既然宇宙是奇點來的,那奇點是怎麼來的呢?

滅霸瞭解一下

作者/賴仲達

我實在是看不下去了!

真的是看不下去奇點這個問題了,每次都是這樣,一看見這樣的類似問題,總是有一堆一堆一堆的神棍在評論區裡頭出現,要麼是上帝創造了宇宙,要麼就是太極陰陽五行八卦……連邪教外星人創立宇宙奇點的說法都出現了。我特麼只想來一句,你們有沒有看過基本的奇點理論論文啊!

接下來我就給大家科普一下吧!這恐怕是我寫的最全的一篇奇點理論的科普文了。

首先,上歷史,鹹味小菜。

關於大爆炸的歷史,咱們都知道了,宇宙紅移和3k背景輻射的故事,咱們都不必要再多說了。今天我主要想給大家科普一下奇點這個東西。

後來呢,科學家第一次在物理學中,發現了一些物理學上的時空點,也具有奇異性。在這裡,這個奇異性指的是該處時空物理量的發散。事件要追溯到上個世紀20年代左右,一位叫阿爾伯特愛因斯坦的科學家,於1915年提出了廣義相對論。這個理論中,愛因斯坦拿出了一個方程:

時空的度規+常數=物質的能量動量張量

(由於方程不好打,所以就這麼寫出來吧)

這個方程是什麼意思呢?答案很簡單,就是說,時空的彎曲程度加上一個常數,會等於這個時空周圍物質的分佈函數(即能量動量張量,可以簡單看做密度),這總而言之,就意味著物質的分佈壓彎了時空

其中,那個常數,就被稱作宇宙常數,由於有暗能量的存在,宇宙常數通常是-1。

簡單來說,就是時空被物質壓彎了!而這個彎曲的時空“度數”,用一種叫做非歐幾何的黎曼幾何來描述,就是度規。(事實上,這種幾何就是我們所說的三角形內角和不是180度的幾何)

這個方程提出之後,科學家為之虎軀一震。但是,後來,科學家發現,這個方程的解,不好求啊!

由於它本身的解十分難求,科學家花費了大量的時間,才求出幾個解。其中一個著名的解,便是

史瓦西解

然而,這個史瓦西在後來卻發現了一個非常非常怪異的事情:

在這個解當中,如果星體的半徑出現了

r=2m

r=0

的情況時,整個方程突然間,就失效了!

是真的失效了!這個解不符合物理規律!

史瓦西懵逼了,他怎麼算,卻都發現這個解確實無解

難道,要找他的姐?(誤!)

後來,科學家發現了這個問題之後,有一名科學家經過縝密計算,結果得出了一個結論:在r=2m的時候,倘若換一個特殊的、新的座標系來描述這個方程,則物理規律並沒有失效。然而,在r=0的時候,無論你採取什麼樣的座標系,物理規律永遠是失效的!

這就意味著時空當中出現了一個點,這個點,生病了

科學家於是就把這個點,視為一種叫做奇異點的東西。奇異點是什麼呢?

可存在可不存在的點

為什麼這麼解釋?因為,如果說奇異點存在,那是沒錯的,它確實存在於這個時空位置。但如果說它存在的話,那又會出現新的問題——它完完全全不符合時空的規律!它是一個不能和時空融合的點!

所以,我們說它可存在,可不存在。

後來,科學家發現,不少時空結構當中,都存在奇點,其中,紅巨星或者中子星在大於一個叫做奧本海默極限的質量後,它就會把自己吸收成為一個點,這個點,也是不符合時空本身的結構,科學家便將這種東西,叫做引力坍縮物

20世紀60年代,一個物理學家覺得引力坍縮物這名字不好聽,於是便把引力坍縮物改成了新的名字——黑洞

黑洞就是一個奇點!

那麼,宇宙當中奇點還有多少呢?

