宇宙爆炸里的那个奇点,质量无限大体积无限小,体积比一个夸克还小吗?

没事找乐型888


宇宙那个奇点不是质量.而是能量,否则无法有宇宙大爆炸(暗能量剧烈反弹),奇点来自宇宙极寒温度形成暗能量,,


美术家1


关于宇宙的起源,我们平时听得最多的应该就是“大爆炸理论”(The Big Bang Theory),我们一般都会将其理解为,一个体积极小、密度和温度都极高的奇点,在137亿年前发生了无与伦比的爆炸,并在随后的膨胀过程中渐渐演化成了现在的宇宙。

“大爆炸理论”是目前科学界认同度最高的理论,但要让我们去理解这个理论却并不容易,其中最让人困惑的就是,宇宙爆炸里的那个奇点,质量无限大体积无限小,这个奇点到底有多小?体积比一个夸克还小吗?

宇宙爆炸里的那个奇点到底有多小?

奇点这个概念来自于数学,它是指让数学表达式没有意义的点,比如说在 f(x) = 1/x 中,“x = 0” 就是这个数学表达式的奇点。因此我们也可以将数学中的奇点理解为,一个在数学中无法处理的点,同样的道理,所谓宇宙大爆炸时的奇点,其实是指在物理学中无法处理的点。

人们长期以来对宇宙的观测数据表明,宇宙是处于一个加速膨胀的状态,科学家根据这一现象,利用现有的物理理论对其进行时间回溯,试图从中找到关于宇宙的一切答案。那么现在的科学家已经将宇宙回溯到哪个时间段了呢?答案就是宇宙大爆炸后的 10^-43 秒(普朗克时间)。

科学家将大爆炸后的 10^-43 至 10^-35 秒这段时间,称为“大统一年代”(Grand Unified Era),这个时间段里,宇宙的温度高达 10^27 至 10^32 开尔文,在如此高的温度下,除了引力之外的三种基本力(强力、电磁力以及弱力)是全都合并在一起的(这符合现代物理学中相关理论的描述,并已在实验中得到部分验证)。

非常遗憾的是,“大统一年代”就是现代物理学的相关理论能够描述的极限了,因为在大爆炸后的 10^-43 秒之前,整个可观测宇宙都在普朗克长度(约为 1.6 x10^-35 米,现代物理学意义的最小长度)以下,根据广义相对论的预言,在这样的尺度下四大基本力会合而为一,然而现在并没有任何的理论能够合理地描述这一现象。

简单地讲,就是在回溯宇宙的过程中,现代物理学的解释是有一个极限的,而这个极限所描述的点,就是宇宙大爆炸的奇点。因此我们可以清楚地看到,宇宙大爆炸的奇点不是位于空间中的一个点,而是宇宙在过去的时间里所处的一个状态。

有了以上的认识,我们就可以来回答这个问题了。

科学家回溯宇宙的过程,就好比将一部影片倒着播放,我们可以将其理解为,宇宙在以一定的速度在缩小,这个过程一直持续到137亿年前宇宙大爆炸的那一刻。我们从中得到了两条重要的信息,第一是这个过程的时间是有限的,第二是在这个过程中宇宙缩小的速度也是有限的。

另外需要注意的是,我们并不能“看”到宇宙的全部,只能“看”到其中的一部分,我们将这一部分称之为“可观测宇宙”。好的,现在我们来做一个简单的推理:一个以有限的速度不停缩小的物体,在有限的时间内,其体积必定不会是“无限小”,而应该是“有限小”。

同样的道理,不管可观测宇宙缩小到什么程度,它必定会有一个“有限小”的体积。这个体积有多小呢?前面我们已经知道了,宇宙处于奇点的状态时,整个可观测宇宙的尺度是在普朗克长度以下的,可以看到这是一个小得难以想象的体积(比一个夸克小得多),但我们不能就此下结论,认为宇宙处于奇点的状态时,体积就是极小的。

因为可观测宇宙只是整个宇宙的一部分,在可观测宇宙之外,仍然有着其他的存在,事实上,我们必须将这所有的一切全包括进来,才能称之为宇宙。那么宇宙有多大呢?按照目前我们对宇宙的认知来看,宇宙是无限大的。换句话说,就是宇宙是由无限个像我们这样的“可观测宇宙”组成。

当宇宙处于奇点的状态时,实际它还是由无限个“可观测宇宙”组成,虽然此时它们的体积极小,但是它们的数量却是无限的。那么一个由无限个体积极小的“可观测宇宙”组成的宇宙,它的体积有多大呢?答案当然是无限大!

