在正分开运动,那麽,它们在过去一定更加靠近。如果它们过去的速度一直不变,则大约在150亿年之前,所有星系应该一个落在另一个上。这时刻是宇宙的开端吗?许多科学家仍然不喜欢宇宙具有开端。因为这似乎意味物理学崩溃了。人们就不得不去求助于外界的作用,为方便起见,可以把它称作上帝,去确定宇宙如何起始。因此他们提出一些理论。在这些理论中,宇宙此刻正在膨胀,但是没有开端。其中之一便是邦迪、高尔德和霍伊尔于1948年提出的稳?态理论。在稳?态理论中,其思想是,随星系离开,由假设中的在整个空间连续创生的物质形成新的星系。宇宙会永远存在,而且在所有时间中都显得一样。这最后的性质从实证主义的观点来看,作为一个可以用观测来检验的明确预言,具有巨大的优点。在马丁.赖尔领导下的剑桥射电观测天文小组在20世纪60年代早期调查了弱射电源。这些源在天空分?得相当均匀,表明大部分源位于银河系之外。平均而言,较弱的源离得较远。稳?态理论预言了源的数目对应于源强度的图的形状。但是观测表明,微弱的源比预言的更多,这表明在过去源的密度较高。这就和稳?态理论的任何东西在时间中都是不变的基本假设相冲突。由于这个,也由于其他原因,稳?态理论被抛弃了。还有另一种避免宇宙有一开端的企图是,建议存在一个早先的收缩相,但是由于旋转和局部的无规性,物质不会落到同一点。相反,物质的不同部分会相互错开,宇宙会重新膨胀,这时密度保持有限。两位俄国人利弗席兹和哈拉尼科夫实际上声称,他们证明了,没有严格对称的一般收缩总会引起反弹,而密度保持有限。这个结果对于马克思主义列宁主义的唯物辩证法十分便利,因为它避免了有关宇宙创生的难以应付的问题。因此,这对于苏联科学家而言成为一篇信仰的文章。奇点 时间开端当利弗席兹和哈拉尼科夫发表其断言时,我是一名21岁的研究生,为了完成博士论文,我正在寻找一个问题。我不相信他们所谓的证明,于是就着手和罗杰.彭罗斯一起发展新的数学方法去研究这个问题。我们证明了宇宙不能反弹。如果爱因斯坦的广义相对论是正确的,就存在一个奇点,这是具有无限密度和无限时空曲率的点,时间在那里有一个开端。在我得到第一个奇点结果数月之后,即1965年10月,人们得到了确认宇宙有一个非常密集开端的思想的观察证据,那是发现了贯穿整个空间的微弱的微波背景。这些微波和你使用的微波炉的微波是一样的,但是比它微弱多了。它们只能将薄饼加热到摄氏负270.4度,甚至无法将薄饼解冻,更不用说烤熟它。实际上你自己就可以观察到这些微波。把你的电视调到一个空的频道去,在荧幕上看到的雪花的百分之几就归因于这个微波背景。早期非常热和密集状态遗留下的辐射是对这个背景的仅有的合理解释。随着宇宙膨胀,辐射一直冷却下来,直至我们今天观察到它的微弱的残馀。虽然彭罗斯和我自己的奇性定理预言,宇宙有一个开端,这些定理并没有告诉宇宙如何起始。广义相对论方程在奇点处崩溃了。这样,爱因斯坦理论不能预言宇宙如何起始,它只能预言一旦起始后如何演化。人们对彭罗斯和我的结果可有两种态度。一种是上帝以我们不能理解的原因选择宇宙的启始方式。这是教宗若望.保禄二世的观点。在梵蒂冈的一次宇宙论会议上,这位教宗告诉代表,宇宙起始之后,研究它是可以的。但是他们不应该探究起始的本身,因为这是创生的时刻,这是上帝的事体。