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无中生有的宇宙起源
发布时间:2023-07-04 13:55:23   来源:宇宙探索  

关于宇宙的起源,有很多理论,不过科学界普遍接受宇宙大爆炸理论,该理论也成为诠释宇宙起源的主流理论。

宇宙大爆炸认为,我们的宇宙起源于138亿年前的大爆炸,一个体积无穷小,密度温度无限高的奇点突然急剧膨胀,经过漫长时间演化,成为如今我们看到的丰富多彩的世界。


(资料图片)

不过宇宙大爆炸理论也有致命的瑕疵:一旦涉及奇点,现有的所有大自然法则都彻底失效,科学家无法解释诡异的奇点。科学家们普遍认为,奇点就是一个体积无限小的致密能量小点,拥有无限高的能量。但物理学向来讨厌“无限”这个概念,因为无限的概念太抽象,而科学研究的对象是具体的可描述的事物。

那么,这个奇点到底是如何诞生的呢?奇点之前又经历了什么呢?

简单说,四个字:无中生有。正如我国古代的《道德经》中就有这样的描述:天下万物生于有,有生于无。

最大的问题是:“无”到底是如何诞生“有”的呢?

首先,我们需要明白,“无”并不意味着“什么都没有”。按照量子力学的诠释,“无”也就是真空,也是拥有能量的,被称为“真空零点能”,是最低的能量状态。

为什么真空也拥有能量呢?这些能量来自哪里呢?

来自量子涨落。根据量子力学的不确定性原理,真空中一定会随机衍生出虚粒子对,这些虚粒子随机衍生出来,然后发生湮灭,瞬间消失。虚粒子对可以向真空“赊借”能量,湮灭之后把能量归还给真空。

根据量子力学的不确定性原理,能量和时间不确定性的乘积必须不小于一个常数,只意味着,只要时间足够短,就一定会衍生出虚粒子对,也就是能量。

当然,衍生出来的虚粒子对能量很低,存在时间极短,很难被我们观测到。但科学家有的是办法证明虚粒子对的存在,最典型的方式就是卡西米尔效应,早在70多年前,卡西米尔就首先发现了这种效应。

除了量子涨落,真空还具有不对称性,当然所谓的不对称只是局部的,整体来看仍旧是对称的。而局部的不对称就意味着某种不稳定,然后就会上演自发的破缺,朝着更稳定的方向发展,也就是朝着“基态”发展,此过程中就会释放出能量。

而不管是通过量子涨落衍生出来的能量,还是自发破缺能量,只要能产生能量,就意味着万物总会出现,能量和质量是等价的。

这里有一个问题,量子涨落衍生出来的虚粒子对会瞬间湮灭消失,也就意味着不会有多余的能量产生,自然也就不会诞生奇点了。

我们都知道,任何涉及量子力学的问题,都不能用传统思维方式去理解,量子力学的很多诡异现象都完全违背了我们的传统认知,甚至最基本的因果律都不复存在。

一般情况下,衍生出来的虚粒子对都会湮灭消失,不过只要时间足够长,总有那么一些虚粒子对没有湮灭消失,虽然概率很低,但总是会出现的。或者说需要极其漫长的时间之后才会湮灭消失,漫长到我们无法想象。

说白了,在量子世界,任何事情都会上演,而且一定会上演!

于是,在某个极短的时间里,出现了极大的量子涨落,衍生出极大的能量,甚至能囊括整个宇宙的能量,这就是宇宙诞生的基础。

这并不违反大自然法则,恰恰是时间和能量不确定性的直接体现。当然,按照我们宏观世界的理解,确实违反了能量守恒,不过能量守恒本来就是宏观世界的大自然法则,不确定性才是量子世界的核心。

时间和能量的这种不确定性意味着,我们的宇宙很可能并非唯一,因为在极短的时间里,很能会上演多次极大的量子涨落,诞生多个宇宙,所谓的平行宇宙。

而且,理论上讲,这种可能性是一定存在的。因为在宇宙诞生之前,是没有时间概念的,虽然需要极其漫长的时间才可能出现一次极大的量子涨落,但这极其漫长的时间对于真空来讲就是“一瞬间”,因为真空没有时间概念。

同时,也意味着一个可怕的事实:衍生出来的极大量子涨落,随时可能湮灭消失。这就意味着我们的宇宙可能随时会终结。有可能就下下一秒,当然也有可能在极其遥远的未来。

这个世界就是这么奇妙。用通俗的话来形容就是:世界总是要诞生一些东西的,不可能存在真正的一无所有的“真空”。当然,也可以用一种哲学的辩证思维来理解:“无”需要“有”来衬托,否则“无”就没有存在的意义,不可能存在!

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