论宇宙大爆炸的前世今生！

因醉鞭名马幌

宇宙大爆炸理论称，大约138亿年前，宇宙发生了一场大爆炸；由一个体积无限小，无比致密的奇点状态，开始膨胀、冷却，并引发一系列反应，造就了第一批恒星和星系，以及今天我们见到的所有物质形式。

研究人员发现，如果量子效应改变了物质在极高能量下对引力的反应方式，偏离了爱因斯坦广义相对论所预测的物质和引力的相互作用方式，那么这种极端的转变将会更快、更有效。

该理论预测，宇宙最初是一个极其微小的物质点，可能只有质子的1000亿分之一大小。就像引信上的火花一样，这种引力以前所未有的速度使新生的宇宙向外爆炸，在不到一万亿分之一秒的时间内，将宇宙膨胀到接近原始大小的10^25倍（1后面有26个0）。

计算机模拟显示了一个大的交错结构，他们在上面绘制了多种物质形式，并追踪了它们的能量和分布如何随着某些条件的改变而在空间和时间上发生变化。

在爱因斯坦的广义相对论中，引力的强度表示为一个常数，物理学家称之为“最小耦合”，意思是无论一个特定粒子的能量如何，它都会以一个通用常数设定的强度对引力效应做出反应。

量子力学效应预测，当与超高能物质相互作用时，引力的强度在空间和时间上会发生变化，这种现象被称为“非最小耦合”。

凯泽和同事们将一个非最小耦合项纳入了暴胀模型，并观察了物质和能量的分布如何随着量子效应的上升或下降而变化。

在大爆炸期间，质子，中子和电子等基本粒子急速地膨胀并最终冷却，形成了我们今天看到的原子，恒星和星系。

科学家们认为，这些假想的粒子本质上类似类似于希格斯玻色子（是物理标准模型里的一种基本粒子），创造了推动宇宙膨胀的能量场。

如果把宇宙看成是以非常复杂的方式编码的信号。

从大爆炸开始到现在只过去了一秒，宇宙已经伸展到1兆公里，现在已经冷却到足够让大多数中子衰变成质子并形成第一个原子，氢。

要了解这里发生的事情，我们需要一种理论相结合爱因斯坦的相对论和量子力学，无数的科学家正在研究。

"宇宙最初的“再加热”阶段，大爆炸前期的过渡阶段，再加热的早期阶段以物质的共振运动作为标记。

根据宇宙大爆炸理论，大约在138亿年前，宇宙爆炸成为一个致密炽热的极小火球，这个火球开始膨胀并冷却，引发了第一批恒星和星系的运动，还造就了我们现在看到的所有物质形态。在宇宙大爆炸之前，早期的宇宙还有另一个阶段：暴涨阶段，仅持续了不到万亿分之一秒那么短的时间，膨胀了数十亿光年，在此期间，在宇宙大爆炸发生之前物质以成指数倍增的速度膨胀，使年幼的宇宙膨胀和多样化的速度减缓。

头条独家的宇宙印象认为，连接宇宙膨胀和宇宙大爆炸还有一个关键点，这个阶段称为“再加热”阶段，该阶段处于暴涨阶段的末期，宇宙中开始冷却均匀的物质再次转化为大爆炸开始时的极热且复杂的粒子汤。

奇点内布满了超高能的物质，能量大到内部的压力产生了一种排斥的引力，这种引力导致了宇宙发生膨胀。

这个推论使宇宙诞生过程理论变成更加完整，从暴涨阶段到后膨胀时期，再到宇宙大爆炸。我们能够还原一个连续的演变过程，所有过程涉及到的物理过程都是成熟、我们所认知的，我们可以认为，这是一种可信的合理推断，正因此，宇宙才最终呈现成我们眼前看到的这个样子。

