揭秘宇宙之謎:138億年前誕生,那麼139億年前的世界究竟是怎樣的?
更新于:2025-03-26 06:26:54

人類是地球上最有智慧的生命,從人類誕生以後就開始不斷的研究和探索世界的奧秘,現在人類已經能夠走出地球探索宇宙,這說明人類科技發展的速度很快,當人類走出地球之後,人類對宇宙充滿了好奇,人類想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中是不是還存在外星生命?帶著這些疑問人類走上了探索宇宙的道路,目前被廣泛接受的宇宙起源理論是大爆炸理論,根據這一理論,科學家認為大約在138億年前,宇宙中的所存在物質和能量都聚集到了一起,並濃縮成很小的體積,溫度升高之後,密度非常大,瞬間產生巨大的壓力,之後就發生了大爆炸,在大爆炸的那一刻,時間和空間由此展開,最初的宇宙就像是一锅炽热的粒子汤,其中充滿了高能的基本粒子,比如說誇克、電子、光子等等。

在接下來的幾分鐘內,質子和中子通過核聚變變成了氫、氦等元素較輕的原子核,不過這個時候宇宙的溫度依然很高,電子無法被原子核捕獲,物質處於等離子態,大約 38 萬年後,宇宙的溫度降低到約 3000 開爾文,電子和原子核結合形成了原子,光終於可以自由傳播,這就是所謂的“宇宙微波背景輻射”,至今仍能被我們觀測到。隨著時間的推移,在引力的作用下,物質開始逐漸聚集形成恆星和星系。恆星內部的核聚變反應產生了更重的元素,如碳、氧、鐵等,並在恆星死亡時將這些元素拋灑到宇宙空間中。在漫長的演化過程中,星系之間相互碰撞、合併,形成了更加龐大的星系團和超星系團。同時,暗物質和暗能量的存在也對宇宙的結構和演化產生了重要影響。

宇宙大爆炸理論並不是科學家憑空猜想出來的,而是有一定的依據,其中比較重要的一個依據就是宇宙膨脹理論,在20世紀初的時候,美國物理學家愛德溫.哈勃在觀察星系的時候發現,星系中的光譜出現了紅移現象,這個現象表明這些星系在不斷的遠離我們,看到這個現象之後,愛德溫.哈勃提出了一個大胆的猜測,那就是我們的宇宙還在不斷的膨脹當中,宇宙膨脹就類似於炸彈爆炸,當炸彈爆炸時,碎片會四處飛濺,這兩種現象非常類似,所以很多科學家認為,宇宙起源於大爆炸,除此之外,宇宙微波背景輻射也能夠證明宇宙起源於大爆炸,根據大爆炸的理論,138億年前的宇宙是處於極高的溫度,雖然經過了138億年的膨脹冷卻,溫度已經變得很低,但是大爆炸發生后應該還殘留著輻射,而這個背景輻射已經被科學家觀測到了,大約是2.7k,這個現象和大爆炸理論吻合。

目前來說,科學界普遍認為我們的宇宙起源於大爆炸,不過大爆炸理論還存在一些疑點,比如說奇點的本質和起源,大爆炸理論認為我們的宇宙誕生於奇點,奇點是一個質量無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的點,但是奇點的本質依然是一個謎,目前人類的物理學在奇點面前會失效,而且宇宙微波背景輻射在整個宇宙中幾乎都是均勻分佈的,但是這種均勻性難以解釋,更重要的是,大爆炸理論需要特定的初始條件才能夠產生我們所觀測到的宇宙,但是這些初始條件目前科學家還不清楚,所以大爆炸理論並不能夠完全證明宇宙的起源,看到這裡,可能很多人會產生一個疑問,就是如果我們的宇宙起源於大爆炸,那麼在139億年前,宇宙是什麼樣子的?

