宇宙会坍缩成奇点吗?
答案如果是肯定的话,宇宙或许会一直处于一个永无止境的大反弹循环中;在这个循环中,所有物质都通过大爆炸,从一个奇点冒出来,接着是大挤压,将所有的物质再次吞没,恢复到宇宙刚诞生时那个无比致密的状态。宇宙不断地重复大爆炸和大挤压的过程。
然而,这些理论从未在数学上真正解决宇宙是否处于循环的问题。换言之,宇宙也可能只有一个开端和一个结局。不过最近,一组理论物理学家利用所谓的弦理论,试图解决这些早期宇宙的基本谜题。他们的研究结果可能会推动我们从零开始构建宇宙,从而为宇宙重复存在的理论提供支持。
如果你想建立自己的宇宙理论模型,请自由发挥你的想象力。没有人能阻止你创造自己的宇宙观。但是,如果你想进一步了解宇宙的形成,就必须遵守一定的规则。这意味着,无论你的宇宙模型包含什么,你都必须面对一些冰冷的、难以观察的证据。
例如,我们知道自己就生活在一个不断膨胀的宇宙中,其中的星系和恒星正以越来越快的速度飞离地球。通过各种先进的技术,科学家们可以计算与我们不同距离的星系移动的速度。我们也已经有了宇宙诞生初期——大爆炸后约38万年时——的图像。现在宇宙的年龄约为138亿年,当时的宇宙还处于“婴儿”时期。
在这张宇宙诞生初期的图片中,我们看到了一些有趣的模式。图像中微小的斑点和斑块,揭示了在年轻的宇宙中存在着轻微的温度和压力差异。
我们可以用大爆炸宇宙学,以及所谓的暴胀理论来解释所有这些观测结果。科学家认为,暴胀过程发生在宇宙诞生不到一秒钟的时候。在这一过程中(过程本身只持续了极短时间),宇宙突然间变得非常巨大,并使微小的量子涨落也放大到宇宙尺度。这些量子涨落会逐渐增大,因为密度稍高的斑块引力略强,使其变得更大。随着时间的推移,这些量子涨落变得足够大,以至于在宇宙的幼年图像中以斑点的形式留下了印记(数十亿年后,又出现了恒星和星系之类的东西,但那是另一回事了)。
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