宇宙大爆炸理論能否定時空無限嗎?

為什么會有宇宙大爆炸這是個非常簡單而又非常復雜的問題,簡單是因為每一個聽過宇宙大爆炸理論的人都能提出來,復雜是因為沒有任何人包括任何一位科學家能在現有理論基礎上回答它。

宇宙大問題——奇點疑難

眾所周知,宇宙大爆炸理論是根據美國天文學家哈勃發現的星系階梯紅移的觀測結果,基于廣義相對論提出來的,后來由霍金和彭羅斯通過廣義相對論證明它必然來自于一個奇點,而這個奇點是所有宇宙物理規律失效的地方,無一例外,所有的已知物理規律都將失效,包括廣義相對論本身。也就是廣義相對論預言了奇點又同時預言了自身在奇點失效……也就是說我們目前沒有任何成熟可靠的理論能幫助我們解釋宇宙是怎樣”大爆炸”的。然而雖然可靠的理論沒有,不可靠的還是有的……科學家提出了一些關于宇宙創生的相關假說,雖然沒有成熟的物理理論作為基礎,但假裝解決一下也無妨。

第零種力——宇宙的第一推動

在很久很久以前,宇宙里什么都沒有,忽然間一個能量漲落產生了一對奇點,其中一個是能量為正的奇點,為了無中生有下的總能量守恒(為0),會同時出現一個能量為負的奇點。正負奇點迅速分開并在目前未知的原因下急速膨脹,正的奇點就產生了我們的宇宙。至于那個未知原因,這可能是第零種力導致的……嗯,就是現在自然界四種力都還沒產生時的相互作用力導致的……而那第零種力在奇點消失后就消失了……

膨脹的宇宙

第零種力會重新出現嗎?

那么問題來了,如果現在重新坍縮產生奇點,第零種力會重新出現嗎?這有兩種可能:

一種是必須整個宇宙恢復到宇宙大爆炸奇點時才能出現。這是最有可能的情況,因此當宇宙重新坍縮回大爆炸奇點時,第零種力將重新出現并重新引起宇宙大爆炸,周而復始……這就變成弗里德曼的動態宇宙模型里那個脈動的宇宙。

另一種可能是恒星坍縮到黑洞奇點時即可產生。然而這樣問題又來了,坍縮到奇點就產生第零種力,奇點又會馬上發生膨脹,這樣奇點就無法形成了,重新膨脹的奇點又導致黑洞無法形成,可是我們的宇宙明明有黑洞啊……這怎么破?其實這很簡單:就是正常恒星坍縮無法產生零維的奇點,因為只有完美的完全對稱坍縮成球對稱的史瓦西黑洞才能產生真正意義上的零維奇點,也就是它的角動量必須嚴格為零。然而這只是個理想狀態,實際上基本無法實現,在通常情況下恒星坍縮由于存在初始的自轉和非嚴格對稱的坍縮,會產生一個帶有自旋的克爾黑洞,而這種帶自旋的克爾黑洞并不會形成零維的奇點,而是形成一個一維的奇環,這樣就可以避免第零種力的產生……

帶自旋的克爾黑洞

為什么需要這一種力?

虛構這種力可以解釋宇宙怎么開始,也突破了奇點的物理學禁地,我們只需要假設存在這樣一種力,就能解決奇點為什么會膨脹的問題,因為只要這種力存在,它就只能膨脹……這樣我們無需再知道奇點里任何其它的物理規律。

在目前的某些理論假設里,奇點處自然界的四種力還沒有分離,統一為一種未知的力——超力。但這超力似乎并不能解釋奇點為什么會膨脹,而且它與目前自然界的四種力相關,目前的四種力都是從超力中相繼分離出來的。因此它實際上并不適合解釋奇點膨脹。而如果我們假設了第零種力,那么超力就是在奇點膨脹、第零種力消失后的超高能狀態下出現的。也就是說超力是宇宙大爆炸后產生的第一種相互作用力,然后隨著膨脹宇宙溫度急速下降后才相繼分離出目前已知的自然界四種力,首先分離出的是引力,然后是強核力,最后是電磁力和弱核力。

自然界的四種相互作用力

理論預言

我們假設黑洞奇點處第零種力會重新出現的情況下,可以預言無自旋的奇點永遠無法出現,因為第五種力會終結“奇點”這種狀態。至于科學家有沒有辦法制造一個無自旋的奇點……我覺得有點難……

無自旋的奇點。

宇宙大爆炸不是我們普通意義上的爆炸,它是我們的時間與空間的開端,任何想像“大爆炸之前”的想法是沒意義的(因為那是時間的開端),沒有“宇宙之外”的說法(因為那是空間的開端)。我們的科學理論只支持到大爆炸后的一瞬間,如果硬要說之前,那我們的理論,包括我們的意識都失效。

3 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 宇宙又好奇。常人又無法理解,科學又不能給個正確答案。是否怎樣讓高手分解。

  2. 解釋的非常清楚!我特別喜歡那個克爾黑洞圖形!\n 還有我的想法比較天真但是我也想說說。時間和空間是一個整體概念,這個是針對單一物體的,時間和空間分開是對多數物體的。舉個例子:“坐地日行八百里”是說一個人隨時間的變化外部空間的變化而產生的距離,事實上內部空間沒有變。這個人的內部角度看時間和空間沒有變化,外部角度看太陽和地球轉動產生的時間和空間的變化。

  3. 我認為不存在,科學服從于哲學。這句話正確說法應該是:宇宙物質源于大爆炸。而宇宙是亙古不變的,四面八方之謂宇古往今來之謂宙,宇宙等于空,等于無。一生二,二生三,三生萬物,萬物生扵有,有生于無。