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“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 。
【错了,宇宙并非诞生于一个体积无限小的点】
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