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論時間的本質(zhì):時間是恒定存在的,還是宇宙大爆炸產(chǎn)生的?

 宇宙時空探索 2024-07-10 發(fā)布于遼寧

按照宇宙大爆炸理論的詮釋,時間是隨著宇宙大爆炸而產(chǎn)生的。也就是說,宇宙大爆炸之前是沒有時間的,或者說根本不存在“宇宙大爆炸之前”這種說法,因為沒有時間,又哪來的“之前”呢?

而宇宙大爆炸理論是現(xiàn)代宇宙學(xué)關(guān)于宇宙起源的主流理論,該理論認(rèn)為,在138億年前,一個體積無限小,密度溫度無限高的奇點突然發(fā)生膨脹,之后經(jīng)過漫長的演化,才有了我們?nèi)缃褙S富多彩的世界。

宇宙大爆炸的瞬間,正是時間的起點。

更嚴(yán)謹(jǐn)來講,我們對宇宙的認(rèn)知是從宇宙大爆炸發(fā)生一個普朗克時間之后才開始的,因為普朗克時間是有意義的最小時間單位,任何小于普朗克時間的單位都沒有意義。

普朗克時間很短,大約只有10的-43次方秒,短到我們無法想象。

人類現(xiàn)代宇宙學(xué)的研究范圍就是從宇宙大爆炸發(fā)生10的-43次方秒之后開始的,也就是說從時間為零到10的-43次方秒這極短的時間,我們不知道發(fā)生了什么,這段時間對于我們來講是沒有意義的。

還有更重要的一點,宇宙大爆炸發(fā)生之后的短短三秒鐘上演的事件比三分鐘之后宇宙發(fā)生的事件總和還要多。

什么意思?

這短短三秒鐘,宇宙中上演了太多的奇跡,比如說四大基本作用力的出現(xiàn),基本粒子的出現(xiàn),宇宙的指數(shù)級急劇膨脹等等。這短短三秒鐘決定了宇宙的走向,也決定了宇宙的命運!

三秒鐘之后的事情,大家都知道了,隨著宇宙的慢慢冷卻,基本粒子開始結(jié)合在一起,逐漸形成原子核,原子等各種粒子,直到138億年之后我們所見的豐富多彩的世界。

但是宇宙大爆炸理論并非是一個完美的理論,它也有缺陷。比如說奇點的誕生,時間是隨著奇點的突然膨脹而誕生的,奇點之前沒有時間,但奇點到底是如何誕生的呢?

按照宇宙大爆炸理論的詮釋,奇點本身就是完全超出我們認(rèn)知的存在,說白了,奇點根本就不屬于我們的世界,可以認(rèn)為它就是超時空中的東西。

但是,萬物總不可能憑空出現(xiàn)吧?在我們固有思維里,萬物的出現(xiàn)總是有原因的,科學(xué)家們也嘗試去解讀奇點和時間的由來。

用傳統(tǒng)的經(jīng)典物理學(xué)是解釋不同的,因為經(jīng)典物理有最根本的法則:能量守恒定律和因果律。能量總是守恒的,萬物的出現(xiàn)總是有原因的。

但奇點好像完全打破了經(jīng)典物理學(xué)的這兩條法則。因為奇點本身意味著無窮能量,它看起來也是憑空出現(xiàn)的。

好在量子力學(xué)的出現(xiàn)給了人們不一樣的思考問題的方式。量子力學(xué)本身就是一個顛覆性極強的理論,我們不能用傳統(tǒng)思維去思考量子世界的詭異行為。

按照量子力學(xué)的詮釋,奇點或許就來自真空中的量子漲落。

量子漲落,也稱為“量子起伏”。真空中會隨機衍生出來各種虛粒子對。虛粒子對通過賒借真空的能量隨機衍生出來,然后瞬間湮滅歸還能量,只要整個過程時間足夠短,大自然就毫不在乎,這種現(xiàn)象就可以一直出現(xiàn),也不違反能量守恒定律。

實際上,量子漲落現(xiàn)象的本質(zhì)就是量子力學(xué)中的不確定性原理,時間和能量的不確定性具有一定關(guān)系,兩者的乘積必須不小于一個常數(shù)。

也就是說,只要時間足夠短,能量就可以無窮大。而奇點無窮大的能量就是通過這種方式產(chǎn)生的。

時間和能量的這種不確定性也可以具體表現(xiàn)為量子隧穿效應(yīng),這種效應(yīng)早就應(yīng)用在我們?nèi)粘I钪小?/p>

有人可能會質(zhì)疑:即便虛粒子對會隨機衍生出來,它們不是瞬間都湮滅了嗎?

確實,正常情況下應(yīng)該如此。但量子世界就是如此詭異,不按套路出牌。某些衍生出來的虛粒子對并不會湮滅消失,而是會保留下來,這也是不確定性原理的直接體現(xiàn)。不確定性原理意味著,任何可能的事情都會發(fā)生,而且一定會發(fā)生,前提是時間足夠長。

當(dāng)然,這只是我們基于量子力學(xué)對奇點的解讀。人類對量子力學(xué)的了解還只是皮毛,我們根本不知道量子力學(xué)隱藏的底層邏輯,只能發(fā)現(xiàn)量子世界表現(xiàn)出來的詭異現(xiàn)象,不知道那些現(xiàn)象的本質(zhì)。

說了這么多量子漲落,再來說說時間。

如果說奇點真的是來自真空中的量子漲落,那么奇點誕生之前是不存在時間的。因為真空中的量子漲落完全是隨機的行為,沒有任何規(guī)律可言,甚至完全不受因果律控制,也就談不上時間的概念。

最后說點題外話。如果奇點本身真的是沒有湮滅的量子漲落產(chǎn)生的,這些量子漲落本應(yīng)該湮滅而在隨機作用下沒有湮滅,會不會在某個瞬間再次發(fā)生湮滅呢?意味著我們的宇宙隨時可能發(fā)生湮滅而瞬間消失?

這腦洞太大了,供大家去思考想象!

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