宇宙最初的奇点有多大,与目前大小最小的粒子夸克相比,谁更小?

搜猴众创空间


如今我们的宇宙可观测直径已达930亿光年,而宇宙的实际规模则更大,所以说宇宙大到无法想象。然而根据宇宙大爆炸理论,如此巨大的宇宙,最初只是指起源于一个小小的奇点,它被认为是一个密度无限大,热量无限大,温度无限高,压力无限大,时空曲率无限大,体积无限小的“点”。



这个奇点有多小呢?它被认为几乎就是个“0”维空间,因为在奇点宇宙中没有空间,宇宙半径尺趋近于零,宇宙引力能量和宇宙斥力能量瞬间先后处于无穷大。


可能很多人都无法理解,0维空间基本就是说没有空间,没有空间又等于说什么都不存在,因为存在的事物必然会占用一定的空间,不占有空间的事物怎么会存在呢?

从这个道理上讲,宇宙的起点又不能是完全的零维空间,无论怎样,这个起点开始的时候都是要占用一点空间的。


然而实际上关于宇宙之初的这个奇点以及它的体积到底有多大?都还只是一种理论推论,并没有人确切的知道这个点有多大,根据现在的天体红移以及宇宙微波辐射等来判断,宇宙一直以来都处于膨胀状态中,那么我们反向推论,把时间轴从现在往以前无限推进,就能推导出宇宙越往前的时代体积越小,最终它将小到只有一个点上。



这个点应该小到什么程度?以量子物理学来度量,它应该小到一个普朗克单位那么小的幅度上,所以物理学家推论最初的宇宙奇点就是一个普朗克单位那么大的点,也就是10^-99(10的-99次方)立方厘米,这个体积比原子,比夸克,比电子的光子都要小,可以说比所有已知的基本粒子都要小多了,可以说想到了无法想象的程度。但是它的温度、密度和时空曲率也都高得难以想象,其物理属性已经超过了现有物理学的研究范畴。


然而,从这么小的点中爆炸出我们如今如此巨大的宇宙,这无论如何也都是难以想象的。所以不了解天文的朋友大都不相信这种说法,但是奇点进化出宇宙,是有一套合理的理论作为依据的,也是有天文现象观测作为实际证据的,而且越来越多的天文观测也都可以验证该理论的科学和正确性。可以说在关于我们的宇宙的诞生起源的问题上,还没有比宇宙奇点大爆炸更为合理的理论和说法。


人类的方向



首先回答宇宙奇点比电子小,电子比夸克小。

所以谈论奇点的“大小”几乎毫无意义。

数学上,“奇点”的大小为零。物理上,它小于8 x 10^-35米,比原子小得多,它甚至比作为原子一部分的质子还要小。

质子尺寸= 0.88 x 10^-15米。所以奇点要小几十亿倍。

电子的大小为基本为零,所以在某种意义上它们也是奇点。



直到有人建立了一套描述量子引力的现实方程式,我们才知道物理奇点到底有多小。

假设你说的是“引力奇点”,它们被定义为引力变得无限的点(或位置),或者更好地说,是那些用来描述引力场的量变得无限的位置。

它们是时空线(测地线)不能平滑延伸的点,其中一条测地线的末端成为奇点。根据广义相对论,引力只不过是时空曲率的影响,这意味着时空极度弯曲的点(如奇点的情况)具有无限的引力。

事实上,奇点是一个极其难以描述的对象:在这种情况下,通常适合我们宇宙的正常法则和理论是不可信的。许多人认为我们的宇宙从一个奇点开始。在宇宙出现之前,所有的物质都集中在这个非常密集的地方。那是一个我们不能完全用物理学解释的时代。

我们主要依靠两种理论:广义相对论和量子力学。第一种描述万有引力,第二种描述推动我们宇宙的另外三种基本力(所有四种力都是:万有引力、弱互相作用力、强互相作用力和电磁力),这两种理论现在不相容了。此外,据我们所知,万有引力是四种相互作用中最弱的,但是在大爆炸前的宇宙中(这意味着在“原始”奇点中),它们都是相等的。

我们没有这样一个理论可以描述四种基本力都是相等的,这个理论应该统一广义相对论和量子力学。

回到你的问题上,没有必要怀疑奇点的大小,因为它不是具有空间维度的东西,也不是我们宇宙中“正常”的行为方式。谈到这个问题,就连物理定律都崩溃了。


军机处留级大学士


宇宙大爆炸理论如果正确,那么我们的整个宇宙就来自于一个小小的点。这个点被定义为“无限小”,小到比夸克还要小,小到我们无法用尺度去衡量它。



很多人都会有一个疑惑,就是这么小的点如何能够装的下整个宇宙的物质?如果奇点比夸克还要小,那如何把夸克装进去的?

