当我们试图追溯宇宙的源头,奇点便成为了绕不开的话题。从某种角度而言,奇点本身似乎意味着 “无”,更不用说探讨奇点之前的情形了。



然而,这其中的奥秘远非如此简单。

现代科学对奇点的描述充满了极致的特性:体积无限小、曲率无限大、温度无限高、密度无限大。这样的描述常常让许多人感到困惑,既然说它是 “无”,为何又会有如此多复杂的属性呢?实际上,对于这个 “无”,我们需要以辩证的思维去理解。

从本质上讲,这个 “无” 并非绝对的虚无,它必然是存在的,因为倘若没有它,我们的宇宙便不会诞生,世间万物包括你我他也都将不复存在,所以从这个意义上说,它是 “有” 的。但另一方面,由于它没有可描述的体积,从我们常规对 “有” 的认知角度来看,又似乎是 “无”。

所谓体积无限小,意味着在我们现有的世界认知体系中,无法确切地描述它究竟有多小。



目前,科学界对于最小事物的描述尺度是普朗克尺度,这属于量子力学的研究范畴。普朗克尺度的大小为1.6×10^-35米,也就是 1600 亿亿亿亿分之一米。对比之下,一个电子的直径约为10^-15米,普朗克尺度比电子要小 20 个数量级,换而言之,比电子还要小 1 万亿亿倍。量子力学认为,比普朗克尺度更小的事物在现有理论体系下是没有实际意义的。这并非是随意的论断,而是经过了一系列严谨的数理计算推导,并得到了科学界的广泛共识。

奇点的尺度当然比普朗克尺度还要小,这也使得奇点成为了人类目前所有理论都无法准确描述的存在。由此看来,奇点已经超出了我们所认知的世界范畴,从这个角度讲,在我们的世界里它是不存在的。

既然奇点在我们的世界中都不存在,那么按照逻辑推理,奇点之前的状态就更无从谈起,似乎没有继续探讨的必要了。



然而,量子力学为宇宙的起源提供了一个极具价值的假设,值得我们深入探讨。

量子理论中有一个重要的零点能理论,其核心观点是 “无中生有”,即宇宙是从真空中诞生的。在科学的认知里,我们所熟知的世界并不存在绝对真空。所谓绝对真空,指的是完全没有任何物质,甚至一个粒子都不存在的状态。

爱因斯坦的理论告诉我们,时空与物质是三位一体、紧密相连、缺一不可的。空间是物质生灭变化所涉及的范围和维度,时间是物质生灭的先后顺序,而物质则是时间和空间得以存在的具体内容。这三者如同孪生兄弟一般,随着宇宙的诞生而同时出现,也必将随着宇宙的灭亡而一同消逝。

因此,在一个没有物质的空间中,空间本身是无法存在的,而没有物质和空间,时间也就失去了意义。根据热力学定律,没有粒子的震动便意味着绝对零度,而绝对零度的状态下是零空间、零物质、零时间。所以,只要这个世界仍然存在,绝对零度就不可能出现。



这也就表明,绝对真空只有在宇宙灭亡或者尚未诞生之前才有可能存在。

然而,量子理论却认为,即便是所谓的绝对真空,实际上也只是 “假真空”,也被称为 “量子真空”。在这个量子真空里,蕴含着巨大的能量,这些能量以量子泡沫的形式不断地随机涨落。这种涨落表现为虚粒子的不断产生和湮灭,而且这些虚粒子是以正反电荷的形式成对出现的,它们在极短的时间内出现,随后又迅速湮灭。

奇点正是在这样的量子真空状态下诞生的。但如果宇宙一直保持着完美的对称状态,那么奇点便不会出现,我们的世界也无从谈起。

因为在海森堡不确定性原理所描述的随机量子涨落状态下,如果虚粒子对始终表现得非常对称和完美,那么它们最终都会湮灭,永远不会有物质留存下来。

而杨振宁先生的理论打破了这种完美的对称。



1956 年,杨振宁与李政道共同创立了弱相互作用下的宇称不守恒理论。他们认为,对称性反映了不同物质形态在运动过程中的共性,而对称性的破坏才使得它们展现出各自独特的特性。

在微观世界总体的对称状态下,存在着破缺的情况,偶尔会出现不对称的状态,而这恰恰是世界万物不断变化发展的根源所在。许多科学家通过研究论证了这一理论,并发现了粒子不对称的现象。

基于上述理论,对于宇宙奇点起源的解释便有了一个较为合理的推断。在宇宙诞生之初,正反物质在基本数量相等的情况下,存在着极其微小的差异。

正是这看似微不足道的差异,使得那些随机涨落的正反物质没有全部湮灭,而是有一部分残留了下来。这些残留的物质从超时空的维度进入到我们的世界,进而创造了我们如今所感知的时空,这便是大约 138 亿年前发生的宇宙大爆炸。更准确地说,应该是宇宙大膨胀,从一个无限小的奇点逐渐膨胀发展成了如今可观测半径达 465 亿光年的宇宙。

宇宙的起源是一个深邃而复杂的谜题,量子理论和对称性破缺的相关研究为我们理解这一谜题提供了重要的线索和方向。随着科学的不断进步,我们有望对宇宙的起源有更加深入和全面的认识。

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