宇宙到底是怎么来的？答案藏在大爆炸后的瞬间，或成永久之 ...

老庞208

长期以来，科学界最大的难题之一就是搞清楚宇宙是怎么来的。很多科学家认为这和宇宙大爆炸有很大的关系，所有东西最开始都是致密的而且非常非常热。然后突然宇宙大爆炸发生了，在发生后10的负35次方秒后，有不明物体触发了宇宙膨胀，宇宙迅速地扩大。然后温度下降，最终形成了我们今天所了解的充满了质量，能量和光的宇宙。


要了解整个过程的细节非常困难。事实上，我们对宇宙膨胀之前究竟发生了什么还是毫无头绪。在初始的万亿分之一秒（甚至更短）内是我们所了解的物理还不能解释的一段宇宙历史，这一小段时间被称为普朗克时间，从“时间起点”延伸到10的负43次方秒。
马克斯-普朗克提出能量是以微小的能量单位，即量子的形式存在的，他开启了量子力学的研究，也就是对微观粒子的研究。但要弄清楚普朗克时期究竟发生了什么确实很棘手，因为我们不够了解在那么短暂的时间内物理是怎么运作的。
我们所知道的是，根据被普遍接受的模型，宇宙大爆炸刚刚发生后，宇宙又炽热又密集，所以宇宙中所有的力在同一事件都被挤在一起。也就是说，我们今天所理解的物理学中的四种基本作用力，电磁力，让亚原子粒子正常运作的强核力和弱核力，还有引力都是一样的东西。然后，当宇宙温度开始下降的时候，它们分开形成不同的力，并且有了它们自己的独特作用。


但我们知道的就这么多，因为我们没有办法同时用一个方程组来描述着四个基本作用力，为什么不可以呢？
其实，我们有两个极好的模型让我们弄清楚宇宙是怎么运作的，用量子力学来描述微观粒子，比如亚原子粒子和构成它们的粒子，还有广义相对来来描述快速运动的宏观物体，并用来解释引力是如何作用的。
好几代曾经居住在这个星球上的最聪明的人们想出了这两个模型，但是它们是不相容的，因为它们使用了不一样的数学。因此，物理学上的普朗克时期，也就是当所有力都结合在一起的时候，是没有任何数学意义的。
比如在量子力学中，任何事物都是以概率统计为基础的，你不会说电子是在某一特定的点，而会说它有特定的概率在特定的点，也有可能在其他地方。另一方面，在广义相对论中，对引力的描述不是概率性的，你可以使用具体的数据来解释引力是怎样改变围绕其的宇宙的。
但是在普朗克时期，所有的力都纠缠在一起，物理学家为了弄明白这个特别的时期必须使用概率论来计算引力的作用，还要尝试用绝对具体的数字来描述量子力学，这完全是不可能的，因为我们用来描述这些力的方程式是遵循不同的规则，让这些互相矛盾的规则相互配合简直是物理学上的“圣杯”，是史蒂芬-霍金和无数其他物理学家所探索了数十年的，一个能够用同样的方程式解释所有力的方程式，也就是“万物理论”！
但直到现在也没有这样的理论。所以，在绝大多数的宇宙历史问题中，科学家们已经掌握了宇宙是怎么形成的，尽管我们仍然在研究一些细节，但那个一开始的时刻还是个谜，而这个谜的揭开将会改变我们研究宇宙的方式！