大爆炸理论的依据是什么?宇宙前还是宇宙的依据又是什么?

单项选择题支持宇宙大爆炸理论的依据有()、微波背景辐射、宇宙元素的丰度、宇宙的年龄等等。


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  宇宙大爆炸理论根据“热力学定律”和“能量守恒定律”预言了宇宙的结局:当宇宙膨胀到一定的程度时,内部整体的能量已经无法支持新的恒星产生,宇宙就达到了一个叫做“热寂”的平衡点。这个时候宇宙的状态非常类似于刚诞生时的样子,每个地方的温度都是均匀的,仅仅比绝对零度高一丁点儿而已。此前形成的所有星体,在继续的运动中彼此碰撞而形成更多的黑洞,而黑洞也会在霍金辐射中迎来蒸发耗尽的一天,最终再也不会有任何“存在结构”的能量形式产生,仅仅剩下暗能量以爱因斯坦预言的宇宙学常数的状态存在着,就这样永恒地持续下去。而少部分科学家认为,在偶然的量子涨落时,宇宙会开始变得越来越小,最终产生新一轮的大爆炸,形成一次次的轮回。

  大爆炸后10秒的混沌时期

  然而宇宙大爆炸理论是否真的就是宇宙命运呢?至少可以说,在它成为终极理论之前,还有太多未知之谜需要解释。

  首当其冲的就是时间之谜。显然,宇宙大爆炸所做的一切预言,都基于目前人类直觉上感受到的“时间”这个概念。有了这个概念,所以这个理论才会认为,在138亿年前发生了大爆炸,又在很久以后会形成“热寂”状态的结局。然而“时间”到底是什么,在物理学家那里却始终没能得到解决。

  从热力学的角度来看,时间就是“熵值上升的不可逆过程”,因为熵的增加是不可逆的,所以我们才会产生时间永远朝着同一个方向流动的感觉。这个解释看起来很有道理,却也存在两个问题。第一个是并没有实验证据可以证明,“熵值的不可逆”与“时间不可逆”之间存在联系,这就好像在说:“因为阳光总是从天上掉落到地下,所以雨水也总是从天上掉落到地下”,如果某一天被证伪,就会比后者的错误更严重。第二个问题是时间来自人类直觉的感觉,然而“感觉”这个东西在物理学上从来都是最没有发言权的,只有实验依据才能真正有资格“预言”某件事。从牛三定律到相对论的建立,一次次都在证明在那个时代之前的,来自人们的“感觉”是完全错误的,所以关于时间“人类感觉到它不可逆”,是无法证明它真正不可逆的。连时间到底如何运转都说不清,也就谈不上“宇宙命运”的预言。

  另一个问题是:大爆炸理论忽略了反物质的影响。对于我们熟悉的普通物质的粒子而言,反物质具备完全相反的电荷,在量子层面上是与我们普通世界完全相反的存在。此前,大部分科学家认为这完全就是一个科幻空想,根本不会存在这样的事物。然而随着反物质在实验室被科学家制造出来,并且成功跻身“理论上最强武器原料之一”行列,他们才知道反物质是真正存在的。因此,许多天文学家认为,宇宙大爆炸之初,产生了相同数量的物质和反物质,那些反物质究竟去了哪里,目前没有人能够回答。如果它们以任何形式参与到目前的宇宙当中,那么我们的宇宙都不可能按照“大爆炸”理论预言的那样顺利发展下去。

  除此之外,最致命的问题,是“无穷大”的概念。宇宙大爆炸的“奇点”概念,很容易让人产生一个误解,那就是它属于“有限”物质内容的,然而这并没有办法证明。如果宇宙的内容是“无限”的,那么预言它将进入“热寂”结局的热力学依据也就没有用了。虽然从逻辑上来说,如果宇宙产生于一个点的爆炸,那么自然它的物质的量应该是“有限”的,然而问题的根本在于,我们这样的思考方式正确吗?

  最直接的一个例子就是,弦理论在尝试解决相对论与量子力学之间的矛盾时,从数学模型上找到了答案的出路,从而预言了“11维度宇宙”的存在。这个概念直接的一个结果便是:我们真正的世界里,存在着无数个平行宇宙,一个宇宙中无限小的一个粒子里,可以包含另一个宇宙的浩瀚空间。虽然维度的数量是“11”这个数字,看上去并不大,但是从模型中的宇宙结构而言,它们互相首尾相接,如同蜂窝一样无限排列下去,最终形成一个“量子层面的无穷多重宇宙”状态。

  而更为严重的一个事实是,弦理论所提供的这种“范本”,仅仅是“宇宙无穷”概念的模式之一。事实上,弦理论只是从数学层面被证明是正确的,在客观物理学角度是否站得住脚,还有待实验结果的验证。而这也是事实真相最恐怖的一点:真正的那个宇宙结构,是仅仅“无穷”的概念就可以描述的吗?也许它比人类想象当中的“无穷”还要更加不可思议呢?也许它远远超出目前人类的数学工具所能触及的极限呢?

  换句话说,以现在的数学和物理知识所能触及的极限范围内,给宇宙命运下结论,实在还太早了一点。真正的情况是,宇宙到底是什么样子,人类连描述它的能力都没有,更别说预言它的命运了!

  似乎这种“未知”的状态让人感到很痛苦。但其实,也正是数学和物理最迷人的一点:在那无限魅惑的边界之外,还有远超想象力的存在等着我们去探索。

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