百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



大爆炸起始于一个奇点,奇点势能被打破,导致能量不断转化为物质演变为宇宙。是什么导致了奇点平衡被打破? 第1页

  

user avatar   MarryMea 网友的相关建议: 
      

“大爆炸起始于一个奇点”是过时的理论。最近几十年的理论推导和实验倾向于认为,并没有存在过“大爆炸奇点”这样的东西。

  • 大爆炸奇点,或曰初始奇点,无视了量子力学对极早期宇宙的深刻影响,过于依赖无法准确推测奇点之性质的广义相对论。背景辐射的温度波动约三万分之一,比采用奇点的热大爆炸模型预测的要少两到三个数量级。
  • 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。

大爆炸宇宙论的核心观点是度规膨胀、早期高温态、太初核合成、星系形成,这些是从独立于任何宇宙学模型的实际观测中推导而来,包括而不限于轻元素的丰度、宇宙微波背景辐射、大尺度结构、Ia型超新星的哈勃图。“大爆炸起始于什么”“暴胀存在与否”则是可以被各种替代性理论阐述的。

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[1]
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. ^ 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。



  

相关话题

  作为高中生是否应该学习一些超纲的知识(相对论,大学的微积分,量子力学......)这些对高考成绩有影响吗? 
  为什么摩擦力、阻尼力不满足时间反演规律? 
  课本上说金属导电欧姆定律适用,那小灯泡灯丝不也是金属,为什么不适用? 
  「奇点」的「奇」怎么读? 
  你知道哪些关于维度的知识? 
  核聚变为什么到铁就终止了? 
  侄女问我物理学家为什么会把他们辛苦研究的知识和他人分享,应该如何回答她? 
  如何把钻石从一堆碎玻璃和钻石的混合物中挑选出来? 
  潮汐锁定是怎么回事? 
  拓扑学在物理研究中有哪些具体应用? 

前一个讨论
生物学的论文为啥难以重现?
下一个讨论
南京景区咸水鸭 100 五只,每只 800g 贵吗? 当作旅行伴手礼合适吗?





© 2024-11-05 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2024-11-05 - tinynew.org. 保留所有权利