密度无穷大的奇点,它到底是接近无穷大还是无穷大?
宇宙大爆炸相关的内容都会提到一个密度无穷大的奇点,那它到底是接近无穷大还是无穷大?
【答案1】
你已知的有关奇点的概念可能都有些误导。
数学概念中的奇点是这样的:

上图所示的是y=1/x2曲线,当x=0时,y无穷大。
这也就意味着在该公式中,x不能等于0,且x越接近于0,y越大(仍有歧义)。x=0时,该公式没有意义,因为结果并非过大或是过小,亦不是无极限,而是不存在。

在物理学中,奇点的定义是类似的,即在标准宇宙学中,宇宙大爆炸的那一瞬间t(时间)等于0,但它并不是宇宙的一部分。那一瞬间,宇宙的密度不大不小,也并非无极限,而是不存在(就此而言,时间不可能小于等于0)。

t接近0时,宇宙的密度十分大,大到足以让量子效应在引力中发挥作用。这时候,所有描绘事物的语言都会失色,因为我们尚未有一个可行的量子引力理论。因此,一旦有修正过后的公式能够解释量子引力,我们也许就能够得知大爆炸的起始点到底是不是宇宙的一部分。但是在标准宇宙学(不存在量子引力)的范围中,大爆炸瞬间并不属于现存的宇宙。奇点之所以被称为奇点,正是因为它是在宇宙中消失的一个点。我们尚且无法找到它,就像找不到y=1/x2中x=0时的答案。

【答案2】
下文将会用简单的逻辑方法来阐述,无需较高的数学背景。
奇点既不是无限的,也不是有限的,它甚至不是一个物理实体。它只是人们收集当前的宇宙数据,反向推演宇宙历史,并将其压缩成一个小而密的质点而导致的结果。换句话说,奇点只是一个数学结构。

如果奇点确实是一个热而致密的物体,那么它的起源是什么?没有起源,就没有实际的物体。科学世界中的每一件事物都必须有可被证实的源头,否则任何人都可以随意编造,无凭无据。
除非能够追根溯源,不然奇点、量子泡沫、膜、真空能都将只能是超现实主义下的产物。
时空是连续的,宇宙中的一切都必须在四维空间的原点处有一个起点,无法凭空出现。
在进一步讨论之前,先介绍一些专业术语的定义:
1.宇宙(Cosmos)——这是所有二元世界和创造它们的虚无的总和,拥有无限的时间和空间。
2.我们所在的宇宙(Our Universe)——包含普通物质和能量的我们熟知的空间。
3.反宇宙(Anti-universe)——由反物质构成的宇宙,包含暗物质和暗能量。
4.二元宇宙系统(Binary Universe System)——每一个宇宙空间都有一个反宇宙与之相平衡,而证明反宇宙存在的证据就是暗物质和暗能量。我们的宇宙就是一个双元系统,但暗物质与普通物质交织在一起,有可能你的身边就有一小部分暗物质存在。
5.暗物质/暗能量(Dark Matter/Dark Energy)——暗物质是在宇宙膨胀过程中由反向波形成的不可见的物质,而暗能量则来自于暗物质,就像普通能量来自普通物质一样。
6.虚无(Nothingness)——这是最难理解的概念,由于我们几乎对它一无所知,所以无法对其下准确的定义。在宇宙中,没有有形的物体可以与之比较。虚无中没有物质,没有能量,没有希格斯场,只有无尽的空间,它存在于浩瀚无垠的宇宙中,亦可能存在于虫洞中。在数学上和逻辑上,虚无可以被三段论定义:
a.如果虚无=0,
b.0=(+1)+(-1),
c.那么(+1)宇宙和(-1)宇宙皆来自于(0)虚无。进一步说,我们所在的宇宙和反宇宙是同时诞生的。
同样,奇点也是如此。只有拥有一个反奇点与之平衡,奇点才存在。这样一来,当时间位于原点时,这个宇宙才平衡。
然而,大爆炸可以简单地用大分离来解释(见下图):