有一些科學家認為,在宇宙大爆炸之前,還存在其它的平行宇宙,平行宇宙的概念最初是由美國量子物理學家休·埃弗雷特三世(Hugh Everett III)提出的。在20世紀50年代,休·埃弗雷特三世在其博士論文中首次提出了關於多世界的想法,即平行宇宙的理論。他的理論認為,當對處於疊加態的粒子進行觀測時,世界會分裂成不同的分支,在每個分支里都有一個特定的觀測結果,而這些分支就是平行宇宙。這一理論的提出是為了解釋量子力學中一些奇特的現象。量子力學認為微觀粒子可以同時處於不同的狀態,而當進行觀測時,粒子會隨機選擇一種狀態表現出來。休·埃弗雷特三世的平行宇宙理論試圖給予這種現象一種解釋,即每次觀測都會導致世界的分裂,從而形成不同的平行宇宙,每個宇宙中都有一個特定的觀測結果。

關於平行宇宙的說法在科學界有很多種,有的科學家認為,平行宇宙就是同一個世界不同的結果,簡單來說就是,你在這個世界可能是一名老師,但是在另一個平行世界你可能是一個醫生,也可能是一名員警,也就是你的人生有無數種可能性,這就好比我們站在一個十字路口,我們選擇不同的路會產生不同的結果,但是在現實社會中,我們只能夠選擇其中一條路,這也就註定了我們的結果只有一條,但是在平行宇宙當中,不同的路都會產生不同的結果,而這些結果都是能夠體現出來的,如果我們能夠進入不同的平行世界,那麼我們就能夠體驗不同的人生,我們的宇宙可能是其它宇宙衍生出來的一個分支,而其它的宇宙也可能是我們的宇宙衍生出來的一個分支。

在科學界有一個比較著名的悖論——祖父悖論,這個悖論最好的解釋就是平行宇宙,祖父便論是由法國科幻小說家赫內.巴赫.札維勒提出的,他認為如果你能夠回到過去,那麼在自己父親出生前把自己的祖父殺死了,這個舉動會產生一系列的矛盾,你回到過去殺死了年輕的祖父,那麼你的祖父就不會生下你的父親,而你的父親也不可能生下你,既然沒有你的存在,那麼你是如何殺死祖父的?關於這個悖論最好的解釋就是平行宇宙,如果我們殺死自己年輕的祖父,那麼在這個平行宇宙當中,我們的父親就不會出生,而我們自己也不會存在,但是這並不影響我們原本的宇宙,因為在我們原本的宇宙中,我們的祖父並沒有死亡,在我們殺死祖父的一瞬間,時空已經發生了變化。

我們所處的宇宙已經到了另一條平行宇宙當中,這也就意味著宇宙中存在多種平行宇宙,除了這個觀點之外,科學家還提出了膜宇宙,膜理論跟之前大爆炸最不一樣的地方在於,這個理論認為宇宙的邊際是兩張韌性非常厲害的膜。而我們的宇宙就是存在於兩張膜之間的空間。而這兩張膜是被一種目前我們還不明白的力量拉扯著往外擴張,通過觀察恆星之間的距離就不難發現,恆星之間的距離確實在越變越遠。我們的宇宙是兩張膜之間的空間,並且正在擴張。那麼這跟平行宇宙有什麼關係呢?膜理論中非常重要的一點,就是有一股未知的力量在拉扯著這兩張膜。隨著時間的流逝,這股力量會減弱消失,當力量減弱到一定程度的時候,兩張膜就會發生碰撞,於是,兩張膜之間的宇宙隨著碰撞就會迎來末日。