我暗自庆幸,他没有意识到,我在会议上发表了一篇论文,刚好提出宇宙如何起始。我可不想像伽利略那样被递交给宗教裁判厅。微观尺度还看量子理论对我们结果的另外解释,这也是得到大多数科学家赞同的解释。这个结果显示,在早期宇宙中的非常强大的引力场中,广义相对论崩溃了,必须用一个更完备的理论来取代它。因为广义相对论没有注意到物质小尺度结构,而后者是由量子理论制约的,所以人们预料总要进行这种取代。在通常情况下,因为宇宙的尺度和量子理论的微观尺度相比较极为巨大,所以是否取代无所谓。但是当宇宙处于普朗克尺度,也就是一千兆兆兆兆兆微米时,这两个尺度变成相同,必须考虑量子理论。为了理解宇宙的起源,我们必须把广义相对论和量子理论相结合。里察.费曼对历史求和的思想似乎是实现这个目标的最佳方法。费曼是一位多姿多彩的人物。他在帕沙迪那的脱衣舞酒吧里敲小鼓,又是加州理工学院卓越的物理学家。他提议一个系统从状态A到状态B经过所有可能的路径或历史。每个路径或者历史都有一定的振幅和强度。而系统从A到B的概率是将每个路径的振幅加起来。存在一个由兰乾酪?成月亮的历史。但是其振幅很低。这对于老鼠来说不是一个好消息。宇宙现在状态的概率可将结局为这个状态的所有历史叠加得到。但是这些历史如何起始的呢?这是一个改头换面的起源问题。是否需要一个造物主下达命令,宇宙如此这般起始呢?还是由科学定律来确定宇宙的初始条件呢?事实上,即便宇宙的历史回到无限的过去,这个问题仍然存在。但是如果宇宙只在150亿年前起始,这个问题就更加急切。询问在时间的开端会发生什麽,有点像当人们认为世界是平坦的,询问在世界的边缘会发生什麽一样。世界是一块平板吗?海洋从它边缘上倾泻下去吗?我已经用实验对此验证过。我环球旅行过,我并没有掉下去。正如大家知道的,当人们意识到世界不是一块平板,而是一个弯曲的面时,在宇宙的边缘发生什麽的问题就被解决了。然而,时间似乎不同。它显得和空间相分离。像是一个铁轨模型。如果它有一个开端,就必须有人去启动火车运行。摆脱时间开端的问题爱因斯坦的广义相对论将时间和空间统一成时空。但是时间仍然和空间不同,它正像一个通道,要麽有开端和终结,要麽无限地伸展出去。然而,詹姆.哈特尔和我意识到,当广义相对论和量子论相结合时,在极端情形下,时间可以像空间中另一方向那样行为。这意味着,和我们摆脱世界边缘的方法类似,可以摆脱时间具有开端的问题。假定宇宙的开端正如地球的南极,纬度取代时间的角色。宇宙就在南极作为一个起始点。随着往北运动,代表宇宙尺度的常纬度的圆就膨胀。诘问在宇宙开端之前发生了什麽是没有意义的问题。因为在南极的南边没有任何东西。时间,用纬度来测量,在南极处有一个开端。但是南极和其他的点非常相像。至少我听别人这麽讲的。我去过南极洲,没有去过南极。同样的自然定律正如在其他地方一样,在南极成立。长期以来,人们说宇宙的开端是正常定律失效之处,所以宇宙不应该有开端。而现在,宇宙的开端由科学定律来制约,所以反对宇宙有开端的论证不再成立。詹姆.哈特尔和我发展宇宙自发创生的图景有一点像泡泡在沸腾的水中形成。其思想是,宇宙最可能的历史像是泡泡的表面。许多小泡泡出现,然后再消失。这些对应于微小的宇宙,它们膨胀,但在仍然处于微观尺度时再次塌缩。