這時,一位關鍵人物出場了,確切說是兩個關鍵人物。這兩個科學家,分別叫做hawking和彭羅斯。

沒錯,就是前陣子去世的那個史蒂芬霍金!還有一位是他的合作伙伴,叫做羅傑彭羅斯。

霍金在研究奇點的時候,發現時空很多地方都存在奇點。於是,他猜測,我們現在所處的時空,會不會就存在一個奇點,這個奇點是我們宇宙的開端呢?這個奇點,用來解釋以前的大爆炸理論是最恰當不過的,於是,霍金便開始展開了研究。

具體研究論文實在太長,我就不在這裡說了,大致他研究出了這幾個結果:

2、這條時空線,或者說測地線是不完備的。(用比喻的辦法來說,就是它是有限的)

3、當一個模擬的粒子,通過這條有限的線,能夠到達一個頂端。這個頂端的時空結構和線本身的時空結構存在物理規律上的差異。這個頂端就是

奇點

4、霍金利用數學手段,嚴格證明了,在四維流體內,這條不完備的非類空測地線,必須存在。這意味著時空線存在一個端點,這個端點就是奇點。在這個奇點後面,測地線就不存在了,也就是完全沒有了四維時空的物理規律

依照物理學家的解釋,這個奇點,就是我們所知的大爆炸奇點

簡單來說, 四維時空中有條可以穿越時空的模擬線,

這個線有個端點,

端點和線本身的物理規律不一樣,時間空間完全崩潰,

而這個端點就是奇點。

因此,宇宙是從一個奇點開始時間和空間的

這就是物理學上,奇點的來源。目前,科學家普遍認為,討論奇點之前有什麼,是無意義的,因為答案很簡單:

奇點普遍是物理規律錯誤的點

但目前沒有一個統一的理論說明它究竟有多少錯誤,物理學家普遍認為在奇點處,物理量通常都是發散的(發散是什麼呢?你可以理解為物理量都是無限大,比如溫度、能量、密度等等,與之相反的則是物理量有個準確數,我們稱之為收斂),奇點不屬於我們這個時空,用我們這個時空的規律討論奇點是無意義的

所以,大爆炸奇點之前,什麼都沒有。


賴仲達

目前,宇宙大爆炸模型得到了科學界的一致認可。天文學的觀測結果也支持這一模型,例如:遍佈宇宙的3k背景輻射,光線的紅移……



實際上,邏輯上也支持宇宙時間的有限說,最著名的就是黑夜悖論:如果宇宙過去的時間距現在是無窮的,那麼過去的輻射足以將所有物質加熱到發出明亮的光芒。由於現在的夜晚是漆黑的,所以,宇宙存在的時間不可能是無窮久遠的。

宇宙大爆炸理論不可避免的要出現一個奇點,這個奇點密度極大且溫度極高。但在這個奇點面前,相對論和量子力學完全失效。這也是科學家非常討厭的一件事情。實際上宗教非常喜歡這個奇點,物理定律在它面前通通失效,這就為上帝留出了位置。

所以,對於題主這個問題,目前沒有人能夠回答,只有寄希望於科學的進步,或許弦論能夠給予解釋。


講科學堂

宇宙之初沒有宇宙,只有中子、電子、光子、粒子等“子”在“不是宇宙的什麼世界裡”遊蕩,冰冷至極,最後集結在一起增加了能量,變成了一個“奇點”開始變熱膨脹。

140億年前的某一天,這個奇點突然發生了大爆炸,所有物質向四面八方無限延伸,形成了日月星晨,才形成了我們現在認知的宇宙,論據是比利時一位天文學、宇宙學家勒梅特得出的結論。後來美國天文學交哈勃根據星系相互間正在遠離,宇宙還在膨脹,證明了大爆炸理論的可靠性。

但隨著天文學與宇宙學的進步,大爆炸產生宇宙的基礎理論似乎不被承認,原因是這個奇點怎麼形成的?

