我們很難想象137億年前宇宙的樣子，那時(shí)，宇宙只是一個(gè)奇點(diǎn)。關(guān)于宇宙的起源，宇宙大爆炸理論有一個(gè)主要的競(jìng)爭(zhēng)者。 這一理論表明，宇宙中所有的物質(zhì)和空間本身都以比亞原子還小的形式存在。
然而現(xiàn)在一個(gè)更難的問題出現(xiàn)了：宇宙大爆炸之前，有什么東西存在？
二十世紀(jì)初，愛因斯坦得出了一個(gè)和廣義相對(duì)論非常相似的結(jié)論。我們只需要考慮質(zhì)量對(duì)時(shí)間的影響。一個(gè)星球的巨大質(zhì)量會(huì)使使時(shí)間彎曲，這導(dǎo)致了地球表面運(yùn)行的時(shí)間比衛(wèi)星軌道上的時(shí)間要稍微慢一些。而這種速度間的差異太小，人們通常感覺不到。但和獨(dú)自站在空曠田野里的人相比，時(shí)間對(duì)于站在巨大巖石旁邊的人而言運(yùn)行的更慢。
基于愛因斯坦的研究，比利時(shí)宇宙學(xué)家Rev. Georges Lema?tre在1937 年發(fā)表論文稱：宇宙最初是一個(gè)奇點(diǎn)，是大爆炸導(dǎo)致了宇宙的擴(kuò)張。
然而，根據(jù)這條邏輯線索，這篇文章的標(biāo)題是有瑕疵的，因?yàn)闀r(shí)間是隨著宇宙這一奇點(diǎn)漸漸擴(kuò)張成了現(xiàn)在的大小和形狀才誕生的。
事情到此為止了嗎？ 遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有。關(guān)于宇宙的困惑永遠(yuǎn)不會(huì)停息。在愛因斯坦去世后的幾十年后，隨著量子物理的發(fā)展和一系列新理論的提出，關(guān)于大爆炸前宇宙是什么樣子的問題又卷土重來。
讓我們看看下面的幾種假設(shè)吧。
現(xiàn)在的宇宙是從之前的宇宙噴發(fā)出來的嗎？
如果我們現(xiàn)在的宇宙是另一個(gè)更古老的宇宙的后代怎么辦呢？有些天體物理學(xué)家認(rèn)為這一切都和宇宙微波背景輻射有關(guān)，所謂的宇宙背景輻射指的是大爆炸產(chǎn)生的殘留物仍然對(duì)現(xiàn)有的宇宙產(chǎn)生熱輻射。
天文學(xué)家在1965年首次發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的存在，這很快引出了人們對(duì)宇宙大爆炸理論的疑問。此后人們一直在探究相關(guān)問題，并于1981年創(chuàng)立了宇宙暴脹理論。
這一理論聲稱，宇宙在存在之初的一段時(shí)間里經(jīng)歷過急速的擴(kuò)張。同時(shí)，這一理論還認(rèn)為溫度和密度波動(dòng)也會(huì)對(duì)宇宙微波背景輻射產(chǎn)生影響，但溫度與密度的波動(dòng)應(yīng)該是統(tǒng)一的。
然而事實(shí)并非如此。最新的測(cè)繪結(jié)果表明，宇宙內(nèi)部是不平衡的，有些區(qū)域密度和溫度的波動(dòng)比其它區(qū)域更大。
有些宇宙學(xué)家把宇宙內(nèi)部的不平衡看作是一種支持性證據(jù)，證明現(xiàn)在的宇宙是從古老的“母體宇宙”中噴發(fā)出來的。加州理工學(xué)院研究員Adrienne Erickcek就持有這種觀點(diǎn)。
在混沌暴脹理論中，這一概念更深入。這一理論認(rèn)為宇宙是不斷膨脹的泡泡，每個(gè)泡泡都會(huì)衍生出一個(gè)新的宇宙，而每次新宇宙的誕生又會(huì)帶來無數(shù)泡泡的膨脹。
其他模型仍然圍繞著大爆炸前的奇點(diǎn)本身而形成。 如果把黑洞看作是宇宙的垃圾搗碎機(jī)，那么它們進(jìn)行的是主要的壓縮工作。因此，我們暴脹的宇宙從理論上說可能是一個(gè)從另一個(gè)宇宙的黑洞中輸出的“白洞”。
所謂白洞是一個(gè)假設(shè)的實(shí)體，其功能和黑洞相反，旨在散發(fā)出能量和物質(zhì)，而不是把物質(zhì)和能量吸入洞中。把白洞當(dāng)作是一個(gè)宇宙的排氣閥就好。
有些科學(xué)家提出我們的宇宙可能就是從黑洞中誕生的，并且我們宇宙中的每一個(gè)黑洞里都可能包含著其它獨(dú)立的宇宙。
然而，有些科學(xué)家卻認(rèn)為宇宙的誕生不是因?yàn)榇蟊?，而是因?yàn)榇蠓磸棥?
