您当前位置:首页-物理空间-详情

如果宇宙从过去一个确定的点开始,无论膨胀速度有多快,它怎么可能是无限大的呢?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-08-30 10:42:44

随便找一本关于物理宇宙学的像样的教科书。打开它。寻找告诉你宇宙“从一个确定的点开始”的章节或者类似的东西。

找到了吗?猜不是。

因为物理宇宙学教科书从来没有这样说过。这是一种过度简化的宇宙学推广,往往是那些更热衷于用炫目的图形和浮夸的陈述来打动他们的观众,而不是解释实际的理论。

小常识:我们使用具有特定属性的仪器(望远镜、射电望远镜、其他探测器,包括现在的引力波和中微子)观测宇宙。这些包括物质的性质和大规模分布。来自遥远物质团块的光的红移。微波背景的存在及其特定光谱。具有可识别统计模式的数据中的微小统计波动。

事实:我们有广泛验证的理论,包括广义相对论和量子场论,特别是粒子物理学的标准模型。我们可以应用这些理论来尝试模拟物理系统。具体来说,我们可以把宇宙作为一个整体作为一个物理系统和使用我们所学到的其他地方(不管是在太阳系的人造卫星的轨道或基本粒子的行为在大型粒子加速器)算出宇宙是如何工作的,找到一个合适的数学模型来描述其行为。

我们可以做到这一切,并得到宇宙学的标准模型,即所谓的Lambda-CDM模型(Lambda代表假设的暗能量,CDM代表“冷暗物质”)。我们可以利用最适合观测数据的参数来探索这个模型对宇宙的过去、现在和未来的描述。

首先,我们所拥有的宇宙的最佳模型是一个空间无限的宇宙,只有有限的年龄。它是均匀的(到处都一样)和各向同性的(没有偏好的方向),而且它没有“空间曲率”(也就是说,如果你形成一个三角形,不管它有多大,它的角度和都正好是180度)。

将数学模型的时钟倒转,广义相对论本身会告诉我们这个宇宙大约是。它已经有140亿年的历史了,而它的开始是以一个“奇点”为标志的。奇点不是一个点。它是时间中的一个时刻,这个“初始时刻”实际上不是宇宙的一部分。(不是时空杂多的一部分。)宇宙在那一刻并不存在。时间本身在那一刻还不存在。在任意小的时间之后,宇宙已经是均匀的,各向同性的,空间无限大的,只是比现在热得多,密度大得多。

但是我们相信广义相对论能预测奇点吗?我们不能,我们不能。我们不知道广义相对论是否适用于这个极端能量和密度的体系。很可能不是。所以我们最早能回到我们的预测的时间大概是在这个假设的奇点之后的一皮秒,到一个仍然非常热,非常稠密的宇宙,但是一个我们可以,用大型粒子对撞机,比如LHC,快速复制的环境。所以我们有实验数据来验证我们的理论。

就是这样了。没有一本宇宙学教科书告诉你宇宙是从一个确定的点开始的。它们能告诉你的是,如何利用现有的科学,通过观察和实验得到数据的验证,来推断过去,以及我们的知识有哪些局限。
D相关下载
Z最新攻略更多+
热门文章更多+
近期大作更多+