处于奇点状态的宇宙,这里我们可以粗略地将其称为“宇宙大爆炸”时的奇点,因此我们可以得出一个结论,即:宇宙大爆炸时的奇点,其体积依然是无限大的。

最后总结一下,“大爆炸理论”是科学家根据现在观测到的现象,通过时间回溯的方式推测出的一个理论,然而当时间回溯到所谓的“宇宙大爆炸”那一刻,现有的物理学就再也无法描述之前发生的事情了,于是奇点就出现了。也许在不久的将来,科学家会找到一种新的理论,能够完美地解决目前的困境,到那个时候,这个奇点自然也就不存在了。


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魅力科学君


宇宙爆炸里的那个奇点,质量无限大体积无限小,体积比一个夸克还小吗?

这个问题的描述中,就犯了两个错误。

首先

宇宙最初的奇点,体积并非无限小,而是根本没有体积——当然就比夸克小。

其次

这个奇点的质量并非无限大,而是有限质量——这个质量大约是(按照密度1×10^-28 千克/立方米,直径930亿光年计算)3×10^54kg:

值得一提的是,宇宙奇点的质量还有一种可能,那就是0——因为,正粒子和负粒子的质量一样多!


宇宙物理学


宇宙大爆炸是这样推断出来的:

现代观测发现,我们能观测到的宇宙,都在以某种速度向外散射着。那科学家就想像,如果有原始录像的话,把录像带倒过来放,那现在的宇宙澎涨现像就会是收缩,那收收收收,收到最后不就收到个点上了。那你再多说几个收字,这个点不就小到了夸克上了?现在的宇宙以一个点为起点,时时刻刻的以匀速向四面八方澎涨这是事实。但是科学家你也不能把这盘录像带一直倒放,也就是说,最初的爆炸的起点,并不是很小很小的一个点哪,因为宇宙是以物质为基础的,物质是有体积的,你那小小小的一个点爆炸了,不可能形成如今宇宙中的这么多现存物质,我倒认为,宇宙原本就存在着,只是在存在中,又出现了一个爆炸起始点,这个起始点是体积很大很大的两个黑洞球相撞了,相撞的外力传导到球体内部造成了高温高压形成了中子烈变,向外的反作用力使两个黑洞球体爆炸成了碎片。向外飞溅的力大于原球体的吸引力,同时质量密度极限大的黑洞物质因为压力得到了施放,飞出来的小碎片体积瞬间变大了,这些物质就是现在宇宙中能看到的星系。


观音菩萨的伴郎


你参加过传销吗?

你已被洗脑了;

宇宙本是什么都没有的空间;

而且是无限大的;

宇宙奇点起于人类的无知;

人类由于了解宇宙的信息实在太少,不知道宇宙物质如何得来,解释不清楚别人提出的问题,碍于面子,随便找一个理由挡塞提问者;

后来:

谎言说多了,有人相信了;

这些以讹传讹的人实在无脑;

爆炸:

是宇宙物质新陈代谢的过程之一,

宇宙物质爆炸不能说成宇宙大爆炸;

澎胀也是宇宙物质爆炸后产生的冲击波形成的;

宇宙物质澎胀不能说成宇宙澎胀;

红移:

蓝移:

是天体在各自不同的架构;

轨道;

方向;

速度;

按自己的运行方向运动;

自以为是的人类就认为这些天体远离太阳系;

远离银河系;

跑到天边去了;

红移了!

但他们知道这些天体(在质量改变不太大的情况下);

亿万年后,不会转回被测到的轨道附近吗?


