宇宙大爆炸之前有什麼?科學家給出的答案可能和你想的不太一樣!
奇點大爆炸理論認為,宇宙誕生之初,所有物質具有的勢能都集中於一個點,這個點如此奇妙,它小至無窮,密度和時空曲率無限,你完全可以認為它既存在又不存在。由於某種未知的原因,這個點的能量平衡被打破,物質源源不斷的產生出來,最終演化為我們所在的宇宙——這就是科學家所說的「奇點」。
那麼奇點大爆炸之前是什麼樣呢?難道它一直孤零零地掛在虛空中嗎?讓我們從「時間之箭」開始說起。
如果把奇點看作一隻完好無損的雞蛋,此時它的熵(混亂程度)是最低的。隨著大爆炸的發生,一切陷入混亂之中,無數恆星、星系、星系團孕育而生,整個宇宙的熵越來越多,而時間也和宇宙一起誕生,永遠指向熵增加的方向。
很多物理學家對「時間之箭」只有一個方向感到迷惑不解,所有物理學理論——牛頓的經典力學,麥克斯韋的電動力學,愛因斯坦的狹義和廣義相對論,量子力學——都沒有規定時間必須向前。從理論上說,如果時間向後流動,宇宙一樣能夠正常運行。
英國牛津大學的物理學家朱利安·巴伯認為,138億年前的奇點大爆炸可能同時產生了另一個鏡像宇宙,那裡的時間和我們正好相反,一直在從未來向過去流逝。通過構建1000個粒子的簡化宇宙模型,研究人員發現在如此小的尺度之下,時間之箭的方向是由引力而不是熱力學決定的。在重力作用下,一半的粒子向熵增的方向移動,而另一半粒子向中心集聚,呈現熵減——兩個方向相反的時間之箭誕生了!
物理學家斯隆進一步提出,所謂的奇點更有可能是一種低熵狀態,它和硬幣一樣具有正反兩面,而我們所在宇宙的前身有可能就是另一個鏡像宇宙。如果我們將138億年的宇宙演化歷史倒推回去,就會發現三維宇宙重新塌縮回二維平面,再往前推就是一個時間流向相反的對稱宇宙。
羅馬神話中的雙面神雅努斯(Janus)前後各有一張面孔,而宇宙也有完全相反的兩個演化方向,正反宇宙轉化的地方被稱為「雅努斯點」。這個前身宇宙具有和我們所在的宇宙相同的物理定律,或許也會孕育類似人類的智慧生命。
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