据此我们就可以推测出,“不可观测宇宙”其实就是由无数个像我们这样的“可观测宇宙”组成,而如果将时间回溯到宇宙处于奇点状态的时候,这些“可观测宇宙”也就成了体积极小的“初始奇点”,换句话来讲就是,此时的宇宙其实就是由无数个“初始奇点”构成。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。
综上所述,“大爆炸宇宙论”所描述的奇点,并不是一个在空间中真实存在的点,而是指宇宙的一种状态,处于这种状态的宇宙,其中的每一个部分都可以描述为“密度极大、温度极高”,而我们通常所理解的那个“体积极小的点”,其实是指我们的“可观测宇宙”在此时的状态,它只是处于这种状态的宇宙的一部分。
相信大家对“大爆炸宇宙论”都不陌生,毕竟这是解释宇宙起源的主流理论,我们通常会将该理论理解为,宇宙诞生于一个体积极小、密度极大、温度极高的奇点,在大约138亿年之前,这个奇点发生了爆炸,然后渐渐演化成了我们现在所看到的宇宙。
实际上,科学家就是通过这种时间回溯的方式来推测宇宙在过去的演化过程,然而当时间回溯到大约138亿年前的某一个时间点,宇宙的物质密度和温度就高到了无法用现代物理学解释的程度,换句话来讲就是,在这个时间点,所有已知的物理理论都失效了,而此时宇宙所处的状态,就被称为“奇点”。
需要注意的是,从理论上来讲,任意一个“可观测宇宙”的体积、膨胀速度以及我们回溯的时间都是有限的,所以这些“初始奇点”的体积并不是无限小,而是有限的。那么一个由无数个体积有限的“初始奇点”构成的宇宙,它的体积有多大呢?
既然奇点已经无法用现代物理学解释了,那再进行时间回溯也就没有了意义,正是因为如此,才有了“宇宙诞生于奇点”这种说法。
通过以上介绍我们可以清楚地看到,“大爆炸宇宙论”中的奇点,并不是指位于空间中的一个点,而是指宇宙的一种状态。
宇宙学原理告诉我们,在宇宙宏观尺度上,空间中任意一点在物理上都是相同的,在宇宙中任意一点观察,所观察的物理规律以及物理量都是相同的,另一方面来讲,已知的观测数据表明,宇宙的曲率无限接近于零,而这也意味着,宇宙的体积很可能是无限大的。
所以如果要问奇点的外面是什么,其实就相当于在问“处于奇点状态的宇宙的外面是什么”,由于宇宙无限大,即使是在处于奇点状态的时候也是如此,所以也就没有外面可言。
由于光速的制约,我们其实只能观测到宇宙中的一部分,这一部分也被称为“可观测宇宙”,根据“大爆炸宇宙论”的描述,当宇宙处于奇点状态时,可观测宇宙的尺寸小于普朗克长度,确实可以认为是一个“体积极小的点”,为方便讨论,我们不妨将其称为“初始奇点”。
宇宙这种持续膨胀的状态导致了宇宙的物质越来越稀疏,宇宙的整体温度也随之越来越低,据此我们就可以推测出,在过去的某一时间点,宇宙的物质密度和温度都会比现在更高,假如我们像倒放影片一样将宇宙演化过程进行时间回溯,那么宇宙的物质就会越来越密集,整体温度也会越来越高。
答案当然是无限大。因此可以说,就算是将时间回溯到“大爆炸宇宙论”所描述的宇宙诞生之初,处于奇点状态的宇宙的体积也是无限大的,显而易见的是,对于一个体积无限大的物体来讲,并不存在“外面”这个概念。
要回答这个问题,我们需要先来简单了解一下这个所谓的“奇点”到底是怎么回事。其实“大爆炸宇宙论”的提出与一个具有里程碑意义的发现密切相关,即:我们所观测到的宇宙处于一种持续膨胀的状态。
可观测宇宙只是宇宙的一部分,当宇宙处于奇点状态时,“初始奇点”同样也只是宇宙的一部分,所以如果我们要描述整个宇宙在处于奇点状态时的大小,就必须要将我们无法观测的宇宙,也就是“不可观测宇宙”也包括进来。
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