换言之,正是引力对排斥力的作用为宇宙大爆炸(或是奇点)提供了能量。
有趣的是,所有的物理定律都可以用这样一个事实来解释:当某物被拆分时,这些碎片会想要重组到一起。
例如,当你使用电池时,你会把正电荷和负电荷分开。然而它们回到一起时,才能以电磁动力的形式提供能量。
又或是当一个物体从地板上被举起放在桌子上时,它会想要再次回到地板上,这就是引力产生的现象。

所以一旦两个宇宙空间完成分离,只要各自的熵保持稳定,两个空间便不会回归到虚无。
例如,暗物质的粒子,可能是超级粒子,是不对称的,相当于规则粒子。这样一来,在大分离仍然存在吸引力,空间湮灭不会发生的情况下,两个相似但不对称的粒子之间便产生了电位差/电压。
大分离时产生的电位差产生了势能(PE),它被包含在任何系统的总能量中,包括EM和强/弱核力和重力。

所有这些由于大分离而储存的能量都包含在由常规物质组成的宇宙和由暗物质组成的反宇宙中。
换言之,大分离=宇宙大爆炸=总能量=势能+动能=两个宇宙中所有的能量。
但就像一块电池,当所有的能量都用完时,热寂就会自然而然地发生,导致宇宙再次遁入虚无。
因此,导致大爆炸的大分离,其概念与单纯的奇点的数学构造相比,具有更大的逻辑价值。
总的来说,奇点的主要谜团在于,它从何而来以及如何解释其中所包含的难以置信的力量。
大家都在看
-
畅想星际探索的未来 人类能在火星上开辟新家园吗?星际远航的航天器从地球启程,补给站该在哪安营扎寨?人类将以何种方式,开启这场跨越星辰的壮丽旅程?不妨大胆想象一下,多年以后,或许人类将凭借“荧惑探针”对火星实施精准的“针灸 ... 宇宙探索09-19
-
仰望深空十载 展现开放姿态:“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量 新华社北京9月12日电 《参考消息》近日刊发文章《仰望深空十载 展现开放姿态:“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量》。全文如下:星河垂落,群山低伏。“中国天眼”,这枚被苍翠山峦托举望向天际的巨大眼窝,正将一 ... 宇宙探索09-15
-
人类探索宇宙70年,最后发现要回的"家"根本不在地球 ——从星尘到星尘,你的小我才是唯一的牢笼来都来了,点赞收藏转发评论关注一下吧,下次更新平台通知你。你有没有过这样的时刻——加班到凌晨走出写字楼,抬头看见一颗星星,突然觉得自己像一粒被风吹散的沙子?房贷 ... 宇宙探索09-12
-
韦伯望远镜拍到的宇宙深空照片,到底有多震撼? 2022年,美国NASA正式公布了詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的第一批宇宙深空照片。照片一经公开,立刻轰动全球。因为人类第一次如此清晰地看见了宇宙深处。很多人看到照片时,都会觉得那只是一些漂亮的“星空图片”。但 ... 宇宙探索09-11
-
《无人深空》“宇宙”更新已上线:正式迈入第二个十年,改变探索宇宙的方式 Hello Games宣布,《无人深空(No Man's Sky)》“深空斗兽场(COSMOS)”更新正式上线,对深空环境本身进行了大刀阔斧的重塑。为庆祝《无人深空》十周年,全新的周年庆远征也将带领玩家回顾过去十年间的40多次重大 ... 宇宙探索09-11
-
光速到底有多快?为什么人类几乎不可能达到光速? 光速,是宇宙中目前已知最快的速度。它每秒大约能跑30万公里。这个数字有多夸张?如果一道光绕地球飞行,只需要0.13秒左右,一秒钟就能绕地球七圈半。人类最快的高铁、飞机,甚至火箭,在光速面前都慢得像蜗牛。就连 ... 宇宙探索09-10
-
旅行者一号和二号:人类飞得最远的探测器,真的飞出太阳系了吗? 1977年,美国先后发射了两艘探测器——旅行者一号和旅行者二号。当时,没有人能想到,这两台看似普通的机器,竟会成为人类历史上飞得最远的“宇宙使者”。它们的任务原本是探索太阳系外侧的几颗巨行星,包括木星、土 ... 宇宙探索09-05
