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宇宙诞生之前是什么样子的(宇宙诞生之前是什么状态)

发布时间:2024-11-22 20:57:54 奥数 865次 作者:合肥育英学校

奇点大爆炸理论认为,宇宙诞生之初,所有物质的势能都集中在一点。这个点太奇妙了,它无限小,具有无限的密度和时空曲率,你完全可以认为它存在或不存在。由于某种未知的原因,此时的能量平衡被打破,物质不断产生,最终演化成我们生活的——宇宙。这就是科学家所说的“奇点”。

那么奇点大爆炸之前是什么样子呢?它一直孤独地悬在虚空中吗?我们先从“时间之箭”说起。

宇宙诞生之前是什么样子的(宇宙诞生之前是什么状态)

如果把奇点想象成一个完整的鸡蛋,此时它的熵(混乱程度)是最低的。随着宇宙大爆炸的发生,一切都陷入了混乱。无数的恒星、星系、星系团诞生了。整个宇宙的熵在增加。时间也与宇宙一起诞生,总是指向熵增加的方向。

许多物理学家都困惑,“时间之箭”只有一个方向。所有物理理论,牛顿的经典力学,麦克斯韦的电动力学,爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论,以及量子力学,都没有规定时间必须向前。理论上,如果时间倒流,宇宙仍然可以正常运转。

英国牛津大学物理学家朱利安·巴伯认为,138亿年前的奇点大爆炸可能同时创造了另一个镜像宇宙,其中的时间与我们的时间完全相反,一直从我们的宇宙中流逝。未来到过去。通过构建包含1000个粒子的简化宇宙模型,研究人员发现,在如此小的尺度下,时间箭头的方向是由重力而不是热力学决定的。在重力作用下,一半粒子向熵增加的方向运动,而另一半粒子则向中心聚集,呈现熵减少的现象。——两个相反方向的时间之箭诞生!

物理学家斯隆进一步提出,所谓的奇点更有可能是一种低熵状态,它像硬币一样有两个面,而我们宇宙的前身可能是另一个镜像宇宙。如果我们把宇宙138亿年的演化历史往前推,我们会发现三维宇宙又塌缩成了二维平面。再往前推,我们会发现一个对称的宇宙,其中时间以相反的方向流动。

罗马神话中的两面神雅努斯有正面和背面,宇宙也有两个完全相反的演化方向。正负宇宙变换的地方称为“雅努斯点”。这个前身宇宙与我们生活的宇宙有着相同的物理定律,也可能孕育了类似于人类的智慧生命。

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