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宇宙大爆炸之前有什么?科学家给出的答案可能和你想的不太一样!

 草容生 2018-12-28

奇点大爆炸理论认为,宇宙诞生之初,所有物质具有的势能都集中于一个点,这个点如此奇妙,它小至无穷,密度和时空曲率无限,你完全可以认为它既存在又不存在。由于某种未知的原因,这个点的能量平衡被打破,物质源源不断的产生出来,最终演化为我们所在的宇宙——这就是科学家所说的“奇点”。

那么奇点大爆炸之前是什么样呢?难道它一直孤零零地挂在虚空中吗?让我们从“时间之箭”开始说起。

如果把奇点看作一只完好无损的鸡蛋,此时它的熵(混乱程度)是最低的。随着大爆炸的发生,一切陷入混乱之中,无数恒星、星系、星系团孕育而生,整个宇宙的熵越来越多,而时间也和宇宙一起诞生,永远指向熵增加的方向。

很多物理学家对“时间之箭”只有一个方向感到迷惑不解,所有物理学理论——牛顿的经典力学,麦克斯韦的电动力学,爱因斯坦的狭义和广义相对论,量子力学——都没有规定时间必须向前。从理论上说,如果时间向后流动,宇宙一样能够正常运行。

英国牛津大学的物理学家朱利安·巴伯认为,138亿年前的奇点大爆炸可能同时产生了另一个镜像宇宙,那里的时间和我们正好相反,一直在从未来向过去流逝。通过构建1000个粒子的简化宇宙模型,研究人员发现在如此小的尺度之下,时间之箭的方向是由引力而不是热力学决定的。在重力作用下,一半的粒子向熵增的方向移动,而另一半粒子向中心集聚,呈现熵减——两个方向相反的时间之箭诞生了!

物理学家斯隆进一步提出,所谓的奇点更有可能是一种低熵状态,它和硬币一样具有正反两面,而我们所在宇宙的前身有可能就是另一个镜像宇宙。如果我们将138亿年的宇宙演化历史倒推回去,就会发现三维宇宙重新塌缩回二维平面,再往前推就是一个时间流向相反的对称宇宙。

罗马神话中的双面神雅努斯Janus)前后各有一张面孔,而宇宙也有完全相反的两个演化方向,正反宇宙转化的地方被称为“雅努斯点”。这个前身宇宙具有和我们所在的宇宙相同的物理定律,或许也会孕育类似人类的智慧生命。

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