如果宇宙诞生于654.38+03亿年前,那么654.38+03亿年前的世界是什么样的?

1915年,爱因斯坦提出了他的广义相对论。从这个时期开始,天文学的一个细分领域迅速发展起来,这个细分领域就是宇宙学。所谓宇宙学,是从整体上研究宇宙的演化和历史。

20世纪以来宇宙学的发展主要以爱因斯坦的广义相对论为基础,最大的成就是标准宇宙模型,现在叫做λ-CDM模型,它的前身是BIGBANG模型。

可以说BIGBANG模型是宇宙学最重要的成果,也是主流科学理论,它得到了众多观测证据的支持。根据最近探测器的观测和理论模型的计算,现在的宇宙诞生于6543.8+038亿年前。那么很多人会疑惑:宇宙诞生于654.38+038亿年前,那么654.38+038亿年前的世界是什么样的呢?

中国古代的宇宙观,其实就涉及到宇宙观。说白了,宇宙是什么?

两千多年前,中国的古代哲学家就在思考这个问题。春秋战国时期,有一位百家争鸣的学者,名叫石角,被人视为死尸。他的书也叫《死儿子》,书中给出了宇宙的定义:

这句话的翻译是,空间是空间,空间是时间。说白了,宇宙就是时间和空间的集合。

后来古代学者基本继承了这种认知,并开始发扬光大。这个定义在后来的一些作品中经常被重复。那为什么中国古人会有这样的认识呢?

要知道古代是没有手机和手表的。你有没有想过他们当时是怎么看的?

他们实际上是通过观察天象来测量时间的。比如一昼夜是一天,月亮绕地球转一圈是一个月,太阳同时出现在天球上的位置正好是一圈是一年。

即使是日晷这种用来观测日影时间的仪器,本质上也是反映太阳某一天在天空中的位置。也就是说,对于古人来说,时间是天象(宇宙)的反映,没有天象就没有时间。

现代人的宇宙观中国古代人对“宇宙”的理解和今天的观点非常接近。按照现代宇宙学的观点,宇宙一般是指一切物质和时空,这里的时空是指时间和空间。也就是说,按照现代宇宙学的观点,有了宇宙就有时间,没有宇宙就没有时间。谈论宇宙的诞生是没有意义的。

说白了,时间是从大爆炸那一刻开始的,大爆炸之前没有时间。很多科学家都持这种观点,比如霍金,他在自己的科普著作《时间简史》中阐述了类似的观点。

时间到底是什么?现代宇宙论的观点听起来有点流氓,但实际上在逻辑上是有道理的,这实际上需要我们从“时间的本质”去思考这个问题。如果我们不完全理解“时间是什么?”讨论宇宙诞生之前的问题是没有意义的。

确切时间是什么时候?

科学家发现,如果你想直接定义时间,是没有办法的。然而幸运的是,牛顿早就为我们指出了一条清晰的道路。我们可以通过测量来定义时间,也叫测量定义。

如果从测量定义的方法来看时间,时间是一个周期性的运动。如果适当简化,就可以理解为时间是运动的。这个其实很好理解。我们的手表是靠振动计时的,而古人是靠天文现象计时的,说白了就是周期运动。没有锻炼,光说时间是没有意义的。爱因斯坦曾经回到时间本身的测量定义,发现了时间与运动的关系,进而推导出著名的相对论,并且指出了一个惊人的观点:时间就是空间,空间就是时间,这就是相对论的时空观。

试想一下,如果宇宙中的一切,包括粒子,都是静止的,那么对于这样的宇宙来说,时间将变得毫无意义。

在宇宙诞生之前,我们又回到了最初的问题。现在宇宙中的一切实际上都来自那次大爆炸。那次大爆炸之后,宇宙中开始出现粒子,然后就有了恒星和星系。在宇宙诞生之前,没有这些东西,更没有“运动”,所以没有“时间”。所以,宇宙诞生之前是没有时间的。这是否意味着我们不能讨论宇宙诞生前的样子?其实也不是不可以,只是不需要引入时间参数来讨论那个状态。至于那段时期的状态,目前没有可靠的研究结果。

