宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸,這已經成為現代宇宙誕生論的標準答案,儘管也有很多的不同意見,但通過現代天文觀測,大爆炸論能被證實的證據是比較充分的,當然我們今天不糾結大爆炸論的來歷,而是大爆炸的奇點,都説宇宙誕生於大爆炸,那麼請問奇點之前又是怎麼樣的世界呢?
從大爆炸到奇點!從伽利略的《星空信使》開始,人類的宇宙觀走入了一個全新的高度,哥白尼的日心説在伽利略的望遠鏡下得到昇華,牛頓從開普勒和伽利略的基礎上總結出萬有引力定律,得以讓漫天繁星有了相互之間的紐帶!曾經牛頓認為宇宙的大小是無限的,他的理由很簡單:
如果有限大的區域內集中了無數天體,那麼它們之間的引力就會相互影響最終聚攏到一起,而現代宇宙繁星點點,各自相安無事,因此這個宇宙應該是無限大的。根據現代宇宙觀來看,這個觀點是對的,但論據是錯的,牛頓得出這個無限大的結論是理性思維的結果,戰勝了他敬畏大自然的心理!當然除了牛頓以外還有一個人對宇宙的年齡做出了評估:
奧伯斯佯謬奧伯斯認為宇宙中有無數星星,因此將會有無數的光到達地球,地球再無夜間而亮如白晝,但事實上並非如此,這是因為宇宙存在的時間不夠久,牛頓無限宇宙中的星光還沒有到達地球上,因此宇宙必定有一個年齡!
儘管基於牛頓錯誤論據中得出來的無限宇宙論,奧伯斯卻推測出了一個宇宙年齡的問題,不得不説奧伯斯腦子很好使!但這些都是猜想,沒有任何證據,下面我們給出一位可從他的公式中推導出宇宙命運的人士
愛因斯坦-廣義相對論1916年愛因斯坦發表的廣義相對論中有一個描述宇宙時空狀態的“萬能方程”,這就是大家所熟悉的引力場方程,它小到可代牛頓的萬有引力公式計算天體之間的引力,也可以大到計算宇宙的形狀與命運
1922年弗裏德曼假設了一個宇宙物質分佈均勻的前提後,求出了宇宙可能的三個形狀,但大多數情況下都是動態的,而隨後哈勃觀測證明宇宙正在膨脹,從而推導出宇宙的過去曾經處在相當緻密的狀態。
奇點的來歷在發現宇宙大爆炸預言的微波背景輻射後,BIG BANG説法開始佔領全世界,霍金從黑洞的奇點論中得到了靈感,繼而提出了宇宙大爆炸奇點的説法,宇宙開始於一個包含了整個宇宙的物質與時間以及空間的緻密,高温的奇點!這就是從牛頓的無限宇宙觀到霍金奇點論的始末。
奇點包含了什麼?上文我們説明了宇宙的開端奇點包含了整個宇宙的物質、時間與空間,似乎非常難理解,奇點包含所有物質已經匪夷所思了,居然還能包含時間和空間,是不是得解釋一下?
無論是黑洞的起點還是宇宙的起點,都是物理定律失效的地方,但我們仍然可以在奇點之外試圖進行理解:
廣義相對論最精髓的思想就是替牛頓解釋了引力的來源,最直接的就是解釋了水星進動的問題,因為水星在太陽的彎曲時空中運行,所以才產生了牛頓萬有引力無法計算的進動量,這表示廣義相對論的時空觀是正確的,質量彎曲時空,請注意是時空,而非只有空間!當這個質量達到黑洞的奇點時會出現一個事件視界!我們都知道那是黑洞的絕對勢力範圍。
那麼當整個宇宙的物質都被壓縮成一個奇點時,時空又會如何,説實話根本無法推測,但空間與時間以及質量一起出現在奇點內,我們似乎可以從物理學角度來考慮這個問題。
奇點之前是什麼?霍金並沒有交代奇點的來歷,因為從無限膨脹的大撕裂宇宙並不能推測出宇宙誕生之前的模樣,因果律走到了最初的原點,而這個原點從哪裏來,我們根本就不知道,因為這是宇宙誕生“以前”的事,而我們宇宙所有物質的歷史源頭,只能追溯到誕生那一刻!
當然如果宇宙的未來在膨脹到某一刻之後趨向於收縮,那麼我們可以從中推測下宇宙的過去是是什麼,因為這樣的宇宙論支持一個循環宇宙,也就是説宇宙膨脹到某一刻,然後收縮,最終坍縮為起點,再次引發大爆炸,重新誕生一個新宇宙,如此週而復始!
此時我們可以告訴大家,奇點之前就是上一個宇宙,那麼我們的宇宙未來發展趨勢支持這個觀點嗎?似乎並不行,有幾個論據:
宇宙的物質分佈是各向同性的 宇宙的時空是平直的無限空間 宇宙正在加速膨脹簡單的説宇宙連一點想要再次收縮的意思都沒有,而是直白的告訴大家,所有的一切未來將趨向於無限膨脹,宇宙似乎是一次性的,並沒有打算週而復始!所以我們可以的告訴大家,奇點以前是什麼,沒有人能知道!這是一個答案嗎?其實天文學上這樣的答案有很多,我們找到一個答案的邊界也是一個答案!