-
黑洞到底是什么?掉进去的人会怎样?超大质量黑洞有多可怕? 黑洞,是宇宙中最神秘也最危险的天体之一。它看不见、摸不着,却拥有极其恐怖的引力。哪怕是速度达到每秒30万公里的光,一旦靠近黑洞,也无法逃脱。正因为连光都逃不出来,人类才把它称为“黑洞”。很多人以为黑洞像 ... 宇宙探索09-04
-
中国空间站有多厉害?看完真的会为中国航天骄傲 曾经,人类能进入太空是一种梦想。如今,中国不仅能够把航天员送上太空,还亲手建成了属于自己的空间站。它有一个响亮的名字——“天宫”。中国空间站,是目前世界上最先进的空间站之一。它并不是一艘简单的飞船,而 ... 宇宙探索09-04
-
金星为何高温如炼狱,火星能否成为人类新家园? 在太阳系的八大行星中,金星和火星是地球的两位“邻居”。然而,尽管金星比地球更靠近太阳,它的表面温度却高得惊人,平均约462°C,足以熔化铅块;而火星虽然寒冷荒凉,却常被人类视为“第二地球”的候选者。那么, ... 宇宙探索09-01
相关文章
- 金星为何高温如炼狱,火星能否成为人类新家园?
- 王威廉分享作品《火苗照亮宇宙:暗生命传奇》:以科幻为炬,探索宇宙奥秘
- NASA罗曼空间望远镜成功发射,将绘制宇宙地图探索暗物质
- 人类探索宇宙奥秘(堪比登天)为什么国家还是不惜代价去研究呢!
- 宇宙加速膨胀之谜:探索宇宙的极秘密
- 银河系到底有多大?如果人类想走出去,可能要飞上几十亿年
- 探索宇宙的奇迹!中学生深度参与研制的卫星升空了🚀🌌
- 用数字 4 帮助小学生探索宇宙的无穷奥秘
- 《射电望远镜:探索宇宙的神秘之眼》编辑手记
- 探索宇宙真相,揭秘意识的秘密
- 人类登月的壮举与探索宇宙的征程
- 《宇宙探索编辑部》如果绝对理性无法解释痛苦,那就允许荒诞存在
- 宇宙探索·绕着两颗太阳转的行星:在"两个白昼"之间生命能否存活
- 韦伯望远镜又发现了什么?近期宇宙探索热点观察
- 宇宙探索的死胡同和唯一的破局:别再"飞"了,直接算!
- 耗尽百年发展科技,人类不断探索宇宙,最大难题从来不在星空
- 学科科普:全面读懂探索宇宙本源的宇宙学
- 让孩子通过趣味科普了解古代天文学知识,更建立起对宇宙探索欲望
- 宇宙探索:人类文明跃迁的终极方向
- 被困在5万度火墙内?人类耗巨资探索宇宙,究竟面临多少绝境?
热门阅读
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
中国51区秘密基地,窃密必被抓(抓住就杀头) 07-11
-
这6个神奇天体有很酷的名字 06-01
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
-
创生之柱是什么?(创生之柱给予了许多恒星生命) 12-25
精选文章
- 预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临
- 2025年宇宙探索大爆发!月全食、火星冲日等,这些天文奇观别错过
- 黑龙江50万年死火山苏醒, 内含15%电量的巨大岩浆囊
- 中国空间站离地球有多少公里有多大,400公里/大约有110立方米 ...
- 中国古代四大凶兽,四大神兽vs四大凶兽谁更强
- 中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T字型有三个舱段最多可驻留6人 ...
- 误会一辈子!破伤风其实是一种细菌跟生锈铁完全没关系
- 新冠病患康复后,可能“精子减少或无精”
- 中国长征五号B遥一运载火箭全貌曝光 本月底在海南文昌航天发射场进行首次发射 ...
- 美国同步空间态势感知项目(GSSAP)军事间谍卫星多次秘密靠近俄罗斯和中国的航天器 ...