宇宙为什么会有年龄?而且还是13亿岁?今天宇宙的年龄是根据大爆炸理论计算的,该理论认为我们的宇宙诞生于大爆炸。

大爆炸理论认为宇宙在大爆炸之前是一个质量无限大、体积无限小、密度无限大的点,简称奇点。在大爆炸开始时,物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子的基本形式存在。BIGBANG之后,温度不断下降,随着温度的降低,逐渐形成原子核、原子和分子,它们结合形成普通气体,这些气体逐渐凝聚形成星云,星云进一步形成各种恒星和。

1929年,美国天文学家哈勃在观测银河系附近的星系时发现了一个惊人的事实:那就是,他发现几乎所有的星系都在相互偏离,并且距离越远,相互离开的速度越快。这一发现催生了宇宙膨胀理论,也是大爆炸理论的基础。根据哈勃的观测,后人进一步探索了宇宙的膨胀理论,现在已经测出了宇宙的膨胀速率。根据这个不准确的数字,科学家得出了宇宙膨胀速度超过光速的理论。这一理论表明,星系将在大约654.38+037亿光年的距离离开地球,这也是科学家得出宇宙年龄为654.38+037亿年的结论的原因。虽然这个数字不准确,有人说是654.38+04.4亿光年,但这个不重要,知道怎么来的就行了。

宇宙的年龄是根据我们能看到的宇宙范围来定义的,也就是可见宇宙的范围。在地球上,理论上能看到的最远的地方是一个距离地球654.38+037亿光年的星系,超过这个距离,即使有东西,我们也看不到。那么654.38+037亿年前宇宙诞生前的宇宙会是什么样子呢?

科学家不想讨论这个问题,认为没有任何意义,但有些哲学家愿意讨论,因为他们相信造物主创造万物的理论。在他们看来,在宇宙诞生之前,一定有一个造物主推动了BIGBANG的出现,才有了我们现在所看到的宇宙。但他们为什么不讨论造物主从何而来?恐怕是造物主万能掩盖理论不完备的另一种说法。在宇宙诞生之前,没有时间,没有空间,一切都没有意义。如果你还是不能理解,那我们设身处地的想想:假设你是一个电脑软件,我们都知道软件运行在硬盘上。它不能独立存在于硬盘外的世界,更不能看到硬盘外的世界。如果你的开机助手提醒你,这次开机需要12秒,但如果你同理,宇宙也不会知道世界诞生前是什么样子。这可能是我们在宇宙中的局限。自然是不连续的,有质变的。所以,大自然创造了我们并持续影响我们的这部分,是一个相对封闭的系统。

空间代表空间,宇宙代表时间。所谓宇宙,是指我们自然界的一部分,是一个具体的、有限的世界。

如果把大自然比作一池清水,宇宙就是水的扰动产生的众多气泡中的一个。当泡沫破裂时,它将恢复为水,等待下一次扰动。

随着现代科学的发展,我们已经认识到宇宙是由不可分的量子组成的。离散量子形成空间,激发量子成为光子,高能量子组成的封闭系统就是物质。

所以我们宇宙的前身就是那一池清水,是离散量子的集合。量子的角动量是普朗克常数H,大约是6.623x10-27尔格。它对量子能量是不变的,是量子的一个固有参数。

宇宙的诞生是一个自然变化不平衡导致的封闭系统。如果宇宙的膨胀始于6543.8+03亿年前,那么在此之前,宇宙是在收缩的。

作为一个封闭系统,决定宇宙膨胀或收缩的因素是宇宙内外量子空间压力的对比。

类似于气球,当宇宙体积较大时,宇宙外部的压力远大于内部的排斥力,因此宇宙在130亿年前处于收缩状态。

在宇宙收缩的过程中,宇宙中的量子激发态,也就是光子和量子封闭系统,也就是物质,会因为量子空间密度的增加而被抹去。至此,宇宙中只存储了一的基态量子。

因为普朗克常数H是量子的角动量,并且大于零,说明量子不仅有质量,而且半径大于零,也就是说量子是由体积组成的。据计算,量子的半径为3.57x10-21 cm。

当宇宙收缩到接近零的量子间距时,宇宙就不能再收缩了。此时宇宙中基态量子的能量很高,使得宇宙内部的排斥力远大于外部压力。

于是,宇宙开始反转,从收缩到膨胀。而且宇宙最初的膨胀非常剧烈,宇宙以大爆炸的形式开始了新一轮的膨胀之旅。