困扰全人类的问题：宇宙大爆炸之前发生了什么？

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作者：超弦
众所周知，宇宙大爆炸理论是科学家提出的关于我们宇宙诞生之初的理论。一开始，有一个无限致密的小物质球。然后，一切都爆炸了，产生了我们今天看到的原子、分子、恒星和星系。这是过去几十年物理学家告诉我们的。

但是最近新的理论物理学研究揭示了一个可能的窗口，进入非常早期的宇宙，显示它可能毕竟不是“非常早期”。相反，它可能只是一个爆炸反弹周期的最新迭代，已经持续了…嗯，至少一次，可能永远。也就是说在宇宙大爆炸之前可能还发生了一些不为人知的故事。

当然，在物理学家决定抛弃大爆炸而采用大爆炸反弹周期之前，这些理论预测需要经受住观测试验的冲击。

科学家们对早期宇宙有一定的了解，这是我们所知道和喜爱的大爆炸理论。在这个模型中，很久以前宇宙比现在小得多，热得多，密度也大得多。在138亿年前的那场早期的地狱中，所有构成我们的元素都是在十几分钟内形成的。

甚至更早的时候，这种想法认为，在某个时刻，我们整个宇宙——所有的恒星，所有的星系，所有的一切——都有桃子那么大，温度超过了几万亿度。天文学家们做了许多工作，从观测年轻宇宙遗留下来的电磁辐射到测量最轻元素的丰度，发现它们都符合大爆炸的预测。据我们所知，这是我们早期宇宙的精确写照。

但尽管如此，我们知道大爆炸的画面并不完整——有一块拼图丢失了，那块拼图是宇宙本身最早的时刻。

问题是，我们用来理解早期宇宙的物理学（广义相对论和高能粒子物理学的一个极其复杂的混合体）只能在我们崩溃之前带我们走这么远。当我们试图把宇宙的最初时刻推得越来越深的时候，数学就变得越来越难解，一直到它……结束的时候。

我们有待探索的主要迹象是在大爆炸开始时出现了一个“奇点”，即密度无限的点。从表面上看，这告诉我们，在某一点上，宇宙被塞进了一个无限小，无限密集的点。这显然是荒谬的，我们需要新的物理学来解决这个问题。比如弦理论，一些能够在超高能量下处理重力和其他力的东西。这正是弦理论所宣称的：一种能够在超高能量下处理重力和其他力的物理模型。这意味着弦理论声称它能解释宇宙最早的时刻。

最早的弦论概念之一是“ekpylotic”宇宙，它来自希腊语中的“烈火”或“火”一词。在这种情况下，我们所知道的大爆炸是由它之前发生的其他事情引发的——大爆炸不是一个开始，而是一个更大过程的一部分。

ekpyrotic的概念已经产生了一种理论，并且再次受到弦理论的推动，称为循环宇宙学。我认为，从技术上讲，宇宙不断重复自身的想法已经有数千年的历史，早于人类的物理学，但是弦理论给了这个想法坚实的数学基础。周期性的宇宙就像你想象的那样，不断地在巨大的刘海和嘎吱嘎吱之间跳跃，有可能永恒地回到过去，永恒地进入未来。

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尽管这听起来很玄奥，但早期的循环模型很难匹配观测结果。主要的困难是同意我们对宇宙微波背景的观测，宇宙只有38万年的时候留下的历史之光。虽然我们不能直接透过那道光墙看到，但如果你从理论上推算出早期的历史。

来自加拿大麦吉尔大学的罗伯特·布兰登伯格和王子伟发现，在“反弹”的瞬间，当我们的宇宙缩小到一个难以置信的小点，回到大爆炸状态，就有可能把所有的东西排成一行，以获得正确的观测测试结果。

换言之，这一关键时期复杂的（而且，无可否认，人们对其了解甚少）物理事实上可能允许对我们在宇宙中的时间和位置进行彻底的修正。但要完全测试这个模型，我们必须等待新一代的宇宙学实验。


原文地址：今日头条  ,无意在网上看到这篇文章，深有同感。所以分享。