宇宙最初的奇點有多大,與目前大小最小的粒子夸克相比,誰更小?

搜猴眾創空間


如今我們的宇宙可觀測直徑已達930億光年,而宇宙的實際規模則更大,所以說宇宙大到無法想象。然而根據宇宙大爆炸理論,如此巨大的宇宙,最初只是指起源於一個小小的奇點,它被認為是一個密度無限大,熱量無限大,溫度無限高,壓力無限大,時空曲率無限大,體積無限小的“點”。



這個奇點有多小呢?它被認為幾乎就是個“0”維空間,因為在奇點宇宙中沒有空間,宇宙半徑尺趨近於零,宇宙引力能量和宇宙斥力能量瞬間先後處於無窮大。


可能很多人都無法理解,0維空間基本就是說沒有空間,沒有空間又等於說什麼都不存在,因為存在的事物必然會佔用一定的空間,不佔有空間的事物怎麼會存在呢?

從這個道理上講,宇宙的起點又不能是完全的零維空間,無論怎樣,這個起點開始的時候都是要佔用一點空間的。


然而實際上關於宇宙之初的這個奇點以及它的體積到底有多大?都還只是一種理論推論,並沒有人確切的知道這個點有多大,根據現在的天體紅移以及宇宙微波輻射等來判斷,宇宙一直以來都處於膨脹狀態中,那麼我們反向推論,把時間軸從現在往以前無限推進,就能推導出宇宙越往前的時代體積越小,最終它將小到只有一個點上。



這個點應該小到什麼程度?以量子物理學來度量,它應該小到一個普朗克單位那麼小的幅度上,所以物理學家推論最初的宇宙奇點就是一個普朗克單位那麼大的點,也就是10^-99(10的-99次方)立方厘米,這個體積比原子,比夸克,比電子的光子都要小,可以說比所有已知的基本粒子都要小多了,可以說想到了無法想象的程度。但是它的溫度、密度和時空曲率也都高得難以想象,其物理屬性已經超過了現有物理學的研究範疇。


然而,從這麼小的點中爆炸出我們如今如此巨大的宇宙,這無論如何也都是難以想象的。所以不瞭解天文的朋友大都不相信這種說法,但是奇點進化出宇宙,是有一套合理的理論作為依據的,也是有天文現象觀測作為實際證據的,而且越來越多的天文觀測也都可以驗證該理論的科學和正確性。可以說在關於我們的宇宙的誕生起源的問題上,還沒有比宇宙奇點大爆炸更為合理的理論和說法。


人類的方向



首先回答宇宙奇點比電子小,電子比夸克小。

所以談論奇點的“大小”幾乎毫無意義。

數學上,“奇點”的大小為零。物理上,它小於8 x 10^-35米,比原子小得多,它甚至比作為原子一部分的質子還要小。

質子尺寸= 0.88 x 10^-15米。所以奇點要小几十億倍。

電子的大小為基本為零,所以在某種意義上它們也是奇點。



直到有人建立了一套描述量子引力的現實方程式,我們才知道物理奇點到底有多小。

假設你說的是“引力奇點”,它們被定義為引力變得無限的點(或位置),或者更好地說,是那些用來描述引力場的量變得無限的位置。

它們是時空線(測地線)不能平滑延伸的點,其中一條測地線的末端成為奇點。根據廣義相對論,引力只不過是時空曲率的影響,這意味著時空極度彎曲的點(如奇點的情況)具有無限的引力。

事實上,奇點是一個極其難以描述的對象:在這種情況下,通常適合我們宇宙的正常法則和理論是不可信的。許多人認為我們的宇宙從一個奇點開始。在宇宙出現之前,所有的物質都集中在這個非常密集的地方。那是一個我們不能完全用物理學解釋的時代。

我們主要依靠兩種理論:廣義相對論和量子力學。第一種描述萬有引力,第二種描述推動我們宇宙的另外三種基本力(所有四種力都是:萬有引力、弱互相作用力、強互相作用力和電磁力),這兩種理論現在不相容了。此外,據我們所知,萬有引力是四種相互作用中最弱的,但是在大爆炸前的宇宙中(這意味著在“原始”奇點中),它們都是相等的。

我們沒有這樣一個理論可以描述四種基本力都是相等的,這個理論應該統一廣義相對論和量子力學。

回到你的問題上,沒有必要懷疑奇點的大小,因為它不是具有空間維度的東西,也不是我們宇宙中“正常”的行為方式。談到這個問題,就連物理定律都崩潰了。


軍機處留級大學士


宇宙大爆炸理論如果正確,那麼我們的整個宇宙就來自於一個小小的點。這個點被定義為“無限小”,小到比夸克還要小,小到我們無法用尺度去衡量它。



很多人都會有一個疑惑,就是這麼小的點如何能夠裝的下整個宇宙的物質?如果奇點比夸克還要小,那如何把夸克裝進去的?

