
大爆炸通常被认为是这一切的开始:大约138亿年前,可观察到的宇宙去了繁荣并扩展到存在。
但是以前是什么样子大爆炸?
简短答案:我们不知道。长答案:可能是很多事情,每个思维方式都以自己的方式弯曲。
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一开始
首先要理解的是大爆炸实际上是什么。
加利福尼亚理工学院的理论物理学家肖恩·卡罗尔(Sean Carroll)说:“大爆炸是时间的时刻,不是太空的时刻。”
Carroll说,因此,大爆炸的宇宙很可能是小小的微小或无限大的,因为没有办法回顾一下我们今天甚至看不到的东西。我们真正知道的是,它非常非常密集,并且很快变得越来越少。
作为推论,宇宙之外的实际上没有任何东西,因为从定义上讲,宇宙是所有的。因此,在大爆炸中,一切都比现在更稠密,更热没有今天的“外部”。卡洛尔说,欣赏神的景象并想象一下,您可以站在一个空白中,看着大爆炸之前的乱七八糟的婴儿宇宙,这是不可能的。宇宙没有扩展到太空。空间本身扩大。
他说:“无论您在宇宙中的位置,如果您追溯到140亿年,您都会到达它非常热,密集且迅速扩展的时候。”
直到大爆炸之后1秒钟,宇宙的冷却到足以使宇宙中发生了什么,直到宇宙中发生了什么质子和中子碰撞并粘在一起。许多科学家确实认为宇宙经历了第一秒钟的指数扩张过程,称为通货膨胀。这将使时空的结构平滑,并且可以解释为什么今天在宇宙中如此均匀分布。
爆炸之前
在大爆炸之前,宇宙可能是无限的超霍特,密集的材料,一直处于稳定状态,直到出于某种原因发生大爆炸。卡罗尔说,这个超浓密的宇宙可能受量子力学(极小规模的物理学)管辖。那么,大爆炸将代表古典物理学接管宇宙进化的主要驱动力的那一刻。 [什么是量子力学?这是给出的
对于斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)来说,这一刻至关重要:他说,在大爆炸之前,事件是无法衡量的,因此不确定。霍金将其称为无规则的建议:时间和空间,他说,是有限的,但是它们没有任何边界或起点或终点,就像地球是有限但没有边缘的那样。
“由于大爆炸之前没有观察后果,因此不妨将它们从理论中删除,并说时间始于大爆炸,”他在一次采访中说在2018年的国家地理节目“ Startalk”上。
也许在大爆炸之前还有其他值得思考的东西。一个想法是,大爆炸不是开始的开始,而是那是对称的时刻。在这个想法中,在大爆炸之前,还有一个与这个宇宙相同的宇宙,但熵向过去而不是向未来越来越多。
卡洛尔说,在系统中增加熵或增加的障碍本质上是时间的箭头。镜子宇宙,时间将与现代宇宙的时间相反,而我们的宇宙将在过去。该理论的支持者还表明,宇宙的其他特性将在这个镜像宇宙中被触发。例如,物理学家戴维·斯隆(David Sloan)在大学牛津科学博客,分子和离子(称为手性)的不对称性与它们在我们宇宙中的相反方向相反。
一个相关的理论认为,大爆炸不是一切的开始,而是宇宙从收缩时期转变为扩展时期的时刻。这个“大弹跳”概念表明,随着宇宙的扩大,收缩和扩展,可能会有无限的大爆炸。卡洛尔说,这些想法的问题是,没有解释说明为什么或如何将不断扩展的宇宙收缩并恢复到低室内状态。
卡洛尔(Carroll)和他的同事詹妮弗·陈(Jennifer Chen)有自己的爆炸前爆炸愿景。 2004年,物理学家建议,我们知道的宇宙也许是父宇宙的后代从中有一点点时空席卷了。
卡洛尔说,这就像放射性核的衰减,当核腐烂时,它会吐出α或β粒子。母体宇宙可以做同样的事情,除了粒子,它可能无限地吐出婴儿宇宙。卡洛尔说:“这只是一种量子波动,使它发生。”这些婴儿宇宙是“字面上平行宇宙,”卡洛尔说,不要互动或互相影响。
如果这一切听起来都很畏惧,那就是 - 因为科学家还没有办法回到大爆炸的瞬间,更不用说之前发生了什么。卡洛尔说,有空间可以探索。这引力波的检测从2015年强大的银河碰撞开始,可以使用这些波来解决这些波浪关于宇宙扩张的基本奥秘在第一个关键第二。
卡洛尔说,理论物理学家也有工作要做,例如对量子力之类的量子力可能如何工作做出更专业的预测。
卡洛尔说:“我们甚至都不知道我们要寻找什么,直到我们有了理论。”
最初出版现场科学。