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xAI 发布 Grok 3 聊天机器人    《哪吒 2》杀入全球影史前 9

宇宙是如何開始的?對最初時刻人類仍一無所知

2019/8/8 9:11:27 來源:新浪科技 作者:- 責編:阿迷

北京時間8月8日消息,據(jù)國外媒體報道,宇宙從何而來?如何形成?這或許是最為宏大的謎題,也是其他所有謎題的根源。人類最重大的問題——生命如何開始?意識是什么?什么是暗物質(zhì)、暗能量、引力?等等——皆源于此。

其他所有的謎團都源自這個問題,這對我們很重要,因為人類不喜歡一無所知。

盡管試圖解開這個謎題的理論變得越來越復雜,但科學家仍然擔心在他們的推理鏈條中,一些最關鍵的環(huán)節(jié)可能是錯誤的。

基本謎題

根據(jù)標準的大爆炸模型,宇宙誕生于大約138億年前開始的膨脹時期,就像一個迅速膨脹的氣球,宇宙在從一個比電子還小的尺寸膨脹到接近目前的大小。

最初,宇宙中只彌漫著能量,其中一些能量凝結成粒子,這些粒子聚集成輕原子,如氫和氦。這些原子首先聚集成星系,然后是恒星,所有其他元素都是在恒星熾熱的熔爐中鍛造出來的。

大爆炸是科學家對宇宙起源的普遍共識,也是一個強大的模型,解釋了科學家仰望天空時所看到的許多現(xiàn)象,比如時空在大尺度上表現(xiàn)出顯著的平坦性,以及宇宙兩端星系的均勻分布。

但這個模型也讓一些科學家感到不安。首先,該模型認為宇宙在其歷史早期經(jīng)歷了一段快速膨脹的時期,而這一觀點無法直接檢驗,而且,這依賴于宇宙起源時一種神秘的、早已消失的能量形式的存在。

在物理宇宙學中,早期宇宙這種空間膨脹呈加速狀態(tài)的過程被稱為宇宙暴脹。暴脹之后,宇宙繼續(xù)膨脹,但速度低得多。

許多宇宙學者認為,暴脹解釋了一些尚未有合理答案的問題,比如宇宙為什么在各個方向都顯得相同(即各向同性)?為什么宇宙微波背景輻射分布得那么均勻?為什么宇宙空間那么平坦?為什么觀測不到磁單極子?雖然造成暴脹的粒子物理學機制尚未發(fā)現(xiàn),但根據(jù)該理論做出的多項預測已經(jīng)被觀測所證實。

問題最后又回到了,宇宙暴脹雖然是一個非常強大的理論,盡管它能非常有效地解釋一些難題,但我們?nèi)匀徊恢朗鞘裁磳е铝吮┟?,也不知道這一理論是否真的正確。

一些科學家認為,宇宙暴脹只不過是大爆炸模型的一個笨拙的補充,是通過增加必要的復雜性來與觀測結果相吻合。在未來的研究中,類似這樣的補充還會更多。

按照現(xiàn)在的理論,宇宙中存在暗物質(zhì),現(xiàn)在又有了暗能量,所以目前的模型是這樣運作的,先是大爆炸,然后是暴脹,你再做一些微調(diào),使模型具有更多內(nèi)容,然后你再加上定量的暗物質(zhì)和暗能量。但是這些東西在一個連貫的理論中其實是沒有聯(lián)系的。

宇宙學家的研究方式變得越來越像工程師,而不是科學家。如果觀察結果與當前模型不匹配,他們就會添加一個新的部分,或者對現(xiàn)有部分進行修補,以適應當前模型。這些部分之間沒有聯(lián)系,除了匹配觀察值外,沒有其他理由添加它們。這就像試圖通過添加不同型號的新部件來修理一輛舊車,這些部件可能在短期內(nèi)有效,但最終,你還是需要一輛新車。

永恒的宇宙

近年來,有些科學家在研究其他激進的模型,試圖取代標準大爆炸模型。

比如根據(jù)“反彈宇宙學”模型的觀點,宇宙不僅誕生了一次,而且可能在無限的收縮和膨脹周期中多次誕生。該理論用“大反彈”取代了“大爆炸”,認為“大反彈”平穩(wěn)地連接了宇宙的收縮和膨脹時期,解決了困擾暴脹理論的許多問題。

還有“火宇宙”或者說“循環(huán)”理論不僅可以解釋宇宙暴脹,還可以解釋其他宇宙之謎,包括暗物質(zhì)、暗能量以及為什么宇宙膨脹速度似乎在不斷加快。

盡管存在爭議,但反彈宇宙學提出了宇宙永恒存在和自我更新的可能性。這一圖景也許比一個有明確開端和終點的宇宙更令人敬畏,因為這意味著,在宇宙的宏偉藍圖中,天空中的恒星,即使是最古老的恒星,也不過是短命的螢火蟲。

對科學家來說,探究宇宙謎題的過程有時會讓人感覺很矛盾。雖然大爆炸模型已經(jīng)相當完善,但未來仍然非常有可能被修正。對于宇宙誕生最早期的那一刻,科學家還是一無所知。

我們害怕發(fā)現(xiàn)自己所知道的一切都是錯的,并且暗自希望這不會發(fā)生。

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關鍵詞:宇宙,太空
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