我们宇宙的起源到底是什么?

现代主流科学理论认为,宇宙起源于138亿年前的大爆炸,也就是宇宙大爆炸理论。138亿年前,一个体积无限小,密度温度无限高的奇点突然急剧膨胀,宣告宇宙的诞生。

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虽然大爆炸理论能诠释很多问题,也有相当多证据加以支撑,但该理论也有瑕疵,最大的瑕疵莫过于奇点本身,奇点到底是如何产生的?这个世界怎么会存在一个体积无限小的奇点呢?

通过,宇宙大爆炸理论也无法回答大爆炸之前到底是什么样的状态,宇宙为什么会突然膨胀?

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现代物理学大厦的两大基石是相对论和量子力学,但是这两个理论一旦遇到了奇点,就全部失效了,更无法诠释奇点之前到底是什么样的状态。

不过,一种全新前沿理论,量子场论,或许能告诉我们答案,能告诉我们宇宙大爆炸之前到底是什么状态。

量子场论认为,宇宙一开始并不是什么都没有,起码不是绝对的“无”,而是充满了处于“基态”的场,也可以通俗地理解为一种“混沌”状态。

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基态,是一种事物最稳定的状态,万物总是倾向于朝基态发展。不过,根据量子力学的不确定性原理,处于基态的场总是会出现扰动,然后从基态转向激发态。

处于基态的场拥有最低的能量状态,而受到激发的场相当于获得了能量。其实这个过程就是量子涨落,虚粒子对“凭空”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,就一直可以上演量子涨落。

量子涨落其实就是受到激发的场产生的。用一种形象的方式来讲,处于基态的场就像是波澜不惊的大海,一旦大海受到扰动,就会变为激发态,而通过量子涨落衍生出来的虚粒子对就相当于“浪花”。

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通常情况下,衍生出来的虚粒子对瞬间就会发生湮灭,然后就消失了。同时,量子涨落也有大有小,有极大的量子涨落,能衍生出超级大的能量,当然也有极小的量子涨落。

而能量的大小与时间有直接关系,因为时间与能量有不确定性关系,时间越短,能量就会越大。这意味着,只要时间足够短,就能衍生出足够多的能量,理论上甚至能衍生出整个宇宙的能量。

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而我们的宇宙就是极大的量子涨落。

不过你肯定会有这样的疑问:刚才不是说了吗,衍生出来的虚粒子对,瞬间就会发生湮灭,然后就消失了。这是不是意味着我们的宇宙就不会诞生了呢?

并不是,为什么?

很简单的一点,我们不能用经典世界的眼光去衡量量子世界,量子世界的表现本来就超乎我们想象,完全颠覆我们的传统认知,不确定性才是量子世界的本质所在。

这就意味着,总有那些一些通过量子涨落衍生出来的虚粒子对并不会消失,而是保留了下来,或者说某个偶然的机会,衍生出来的虚粒子并不会瞬间消失,而是保留相当长一段时间。

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这看似违反了能量守恒定律,但其实不然。虚粒子对是通过赊借能量衍生出来的,只是它们归还能量的时间长了一点而已。

这种现象恰恰体现了量子世界的不确定性。不确定性意味着任何可能性都会发生,而且只要时间足够长,一定会发生。

这是不是意味着,未来某天我们的宇宙会突然消失呢?如果我们的宇宙果真是通过极大的量子涨落产生的,这种可能性确实存在。更可怕的是,我们的宇宙随时可能瞬间消失,有可能就在下一秒,当然也有可能在极其遥远的未来,这都说不定。

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当然,量子涨落现象并非科学家臆想出来的,而是有真实存在的证据来证明。科学家们早就做过实验来证明量子涨落的存在,这就是著名的卡西米尔效应,真空中两张靠得很近的金属板会产生吸引力,这种力量就来自真空,准确来讲来自量子涨落的能量。

不过,肯定还会有人纠结这样的问题:为什么会有量子涨落?或者说宇宙最初的状态为什么是处于基态的场,这些场又来自哪里呢?

只能说,这些就是真空的固有特点,是量子世界的固有属性。至于到底为什么会这样,我们并不知道。

其实任何一个问题只要无限追问下去,最终都会面临三个字:不知道。因为任何问题一旦穷其所问,都会走进死胡同。

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而某种意义上讲,这也是哥德尔不完备定律的一种体现,哥德尔不完备定律强调,任何理论都不能同时具备自洽性和完备性,就像是鱼和熊掌不可兼得一样。要想让理论自洽,完备性就会差点,而要想让理论完美,就会变得不那么自洽!