其实这个问题换个思路想想我们就明白了。我们都知道磁场,磁场是一种物质场。如果我们加大磁场,可以做到在空间的某一点经过无数个磁感线,而且还不占体积。类似地,奇点内的物质也是一样,在奇点内部,物质不再是常规的组成形式,而是变得和能量一样,不在具有体积。所以说,即便是一个很小的点,都可以装得下达到无法想象的物质和能量。



如果非要给奇点一个大小,那么只能够说奇点的大小小于普朗克长度,至少人类无法观察和度量到。



按照超弦理论,我们的宇宙至少是11维度的。出去伸展的4维,还有7维完全蜷曲起来。它们的尺寸小于普朗克长度,以至于我们根本意识不到它们存在。所以,如果奇点没有爆炸,时空没有形成,那么奇点就是在这个蜷曲的11维空间中。所以其体积是小于普朗克长度的,而这个长度,比我们任何已知的粒子,包括夸克都要小。


科学探秘频道


原创思想,如果宇宙的最初是有奇点的,而这个奇点与目前大小的粒子夸克相比谁更小的,但有关这个奇点的说法又是没有体积的或不占用体积的,那这个奇点就是一点也不存在出来的,在客观性方面而言,就是一种体积性为零的空间了,而就会比夸克还小得多的了。但奇点又不是既为零的空间,就可能是潜能性的作用力而构造出来的奇点了。而潜能性既是物质性的而又不确定是物质性的,或说是看不见的一种场的作用力了,又或是一种智能性系统性的,而就会构造出这样的一个有着系统性网络性的宇宙或奇点出来了。而潜能性可能是暗物质性了,而一暗一明的相互作用而缔造出这个宇宙出来了。但不知是不是这样的认为,而下面就交给砖家们继续的讨论吧!


踏浪而来37326050


  首先,宇宙最初或直到现在均没有奇点!奇点只能存在于数学中,绝对不可能存在于客观世界!

  其次,目前的最小粒子到底是不是夸克仍不好说,至少目前人们还没有真正直接观测到单个的夸克,更不知道其几何形状和尺寸!

  由此可见,宇宙不可能是138亿年前的一次大爆炸产生的。因为其理论基础哈勃定律是错误的!错误的根源是将天体红移量全部视为多普勒效应了。而实际上,由于宇宙空间非绝对真空,星际物质会使星光产生反射/散射、折射/透射和转换/热辐射作用。人们在地球上观测到的只是星光经星际物质改造后的透射光而已,与原始星光完全不同了。由此导致星光的运动方向、速度和频率的变化是很正常的。因此,天体红移量与距离成正比的是由空间介质造成的,而不是相对运动产生的。为此,本人设计了《验证哈勃定律正确性实验方案》来检验此理论,希望有条件的天文台和天文工作者能早日完成此项实验。以早日揭开事物的真相。


彭晓韬


奇点没大小,而夸克再小还是有大小。两者之间不能比较。如果非要比较,咱们从体积和质量两方面做一比较。

体积上的比较

夸克是组成质子中子的基本粒子,是物质构成的最小粒子,它的体积应该比电子还小。但实际上到目前为止并没有直接证据证明夸克存在,只有间接证据证明它的存在,因为它不可能单独分离存在。不管怎么说,它是强子的组成成份,这一点没错,是成份就有体积大小,无论能不能单独存在。宇宙大爆炸的“奇点”是一个密度无限大、时空曲率无限大(体积无限小)和熵值无限趋向于0的点。



体积无限小意味着比任意小(体积)的物质都要小。量子力学上认为比普朗克长度(1.6x10^-35米)都“小”,而人们通常认为没有比普朗克长度还小的长度。所以可以认为奇点没有体积长度。非要说有,可以看作0,因此从体积上说,奇点小于夸克。

质量上的比较


夸克的质量是质子的1/470,一个质子的质量为1.67x10^-27千克。夸克则为3.55x10^-30千克。咱们再来看看奇点的质量,根据宇宙大爆炸理论,全宇宙诞生于奇点,所以全宇宙的质量都是来自于奇点,换句话说,全宇宙的质量就是奇点的质量,那全宇宙的质量是多少呢?下面我们简单地计算一宇宙的可见物质的总质量:科学家目前观测到的星系有1250亿个,

而据哈勃太空望远镜最新观测,我们可观测宇宙大约有2万亿个星系(此前估计有1.5万亿个星系),有的星系有几十亿颗恒星,有的星系多达4000亿颗,每个星系平均有2000亿颗恒星,我们的太阳刚好是一颗中等的恒星,我们以太阳的质量1.99x10^30千克作为平均值求得宇宙可见物质总质量M=1.99x10^30x2000亿X20000亿=7.96x10^53千克。这只是宇宙的可见物质,奇点的质量比这还大,因为还有暗物质和暗能量没有算上,这数量级已经很可观了,比一个夸克高了83个数量级,由此可见,夸克的质量远远小于奇点的质量。


