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到底是什麼讓這宇宙掙脫於混沌﹖
本帖最後由 jiunn36 於 2023-11-24 01:32 AM 編輯簡單回答﹐我們不知道宇宙是如何形成的﹐但是大多數天體物理學家認為﹐宇宙始於大爆炸。這意味著﹐整個宇宙每天都在變大﹐也意味著過去的宇宙比現在小。物理學表明﹐如果把磁帶倒得足夠遠﹐我們的宇宙曾經是一個無限小﹑密度無限大的奇點。
大多數物理學家認為這一點在宇宙大爆炸中擴大了﹐但由於所有已知的物理學都在宇宙初期盛行的極端條件下崩潰﹐所以很難有把握地說在宇宙最初的時刻發生了什麼。在宇宙歷史的大部分時間裡﹐它都點綴著類似的天體﹐就像現在一樣﹐它們只是靠得更近了。例如﹐當我們的宇宙還不到38萬年的時候﹐宇宙的體積比現在小100萬倍﹐它的平均溫度約為10000開爾文。它的溫度和密度很高﹐以至於形成了一種等離子體﹐一種原子被撕裂成質子﹑中子和電子的物質狀態。
然而﹐我們在太空和地球上的許多其他情況下都會遇到等離子體﹐所以我們對它們的工作原理已經有瞭解了。可是﹐越往前進﹐物理就變得越複雜。當宇宙誕生十幾分鐘時﹐它是一團由質子﹑中子和電子組成的濃湯﹐仍然由我們用來理解核彈和核反應堆的相同物理學所控制。如果我們回溯到更早的時候﹐事情就變得非常粗顯而易見。
當我們試圖理解宇宙時﹐它還不到一秒﹐我們沒有物理理論可以應對宇宙所經歷的瘋狂的高溫和壓力。我們所有的物理理論「崩潰」了﹐我們不知道粒子﹑力和場在這些條件下是如何運作的。物理學家可以用愛因斯坦的廣義相對論來描繪宇宙的增長情況﹐廣義相對論將宇宙的內容也可以與其膨脹的歷史聯繫起來。
但是愛因斯坦的理論有一個致命的缺陷！如果我們遵循廣義相對論的最終結論﹐那麼在過去的一個有限的時間裡﹐我們的整個宇宙被擠進一個單一的﹑密度無限的點。這就是所謂的大爆炸奇點。奇點通常被認為是宇宙的「開端」﹐但它根本不是一個開端。從數學上講﹐大爆炸的奇點並沒有告訴我們宇宙是從那裡開始。相反地它告訴我們﹐廣義相對論本身已經崩潰﹐失去了它的預測和解釋能力。
物理學家早就知道廣義相對論是不完整的。它無法解釋高強度或小尺度的引力﹐即所謂的量子引力。換句話說要完全理解宇宙最初的時刻﹐我們需要新的物理學。遺憾的是我們目前還暫時缺乏這樣的物理學。我們有幾個量子引力理論的候選﹐比如弦理論和環量子引力理論﹐但這些理論還沒有完全發展﹐更不用說實際測試了。可是如果這兩個理論中的任何一個是正確的﹐就可以告訴我們關於早期宇宙的更多有趣的事情。
在環圈量子引力的情況下﹐奇點被一個有限大小的時空塊所取代。與此同時在弦理論中﹐我們的宇宙起源於一個可能宇宙的「景觀」。也有可能﹐我們的大爆炸只是無限宇宙系列中的一個﹐在多元宇宙中無限增殖。只有理論物理學的進一步發展才能幫助理清這些模稜兩可的想法。
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