关于宇宙起源,或许是一个永远没有答案的终极之谜。现代主流科学理论认为,宇宙起源于138亿年前的大爆炸,一个体积无穷小,温度密度无限高的奇点突然急剧膨胀,诞生了我们的宇宙。
如果说宇宙大爆炸理论一开始只是一个假想理论,甚至带有戏谑的成分,但谁也没有想到的是,大爆炸理论后来竟然发展成了一个主流科学理论,有了越来越多的证据来支撑,比如说宇宙超光速膨胀,宇宙微波背景辐射,宇宙元素丰度等。
不过,不管有多少证据,都很难避免大爆炸理论最致命的瑕疵:无法解释大爆炸到底是如何发生的,或者说那个体积无穷小的奇点到底是怎么来的。
其实,对于宇宙大爆炸瞬间或者之前的状态,现有科学是无法诠释的,也有点为难科学家了。为什么这样讲呢?
因为现有科学体系中存在有意义的最小时间单位,那就是普朗克时间,大约10的负44次方秒,非常短暂。任何小于普朗克时间的单位都没有意义。
这意味着,对于我们有意义的事件只能是宇宙大爆炸发生一个普朗克时间之后的事件,一个普朗克时间之前的事件(甚至谈不上事件)其实是没有意义的。当然,“宇宙大爆炸之前”就更没有意义了。
其实,从奇点的特点就能看出,它对于人类来讲确实没有意义。奇点体积无穷小,密度无限高,你能想象到如此存在方式吗?
在我们的日常生活中,任何事物都是有大小的,说白了都是可以具体描述的,我们很难想象一个体积为零的事物存在,但奇点就是这么一个特殊的存在方式,超乎我们想象的抽象存在方式。
可以这么通俗理解,奇点完全不属于我们的世界,很可能属于“超时空”或者“高维空间”,当然不能用我们四维时空的物理法则去描述了。
但是这样“一刀切”地拒绝描述奇点本身以及宇宙大爆炸之前的状态,会让人感觉到很不舒服,有点强迫别人接受某种观点的意思。
按照我们的固有思维方式,凡事有果必有因,也就是所谓的因果关系或者因果律,任何事物不可能无缘无故凭空出现,那么奇点到底是如何出现的呢?
科学家们虽然无法解释奇点,但不可能回避这样的问题。而随着量子力学的不断发展,科学家们似乎看到了一丝光明来解释宇宙诞生瞬间,以及诞生之前的状态。
按照量子力学的诠释,绝对的真空是不存在的,大自然会通过各种方式阻止绝对真空的出现。可以这么通俗理解,假如存在绝对的真空,绝对的“一无所有”,这时候会发生什么呢?
真空中会随机衍生出虚粒子对,然后瞬间湮灭消失,这个过程非常短暂,但一直会上演。结果就是“真空不空”,随机衍生出来的虚粒子对会打破绝对的真空,让看似真空的环境出现点什么东西。
其实这就是量子涨落或者量子起伏,也是量子力学不确定性的一种体现。具体能衍生出多大的能量是不确定的,不过时间和能量之间存在不确定性关系,只要时间足够短,就能衍生出超级能量。
这就意味着,在某个极短的时间里,可以涨落出无穷大的能量,实际上这就是奇点的由来。也就是说,我们的宇宙是一个极大的量子涨落产生的。当然这种极大的涨落发生的概率非常低,但是不管有多低,只要时间足够长,一定会发生,而且最终必将发生。
同时,考虑到宇宙诞生之前根本没有时间概念,意味着宇宙诞生之前的“一瞬间”(其实没有一瞬间的概念,这里只是通俗的说法,方便大家理解),就等于如今我们理解的“永久”!所以,极大的量子涨落注定是会发生的。
你可能会问:为什么会有量子涨落?
答案是:不知道,本来就是这样的。
能提出“为什么会有量子涨落?”这个问题,其实已经传达了这样的信息:你在下意识地用经典世界的经验去衡量量子世界!
实际上,量子世界完全不同于我们所在的经典世界,我们完全不能用经典世界的物理法则去衡量量子世界。量子力学如此诡异,如此神奇,完全打破了我们的日常生活经验,但我们知道量子世界的那些诡异现象的确真实存在。
比如说,因果关系,在我们看来是固若金汤的金科玉律,但换一种思维方式,因果关系为什么一定要存在?
量子世界根本就不存在所谓的因果关系,结果会影响原因,甚至可以先于原因而发生。如果量子世界里有智慧物种,他们可能完全不能接受经典世界里的因果关系,认为因果关系很诡异。
也就是说,如果我们想要了解量子力学,必须彻底打破我们在经典世界里的所有固有思维模式,否则你永远不可能认识量子力学。
但是打破经典世界里的固有思维模式谈何容易。这也是为什么物理学家大佬会有这样的感叹:世界上没有人真的理解量子力学,如果你认为自己已经掌握了量子力学,恰恰证明你对量子力学一点也不了解。
完。
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