宇宙,這一宏大而神秘的存在,其起源問題一直是科學(xué)界的終極謎題。
現(xiàn)代物理學(xué)研究表明,我們所處的宇宙誕生于 138 億年前的一次劇烈爆發(fā),即著名的 “宇宙大爆炸”。
有趣的是,宇宙大爆炸理論起初源于物理學(xué)家們看似 “戲謔” 的探討。宇宙難道真能像爆炸一樣,“嘣” 的一聲就瞬間誕生了?未曾料到,這一最初帶著調(diào)侃意味的想法,竟逐漸發(fā)展成為對宇宙起源極具說服力的解釋。
回溯到上世紀(jì) 20 年代,天文學(xué)家哈勃在潛心觀察遙遠(yuǎn)星系的運(yùn)動狀態(tài)時(shí),有了驚人發(fā)現(xiàn):那些星系都在加速遠(yuǎn)離我們所在的銀河系。這一突破性發(fā)現(xiàn)揭示了宇宙正在持續(xù)膨脹的事實(shí)。通過哈勃定律進(jìn)一步計(jì)算,我們得知這種膨脹的速度還在不斷加快。
這就引發(fā)了一個深刻的思考:既然宇宙一直在膨脹,那么若將時(shí)間逆向推演,宇宙理應(yīng)處于不斷收縮的狀態(tài)。當(dāng)收縮至一定程度,宇宙會進(jìn)入一種極度高溫高壓、體積卻微乎其微的特殊狀態(tài),科學(xué)家們將這種狀態(tài)命名為 “奇點(diǎn)”。
可以說,我們的宇宙就發(fā)端于這個神秘的 “奇點(diǎn)”。
奇點(diǎn)的突然爆炸,宛如一顆種子,孕育出了如今我們目之所及的一切。然而,新的問題接踵而至。在我們所熟知的因果律框架下,有果必有因,任何事物都不會無緣無故地發(fā)生。宇宙大爆炸理論雖然能較為完善地解釋宇宙的起源,但仍有一個關(guān)鍵問題懸而未決:究竟是什么引發(fā)了宇宙大爆炸?這個奇點(diǎn)又是如何產(chǎn)生的呢?
宇宙大爆炸理論提出了一個令人費(fèi)解的觀點(diǎn),即宇宙誕生于 “無中生有”。也就是說,是 “無” 孕育出了世間萬物,我們的宇宙便是從一片虛無中逐步發(fā)展而來。但這又帶來了一連串的疑問:“無” 怎么可能誕生 “有” 呢?而且,“無” 究竟該如何定義?
在日常生活中,我們常常認(rèn)為 “無” 就是真空狀態(tài),但事實(shí)并非如此簡單。科學(xué)家們曾全力制造所謂的 “真空” 環(huán)境,結(jié)果發(fā)現(xiàn),看似空無一物的真空并非真的 “什么都沒有”。實(shí)際上,其中依然存在著許多我們?nèi)庋蹮o法察覺的物質(zhì),比如能量、輻射,以及無處不在的中微子等等。所以,我們平常所說的真空,僅僅是不存在我們能看見的物質(zhì)而已。
宇宙大爆炸所強(qiáng)調(diào)的 “無中生有” 中的 “無”,指的是絕對真空,這里既沒有輻射、中微子,也不存在能量,甚至連時(shí)間和空間都尚未出現(xiàn)。
但根據(jù)量子力學(xué)的詮釋,即便在這樣的絕對真空中,也并非 “一片死寂”。不確定性原理告訴我們,真空中會隨機(jī)衍生出虛粒子對,它們短暫出現(xiàn)后又會瞬間消失,而這些虛粒子對其實(shí)就是能量的一種表現(xiàn)形式。只要虛粒子對的能量和出現(xiàn)時(shí)間滿足不確定性原理,它們就能夠隨機(jī)出現(xiàn)。
簡單來說,在極短的時(shí)間尺度下,一切皆有可能。
這也正是量子隧穿現(xiàn)象能夠隨機(jī)發(fā)生的原因,微觀粒子可以跨越其能量勢壘。打個比方,假設(shè)你面前有一堵 5 米高的墻,以你的能力無論如何都無法翻越,這堵墻就相當(dāng)于你的 “能量勢壘”。但在極短的時(shí)間內(nèi),你卻有一定概率瞬間穿越這堵墻。不過在現(xiàn)實(shí)世界中,這種情況幾乎不會發(fā)生,因?yàn)槟愕哪芰枯^大,要滿足不確定性原理,所需的時(shí)間就得極其短暫。
回到宇宙起源的話題,量子起伏(量子漲落)所衍生出的虛粒子對蘊(yùn)含著能量,而宇宙恰恰起源于這樣一種 “量子狀態(tài)”。由此可見,宇宙大爆炸中 “無中生有” 的 “無”,并非字面意義上的 “什么都沒有”,它實(shí)際上代表著一種特殊的狀態(tài)。這一觀點(diǎn)與古代 “混沌” 狀態(tài)的思想有著異曲同工之妙,不得不讓人欽佩古代人類深邃的思想智慧。
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