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错了,宇宙并非诞生于一个体积无限小的点

 千姿百态万花筒 2021-03-25

“宇宙大爆炸”认识中的误区。

天炉座星系团。ESO

近日奥斯陆大学宇宙学、天体粒子物理学教授Torsten Bringmann和理论物理学教授Are Raklev在网络媒体上表示,人们对“宇宙大爆炸”的认识存在一些误区。

很多人认为,宇宙诞生于一个“体积无限小,温度无限高,密度无限大”的点。但这样的认识其实并不准确。

赫歇尔星系团。ESO

首先“体积”这个概念在这里的使用并不严谨。宇宙很可能是无限的,一个无限的宇宙,无论密度有多大,它都是无限的,宇宙的膨胀只改变了它的尺度。

如果一定要说“体积”,就必须加上“可观测宇宙”这样一个前提。但“可观测宇宙”只是宇宙的一部分,并非宇宙的全部。

其次,比宇宙诞生于一个点更准确的说法是宇宙诞生于一个“奇点”。根据宇宙学家Steen H. Hansen的表述,“奇点”在数学里是指无法得出有意义解的表达式,而它在物理学里的对应物具有常规理论无法解释的特点。

宇宙在不断膨胀。今天的宇宙比昨天空旷,现在的宇宙比过去空旷。以此为基础,通过时间反演,宇宙学家建立了所谓的“宇宙大爆炸”假说。

如果我们将反演进行到底,宇宙的密度就会越来越大,温度也会越来越高。最终,我们会发现宇宙处于一个密度极高的状态。而这就是“宇宙大爆炸”假说所认为的宇宙初始状态。

“宇宙大爆炸”的理论基础是广义相对论,根据相对论,当宇宙处于这样一种状态下时,奇点就出现了。宇宙的密度变得无限大,温度变得无限高,体积(如果有的话)变成了零。

阿贝尔315星系团。ESO

但这样的结论实际上等同于没有解。也就是说,在广义相对论的范畴内,宇宙的初始状态无法得到合理解释。

因此物理学家亟需一种新的理论,来解释宇宙的初始状态。很多物理学家想把量子力学和爱因斯坦相对论糅合在一起,建立所谓的“量子引力论”,来解释宇宙的初始状态。但是到目前为止,还没有人成功。

出现在“哈勃极度深空场(The Hubble eXtreme Deep Field)”中的遥远星系。哈勃

参考

Five myths about the Big Bang 

https:///news/2021-03-myths-big.html

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