该阶段中宇宙发生了暴涨，空间体积超出想象般增加。

通过对微波背景辐射的高精度测量，我们可以反推暴涨时期，实验室模拟甚至发现了一种希格斯玻色子非常相似的物质，其产生的效应与当前宇宙显然有很大的区别。

爱因斯坦的广义相对论将引力值呈现为一个称为最小耦合的常数，也就是说，无论这一特定粒子的能量有多大，它都会以一个宇宙常数设定的强度，对引力效应做出反应。结合暴涨时期的超高温特点，物质和引力的相互作用显然会更复杂一些，量子力学效应预测，当与超高能物质相互作用时，引力的强度在空间和时间上都会有所变化。

物理学家相信，就在大爆炸导致宇宙不断膨胀之前，存在另一个更具爆发性的阶段：宇宙暴胀（cosmic inflation）。

自从人类发现地球只是浩瀚宇宙一颗普通星球后，我们便对宇宙充满了好奇，同时宇宙也给我们提出了一系列问题，宇宙究竟来自于何方，为何星系一直在进一步扩散，宇宙是否存在边界，宇宙边界又是个什么样形状。这些问题促使人类开始探索宇宙，而11月4日发表在《自然天文学》杂志上一项新理论称，我们之前看法可能错了，宇宙或为封闭球状。

早期的大爆炸模型已经建立很完善了，但对于宇宙诞生的那一刻仍然是一脸懵逼，1965年罗杰·彭罗斯于1965年提出了黑洞中心的时空奇点的理论，史蒂芬霍金受到启发，在1966年3月发表了《奇点与时空几何》，初步提出了大爆炸奇点的想法！

一个假设的宇宙诞生奇点论，在宇宙诞生的尽头，广相已经失效，奇点的温度达到了普朗克温度，大爆炸即刻发生，整个宇宙的物质被压缩一个奇点，这是一个神奇的经历，而宇宙在不到1S的时间内即诞生质子中子等一些列宇宙中最基本的组成，那更是一个梦幻般的经历，但关于所有一切起源的奇点，到底有没有，仍然有待科学家去验证！

20世纪20年代，当人们利用这一原理来观察那些遥远星系时，原本预料会发现同样多的红移和蓝移光谱，因为那时以为星系是随机运动的。然而事实出人意料，在对银河系外的其它星系进行观测时人们发现，除了少数离我们最近的星系外，几乎所有河外星系都表现出红移来，它们都在离我们而去，而且离得越远的星系，离开我们的速度越快。

宇宙对于人类来说是最神秘的存在，目前人类对于所处的宇宙有一些基本的认识，比如说“宇宙的运动性”，宇宙中的所有物质都处在不停的、永恒的运动之中，静止是相对的，而运动是绝对的，而绕转运动是宇宙中物体运动的基本状态。

随着宇宙的发展，不断地有新的天体形成，也有老的天体死亡，以恒星为例，恒星往往诞生于原始星云，之后往往会进入主序星阶段，进入恒星的成年期，随着时间推移，恒星也会老去，变成红巨星、白矮星或者黑洞，走向恒星生命的终点。

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原文地址：今日头条

务川冷泉水鱼庄

大爆炸时产生出来的热量，冷却下来产生了现在宇宙。这是大爆炸理论描述的宇宙形成过程。那我当然要问大爆炸产生出来的热量去哪里了？又转换成了什么样的形式？同时现在的宇宙是奇点扩张的结果，那么太空必然容纳了大爆炸形成现在宇宙的全部空间体积，现在的可观察、可观测宇宙是近900亿光年。那么这900亿光年外又是什么样的体系？现在没有科学的数据，但它的存在绝对不能否定。这必然带来我们对暗能量、暗物质这些问题的猜测。可以有很多种的猜测，其中反过来的第一个猜测是大爆炸的礼花仅是含我们存在的这一个吗？会不会在更远的宇宙范围还有第二个，第三个到第N个的奇点爆炸或存在？它们如果存在就可以以引力效应来解释暗能量、暗物质存在与否。
第二个猜测是，一旦存在很多个奇点，宇宙大小的定义会不会是走向无穷无尽？人类无法、亦无能为力进行完全的统计和观测。人类现今的科学能力，将来的科学能力也无法将宇宙进行完全的统计和观测。只能是在一个自己存在的很小范围进行观测和统计。
这是一个怎么样的科学逻辑悖论？