為什麼會有宇宙大爆炸這是個非常簡單而又非常複雜的問題,簡單是因為每一個聽過宇宙大爆炸理論的人都能提出來,複雜是因為沒有任何人包括任何一位科學家能在現有理論基礎上回答它。
宇宙大問題——奇點疑難眾所周知,宇宙大爆炸理論是根據美國天文學家哈勃發現的星系階梯紅移的觀測結果,基於廣義相對論提出來的,後來由霍金和彭羅斯通過廣義相對論證明它必然來自於一個奇點,而這個奇點是所有宇宙物理規律失效的地方,無一例外,所有的已知物理規律都將失效,包括廣義相對論本身。也就是廣義相對論預言了奇點又同時預言了自身在奇點失效……
霍金(中)和彭羅斯(右)
也就是說我們目前沒有任何成熟可靠的理論能幫助我們解釋宇宙是怎樣"大爆炸"的。然而雖然可靠的理論沒有,不可靠的還是有的……科學家提出了一些關於宇宙創生的相關假說,雖然沒有成熟的物理理論作為基礎,但假裝解決一下也無妨。下面我要編故事了,嗯,我…編的……
第零種力——宇宙的第一推動在很久很久以前,宇宙裡什麼都沒有,忽然間一個能量漲落產生了一對奇點,其中一個是能量為正的奇點,為了無中生有下的總能量守恆(為0),會同時出現一個能量為負的奇點。正負奇點迅速分開並在目前未知的原因下急速膨脹,正的奇點就產生了我們的宇宙。至於那個未知原因,這可能是第零種力導致的……嗯,就是現在自然界四種力都還沒產生時的相互作用力導致的……而那第零種力在奇點消失後就消失了……
第零種力會重新出現嗎?那麼問題來了,如果現在重新坍縮產生奇點,第零種力會重新出現嗎?這有兩種可能:
一種是必須整個宇宙恢復到宇宙大爆炸奇點時才能出現。這是最有可能的情況,因此當宇宙重新坍縮回大爆炸奇點時,第零種力將重新出現並重新引起宇宙大爆炸,周而復始……這就變成弗裡德曼的動態宇宙模型裡那個脈動的宇宙。
另一種可能是恆星坍縮到黑洞奇點時即可產生。然而這樣問題又來了,坍縮到奇點就產生第零種力,奇點又會馬上發生膨脹,這樣奇點就無法形成了,重新膨脹的奇點又導致黑洞無法形成,可是我們的宇宙明明有黑洞啊……這怎麼破?其實這很簡單:就是正常恆星坍縮無法產生零維的奇點,因為只有完美的完全對稱坍縮成球對稱的史瓦西黑洞才能產生真正意義上的零維奇點,也就是它的角動量必須嚴格為零。然而這只是個理想狀態,實際上基本無法實現,在通常情況下恆星坍縮由於存在初始的自轉和非嚴格對稱的坍縮,會產生一個帶有自旋的克爾黑洞,而這種帶自旋的克爾黑洞並不會形成零維的奇點,而是形成一個一維的奇環,這樣就可以避免第零種力的產生……
帶自旋的克爾黑洞
為什麼需要這一種力?虛構這種力可以解釋宇宙怎麼開始,也突破了奇點的物理學禁地,我們只需要假設存在這樣一種力,就能解決奇點為什麼會膨脹的問題,因為只要這種力存在,它就只能膨脹……這樣我們無需再知道奇點裡任何其它的物理規律。
在目前的某些理論假設裡,奇點處自然界的四種力還沒有分離,統一為一種未知的力——超力。但這超力似乎並不能解釋奇點為什麼會膨脹,而且它與目前自然界的四種力相關,目前的四種力都是從超力中相繼分離出來的。因此它實際上並不適合解釋奇點膨脹。而如果我們假設了第零種力,那麼超力就是在奇點膨脹、第零種力消失後的超高能狀態下出現的。也就是說超力是宇宙大爆炸後產生的第一種相互作用力,然後隨著膨脹宇宙溫度急速下降後才相繼分離出目前已知的自然界四種力,首先分離出的是引力,然後是強核力,最後是電磁力和弱核力。
理論預言我們假設黑洞奇點處第零種力會重新出現的情況下,可以預言無自旋的奇點永遠無法出現,因為第五種力會終結“奇點”這種狀態。至於科學家有沒有辦法制造一個無自旋的奇點……我覺得有點難……
無自旋的奇點
結語以上純屬個人觀點,請自行斟酌,歡迎留言討論。實際上目前人類的已有理論和已知物理規律還不足以解釋宇宙為什麼會發生大爆炸,所有你聽到的觀點都是假說。