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宇宙起源于奇点还是无中生有?奇点是“无”还是光子?

宇宙起源于奇点还是无中生有?奇点是“无”还是光子?

作者: b4eb7770ab6a | 来源:发表于2019-01-19 14:01 被阅读3次

1932年,比利时天文学家勒梅特首次提出宇宙大爆炸假设,1948年,移居美国的苏联物理学家伽莫夫在此基础上正式提出了“宇宙大爆炸理论”:宇宙是由一个无限致密炽热的“奇点”在约130亿年前的一次大爆炸后迅速膨胀形成。

当然这个“爆炸”与我们正常理解的那种炸弹爆炸是有区别的,而应该理解为就象一个气球的一种空间的急剧膨胀,因为这种膨胀速度与爆炸速度相类似,所以便称之为“爆炸”。目前,宇宙膨胀现象已通过美国天文学家哈勃等发现的“星系红移”得到证明。

伽莫夫当时并提出了一个很具科学的预言:宇宙演化过程中残留下来的电磁辐射以光子的形式在宇宙中自由传播,而成为爆炸后的“残余”并延续至今。但这些光子的温度已由爆炸时的高温降至只比绝对零度的低温高几度而已,这就形成了所谓的“宇宙背景辐射”。1965年,美国科学家彭齐亚斯和威尔逊在微波段上探测到了具有热辐射谱的“宇宙背景辐射”,从而验证了伽莫夫的预言。此后,更多的科学家在更多的波段内验证了“宇宙背景辐射”的存在。

此后“大爆炸宇宙学”模型得到了越来越多的科学补充。欧洲航天局根据太空探测器数据绘制的“宇宙背景辐射全景图”反映了宇宙诞生至38万年后的景象。以下图中亮的地方温度高,暗的地方温度低,温差幅度约为0.00002K。

到了20世纪80年代,科学家们对大爆炸宇宙论进行了修正,提出了暴胀宇宙模型。认为宇宙初期发生过膨胀速度高到无法想象的超高速急剧膨胀,暴胀使宇宙从比原子还小的微粒体积一下扩张至10cm的球体,那么这种暴胀速度就超过了光速。但暴胀速度是一种空间的膨胀而不是物体以超光速的运动,所以这种暴胀的可能性是存在的。

此后“大爆炸宇宙论”越来越得到完善,但是最为根源的“奇点”问题却仍然没有得到解决。因为无限致密炽热的“奇点”在物理学上是不可思议的。物理上最不希望出现的正是拥有无穷大数量的东西,而奇点恰恰出现了多个无穷大:无穷大的能量、无穷大的密度、无穷大的压强等。而“无穷”只是一个纯数学的概念而已,在物理中并不适用。所以认可这个大爆炸之始的“奇点”,就意味着一切科学定律的失效。这成了宇宙学中最大的疑难。所以最后 只能认为,“奇点”是不可能真实存在的。那么为了破解这个难题,就必须要引入目前为至被认为是最能正确解释大自然的“量子理论”来进行研究。因为既然宇宙诞生时是以微粒存在的微观世界形式,那么研究微观世界就非“量子力学”莫属了。

1982年,霍金等人建立了将“量子力学”与“广义相对论”结合而成的“量子引力理论”。并用“宇宙波函数”来描述宇宙初始的量子状态,“宇宙波函数”就是宇宙按照特征分布的概率。既然是概率,就能证实多种可能并加以描述,因此,意义上是可行的。而其中,量子宇宙学最大的意义就是它可以容纳“无”中生“有”的观点,从而排除了“奇点”的出现。

宇宙是由一个不存在时间与空间的量子状态(无)自发跃迁(大爆炸或急速膨胀)到具有空间、时间的量子状态(有)。因为最初的量子状态是量子化的,所以没有中间过程,宇宙于是就这样“无中生有”地诞生了。

而在2500年前的中国,就有了老子的宇宙起源论的“无中生有”之说,道德经的开篇便是:“无,名天地之始;有,名万物之母。”道出了宇宙乃源于“无”。也由此可见,过去人们总说古老的中华文化只是一种朴素的哲学观,而现代的科学最终竟与这些古老的哲学观不谋而合。那么在我看来,古老的中华文化其实更是一种基本的科学观。我说它“基本”,或许只是因为它仅廖廖数语,但今人又有几个能真正领略古人那些精简而蕴含深远意义的文字呢!

但无论是老子“道德经”的“无中生有”,还是现代“量子宇宙学”的“无中生有”,它们都仍在闪缩之间极力逃避或模糊最本质的问题,即仍然没有好好解释这个“无”究竟是什么?它是能量、是物质、还是压力?总而言之,这个“无”到今天仍然如本意那样虚无缥缈,让人捉摸不定,本质依然“无”也。但我们都知道,“无”并不是一无所有,也不是真的空。所以“无”应该是有内涵、有东西的。

既然古老的东方文化与现代科学都认为宇宙乃起源于“无”,所以宇宙起源于”无“的概率——宇宙波函数是大大的,那么“无”是不是奇点便已不再重要了。但“无”肯定是具有最大能量、而且也必定是充斥了整个宇宙的物质,这一点应该是毋庸置疑的。

我们知道,光速是恒定,目前还没有发现超光速的物体,宇宙中,没有静止质量为0的物体能超光速。换言之,光就是一种没有质量但却拥有能量的物质。那么相对于任何有静止质量的物质,光都是宇宙中最大能量的物质,起码目前来说正是如此。

又根据宇宙爆炸之“残余”说,“宇宙背景辐射”就是光子的存在形式。并且就光本身的特性来看,它确实充斥宇宙之间,在宇宙中无处不在。也可以说没有光就没有生命,而其实没有生命的宇宙,就是没有运动的宇宙,那么宇宙的意义也不存在。

综合以上分析,从光子的特征来看,光都符合“无”的特性,那么这个“无”会不会就是光子?你认为呢?

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