宇宙大爆炸的速度远超光速或者说人类观测到的宇宙其实不是第一次爆炸吗？ 第1页

这样理解不对。“宇宙大爆炸”不是爆炸，不是“以远超光速的速度喷射物质”。无论是设置了大爆炸奇点的标准大爆炸宇宙论，还是后来建立的无需奇点的模型，描述的过程都不是“悬浮在太空中的一团物质向外扩散”，而是空间本身在膨胀，这不受真空光速的限制。

二十世纪六十年代，霍金和罗杰·彭罗斯证明，当时空的弯曲足够陡峭，时空会不可避免地坍缩，爱因斯坦方程将会不起作用，需要新的量子引力理论才能解释。彭罗斯-霍金奇点定理表明，时空无法从一个点中平滑而稳定地展开，“大爆炸奇点”并不存在。

根据现有观测数据和理论，可观测宇宙约在138亿年前出现^[1][2]，误差范围约±2000万年，讨论“整个宇宙”或“多重宇宙”则目前无解，宇宙的不可观测部分的尺寸^[3]与存在状况目前无法确定，其未必是通过和可观测宇宙类似的过程起源的。而且，年龄和“寿命”是两回事，谈不上什么这一轮那一轮的。

为了抹平理论与观测事实间的矛盾^[4]，1980年，美国物理学家阿兰·古斯提出了暴胀：极早期宇宙在10^-35秒到10^-34秒的极短时间内以惊人的速度加速膨胀^[5]。

• 暴胀宇宙论预言了宇宙的不均匀性，并给出了不均匀程度的估计。根据维尔纳·海森堡的不确定性原理，在暴胀时期，宇宙中存着微小的量子热涨落，暴胀将这些涨落放大到宇观尺度，成为当今宇宙中所有结构的种子。暴胀理论预言，这些原初涨落基本上具有尺度不变性并满足高斯分布。
• 上述预言已经通过测量微波背景辐射得到了精确的证实^[6]。

霍金将费曼的总和历史方法应用于研究宇宙起源，这涉及总和在时空的每一条世界线可能发生的事件，意味着必须考虑宇宙的边界条件，而最特殊的边界条件就是没有边界。1981年，霍金发表了论文《宇宙边界条件》，提议宇宙可能没有边界，即没有起源或终结。

1983年，霍金与詹姆斯·哈特尔合作提出宇宙无边界模型：

• 在普朗克时期之前，由于量子力学的不确定性原理，宇宙没有时空边界；
• 在极早期宇宙里只有空间、没有时间，宇宙起源的概念毫无意义。

那之后，霍金多次谈到，宇宙可以通过量子机制整个涌现于虚无之中。

我们可以构建这样的模型：宇宙的总能量是零。

在宇宙的总能量是零的情况下，要平衡恒星的能量，简单有效的方法是抬出引力：引力是吸引的，引力能是负的，你必须做功才能把引力束缚的系统（例如地球和月球）分离开。

但是，地球的引力能不到构成地球的物质粒子的不变质量所对应之能量的十亿分之一。恒星这样的物体会有更负的引力能，恒星的尺寸越小（它的不同部分相互靠得越近），引力能就越负，可是在引力能足以抵消自身的不变质量之前，该恒星就足够坍缩成黑洞了，而黑洞具有正的能量。

这导致真空的相对稳定，避免在你脸上随机涌现恒星或黑洞^[7]。

而整个宇宙却能自发涌现。因为引力赋形于时空，允许时空局部稳定且全体不稳定。在全宇宙的尺度下，物质的能量可以被引力能的负能量抵消到零。由此，宇宙可以从无之中自我创生，而不需要一个非常特殊的奇点，或是任何类型的创世者。

过去几十年里，人们已经建立了许多不需要大爆炸奇点的宇宙学理论。

参考

1. ^ https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200715170541.htm
2. ^ 有少数研究得到更年轻的结果，但2020年的观测数据不支持那些想法。
3. ^ 被暴胀带到可观测距离之外的物质距离我们可能有3.5万亿光年，乃至无穷远。
4. ^ 在旧大爆炸模型中，宇宙视界不断向外扩张，使新的区域落入到可观测范围之内。然而，当某个观测者第一次看到这些区域时，他会发现彼此相距极其遥远的区域看起来极为相似：背景辐射具有几乎相同的温度，时空曲率的演化也近乎相同。这是一个难题：在从未“沟通”过的情况下，两个从未有过因果联系的区域要如何达到如此接近的温度和曲率呢。
5. ^ 这假定可观测宇宙的所有区域来自同一个早期阶段，这一阶段具有很高的真空能量（宇宙常数），视界并不向外扩张，而是维持不动，任何观测者离视界的距离都是相同的。这时，空间指数膨胀，使两个十分接近的观测者极迅速地远离对方，其速度之快，使两者马上超出了对方的可观测范围。当暴胀逐渐衰弱时，宇宙常数趋向于零，空间开始正常膨胀。这一正常膨胀阶段内落入到视界以内的空间区域，正是曾经因暴胀而超出视界的区域。由于这些区域曾经十分接近，所以具有相同的温度和曲率。暴胀理论可以解释为什么相隔遥远的区域具有几乎相同的温度和曲率。它预测在任一时刻的总空间曲率为零，意味着宇宙中的普通物质、暗物质以及残余的真空能量之总和必须是临界质量。现有的观测证据对此表示支持。
6. ^ https://lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/dr2/pub_papers/threeyear/parameters/64897.web.pdf
7. ^ 但这并不影响涌现总能量零的东西。已经有人在数学上构建出质量零的虫洞、白洞之类东西。