按宇宙學觀點,奇點應該在一個“點”上,而這個“點”也必須在一個“環境”中存在。那些構成這個“奇點”的中子、電子、光子等又是在什麼“環境”裡構成?變成了一個沒有答案的謎團。

所以,大爆炸之前的“環境”是什麼樣子應該不會再有新論據出現了。140億年前的“一切”都無法去考證,更難說奇點爆炸後才出現了宇宙。科學界一會這樣一會那樣,就說明宇宙之謎己經無法解開。但願再經過若干年的“鉅變”,這個謎團能夠破解,能夠找到大爆炸前那個奇點在什麼地方存在。


驍勇34



如果僅僅定義這個新時空是宇宙,那麼宇宙就產生於奇點。但是同時要承認宇宙的外面還有另外的宇宙。所以物質能量不會憑空產生。宇宙也不會憑空產生。


科學無止境

奇點→萬物→奇點→萬物……………………………………………


最初奇點的理論是物理學家霍金提出,用最直白的意思就是我們現在的宇宙在140億面前大爆發的前期,宇宙中只有一顆質量無限大,密度無限大,內部壓力無限大,體積非常小的星球,這顆星球就是奇點。

奇點怎樣形成的?

愛因斯坦曾提出過,當天體質量越大對時空扭曲會越大,每個天體都會對時空造成扭曲,所謂的扭曲就像是一個鐵球放在一個平面的布上,質量小的天體會向著質量大的天體運動。如下圖,當然圖描述的不是很準確,天體應該在時空下方。會對周圍的天體造成一個引力,也可以叫做向心力。

當小天體不斷的運動到扭曲時空的底端,這個大質量的天體會對時空造成更大的扭曲,當然有些恆星在滅亡時,內部坍塌也會產生這樣的現象。質量在不斷增大,對時空扭曲越大,當質量大到一定情況,扭曲的時間會形成一個桶狀,時空對它也產生壓力,不斷的壓縮其結構,讓它隨著質量越大,體積卻變得越來越小,變形成了黑洞。


當內部結構無法在壓縮時,這時候便形成奇點


奇點瞬間爆炸(宇宙大爆炸)內部的物質拋向四周,大大小小的物質在宇宙中由拋射慢慢減緩,當慢到一定程度,變會向著質量大的物質運動,最後形成大大小小的天體,星系。大大小小的天體在向著質量大的天體運動最後再形成奇點。

我們站在地球的角度看星空稱為太空,當站在星系的角度看星空成為宇宙,到底有多少個宇宙恐怕比我們先進的外星人也不知道。


清新大叔

個人觀點:宇宙不止一個,宇宙有無窮多,宇宙和宇宙之間就像套娃又不像套娃!宇宙中的恆星坍塌形成中子星,中子星斥力不足以排斥內部引力,繼而形成黑洞,黑洞無限小引力無限大形成奇點,引力拉扯無限大之後形成引力波扭曲附近時空,甚至使得奇點內部空間平衡打破,形成大爆炸發展為原始宇宙,因為附近的時空是扭曲的,扭曲的時空拉扯出現空間裂縫甚至重疊坍塌,產生高維度空間,在人類二維視界構建的三維立體空間不足以觀察更高維度空間!甚至大腦意識的想象都不足以構思!因為產生高維度空間,本宇宙黑洞附近時空扭曲,且黑洞吞噬一切,光也不足以逃逸!繼而形成初始宇宙的過程都發生在另一個平行維度!且人類無法觀測!起碼現今科技水平差的太遠,連太陽系皮層都無法真正突破!再一個便是量子理論,也許宇宙都不曾存在!且粒子分到極小便成為能量形態,似乎已不算物質了!其實,所有的宇宙,所有宇宙的黑洞無限多,每個宇宙都從無限小的奇點形成無限大的宇宙,然後再次收縮為奇點,且各個宇宙通過蟲洞,時空隧道,空間裂縫,相連相通!此起彼伏,就像波紋一般,你大我小,你小我大!你中有我,我中有你!還有一個便是混沌狀態是沒有時空概念的,都是人為添加的,宇宙本就是無始無終,循環往復!包括每個人的輪迴,每個人不同選擇的一生所形成的各個社會形態!都有各自的宇宙!因為所有的一切都是量子構成,所有的量子沒有特定的規律,而是概率事件!


