科学家通过星系远离地球的速度,反推出宇宙诞生于138亿年前,那么139亿年前是什么情况?
要想回答139亿年前的情况,就先得探究时间的本质。
爱因斯坦的相对论告诉我们,时间不是独立存在的,和空间、物质绑在一起的第四维度,138亿年前的宇宙大爆炸不只是物质的起点,也是时间和空间的开端,在奇点之前,没有空间,没有前后顺序,时间也不存在。
按照霍金说法,问大爆炸前是什么,就像问地球南极以南是什么一样,是个不成立的问题,因为因为南极就是起点,138亿年前是时间的零点,139亿年前无法用“前”来描述的,属于所有物理定律都没诞生的状态,是人类大脑无法理解的,因为大脑是在宇宙大爆炸后才诞生的。
不过目前关于宇宙大爆炸之前,还是有几个理论在尝试描述的。
首先是量子力学里的真空量子涨落,量子物理学家认为,即使在虚空中,能量也会随机波动,形成微小的粒子和反粒子对,大爆炸可能是这种量子涨落放大到极致的产物,139亿年前可能是个没有空间的量子泡沫,能量在混乱中跳跃,直到某次波动触发了奇点,引发了宇宙大爆炸。
另一种想法是循环宇宙理论,大爆炸前可能是上一个宇宙收缩到极点的状态,就像弹簧压到最紧再弹开,139亿年前可能是前一个宇宙的末日,时间和空间坍缩成奇点,然后重新膨胀,未来我们的宇宙如果从膨胀变成收缩,也有可能重新再来一次大爆炸,产生一个新的宇宙。
多重宇宙理论则认为,我们的宇宙只是无数“宇宙泡泡”中的一个,139亿年前可能是个更大的母宇宙,我们的奇点从那儿孵化出来的,每个宇宙泡泡有自己的时间起点,139亿年前对我们来说是前,但对母宇宙只是普通一瞬。
但不管是量子泡沫、循环宇宙还是多重宇宙,这些都只是猜想,没有直接证据,因为大爆炸的奇点状态是让所有物理定律失效的地方,目前的理论尝试描述的奇点和之前,都是注定无法被验证的。
如果宇宙是循环的,我们未来可能走向大收缩,如果是多重宇宙的一部分,别的宇宙甚至有可能在未来撞上我们的宇宙,但如果宇宙始终不收缩,那么暗能量最终会让所有星系退行到光锥之外,并且撕裂宇宙中的所有物质。
目前最有可能探究宇宙本质的地方,其实不是遥远的宇宙深处,而是地球上的对撞机内部,因为那里是地球上能量密度最高的地方,未来如果功率进一步提升,有可能重现宇宙大爆炸的瞬间,产生一个转瞬即逝的微型宇宙。