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一个极其微小的奇点,如何能变成无边无际的宇宙 犹如神话般神奇

 wenxuefeng360 2019-10-29

的确比神话都神奇,因为神话是基于生活常识的想象。而奇点的所有定义都超越了想象力之外。但是宇宙就是如此诞生。

宇宙奇点定义:时空无限扭曲,温度无限高,密度无限大,体积无限小的一个点。我们浩瀚无边的宇宙,所有一切的开始,都起源于这一个无限小的点。真正做到了纳宇宙于芥子。

一个极其微小的奇点,如何能变成无边无际的宇宙 犹如神话般神奇

在理解它的定义之前,我们需要放开我们日常生活的低速世界所固化的牛顿经典力学思维,这样理解起来就比较方便,下面,将为大家解读奇点的物理含义。

最难理解的应该是体积无限小。

物理学有个普朗克长度。是长度的自然单位。是有意义的最小可测长度。大小是1.6×10^-35米。小于普朗克长度的尺寸,归于无意义序列,任何物理学定义全部失效。只有量子效应存在。普朗克长度到底有多小,做个直观的比较。宇宙的年龄是138亿年,而一秒很短暂。一秒和138亿年的比值为10^-21次方。是的,一普朗克长度和一米的比值,比一秒钟和宇宙年龄的比值都要大上数亿亿倍。而奇点的大小,小于普朗克长度。基于海森堡不确定原理,任何小于普朗克尺度的测量都无法精确得到数值。这就是无限小的概念:无限接近零,但永远不等于零。

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通过对宇宙的观测,许多个事实证明了广义相对论对宇宙大尺度结构定义的正确性。无论是宇宙红移的加速膨胀还是3K微波背景辐射的逐渐冷却,乃至引力透镜,引力波,以及质量造成的时空弯曲现象等。无不证明宇宙起始于一点。宇宙138亿年的寿命,总有开始的那一刻。

根据广义相对论,计算出三种宇宙膨胀模型。分别是开放,平直,封闭宇宙。对应不同的时空曲率。无论那一种模型,在初始阶段,星系之间的距离都是零。物质,时间,空间都无限蜷缩成一个点。这一个点,如同数学上的零维,没有大小,没有维度,时间空间不存在。

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大和小的概念,是相对的,而不是绝对的。我们从三维视角去看奇点,不可思议,无法想象如此小的体积蕴含了宇宙全部,一切全部反常识。我们从零维视角去看,奇点就是无限大,就是无边无际。从四维视角看,奇点的大小体积是无意义的,只有总质量始终不变。能量是可以无限堆叠而不需要空间的。能量存在于一个巨大星系上和存在于一个点上,其实没有任何区别。总能量没有一丝增加减少。

温度无限高

奇点温度是超越大爆炸的最高温度,不可能再有超越奇点的温度。奇点小于普朗克尺度,无法推算温度数值。但是有一个下限值:宇宙大爆炸第一瞬间的温度被称为普朗克温度☞1.4×10^32度。1.4亿亿亿亿度,高于这个温度,科学认为无意义。奇点的温度,只在它之上,必须高于它。

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温度,是质量和能量互相转换的基础。极高的温度才能将一切物质转化成能量,在奇点内无限堆叠。也才能在大爆炸开始后转化成各种物质。随着温度的逐渐冷却,质能转换的过程才慢慢结束。

转化的奇点蕴含整个宇宙,并不是里面有很多的星系、星团,在大爆炸开始后瞬间释放出来。奇点只有纯能量,由无数的光量子携带(因物理定律失效,以下推测,无法论证:光子携带能量做无限高频运动,因频率越高,携带的能量越大。光子具有粒子性,但不是粒子,所以它的体积为零。能量可以无限堆叠。奇点密度无限增长。光子同时具有波粒两项性,动能转换热能造成温度无限升高)

时空无限扭曲

观察中子星这样的高密度天体,可以清晰观测到大质量物体引起了空间凹陷,光线路径明显的弯曲。奇点这样全宇宙的质量,时空不可避免的被压缩成一体而蜷缩进微观状态,无限的内缩至一个点。这一点是零维度,只有一个点。而时间与空间没有了存在的容身之处。

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当维度被压缩到零维,已经是所有一切的终点,包括我们的宇宙。零维无法再压缩,没有负维度的空间。漫画描述和科学探讨有本质的不同。奇点,是极致,当时空与能量被无限压缩到奇点状态,意味着再压缩只有镜像反转。将不可避免的进入反向压缩。从零维度开始,向另一方向瞬时层层释放。在释放我们的三维宇宙同时,也释放了其他高维度宇宙。

也可以理解为,当奇点形成,积蓄能量的时候,下一次变化只能是大爆炸。在大爆炸开始前,奇点积蓄的能量介于引爆点平衡状态。现在,需要的是点燃引信。

正是因为科学无法解释奇点的一切物理表现。宗教非常认同大爆炸理论,因为只有上帝之手,才能点燃最后一击。这最后一步,的确又是如此神奇和迷茫不可理解。因为不可避免要回答奇点之外是什么。如何引爆,可以回答是真空电子涨落导致。但这样和没说一样。

真空零点能

绝对零度冻结一切运动,可以冻结时间和光速吗?明确的回答,不能。量子理论确定了,绝对的真空,哪怕是绝对零度,依然蕴含着巨大的本底能量。对真空零点电磁涨落产生的作用力,已经通过测量证明了这一能量的存在。

一个极其微小的奇点,如何能变成无边无际的宇宙 犹如神话般神奇

零点能的存在,源于著名的量子力学概念:海森堡不确定原理。粒子的能量和位置不可能同时测到。这意味着在绝对零度的真空,粒子依然会振动。振动产生的能量就是零点能。

大爆炸之前,只有量子真空能量场。量子真空涨落,是指在真空中,任意位置对零点能起伏的短暂变化。瞬间起起伏伏,犹如量子泡沫。存在和消失的时间极其短暂。零点能的瞬时产生与消失,整个过程小于普朗克时间。

奇点在真空中,会受到零点能的扰动。由于零点能极为短暂,这种概率,小到以10的无数次方为产生概率。但是,只要有概率,就一定会发生。因为,没有时间,奇点的存在之处,没有开始,没有结束。就是等待着零点能的最后一击。无数亿年的积蓄能量,无数亿年的满盈状态。只等待点燃引信。

终于,有那么一次,引信点燃:

创世,开始了

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