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论时间的本质:时间是恒定存在的,还是宇宙大爆炸产生的?
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2023.04.03 山西

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按照宇宙大爆炸理论的诠释,时间是随着宇宙大爆炸而产生的。也就是说,宇宙大爆炸之前是没有时间的,或者说根本不存在“宇宙大爆炸之前”这种说法,因为没有时间,又哪来的“之前”呢?

而宇宙大爆炸理论是现代宇宙学关于宇宙起源的主流理论,该理论认为,在138亿年前,一个体积无限小,密度温度无限高的奇点突然发生膨胀,之后经过漫长的演化,才有了我们如今丰富多彩的世界。

宇宙大爆炸的瞬间,正是时间的起点。

更严谨来讲,我们对宇宙的认知是从宇宙大爆炸发生一个普朗克时间之后才开始的,因为普朗克时间是有意义的最小时间单位,任何小于普朗克时间的单位都没有意义。

普朗克时间很短,大约只有10的-43次方秒,短到我们无法想象。

人类现代宇宙学的研究范围就是从宇宙大爆炸发生10的-43次方秒之后开始的,也就是说从时间为零到10的-43次方秒这极短的时间,我们不知道发生了什么,这段时间对于我们来讲是没有意义的。

还有更重要的一点,宇宙大爆炸发生之后的短短三秒钟上演的事件比三分钟之后宇宙发生的事件总和还要多。

什么意思?

这短短三秒钟,宇宙中上演了太多的奇迹,比如说四大基本作用力的出现,基本粒子的出现,宇宙的指数级急剧膨胀等等。这短短三秒钟决定了宇宙的走向,也决定了宇宙的命运!

三秒钟之后的事情,大家都知道了,随着宇宙的慢慢冷却,基本粒子开始结合在一起,逐渐形成原子核,原子等各种粒子,直到138亿年之后我们所见的丰富多彩的世界。

但是宇宙大爆炸理论并非是一个完美的理论,它也有缺陷。比如说奇点的诞生,时间是随着奇点的突然膨胀而诞生的,奇点之前没有时间,但奇点到底是如何诞生的呢?

按照宇宙大爆炸理论的诠释,奇点本身就是完全超出我们认知的存在,说白了,奇点根本就不属于我们的世界,可以认为它就是超时空中的东西。

但是,万物总不可能凭空出现吧?在我们固有思维里,万物的出现总是有原因的,科学家们也尝试去解读奇点和时间的由来。

用传统的经典物理学是解释不同的,因为经典物理有最根本的法则:能量守恒定律和因果律。能量总是守恒的,万物的出现总是有原因的。

但奇点好像完全打破了经典物理学的这两条法则。因为奇点本身意味着无穷能量,它看起来也是凭空出现的。

好在量子力学的出现给了人们不一样的思考问题的方式。量子力学本身就是一个颠覆性极强的理论,我们不能用传统思维去思考量子世界的诡异行为。

按照量子力学的诠释,奇点或许就来自真空中的量子涨落。

量子涨落,也称为“量子起伏”。真空中会随机衍生出来各种虚粒子对。虚粒子对通过赊借真空的能量随机衍生出来,然后瞬间湮灭归还能量,只要整个过程时间足够短,大自然就毫不在乎,这种现象就可以一直出现,也不违反能量守恒定律。

实际上,量子涨落现象的本质就是量子力学中的不确定性原理,时间和能量的不确定性具有一定关系,两者的乘积必须不小于一个常数。

也就是说,只要时间足够短,能量就可以无穷大。而奇点无穷大的能量就是通过这种方式产生的。

时间和能量的这种不确定性也可以具体表现为量子隧穿效应,这种效应早就应用在我们日常生活中。

有人可能会质疑:即便虚粒子对会随机衍生出来,它们不是瞬间都湮灭了吗?

确实,正常情况下应该如此。但量子世界就是如此诡异,不按套路出牌。某些衍生出来的虚粒子对并不会湮灭消失,而是会保留下来,这也是不确定性原理的直接体现。不确定性原理意味着,任何可能的事情都会发生,而且一定会发生,前提是时间足够长。

当然,这只是我们基于量子力学对奇点的解读。人类对量子力学的了解还只是皮毛,我们根本不知道量子力学隐藏的底层逻辑,只能发现量子世界表现出来的诡异现象,不知道那些现象的本质。

说了这么多量子涨落,再来说说时间。

如果说奇点真的是来自真空中的量子涨落,那么奇点诞生之前是不存在时间的。因为真空中的量子涨落完全是随机的行为,没有任何规律可言,甚至完全不受因果律控制,也就谈不上时间的概念。

最后说点题外话。如果奇点本身真的是没有湮灭的量子涨落产生的,这些量子涨落本应该湮灭而在随机作用下没有湮灭,会不会在某个瞬间再次发生湮灭呢?意味着我们的宇宙随时可能发生湮灭而瞬间消失?

这脑洞太大了,供大家去思考想象!

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