其實這個問題換個思路想想我們就明白了。我們都知道磁場,磁場是一種物質場。如果我們加大磁場,可以做到在空間的某一點經過無數個磁感線,而且還不佔體積。類似地,奇點內的物質也是一樣,在奇點內部,物質不再是常規的組成形式,而是變得和能量一樣,不在具有體積。所以說,即便是一個很小的點,都可以裝得下達到無法想象的物質和能量。



如果非要給奇點一個大小,那麼只能夠說奇點的大小小於普朗克長度,至少人類無法觀察和度量到。



按照超弦理論,我們的宇宙至少是11維度的。出去伸展的4維,還有7維完全蜷曲起來。它們的尺寸小於普朗克長度,以至於我們根本意識不到它們存在。所以,如果奇點沒有爆炸,時空沒有形成,那麼奇點就是在這個蜷曲的11維空間中。所以其體積是小於普朗克長度的,而這個長度,比我們任何已知的粒子,包括夸克都要小。


科學探秘頻道


原創思想,如果宇宙的最初是有奇點的,而這個奇點與目前大小的粒子夸克相比誰更小的,但有關這個奇點的說法又是沒有體積的或不佔用體積的,那這個奇點就是一點也不存在出來的,在客觀性方面而言,就是一種體積性為零的空間了,而就會比夸克還小得多的了。但奇點又不是既為零的空間,就可能是潛能性的作用力而構造出來的奇點了。而潛能性既是物質性的而又不確定是物質性的,或說是看不見的一種場的作用力了,又或是一種智能性系統性的,而就會構造出這樣的一個有著系統性網絡性的宇宙或奇點出來了。而潛能性可能是暗物質性了,而一暗一明的相互作用而締造出這個宇宙出來了。但不知是不是這樣的認為,而下面就交給磚家們繼續的討論吧!


踏浪而來37326050


  首先,宇宙最初或直到現在均沒有奇點!奇點只能存在於數學中,絕對不可能存在於客觀世界!

  其次,目前的最小粒子到底是不是夸克仍不好說,至少目前人們還沒有真正直接觀測到單個的夸克,更不知道其幾何形狀和尺寸!

  由此可見,宇宙不可能是138億年前的一次大爆炸產生的。因為其理論基礎哈勃定律是錯誤的!錯誤的根源是將天體紅移量全部視為多普勒效應了。而實際上,由於宇宙空間非絕對真空,星際物質會使星光產生反射/散射、折射/透射和轉換/熱輻射作用。人們在地球上觀測到的只是星光經星際物質改造後的透射光而已,與原始星光完全不同了。由此導致星光的運動方向、速度和頻率的變化是很正常的。因此,天體紅移量與距離成正比的是由空間介質造成的,而不是相對運動產生的。為此,本人設計了《驗證哈勃定律正確性實驗方案》來檢驗此理論,希望有條件的天文臺和天文工作者能早日完成此項實驗。以早日揭開事物的真相。


彭曉韜


奇點沒大小,而夸克再小還是有大小。兩者之間不能比較。如果非要比較,咱們從體積和質量兩方面做一比較。

體積上的比較

夸克是組成質子中子的基本粒子,是物質構成的最小粒子,它的體積應該比電子還小。但實際上到目前為止並沒有直接證據證明夸克存在,只有間接證據證明它的存在,因為它不可能單獨分離存在。不管怎麼說,它是強子的組成成份,這一點沒錯,是成份就有體積大小,無論能不能單獨存在。宇宙大爆炸的“奇點”是一個密度無限大、時空曲率無限大(體積無限小)和熵值無限趨向於0的點。



體積無限小意味著比任意小(體積)的物質都要小。量子力學上認為比普朗克長度(1.6x10^-35米)都“小”,而人們通常認為沒有比普朗克長度還小的長度。所以可以認為奇點沒有體積長度。非要說有,可以看作0,因此從體積上說,奇點小於夸克。

質量上的比較


夸克的質量是質子的1/470,一個質子的質量為1.67x10^-27千克。夸克則為3.55x10^-30千克。咱們再來看看奇點的質量,根據宇宙大爆炸理論,全宇宙誕生於奇點,所以全宇宙的質量都是來自於奇點,換句話說,全宇宙的質量就是奇點的質量,那全宇宙的質量是多少呢?下面我們簡單地計算一宇宙的可見物質的總質量:科學家目前觀測到的星系有1250億個,

而據哈勃太空望遠鏡最新觀測,我們可觀測宇宙大約有2萬億個星系(此前估計有1.5萬億個星系),有的星系有幾十億顆恆星,有的星系多達4000億顆,每個星系平均有2000億顆恆星,我們的太陽剛好是一顆中等的恆星,我們以太陽的質量1.99x10^30千克作為平均值求得宇宙可見物質總質量M=1.99x10^30x2000億X20000億=7.96x10^53千克。這只是宇宙的可見物質,奇點的質量比這還大,因為還有暗物質和暗能量沒有算上,這數量級已經很可觀了,比一個夸克高了83個數量級,由此可見,夸克的質量遠遠小於奇點的質量。


