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時鐘滴滴答答，太陽東升西落，我們可以真真切切地感受到時間的流逝。廣闊的草原，蔚藍的天空，深邃的宇宙，我們可以真真切切地感受到空間的存在。如果現在有人說，在宇宙誕生之前不存在時間與空間，你會相信嗎？如果宇宙誕生之前不存在時間與空間，那么這一切又從哪里來？最為關鍵的是，宇宙誕生之前的狀態是什么？誰來盛放這海量的物質？ 如果說之前是模糊宇宙學，那么現在就一定是精確宇宙學了，不僅需要理論，也更需要實際觀測的支持。現代的宇宙學框架，主要由兩個學說來搭建，一個是大爆炸宇宙論，另一個是暴脹宇宙學說。 大爆炸宇宙論 說起大爆炸理論，肯定有人會說，這么久的事情，誰能知道的，都是瞎猜。那么到底是不是猜出來的呢？讓我們了解一下大爆炸宇宙論的前世今生。在20世紀上半葉，量子理論與廣義相對論問世，這兩個理論是現代物理學的基石，其中廣義相對論更是研究宇宙學的基石，這個廣義相對論構建了一個全新的宇宙，愛因斯坦認為的宇宙應該是一個不變的宇宙穩定的宇宙，因此他絞盡腦汁不惜添加常數，讓計算出的宇宙變得穩定，可是得到的結果并不是這樣，英國的天文物理學家愛丁頓曾說，這樣的宇宙處在無限收縮與無限膨脹間的懸崖之上，也就是說稍有不慎，宇宙膨脹收縮就偏向一方了。 天文學家斯里弗首先觀測到譜線紅移現象，美國天文學家哈勃與他的助手在斯里弗的觀測基礎之上，又進行了大量的觀測與計算，他們發現譜線紅移并不是特別的現象，而是一個普遍存在的現象，他們發現的星系均具有譜線紅移，由此哈勃得出了一個結論，遙遠的星系都在遠離我們，而且距離越遠的星系遠離的速度越快。這個結論表明宇宙正在膨脹，愛因斯坦錯了。 由此一個很自然的推論，就展現在我們面前，那就是既然宇宙正在膨脹過程中，如果將時間回溯到很久很久以前，那么宇宙的體積肯定非常小。20世紀40年代，伽莫夫等人提出了熱大爆炸宇宙學說，這就是大爆炸宇宙理論的雛形。我們的宇宙是在138億年以前，由一個奇點爆炸而來。 暴脹宇宙學說 雖然大爆炸宇宙論的誕生解決了很多問題，但是仍然有許多新的問題解決不了，比如平直性疑難問題、宇宙大尺度結構來源問題、超重粒子超出疑難問題等等，這些問題，大爆炸理論無法給出合理解釋。于是，上世紀80年代，暴脹理論問世，來解決這些疑難雜癥。暴脹是宇宙在極早期經歷的一個極為恐怖的擴張過程，在宇宙剛剛誕生的10＾-30秒之內，宇宙急劇膨脹了10＾26倍，體積膨脹了10＾78倍，這些數據不是猜的，而是根據量子理論推導出來的，可以說，量子理論的誕生為解釋極早期的宇宙狀態提供了很大幫助。 奇點 在暴脹理論還沒有出現之前，霍金與彭羅斯兩位物理學家根據大爆炸宇宙論推出來“奇點”這個詭異的東西，也就是說，如果我們將時間回溯，回溯到宇宙剛誕生的時刻，那將是一個無法被形容的點，也就是奇點。推論表明，處在奇點的那個狀態，諸如密度、溫度壓力這些物理量都處在無限高的狀態，這種狀態是物理學所無法理解的，故稱之為奇點，奇點的無法解釋也是大爆炸宇宙論的遺憾。 當暴脹理論出現之后，暴脹解釋宇宙是經歷什么而誕生的，該理論認為，在宇宙誕生之前，隨處都有真真空衰變為普通的真空，可以形象的比喻成沸騰的海洋，量子漲落隨機產生，猶如一個個“氣泡”，每一個“氣泡”制造了大爆炸，我們的宇宙大爆炸只是其一，能量轉變為物質，這可以避免奇點的出現，但是也受到了很多物理學家的質疑，認為該理論缺乏檢驗與經驗。 如何避免去解釋奇點，由此又出現了許多模型，比如“反彈宇宙模型”、“循環宇宙模型”等等，但是這些都還只是猜測，一個成熟的理論必須要有實際的觀測數據支撐它。 以現有的理論，還無法真正做到揭示宇宙之前的故事，現有的科學都建立在宇宙誕生之后的故事之上。時間與空間都是我們熟知的時間與空間，至于宇宙之前是怎樣的環境，是高溫高密度高壓的奇點，還是具有異常高能量的真空態且具有負壓力，這個就不得而知了，總之我們所熟知的時間與空間，在我們的宇宙誕生之前是不存在的。 |
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