经常说原子质子构成的,那又是什么造就了原子质子??总要有一个开头开始。为什么会有宇宙?宇宙之外会有什么?
虽然宇宙起源于大爆炸,我们也都知道宇宙主要由物质和能量组成的,可是宇宙为什么会有物质和能量?它们是从哪里来的?我不相信有人会解释的清楚。即便认为宇宙由大爆炸开始,起源于最初的一个小能量球,那个小能量球或者是超级大黑洞的奇点,所有的一切都由那个奇点爆炸而成,但是形成奇点的那个超级大黑洞又从何而来呢?我们再假如认为宇宙在经历着一次次的爆炸膨胀收缩爆炸这样的轮回,那么最初的宇宙又从何而来呢?宇宙中的物质能量等等又是诞生于哪里和怎么出现的呢?没有人能解释的清楚,也没有科学理论能对此作出解释,所以我认为关于为什么会有宇宙这样的问题,还不是如今人类所达到的文明阶段所能回答的问题。
宇宙最初起源于一个很小区域的真空的量子涨落,区域的大小大概是普朗克长度,它的大小与原子大小的比例相当于10个原子大小与目前可观测宇宙大小的比例。主宰这个时空尺度的物理是量子引力,对此以及对于这个时空尺度所发生的事情,我们还很茫然。
量子涨落引起宇宙暴涨,在10的负32次方(小数点后面31个0,第32位是1)秒之后,宇宙大小差不多成为目前太阳系的大小,并以正比于距离的速度继续膨胀。这时几种基本力开始各司其职,核力负责夸克之间的作用,电磁作用和引力存在于远距离之间。引力能量为负,物质能量为正,二者抵消,所以宇宙中可以有物质产生出来。
电磁场(光子)能够转换为正反粒子。弱力在正反粒子间的不对称导致正粒子多于反粒子。到了千分之一秒时,夸克结合为介子、中子、质子以及它们的反粒子。当温度下降到10的12次方(1后面12个0)开时,物质和反物质与光子达到热平衡。温度继续降低时,物质-反物质煙灭为光子压过相反过程,所以导致反物质全部湮灭掉。
从大爆炸后的百分之一秒到3分钟,七成的氢原子核和接近三成的氦原子核被产生出。宇宙作为这些原子核与电子构成的等离子体又膨胀30万年。之后,电子与原子核形成中性原子,宇宙变得透明。
暴涨将最初的量子涨落放大,导致宇宙尺度上的密度涨落,这提供了引力导致的宇宙大尺度结构形成的种子。宇宙大爆炸20亿年后,超级星系团开始形成。在超级星系团内,星系团和单独的星系后来得以形成。后来在星系内,恒星也形成。
宇宙之外会有什么?“上下四方曰宇,往古来今曰宙”。宇宙的英文Universe的解释是“The Universe is all of time and space and its contents”,就是说宇宙是所有时间、空间及其中的内容之和。英文意思与中文含义一致,都是说,宇宙就是所有的一切。所以Universe的第一个字母大写。事实上,前缀uni就是单个的意思。
那么对这个问题的简单回答就是:不存在宇宙之外。
不过,峰回路转,宇宙学的新理论让其他答案成为可能,这就是多宇宙理论,多宇宙的英文是multiverse。在多宇宙中,单个宇宙universe的第一个单词也不用大写了。
在暴涨宇宙学中,我们能观察到的时空是一个曾经极快速膨胀的时空泡泡的一部分。有很多这样的泡泡,这些泡泡就是不同的宇宙。
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