这个宇宙怎样被创造的？

By Paul Sutter

2022/11/27

简短回答：我们真的不知道这个宇宙怎样被创造的，尽管大多数天体物理学家相信它始于大爆炸。

数以百万的恒星被诞生在附近的一个星系中。 (Image credit: ESA)

我们知道我们生活在一个膨胀的宇宙中。这意味着整个宇宙随过去的每一天变得越来越大。这也意味着在过去我们的宇宙比它今天是的更小。倒回那个磁带足够远，物理学提出我们的宇宙从前是一个无限微小、无限密的点------一个奇点。

大多数物理学家认为这个点在大爆炸中扩展了出去，但因为所有已知的物理学在我们宇宙的婴儿期中流行的极端条件下崩溃，很难以自信来说在那些宇宙的最早时刻发生了的。

走回时间中

对宇宙的大部分历史，它被点缀有像现在一样相似的天体------它们只是更近在一起。

例如，当我们的宇宙不到38万岁时这个宇宙的体积大约比它现在是的更小100万倍，并且它有过一个约为1万开尔文的平均温度。它是如此的热和密以至于它是一个等离子体，一种物质的其中原子被撕裂成质子、中子和电子的状态。然而我们在太空中和在地球上在许多其他情况中遭遇等离子体，如此我们有一个它们怎样工作的相当好的理解。

但我们走回的年代越久远，物理学变得越复杂。当宇宙只是12分钟老时它是一个质子、中子和电子的强烈汤，仍被我们用来理解核弹和核反应堆的物理学管理。

然而如果我们往回看甚至比这更早的，事情变得真的粗略的。

当我们试图使当宇宙不到一秒老时有意义，我们没有任何能应对这个宇宙体验的疯狂的高温和压力的物理学理论。我们所有的物理学理论崩溃，我们没有粒子、力和场在这些条件中怎样运作的理解。

诞生这个奇点

物理学家能用爱因斯坦的广义相对论描绘这个宇宙的增长，它将宇宙的内容与它的扩张的历史联系。

 但爱因斯坦的理论包含一个致命的缺陷。如果我们遵循广义相对论到它的最终结论，那么在过去中一个有限的时间里我们的整个宇宙被挤进一个单一的、无限密的点。这被称为宇宙大爆炸奇点。

这个奇点往往被框架为这个宇宙的“开始”：但它毕竟不是一个开始。

数学上，大爆炸的奇点没有正在告诉我们这个宇宙从那里开始了的。相反，它正在告诉我们广义相对论本身已经崩溃，并已经失去它的预测和解释能力。

物理学家们早就知道了广义相对论是不完整的。它不能解释在高强度或小尺度下被称为量子引力的引力。换句话说，要充分理解这个宇宙的最早片刻，我们需要新的物理学。

一个代代的问题

悲惨的，我们目前缺乏这样的物理学。我们有几个量子引力的候选比如弦理论和环量子引力，但这些理论还没有被充分的发展，更不用说被测试了。

但如果这些理论中的任何一个是正确的，它们都能告诉我们关于早期宇宙的有趣的事情。

在环量子引力的情况下，奇点被一个有限大小的空时的块取代。同时在弦理论中，我们的宇宙源自一个可能的宇宙的“风景”。也可能我们的大爆炸刚好作为一个无限系列宇宙的一个，在一个多元宇宙中没有结束倍增。只有理论物理学的进一步进步将帮助归类出这些可能的想法的模糊性。

但有另一个问题：我们可能永远不知道是什么造成了大爆炸。在它的最早的片刻甚至我们的时间和空间的概念崩溃。在如此极端的尺度下，正常的日常概念比如“开始”和“之前” 可能甚至没有意义的。

https://www.livescience.com/how-was-the-universe-created