還有的科學家認為,宇宙大爆炸之後才會產生所謂的時間、空間,這也就說明在宇宙大爆炸之前是沒有所謂的時間和空間的概念,既然沒有時間,那麼研究宇宙大爆炸之前就沒有任何意義,按照因果律來說,宇宙誕生之前肯定存在某些東西,或者存在某種狀態,到底是什麼東西呢?經過科學家深入的研究,物理學家彭羅斯提出了著名的共形迴圈宇宙學理論,他認為我們的宇宙一直在經歷大爆炸,並且不斷的迴圈,該理論的數學基礎是共形映射,也叫保角變換,即保持兩條光滑曲線之間的角度以及無窮小結構的形狀不變,但不保持它們的尺寸。在彭羅斯的 CCC 理論中,他利用這種變換,將宇宙“大爆炸+膨脹”的類雙曲面時空結構映射成貌似柱面的形狀。這樣,在大爆炸的時間點,原來密集縮小的空間被變換拉伸了;而對未來而言,變換可以將無限擴張的空間限制在有限的範圍內。

在這個宇宙模型中,大爆炸之前是什麼的答案是上一個世代的結束,而宇宙的未來將會誘發下一次大爆炸,並且進入一個新的世代,而且宇宙之外,是看不見任何東西的,那片看不見的區域,有一個科學術語叫做“視界消失”,怎麼樣才能夠算“視界消失”呢?只有全部的光線都被吸收,而且無法逃逸的時候,才叫做視界消失,在這方面,黑洞是最形象的天體,黑洞在很早的時候就被科學家提出來了,在1783年的時候,一位名叫蜜雪兒的英國業餘天文愛好者給當時著名的科學家卡文迪許寫了一封信,信中他寫到宇宙中可能存在一種質量足夠大而導致完全黑暗,連光線都無法從表面逃走的星星,被稱為是暗星,後來愛因斯坦在廣義相對論中曾經提到黑洞。

在愛因斯坦的廣義相對論發表的同年,德國物理學家卡爾史瓦西給出了黑洞引力場方程的第一個精確解,這個解表明如果將大量的物質集中在空間一點,其周圍會產生奇異的現象,即在質點周圍存在一個介面——視界,一旦進入這個介面,即使光都無法逃脫,由此也出現了一個很重要的名詞——史瓦西半徑(計算黑洞視界體積大小的公式)。現在科學家已經拍攝到了黑洞的樣子,這說明黑洞確實存在宇宙當中,而且黑洞能夠吞噬任何物質,任何進入黑洞視界範圍內的天體都會被黑洞所吞噬,連光都不例外,有可能我們的宇宙就是在一個巨大的黑洞當中誕生的,如果我們仔細對比觀察一下就能夠發現,黑洞和奇點類似,黑洞也在不斷的吸收東西,當到達一個臨界值的時候,也就發生爆炸。

黑洞爆炸以後,裡面就形成了一個新的世界,所以從這個角度來說,黑洞就是宇宙,關於這套理論,咱們也可以用太陽系來舉例,比如說我們的太陽壽命即將終結的時候,太陽就無法向外釋放能量,其巨大的品質會形成巨大的引力,從而把太陽的體積壓縮到極致,這時候太陽就會變成一個黑洞,或者說是一個奇點,這個所謂的太陽黑洞,在接下來的時間內,不斷吸收外來的物質和能量,當積累到一定臨界值的時候,太陽黑洞也就爆炸了,在這個世界之外,是一片很大的虛無,而在這個世界裡面,是由很多分子和原子彙聚而成的新星球,其中在某些行星上,會不斷開始演化生命,就這樣生生不息,迴圈不止。我們的宇宙也可能是就是這樣不斷循環當中。當宇宙膨脹到一定程度之後,我們的宇宙就會開始收縮,最終收縮成一個奇點。

當新的奇點遇到某種擾動之後,這個奇點就會再次爆炸,這時候新的宇宙就誕生了,不過這些也都是科學家的猜測,真相到底是什麼?目前科學家還在積極的研究和探索當中,目前人類的科技還不夠發達,所以人類還不知道宇宙之外到底是什麼?不過人類的科技在不斷的進步和發展,如果未來有一天,我們能夠飛到宇宙的邊緣,我們或許就能夠看到宇宙外面的樣子,到時候我們就能夠知道宇宙外面到底是什麼?希望人類能夠早日實現自己的夢想,對此,大家有什麼想說的嗎?