它们是另外可能的宇宙,由于不能维持足够长的时间,来不及发展星系和?星,更不用说智慧生命了,所以我们对它们没有多大兴趣。然而,这些小泡泡中的一些会膨胀到一定的尺度,到那时可以安全地逃避坍缩。它们会继续以不断增大的速率膨胀,形成我们看到的泡泡。它们对应于开始以不断增加的速率膨胀的宇宙。这就是所谓的暴胀,正如每年的价格上涨一样。通货膨胀的世界纪录应归一战以后的德国。在18月期间价格增大了1000万倍。但是,它和早期宇宙中的暴胀相比实在微不足道。宇宙在比一秒还微小得多的时间里膨胀了10的30次方倍。和通货膨胀不同,早期宇宙的暴胀是非常好的事情。它产生了一个非常巨大的均匀的宇宙,正如我们观察到的。然而,它不是完全均匀的。在对历史求和中,稍微具有无规性的历史和完全均匀和规则历史的概率几乎相同。因此,理论预言早期宇宙很可能是稍微不均匀的。这些无规性在从不同方向来的微波背景强度上引起小的变化。利用MAP(Microwave Anisotropy Probe,微波各向异性)卫星已经观察到微波背景,发现了和预言完全一致的变化。这样,我们知道自己正在正确的道路上前进。早期宇宙中的无规性,意味着在有些区域的密度,比其他地方的稍高。这些额外密度的引力吸引使这个区域的膨胀减缓,而且最终能够使这些区域坍缩形成星系和?星。请仔细看这张微波天图。它是宇宙中一切结构的蓝图。我们是极早期宇宙的量子起伏的产物。上帝的确在掷骰子。始于爆炸止于黑洞在过去的百年间,我们在宇宙学中取得了惊人的进步。广义相对论和宇宙膨胀的发现,粉碎了永远存在并将永远继续存在的宇宙的古老图像。取而代之,广义相对论预言,宇宙和时间本身都在大爆炸处起始。它还预言时间在黑洞里终结。宇宙微波背景的发现,以及黑洞的观测,支持这些结论。这是我们的宇宙图像和实在本身的一个深刻的改变。虽然广义相对论预言了宇宙来自于过去一个高曲率的时期,但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成。这样,广义相对论自身不能回答宇宙学的核心问题,为何宇宙如此这般。然而,如果广义相对论和量子论相合?,就可能预言宇宙是如何起始的。它开始以不断增大的速率膨胀。这两个理论的结合预言,在这个称作暴胀的时期,微小的起伏会发展,导致星系、?星以及宇宙中所有其他结构的形成。对宇宙微波背景中的小的非均匀性的观测,完全证实了预言的性质。这样,我们似乎正朝着理解宇宙起源的正确方向前进,?管还有许多工作要做。当我们通过精密测量太空船之间距离,进而能够检测到引力波,就会打开极早期宇宙的新窗口。引力波从最早的时刻自由地向我们传播,所有介入的物质都无法阻碍它。与此相比较,自由电子多次地散射光。这种散射一直进行到30万年后电子被凝结之前。?管我们已经取得了一些伟大成功,并非一切都已解决。我们观察到,宇宙的膨胀在长期的变缓之后,再次加速。对此理论还不能理解清楚。缺乏这种理解,对宇宙的未来还无法确定。它会继续地无限地膨胀下去吗?暴胀是一个自然定律吗?或者宇宙最终会再次塌缩吗?新的观测结果,理论的进步正迅速涌来。宇宙学是一个非常激动人心和活跃的学科。我们正接近回答这古老的问题:我们为何在此?我们从何而来?