荷村公


一个点,连长度都没有,当然也没有体积。什么物质会小到没有体积呢?的确不可思议,若大的物质宇宙会收缩为一个没有体积的“奇点",也只有西方奇人,会有这么黎奇的宇宙理论,不管他们找出多少证据,证明“奇点"爆炸出了宇宙,恐怕只有科学家才会相信,我们普通人基本都持怀疑的态度。西方人是在过度解释物质自身的收缩力作用。物质都运动变化于物质空间里,很难想象物质如何处于即无内部空间又无外部空间,“奇点”若如西方科学家所说,没有内部空间供物质运动变化,请问它如何能膨胀爆炸动起来?它又是向何处爆炸的?人们一直都想凭经验追求物质宇宙存在的原因,物质存在有原因吗?死抱着因果律能解释物质为何存在吗?我看是个吃力不受待见的作法,任何寻找物质存在原因的理论,最终都不能自圆其说。物质是自然存在的,宇宙就是物质构成的,物质以可见态(物)和不可见态(空)共同组成我们所见的宇宙,每个构成宇宙的物质,都是物与空的复合体,没有绝对的空,更没有什么无空的物。物质是在更小的、人眼不可见的物质里运动变化的,不存在绝对空提供给物质运动,空是物的另类形态在人眼的体现。物只要比分子一样小,我们看不见,就认为是空了,空就是物质的微观态!而宏观可见物质,正是这些微观不可见物质演变而来的,宏观物质也会因星球和星系核的膨胀爆发,变化为微观物质,而这种大小互相变化的能量,是物质自身所具有的。例如,流体物质可依靠物质自身能量,驱动星云等分子团块物质作扁平螺旋运动,星球都是各层次大小螺旋中心形成的中心核球!处于银河系层次的星系,这种螺旋结构很明显,处于太阳系这样的恒星系层次,由于星球清空了各自轨道上的星云弥散物质,加上行星和天然卫星不发光,人们根本看不出恒星系的螺旋真面目,仅知道它是扁平的而已,太阳系边缘的奥尔特云只是猜想,没有实际观测资料。只有上升到银河系层次星系,才保持了初始星云的螺旋特征,它里面本来就还有很多星云和中性氢未形成星球,更高层次星系的螺旋旋涡运动,观察起来,也很困难,尺度太大,难观全貌。物质宇宙是以扁平螺旋旋涡逐级递增,同层次并列,上下层次包容,这种星云、星系、星球的并列包容无限展开去,大尺度看上去,犹如无边的宇宙网。科学最应搞清楚的是微观和宏观物质的相互演化关系,而不是去瞎追问物质是怎么来的。无中生有不是瞎说的,无真的是无吗?把看不见当无了吧,实质还是有生有,无是不能生有的!从看不见的有,生成看得见的有,才是真相。“奇点"说和上帝创造说差不多少,"奇点"无空间、无体积,神一样的存在。


长眉1958


哈哈,“宇宙大爆炸理论”是不带你这样问的,否则,宇宙就没有法子爆炸了!

其实,所谓的“宇宙大爆炸”根本就不可能,那个所谓的奇点(质量无穷大点)也根本不存在。这种东西都来自于相对论的E=mc^2,也就是所谓的“质能转化方程”。当然,它根本性错误却是那个被吹得天花乱坠的“相对论”!




太极盘古


目前奇点只能被理解为无穷小的点。黑洞内部奇点的形成原因是大质量恒星燃料耗尽之后引力坍缩的结果。当恒星内部的压力大过夸克简并压力的时候,现有已知的所有物理作用都无法抵抗万有引力,因此物质会无限制地坍缩下去,这样就形成了奇点,因此它是尺度无限小、密度无限大的。目前对于黑洞的观测也基本印证了这样的理论。至于奇点内部究竟是什么样子,目前除了无穷大的观点,人类一无所知,这是由于物理学两大支柱,相对论和量子理论没有统一造成的。简而言之,相对论管理宏观大尺度、量子理论管理微观世界,两者存在矛盾,但基本相安无事(因为宏观和微观世界四种基本力的强度相差几十个数量级)。但奇点是既需要引力理论又需要粒子间相互作用理论的,目前在量子引力论还不知在何处的前提下,人类对其内部没有办法一窥奥秘。


paladinrick


奇点只是数学计算结果,大多数时候,数学的无限大和无限小都不具备现实意义,宇宙有没有奇点这个东西还很难说。

很多理论上说黑洞中心是一个奇点,这种说法是有问题的,只能说黑洞这种天体的半径小于史瓦西半径,光无法逃逸。至于黑洞内部的物质组成,应该是高致密的基本粒子,比如夸克什么的。

至于说宇宙大爆炸起源于一个奇点,这也只是现有理论下的猜测,同样是纯数学的结果。

现有理论只能追溯大爆炸以后发生的事件,哪怕短到几纳秒(这些是有一定观测依据的),大爆炸之前宇宙是什么状态,由于没有任何信息留下,不具备讨论意义,所有假设都永远只能是假设,除非有一天人类高级到能自己制造大爆炸。

很多人认为大爆炸的奇点实际上是另一个宇宙的黑洞,即所谓婴儿宇宙理论,这个假设很有哲学上的美感,但同样是不可证明的。

所以无论推动大爆炸的是黑洞还是念着阿弥陀佛的神,这个问题在可预见的有生之年是不会有结论的。


一腚之龟


大爆炸使所有的物质都分散成基本粒子,渐渐地一个质子和一个电子碰撞形成氢,大量的氢充斥宇宙,由于不均匀性,形成一个个氢团,在万有引力的作用下氢团收缩温度升高形成恒星,高温产生聚变反应产生氦并释放出能量············编不下去了。


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