实际上想想可笑,宇宙中一个夸克的质量当然要小于宇宙的总质量了,根本没必要进行上述计算。不过再想想觉得还是有必要的,因为大小殊途同归,大到极点归于无,小到极点即为大,小和大是互相转化的。大到极点的奇点,到底有没有质量?这一点谁也不敢确定。所以大小要在一个范围内进行讨论才有意义,这个范围就是诞生后的宇宙,宇宙诞生之前的东西,比如说奇点,根本没有和宇宙内任何东西比较的意义。


物原爱牛毛1


以现有的物理理论结合对宇宙的观测,我们完全可以解释遥远星系光线红移和宇宙背景辐射的原因,为啥要臆想出个玄之又玄的宇宙“奇点”



上善若水吴大河


根据量子观的大爆炸模型,宇宙是由一个体积无限小,密度无限大和 热量无限高的奇点,因为未知的量子效应,发生爆炸而形成。

理论上奇点不存在大小,因为时空在奇点爆炸之前可能并不存在,而我们人类作为时空的产物,在一般情况下,对事物的理解都建立在大小、里外、前后的四维逻辑框架内。

为了便于理解,我们权且把奇点作为一个有体积但极其微小的点来作一些计算。可能会给大家带来对宇宙奇点的全新认识。

据科学家推演和计算,宇宙直径达920亿光年,我们把这个浩渺的距离换算成微米的倍数,就是(60x60ⅹ24x365)秒x(300000公里ⅹ10的6次方)微米ⅹ920亿,约筹于10的30次方微米。

如果把奇点作为1微米大小,那它就爆炸成10的30次方微米大小的宇宙。

然而我们都知道普朗克长度是1.6X10的负35次方米,换算成微米就是1.6X10的负29次方微米。把上面的宇宙现有尺度与普朗克长度作一个对比,我们就可以得知如果把奇点比作一个普朗克长度大小,那么我们的宇宙爆炸后到现在的直径就是5微米。

想象一下,那是多么不可思议。当然这是在把奇点假设成1微米大小的前提下作出的计算。但从另一个侧面也证明了奇点不应该存在体积这个概念。

所以奇点与夸克粒子之间是没有可比性的。作为宇宙演化产物的人类在打开"夸克禁闭″之前,是无法理解和推测奇点是怎样的一个存在的。只有在量子引力领域获得突破性进展,人类才有可能窥探到宇宙真正的奥秘。





科学的奥秘


奇点的确是“大爆炸理论”推导出来的,人们通过开普勒效应观察恒星的退行速度从而计算出最开始的宇宙源自于一个密度无限大而体积无线小的奇点。但是奇点之前是什么?我们的宇宙在10^-41/s内达到现在宇宙的80%的大小。整个宇宙物质的退行速度远远超过光速。那么当时物质的质量的确是无穷大的,但是无无穷大的质量在空间中会造成无穷大的引力,他们应该会再度被吸引到一起。又是什么造成了一个稳定态下无穷大质量场崩塌?我猜想觉得宇宙就是水面,一滴墨水滴落到水面上从而产生涟漪,这水面波纹的扩散,墨水的结构渐渐消逝。至于墨水是从何而来?也许是来自于更高的纬度。至少他不会无中生有。


马刀9606937


只要奇点有体积,就会迅速爆炸创世。原始奇点是没有体积的,或者说是没有三维空间的。身处三维当然理解不了其他维度。就像人们看到的物质,其实是波,其实是能量,但是我们无法想象。

实际上,跳出三维世界,放弃空间的概念,奇点就是奇点,他自成定义,举个例子:奇点是空旷世界中的概率,起初的概率是有,还是没有。没有的概率坍缩以后,就没有,不讨论。有的概率坍缩,下一步就是有什么?有弦、纳米尔,巴洛,克林钦米...有一亿种可能。然后,一亿种可能里面,有23种有意义,继续坍缩。其他先不说,就拿弦来说,定义是这样的:11维尺度压缩的一个态,这个态简并于多角度。然后进一步坍缩,共有{i8-12}种,其中一种生成了我们这个世界所需的基本夸克,然后继续衍生,有了电子、质子等等。其他的衍生出了许多宇宙,很多苍凉寂寞、水深火热。也不表。

尺度方面,大家认为物质可以无限细化,原子、质子、中子、夸克...

然后再细化就是弦,但是重点来了,本世界,我们的这个世界,就只有一个弦。

超弦理论有些接近真相,但是就像一个坐在椅子上的人,无法抬起自己。你无法去研究弦,因为一方面,你没有比弦更小的尺度工具,如果有,那就逻辑矛盾了。

另外一个,就是要和你说的重点:这唯一的弦,不存在时间、空间。他组成了整个宇宙,每一个态,细追究之下都会达到他。这该怎么解释呢?

给你一个点,同一个点,在二维尺度(不同时间)可以叠合时间,做一幅画,三维空间变成一个雕塑,也可以变成一个地球以及丢球上的历史、生命。

那么更多的维度呢?

真相很悲伤,没有人愿意洞窥,碰到有缘人,给你说一句:你,其实就是我,我就是你。这是唯一的慰藉。



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