我尝试从科学哲学的角度说说。之前看到过另一个类似问题下的高票***,说大爆炸之前这个问题没有意义,就像问时间诞生前是什么一样没有意义。我不同意这种说法。人类现有理论无法解释,然而并不就此断言未知的为没有意义。这是得多么的狂妄和无知才能得出的结论。这是我在该问题下某个回答里看到的评论,相信也不止一个人有这样的想法。个人认为,像题主提问的这类问题没有意义,与其说是因为现有理论无法解释,通过辩解此类问题无意义来推脱,倒不如说是在现有(特指大爆炸)理论框架下,这类问题就是没有意义的。举个栗子,在某个时间,某个地点,西方记者和香港记者在一条直线跑道上跑步,西方记者在前,香港记者在后。由于众所周知的原因,香港记者跑得比西方记者快,那么在香港记者追上西方记者以前,香港记者能追上西方记者吗?支持大爆炸理论的科学家在看到题主这类问题时,大概就和我们看到上面这个问题时的感受一样吧。当然了,非大爆炸理论的支持者看见题主这类问题时,可能就不会有类似的感受。又举个栗子,当年托马斯?库恩在研读亚里士多德的作品时相当不解,这位伟大的古希腊学者,在众多领域都有着真知灼见,为何唯独在物理学领域错漏百出,思想浅薄幼稚?在排除了亚里士多德只要一研究物理脑子就短路的可能性以后,库恩顿悟,亚里士多德的物理学框架与现代物理学框架迥然不同,如果抛弃现有体系,在亚里士多德自己的体系下看待他本人的物理学作品时,就会发现其内在的严密逻辑与清晰思路。这个例子并不是想把大爆炸理论比作当代的亚氏物理学,尽管长远来看似乎会有这个可能性,而且概率估计不会小(笑)。另外,这也不意味着题主的问题在别的理论下就是有意义的。「大爆炸」,「奇点」这些是大爆炸理论中的术语,有着特定的内涵,在别的理论中,基本不会有对应的完全一致的定义存在(这大概就是库恩所指的范式间的不可通约性)。严格来说,题主的问题是基于大爆炸理论提出的,若要回答,也只能在大爆炸的理论框架下回答(然而就是一个没有意义的问题)。普通民众的提问常会是一种「错误的打开方式」,科学工作者们估计也见怪不怪,只是希望大家可以正确看待专业人士的纠正,毕竟人家才是懂行的。如果真心有志于研究宇宙起源,建议早日入坑接受正规科学训练,不然极为容易走火入魔。思而不学则殆,结果你懂的。
对于这个问题,需要强调的是:奇点不是一个空间上的点。宇宙大爆炸不是从一个点开始的。奇点首先是一个数学概念,它代表一个数学对象无法处理的点。比如,在这个点上的值,数学上没有定义。考虑函数f(x)=1/x,在点x=0处,它的值是无穷大,而无穷大在数学上不是一个有定义的值,所以x=0就是函数f(x)=1/x的奇点。图片来自图片来自认为宇宙是从一个无限小的点爆炸而来的观点,就是对奇点这个概念的误解所致。那么,大爆炸理论中的奇点是什么意思呢?美国天文学家埃德温 哈勃在观测遥远星系的时候,发现它们都在远离我们而去,而且距离我们越远的星系,远离我们的距离越快。如果我们用广义相对论让时间回放,不难得出,在有限的时间(137亿年)以前,宇宙处于一个密度和温度都极高的状态。在这种状态下,广义相对论和其他已知的物理定律都失效了,所以,我们把这个状态叫做大爆炸的奇点。图片来自图片来自如题目中所说的“一个无限热,无限紧密,无限小的点爆炸了"这样不准确的表达无疑大大帮助了这种误解的扩散。事实上,如果我们把时间会放到137亿年以前,整个可观察宇宙(observable universe)确实在一个体积极小的点内,甚至远远小于一个质子。但是,可观察宇宙并不等于整个宇宙,它只是宇宙的一部分。在宇宙的生命中,从这部分宇宙发出的光线有足够时间达地球。真正的宇宙远远大于可观察宇宙。在很多时候,人们往往混用“宇宙”和“可观察宇宙”这两个概念,因为对我们来说,可观察宇宙以外的部分是我们永远不可触及的,对我们来说没有意义。