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熱門未解之謎 一千余項未解之謎介紹
宇宙起源,開端在哪?
宇宙很大,非常非常大。但如果關(guān)于宇宙的起源,我們的理論是正確的,那么宇宙就曾經(jīng)很小,非常非常小。事實上,它一度并不存在。大約在138億年前,物質(zhì)、能量、時間和空間從無中自發(fā)地產(chǎn)生出來,這就是我們所說的“大爆炸”。
那么,這是如何發(fā)生的?換句話說:萬物的起源是什么?
合乎邏輯的結(jié)論是,宇宙必定在膨脹,因此,它過去一定更小。通過反向設(shè)想它的膨脹,就像倒著放映電影一樣,天文學家們得出了另一個相當奇特的邏輯結(jié)論:宇宙必定有一個開端。
起初,許多科學家都對終極開端這個想法感到不滿,于是提出了不需要終極開端的其他解釋。
致命的一擊發(fā)生在1965年,人們意外發(fā)現(xiàn)有一種微弱的輻射遍布所有空間。對這種宇宙微波背景的解釋是,它是一個比今天的宇宙更為致密和熾熱的宇宙的“余暉”。
大爆炸是對宇宙起源的主流解釋,但它自身并沒有發(fā)言權(quán)。一個可選方案是,那不是一次爆炸,而是一次反彈。
大爆炸或大反彈:萬物的開端,抑或回到前一個宇宙?
果可以對某個事物進行某種操作,之后它看起來和之前一樣,就可以說這個事物是對稱的。根據(jù)這個定義,“無”是完全對稱的:你可以隨意對它做什么,它仍然是“無”。
事實上,量子理論告訴我們,不存在“空”這種東西。它的對稱性太過完美,以致無法持續(xù),生生滅滅的粒子所組成的沸騰起伏的湯會將其打破。
如何從“無”中生出有?
這導(dǎo)致了一個違反直覺的結(jié)論:盡管有熵,但“有”是一種比“無”更自然的狀態(tài)。在這個意義上,宇宙中的一切事物都只是量子真空的激發(fā)罷了。
也許真是某種類似的東西應(yīng)為宇宙本身的起源負責?這似乎很有道理。也許大爆炸只是“無”在行自然之事,是一次導(dǎo)致整個宇宙誕生的量子漲落。
空間和時間之外根據(jù)同樣的邏輯,“無”是最高的熵狀態(tài);你可以隨心所欲地對它進行組合,它看起來仍然什么都沒有。
當然,這引出了一個問題:大爆炸之前有什么,以及這種狀態(tài)持續(xù)了多久。不幸的是,在這一點上,像“之前”這樣的常識性概念變得毫無意義。
物理學定律如何存在于空間和時間之外而沒有自身的起因?換句話說,為什么有某種東西而不是一無所有?
量子理論告訴我們,“無”不可能存在:它總會引出某種東西,也許是一個宇宙。事實上,這可以解釋大爆炸。