宇宙大反彈
很早以前，印度中世紀(jì)宗教哲學(xué)家認(rèn)為宇宙處在一個(gè)無盡的循環(huán)中，總是在不斷地創(chuàng)造和毀滅。 原先，宇宙的質(zhì)量是無差別的，后來卻漸漸演變成我們看到的復(fù)雜現(xiàn)實(shí)。之后，宇宙會(huì)自我毀滅，再次創(chuàng)造出一個(gè)新的宇宙。
一些當(dāng)代的科學(xué)家和印度哲學(xué)家達(dá)成了驚人的共識(shí)。有些科學(xué)家不認(rèn)同大爆炸理論，而是相信宇宙按照一定的周期膨脹和收縮，每次都在收縮到特定的大小后，再反彈回來。
在大反彈理論中，每個(gè)循環(huán)都會(huì)從小而光滑的宇宙中開始，但這種宇宙又不像奇點(diǎn)那么小。宇宙會(huì)漸漸擴(kuò)大，變得更加厚重，其中的時(shí)間也會(huì)變得越來越彎曲。最終，宇宙在臨界點(diǎn)崩潰，漸漸平滑之后后又縮小到最初的大小，接著新的循環(huán)又會(huì)開始。
為了讓大反彈理論起作用，我們必須在由英國(guó)物理學(xué)家Roger Penrose和Stephen Hawking所提出的奇點(diǎn)定理中找到相應(yīng)的方法。根據(jù)奇點(diǎn)定理，一個(gè)正在收縮的宇宙會(huì)一直縮小，直到成為奇點(diǎn)為止。在這期間質(zhì)量巨大的星體會(huì)逐漸死去，最終被壓縮，形成黑洞。
而大反彈的理論模型基于這樣的想法：即負(fù)能量會(huì)抵消重力，逆轉(zhuǎn)宇宙的崩潰。這也就是說，宇宙和時(shí)空會(huì)一次又一次地被撕裂。
這些收縮和擴(kuò)張的循環(huán)大約會(huì)在每一萬(wàn)億年重復(fù)一次。
大回彈理論與西方文明現(xiàn)實(shí)主義的觀點(diǎn)有所分歧， 因?yàn)樗姓J(rèn)時(shí)間事實(shí)上先于宇宙而存在。
但是，無論科學(xué)家認(rèn)同的是大爆炸理論還是大反彈理論，現(xiàn)有宇宙存在之前到底存在著什么仍然是一個(gè)開放性的問題。
也許，什么也不存在，也許存在著其它的宇宙或者是現(xiàn)存宇宙的不同版本，也可能存在著一片宇宙的海洋。每種假設(shè)都遵循著不同的定律，也呈現(xiàn)著不同的物理現(xiàn)實(shí)。
下載文檔