图片来自图片来自根据目前的理论和观察,宇宙很可能是无限大的()。一个无限大的宇宙,无论如何收缩,也无法在有限的时间内变成有限大小。所以,在大爆炸的时刻,宇宙很可能就是无限大的。而一个无限大的宇宙,仍然可以继续膨胀,它只需要膨胀到它到自己里面去就行了()。那么,大爆炸为什么会导致物理理论出现奇点呢?先来看看现有的物理理论可以带我们走到哪一步。图片来自图片来自1. 电弱年代(Electroweak Era)回溯到大爆炸后10^-32秒,整个可观察宇宙的大小和一粒沙差不多。这时的宇宙温度在开尔文以上,希格斯场无法给予基本粒子静质量(),所以所有的粒子的静质量都是零,它们都以光速运动。这时,弱相互作用力和电磁力结合成为电弱力(electroweak force),而这个阶段被称为电弱年代(Electroweak Era)。在这个阶段,我们现有的物理理论很完善。我们甚至可以在强子对撞机中产生这样的温度,并且由此验证电弱力理论。2. 大统一年代(Grand Unified Era)回溯到大爆炸后10^-36秒,宇宙的温度达到10^27开尔文。在这样的高温下,强相互作用力也会和电弱力结合。有很多理论研究这三种基本力的合并,这些理论被称为大统一理论(Grand Unified Theories),而这个阶段被称为大统一年代(Grand Unified Era)。然而,和电弱力理论不一样的是,这些理论目前无法验证,因为我们的强子对撞机无法提供足够的能量。要验证大统一理论,要求强子对撞机提供现有能量的1000亿倍。也许我们需要更大型的环日对撞机,也许这是对撞机这种方法的死胡同。3. 普朗克年代(Plank Era)回溯到大爆炸后10^-43秒,整个可观察宇宙小于普朗克长度。这个阶段被称为普朗克年代(Plank Era)。广义相对论预言四大基本力都会合并。然而,在这个尺度上,描述时空和引力的广义相对论遭遇到了它自己的奇点。描述微观尺度需要量子力学,然而,广义相对论与量子力学是冲突的。要解决这种冲突,我们需要一种新的理论----量子引力,或者说,万有理论(Theory of Everything)。超弦理论(String Theory)就是其中的一个有力竞争者。所以,奇点是现有物理理论的奇点。而在新的理论中,我们将会有能力回答更多的问题,现在看到的奇点就会消失。另外,应该注意到的是,大爆炸理论只是根据宇宙膨胀而推测出来的宇宙在过去发生的事情,它本身不能回答大爆炸时怎么发生的,或者为什么会发生,更不能让你看到大爆炸以前。而要回答这些问题,需要其他的理论,有的处于假说阶段,有的得到了部分验证,而有的还是空白。由于奇点的存在,今天你向宇宙大爆炸提出的问题,很多是没有***的。但是,这些问题在将来,我相信都能得到满意的回答。
边界是人三维空间意识里的知识,本质是沿直线向一个方向走,距离会离起点越来越远,但考虑二维的莫比斯环,有限无边,最终会走回原点宇宙空间就是一个三维的莫比斯环,有限无边,没有宇宙外之说
其实很容易理解也很难理解----宇宙之前什么都没有----绝对的无。绝对的没有空间、时间、能量----真正的太空----这是一种绝对之境。有人嗑药或者冥想到极致的时候,看到过类似的景象。他们是这么形容这绝对之境的:无限纯黑的光芒。纯净的黑色光线。----光线为什么是黑色的呢?这个咱们也没有见过,无法理解。有人写过一本书,形容这个境界是:璀璨的纯黑。
没有外面。
你不能拿一把尺子丈量它自身的长度。
没有外面,也没有里面,甚至没有之前,大爆炸之后才有的时间和空间
你应该问摄影师在哪?
已有帐号?
无法登录?
社交帐号登录

参考资料

 

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