既然宇宙诞生于奇点,那奇点的外面是什么?

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相信大家对“大爆炸宇宙论”都不陌生 , 毕竟这是解释宇宙起源的主流理论 , 我们通常会将该理论理解为 , 宇宙诞生于一个体积极小、密度极大、温度极高的奇点 , 在大约138亿年之前 , 这个奇点发生了爆炸 , 然后渐渐演化成了我们现在所看到的宇宙 。 但问题是 , 既然宇宙诞生于奇点 , 那奇点的外面是什么呢?
要回答这个问题 , 我们需要先来简单了解一下这个所谓的“奇点”到底是怎么回事 。 其实“大爆炸宇宙论”的提出与一个具有里程碑意义的发现密切相关 , 即:我们所观测到的宇宙处于一种持续膨胀的状态 。
宇宙这种持续膨胀的状态导致了宇宙的物质越来越稀疏 , 宇宙的整体温度也随之越来越低 , 据此我们就可以推测出 , 在过去的某一时间点 , 宇宙的物质密度和温度都会比现在更高 , 假如我们像倒放影片一样将宇宙演化过程进行时间回溯 , 那么宇宙的物质就会越来越密集 , 整体温度也会越来越高 。
实际上 , 科学家就是通过这种时间回溯的方式来推测宇宙在过去的演化过程 , 然而当时间回溯到大约138亿年前的某一个时间点 , 宇宙的物质密度和温度就高到了无法用现代物理学解释的程度 , 换句话来讲就是 , 在这个时间点 , 所有已知的物理理论都失效了 , 而此时宇宙所处的状态 , 就被称为“奇点” 。
既然奇点已经无法用现代物理学解释了 , 那再进行时间回溯也就没有了意义 , 正是因为如此 , 才有了“宇宙诞生于奇点”这种说法 。
【既然宇宙诞生于奇点,那奇点的外面是什么?】通过以上介绍我们可以清楚地看到 , “大爆炸宇宙论”中的奇点 , 并不是指位于空间中的一个点 , 而是指宇宙的一种状态 。
由于光速的制约 , 我们其实只能观测到宇宙中的一部分 , 这一部分也被称为“可观测宇宙” , 根据“大爆炸宇宙论”的描述 , 当宇宙处于奇点状态时 , 可观测宇宙的尺寸小于普朗克长度 , 确实可以认为是一个“体积极小的点” , 为方便讨论 , 我们不妨将其称为“初始奇点” 。
可观测宇宙只是宇宙的一部分 , 当宇宙处于奇点状态时 , “初始奇点”同样也只是宇宙的一部分 , 所以如果我们要描述整个宇宙在处于奇点状态时的大小 , 就必须要将我们无法观测的宇宙 , 也就是“不可观测宇宙”也包括进来 。
宇宙学原理告诉我们 , 在宇宙宏观尺度上 , 空间中任意一点在物理上都是相同的 , 在宇宙中任意一点观察 , 所观察的物理规律以及物理量都是相同的 , 另一方面来讲 , 已知的观测数据表明 , 宇宙的曲率无限接近于零 , 而这也意味着 , 宇宙的体积很可能是无限大的 。
据此我们就可以推测出 , “不可观测宇宙”其实就是由无数个像我们这样的“可观测宇宙”组成 , 而如果将时间回溯到宇宙处于奇点状态的时候 , 这些“可观测宇宙”也就成了体积极小的“初始奇点” , 换句话来讲就是 , 此时的宇宙其实就是由无数个“初始奇点”构成 。
需要注意的是 , 从理论上来讲 , 任意一个“可观测宇宙”的体积、膨胀速度以及我们回溯的时间都是有限的 , 所以这些“初始奇点”的体积并不是无限小 , 而是有限的 。 那么一个由无数个体积有限的“初始奇点”构成的宇宙 , 它的体积有多大呢?
答案当然是无限大 。 因此可以说 , 就算是将时间回溯到“大爆炸宇宙论”所描述的宇宙诞生之初 , 处于奇点状态的宇宙的体积也是无限大的 , 显而易见的是 , 对于一个体积无限大的物体来讲 , 并不存在“外面”这个概念 。
综上所述 , “大爆炸宇宙论”所描述的奇点 , 并不是一个在空间中真实存在的点 , 而是指宇宙的一种状态 , 处于这种状态的宇宙 , 其中的每一个部分都可以描述为“密度极大、温度极高” , 而我们通常所理解的那个“体积极小的点” , 其实是指我们的“可观测宇宙”在此时的状态 , 它只是处于这种状态的宇宙的一部分 。
所以如果要问奇点的外面是什么 , 其实就相当于在问“处于奇点状态的宇宙的外面是什么” , 由于宇宙无限大 , 即使是在处于奇点状态的时候也是如此 , 所以也就没有外面可言 。
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