
大爆炸通常被認為是這一切的開始:大約138億年前,可觀察到的宇宙去了繁榮並擴展到存在。
但是以前是什麼樣子大霹靂?
簡短答案:我們不知道。長答案:可能是很多事情,每個思維方式都以自己的方式彎曲。
有關的:銀河係有多巨大?
一開始
首先要理解的是大爆炸實際上是什麼。
加利福尼亞理工學院的理論物理學家肖恩·卡羅爾(Sean Carroll)說:“大爆炸是時間的時刻,不是太空的時刻。”
Carroll說,因此,大爆炸的宇宙很可能是小小的微小或無限大的,因為沒有辦法回顧一下我們今天甚至看不到的東西。我們真正知道的是,它非常非常密集,並且很快變得越來越少。
作為推論,宇宙之外的實際上沒有任何東西,因為從定義上講,宇宙是所有的。因此,在大爆炸中,一切都比現在更稠密,更熱沒有今天的“外部”。卡洛爾說,欣賞神的景象並想像一下,您可以站在一個空白中,看著大爆炸之前的亂七八糟的嬰兒宇宙,這是不可能的。宇宙沒有擴展到太空。空間本身擴大。
他說:“無論您在宇宙中的位置,如果您追溯到140億年,您都會到達它非常熱,密集且迅速擴展的時候。”
直到大爆炸之後1秒鐘,宇宙的冷卻到足以使宇宙中發生了什麼,直到宇宙中發生了什麼質子和中子碰撞並粘在一起。許多科學家確實認為宇宙經歷了第一秒鐘的指數擴張過程,稱為通貨膨脹。這將使時空的結構平滑,並且可以解釋為什麼今天在宇宙中如此均勻分佈。
爆炸之前
在大爆炸之前,宇宙可能是無限的超霍特,密集的材料,一直處於穩定狀態,直到出於某種原因發生大爆炸。卡羅爾說,這個超濃密的宇宙可能受量子力學(極小規模的物理學)管轄。那麼,大爆炸將代表古典物理學接管宇宙進化的主要驅動力的那一刻。 [什麼是量子力學?這是給出的
對於斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)來說,這一刻至關重要:他說,在大爆炸之前,事件是無法衡量的,因此不確定。霍金將其稱為無規則的建議:時間和空間,他說,是有限的,但是它們沒有任何邊界或起點或終點,就像地球是有限但沒有邊緣的那樣。
“由於大爆炸之前沒有觀察後果,因此不妨將它們從理論中刪除,並說時間始於大爆炸,”他在一次採訪中說在2018年的國家地理節目“ Startalk”上。
也許在大爆炸之前還有其他值得思考的東西。一個想法是,大爆炸不是開始的開始,而是那是對稱的時刻。在這個想法中,在大爆炸之前,還有一個與這個宇宙相同的宇宙,但熵向過去而不是向未來越來越多。
卡洛爾說,在系統中增加熵或增加的障礙本質上是時間的箭頭。鏡子宇宙,時間將與現代宇宙的時間相反,而我們的宇宙將在過去。該理論的支持者還表明,宇宙的其他特性將在這個鏡像宇宙中被觸發。例如,物理學家戴維·斯隆(David Sloan)在大學牛津科學博客,分子和離子(稱為手性)的不對稱性與它們在我們宇宙中的相反方向相反。
一個相關的理論認為,大爆炸不是一切的開始,而是宇宙從收縮時期轉變為擴展時期的時刻。這個“大彈跳”概念表明,隨著宇宙的擴大,收縮和擴展,可能會有無限的大爆炸。卡洛爾說,這些想法的問題是,沒有解釋說明為什麼或如何將不斷擴展的宇宙收縮並恢復到低室內狀態。
卡洛爾(Carroll)和他的同事詹妮弗·陳(Jennifer Chen)有自己的爆炸前爆炸願景。 2004年,物理學家建議,我們知道的宇宙也許是父宇宙的後代從中有一點點時空席捲了。
卡洛爾說,這就像放射性核的衰減,當核腐爛時,它會吐出α或β粒子。母體宇宙可以做同樣的事情,除了粒子,它可能無限地吐出嬰兒宇宙。卡洛爾說:“這只是一種量子波動,使它發生。”這些嬰兒宇宙是“字面上平行宇宙,”卡洛爾說,不要互動或互相影響。
如果這一切聽起來都很畏懼,那就是 - 因為科學家還沒有辦法回到大爆炸的瞬間,更不用說之前發生了什麼。卡洛爾說,有空間可以探索。這引力波的檢測從2015年強大的銀河碰撞開始,可以使用這些波來解決這些波浪關於宇宙擴張的基本奧秘在第一個關鍵第二。
卡洛爾說,理論物理學家也有工作要做,例如對量子力之類的量子力可能如何工作做出更專業的預測。
卡洛爾說:“我們甚至都不知道我們要尋找什麼,直到我們有了理論。”
最初出版現場科學。