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宇宙大爆炸之前有什么?科學(xué)家給出的答案可能和你想的不太一樣!

 草容生 2018-12-28

奇點大爆炸理論認(rèn)為,宇宙誕生之初,所有物質(zhì)具有的勢能都集中于一個點,這個點如此奇妙,它小至無窮,密度和時空曲率無限,你完全可以認(rèn)為它既存在又不存在。由于某種未知的原因,這個點的能量平衡被打破,物質(zhì)源源不斷的產(chǎn)生出來,最終演化為我們所在的宇宙——這就是科學(xué)家所說的“奇點”。

那么奇點大爆炸之前是什么樣呢?難道它一直孤零零地掛在虛空中嗎?讓我們從“時間之箭”開始說起。

如果把奇點看作一只完好無損的雞蛋,此時它的熵(混亂程度)是最低的。隨著大爆炸的發(fā)生,一切陷入混亂之中,無數(shù)恒星、星系、星系團孕育而生,整個宇宙的熵越來越多,而時間也和宇宙一起誕生,永遠(yuǎn)指向熵增加的方向。

很多物理學(xué)家對“時間之箭”只有一個方向感到迷惑不解,所有物理學(xué)理論——牛頓的經(jīng)典力學(xué),麥克斯韋的電動力學(xué),愛因斯坦的狹義和廣義相對論,量子力學(xué)——都沒有規(guī)定時間必須向前。從理論上說,如果時間向后流動,宇宙一樣能夠正常運行。

英國牛津大學(xué)的物理學(xué)家朱利安·巴伯認(rèn)為,138億年前的奇點大爆炸可能同時產(chǎn)生了另一個鏡像宇宙,那里的時間和我們正好相反,一直在從未來向過去流逝。通過構(gòu)建1000個粒子的簡化宇宙模型,研究人員發(fā)現(xiàn)在如此小的尺度之下,時間之箭的方向是由引力而不是熱力學(xué)決定的。在重力作用下,一半的粒子向熵增的方向移動,而另一半粒子向中心集聚,呈現(xiàn)熵減——兩個方向相反的時間之箭誕生了!

物理學(xué)家斯隆進一步提出,所謂的奇點更有可能是一種低熵狀態(tài),它和硬幣一樣具有正反兩面,而我們所在宇宙的前身有可能就是另一個鏡像宇宙。如果我們將138億年的宇宙演化歷史倒推回去,就會發(fā)現(xiàn)三維宇宙重新塌縮回二維平面,再往前推就是一個時間流向相反的對稱宇宙。

羅馬神話中的雙面神雅努斯Janus)前后各有一張面孔,而宇宙也有完全相反的兩個演化方向,正反宇宙轉(zhuǎn)化的地方被稱為“雅努斯點”。這個前身宇宙具有和我們所在的宇宙相同的物理定律,或許也會孕育類似人類的智慧生命。

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