莫語知花

回答應該不離內容,那就圍繞宇宙究竟是怎麼耒的,星球是怎麼產生的話題加以分折。首先說,關於自然知識,自古以來,人們對天文的認識就有兩種不同的見解,一種認為是物質產生的,一種是精神產生的,兩種宇宙觀相互對立。世界至今沒有統一結果。科學家的不統一是造成不統一的根本原因。可知論的唯物辯證法的觀點,認為宇宙是物質的,原來固有的,沒有產生終結的過程,之所以說是絕對的。各類發光發熱的恆星如太陽,不發光發熱的如地球月球一類,這都是後生的,是宇宙物質的轉化事物,有產生還要終結,之所以是相對的。物質存在形態能轉化,由一種形態轉化為另一種形態,太陽地球都是轉化事物,是物質的。不可知論的唯心形而上學宇宙觀和可知論相反,認為宇宙是精神的,神造的,人的意識有,才能存在,不承認物質第一性,認為沒有精神就沒有物質。地心說,曰心說,就有對照。不從物質出發說事就走向唯心。事物總是發展的,改變世界觀才能跟上。最後說一下,我是民科,又不專業,只是個人觀點,不代表任何人,錯了可以給於究正


劉靜玉3

宇宙是奇點來的,這個說法欠了一點嚴格。應該是宇宙中什麼是由奇點產生的。人類說的宇宙一般都是指人類可以觀察到的空間和感知到的時間。有一個大部分,人類沒有看見,被視為不存在。

所以,建議說: 宇宙中,基本粒子和由其所構成的物體是由奇點來的。

那麼,奇點是怎麼來的呢?奇點是人類看不見,卻能感覺到的客觀存在。目前,人類的物理學,哲學都還沒有給出定義。中華古代所說的“道”,與奇點還是不同的。

所以,建議說: 宇宙中,奇點是一種客觀存在,祂誕生出微觀世界的基本粒子,以及宏觀世界的為人類所見到的宇宙萬物。

如果你再追究下去,因為你看不見,也無法感覺到,那麼你就無法認知。就像人類沒有翅膀,無法在天空中飛翔,你卻一定要飛,那是無濟於事的。但是,聰明的人類卻想出來造飛機,於是飛到天上去了。所以,奇點也不是不可認知的事物。

現在是,人類還沒有認識奇點的方法,像以前不會造飛機一樣。

丁嬭 A. X. Dinger


歐陽冰兒178650811

說點兒題外話。人類只有研究一艘特大的飛船,在飛船上繁衍生息。經過數百萬年或者是上百億年,把最初的研究課題一代一代的傳下去。遊遍銀河系,或者說是飛出銀河系。必須解決的一個重要問題就是這首飛船的能量來源,突破這個難題,才能時間長久的在銀河系飛行或者飛出銀河系到達別的星系。還有就是飛船金屬自身的哀變問題,在飛船破損之前研究出更高級的飛船,實現更遠距離的飛行。到時候就會接觸更多的東西,對宇宙的探索才能更進一步。當然啦,考慮的問題還有很多。比如自身攜帶的製造各種武器和新飛船的材料,還有自身的防禦系統,武器系統,人類日常生活所必須的一些東西,等等。


摯友40

宇宙不是大爆炸而來,是生長的,也許經歷過多次的毀滅和更生,但毀滅只是失去記憶和能力,並不是真正意義上的滅亡。物質意識能量就是世界的全部,當人類知道了物質意識和能量的本相併能夠隨意轉換就可能永生。


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