實際上想想可笑,宇宙中一個夸克的質量當然要小於宇宙的總質量了,根本沒必要進行上述計算。不過再想想覺得還是有必要的,因為大小殊途同歸,大到極點歸於無,小到極點即為大,小和大是互相轉化的。大到極點的奇點,到底有沒有質量?這一點誰也不敢確定。所以大小要在一個範圍內進行討論才有意義,這個範圍就是誕生後的宇宙,宇宙誕生之前的東西,比如說奇點,根本沒有和宇宙內任何東西比較的意義。


物原愛牛毛1


以現有的物理理論結合對宇宙的觀測,我們完全可以解釋遙遠星系光線紅移和宇宙背景輻射的原因,為啥要臆想出個玄之又玄的宇宙“奇點”



上善若水吳大河


根據量子觀的大爆炸模型,宇宙是由一個體積無限小,密度無限大和 熱量無限高的奇點,因為未知的量子效應,發生爆炸而形成。

理論上奇點不存在大小,因為時空在奇點爆炸之前可能並不存在,而我們人類作為時空的產物,在一般情況下,對事物的理解都建立在大小、裡外、前後的四維邏輯框架內。

為了便於理解,我們權且把奇點作為一個有體積但極其微小的點來作一些計算。可能會給大家帶來對宇宙奇點的全新認識。

據科學家推演和計算,宇宙直徑達920億光年,我們把這個浩渺的距離換算成微米的倍數,就是(60x60ⅹ24x365)秒x(300000公里ⅹ10的6次方)微米ⅹ920億,約籌於10的30次方微米。

如果把奇點作為1微米大小,那它就爆炸成10的30次方微米大小的宇宙。

然而我們都知道普朗克長度是1.6X10的負35次方米,換算成微米就是1.6X10的負29次方微米。把上面的宇宙現有尺度與普朗克長度作一個對比,我們就可以得知如果把奇點比作一個普朗克長度大小,那麼我們的宇宙爆炸後到現在的直徑就是5微米。

想象一下,那是多麼不可思議。當然這是在把奇點假設成1微米大小的前提下作出的計算。但從另一個側面也證明了奇點不應該存在體積這個概念。

所以奇點與夸克粒子之間是沒有可比性的。作為宇宙演化產物的人類在打開"夸克禁閉″之前,是無法理解和推測奇點是怎樣的一個存在的。只有在量子引力領域獲得突破性進展,人類才有可能窺探到宇宙真正的奧秘。





科學的奧秘


奇點的確是“大爆炸理論”推導出來的,人們通過開普勒效應觀察恆星的退行速度從而計算出最開始的宇宙源自於一個密度無限大而體積無線小的奇點。但是奇點之前是什麼?我們的宇宙在10^-41/s內達到現在宇宙的80%的大小。整個宇宙物質的退行速度遠遠超過光速。那麼當時物質的質量的確是無窮大的,但是無無窮大的質量在空間中會造成無窮大的引力,他們應該會再度被吸引到一起。又是什麼造成了一個穩定態下無窮大質量場崩塌?我猜想覺得宇宙就是水面,一滴墨水滴落到水面上從而產生漣漪,這水面波紋的擴散,墨水的結構漸漸消逝。至於墨水是從何而來?也許是來自於更高的緯度。至少他不會無中生有。


馬刀9606937


只要奇點有體積,就會迅速爆炸創世。原始奇點是沒有體積的,或者說是沒有三維空間的。身處三維當然理解不了其他維度。就像人們看到的物質,其實是波,其實是能量,但是我們無法想象。

實際上,跳出三維世界,放棄空間的概念,奇點就是奇點,他自成定義,舉個例子:奇點是空曠世界中的概率,起初的概率是有,還是沒有。沒有的概率坍縮以後,就沒有,不討論。有的概率坍縮,下一步就是有什麼?有弦、納米爾,巴洛,克林欽米...有一億種可能。然後,一億種可能裡面,有23種有意義,繼續坍縮。其他先不說,就拿弦來說,定義是這樣的:11維尺度壓縮的一個態,這個態簡併於多角度。然後進一步坍縮,共有{i8-12}種,其中一種生成了我們這個世界所需的基本夸克,然後繼續衍生,有了電子、質子等等。其他的衍生出了許多宇宙,很多蒼涼寂寞、水深火熱。也不表。

尺度方面,大家認為物質可以無限細化,原子、質子、中子、夸克...

然後再細化就是弦,但是重點來了,本世界,我們的這個世界,就只有一個弦。

超弦理論有些接近真相,但是就像一個坐在椅子上的人,無法抬起自己。你無法去研究弦,因為一方面,你沒有比弦更小的尺度工具,如果有,那就邏輯矛盾了。

另外一個,就是要和你說的重點:這唯一的弦,不存在時間、空間。他組成了整個宇宙,每一個態,細追究之下都會達到他。這該怎麼解釋呢?

給你一個點,同一個點,在二維尺度(不同時間)可以疊合時間,做一幅畫,三維空間變成一個雕塑,也可以變成一個地球以及丟球上的歷史、生命。

那麼更多的維度呢?

真相很悲傷,沒有人願意洞窺,碰到有緣人,給你說一句:你,其實就是我,我就是你。這是唯一的慰藉。



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