宇宙大爆炸是从哪里来的（宇宙大爆炸是如何发生的）

现代科学用大爆炸理论解释宇宙的起源，这个理论解释我们的世界是从奇点的爆炸中产生的，或者说是空间中的一个点也是时间中的一个点，在这个点上，能量密度和质量都达到了无限大，任何维度都归于零，这是一个没有时间、空间和物质的点。那么这个奇点是从哪里来的呢？在它之前是什么触发了大爆炸的倒计时呢？

大约1600年前，神学家圣奥古斯丁试图了解上帝在创造宇宙之前的本质，他得出结论，时间是上帝创造的一部分，根本不存在之前的东西。在20世纪，爱因斯坦通过其理论得出了类似的结论，在相对论的帮助下，科学家能够将质量和时间联系起来，爱因斯坦证明，对于任何接近大质量物体的东西，时间都会变慢。例如，我们星球的巨大质量扭曲了时间，导致地表上的人比轨道上的航天员的时间流速更慢，虽然这种差异太小不明显，但它是存在的。根据相关专家结合相对论所做的实验，如果你想让自己年轻一秒，那么你要在22.5米的高楼里呆上10亿年。这个实验对于我们来说是没有意义的，当个无聊时的谈资就行了，就不要在评论区追问这个实验是谁做的，是从哪个论文里引用的了，对此我除了给你点个赞也别无他法。

质量越大，时间就越慢，而大爆炸之前的奇点拥有宇宙中所有的质量，完全停止了时间，所以根据爱因斯坦的说法，研究大爆炸之前发生了什么是没有意义的，因为这个时间之前并不存在。但这个结论与基本的物理概念之一相矛盾即因果关系，任何结果都必须有原因，所以对我们来说，爱因斯坦认为在宇宙奇点之前没有任何东西的想法是不正确的，因为它暗示过去的概念不能被视为它的一部分。

宇宙奇点可能不是一切的开始，但一般来说，科学家并不怀疑大爆炸理论，对这个理论做出支撑的是：天文学家哈勃在1929年发现的宇宙膨胀；科学家潘西阿斯和威尔逊在1965年发现的遗迹辐射或宇宙微波背景辐射，均匀地布满整个宇宙。这一现象出现在大爆炸后37.9万年的氢重组时代，根据大爆炸理论，在其诞生的第一秒，我们的宇宙不过是一个原子，但它已经经过了六个纪元。

普朗克纪元，从时间的开始持续到10的负43秒；大统一纪元持续到10的负35秒，在此期间，引力从其他类型的基本相互作用中分离出来；随后是膨胀纪元，持续到10的负32秒，在此期间，宇宙的体积增加了10倍，目前可观察到的宇宙中的原子数量，根据不同的估计其范围从10到79次方到10到81次方之间；然后是弱电时代，持续时间到10的负12秒，夸克、轻子、光子、W和Z玻色子和希格斯玻色子就是在这个时候形成的；然后是科克时代，在此期间，引力、电磁力和强弱相互作用力形成了它们现在的形式，只有到这时，强子时代才会到来。

这将在倒计时一秒后结束，宇宙将最终达到原子的大小，在这个规模上，量子理论的规律取代了经典物理学，这就是为什么包括斯蒂芬-霍金在内的宇宙学家开始提出这样的问题：如果将只用于描述亚原子现象的量子理论应用于整个宇宙，这将会是什么景象？天体物理学家约翰-格里本将其描述为自艾萨克-牛顿时代以来科学领域最重要的进步。古典宇宙学家认为，大爆炸起源的宇宙奇点是一个体积为零的点，但根据量子理论，在最基本的层面上，自然界有一个不可避免的模糊性，所以不可能明确知道宇宙创造的确切时刻，它的初始时间与体积。

有趣的是，量子理论允许粒子从真空中自发出现，这种无中生有的方式让量子宇宙学家想知道根据量子力学定律，宇宙本身是否产生于随机波动，原因是在不稳定的真空中总是有东西存在，或者说是虚空，但不要把字面上什么都没有的虚空与物理真空混为一谈，对物理学家来说，真空描述了一种没有粒子的状态，但总体上真空并不是真的虚空。我们对自然的量子理解所依据的原则之一是海森堡的不确定性原理，它指出，某些属性对彼此相关，以至于它们不能一起准确测量，其中一对是粒子的位置和动量，你越是准确地知道它的位置，就越是不能准确地知道它的动量，反之亦然，另一对相关变量是时间和能量，你越是准确地知道一个事件发生的时间量，就越是不能知道与该事件相关的能量，反之亦然。

理论上，完美的真空是一种状态，其中所有的场值都一直等于零，但海森堡不确定性原理说，如果我们确切地知道一个场的值，那么它的变化率是完全随机的，所以它不可能在任何时候都等于零，这意味着对不变的空的数学描述与量子力学不相容，简单地说，空是不稳定的，所以纯粹的空不存在。任何质量都是能量的冻结形式，爱因斯坦用著名的公式e等于mc的平方把它们联系在一起，然而锁在恒星和星系中的大量正能量必须被它们之间引力的相同数量的负能量所抵消，在一个封闭的宇宙或这样的宇宙中，其寿命是有限的，最终会再次收缩，正负能量必须相互平衡。

这意味着这样一个宇宙的总能量为零，斯蒂芬-霍金想知道，如果总能量必须始终保持为零，那么整个宇宙如何能够从无到有，而且创造一个物体必须消耗能量，这就是为什么必须有引力，而且由于它的吸引力，它具有负能量，以分离一个有引力的系统，如地球和月球，必须做一些工作，这种负能量可以被创造物质所需的正能量抵消，但事实并非如此简单，例如地球的负引力能量小于组成地球的数十亿粒子的正能量。

像恒星这样的物体将有更多的负引力能量，它越小其负引力能量就越大，在负引力能量大于物质的正能量之前，恒星将坍塌或收缩成黑洞，黑洞将有正能量，这就是为什么虚空的空间是稳定的，如恒星或黑洞等天体不可能凭空出现，但当整个宇宙处于史蒂芬-霍金提出的量子宇宙状态时却是可以的。

科学家亚历山大-维伦金提出，在宇宙膨胀的负压影响下，一小块充满能量的真空可以从最初的空旷状态自发出现，这块有能量的真空将在几微秒内开始膨胀，它将达到宇宙尺寸，发出光和物质流，最终产生大爆炸，所以这就是一个巧妙的解释，宇宙从无中来之前什么都没有，没有能量，没有空间，没有时间，但这种虚无是可持续的，问这种虚无存在多久是没有意义的，因为在虚无的时代，没有时间这种东西，世界的出现是虚无的随机量子波动的结果，所以这个关乎全局的问题已经解决了吗，毕竟它关乎全人类的存亡。也许一个更重要的问题是如果这种量子波动是随机的，爱因斯坦曾说上帝不玩骰子，那么这一切是什么意思，是什么阻止一个充满能量的真空小块重新出现，从而阻止了新的百分之百的概率会毁灭人类的宇宙大爆炸的发生。

我们知道物理学界有一些基本常数，只有在它们的帮助下，你才能推导出所有的物理定律，这些常数包括光速、引力常数、普朗克常数、电子和质子的质量以及电荷。物理学家们注意到，如果这些常数中的任何一个与它们的值有哪怕一点点的差别，我们的宇宙就不会出现，也不足以将光速从每秒2.99792458亿米改变为每秒2.9亿米。光速包含在决定原子核中质子和中子的相互作用以及电子围绕原子核的旋转的公式中，所以光速的微小变化都会导致原子核的不稳定，破坏或导致化学性质的急剧变化，这也会大大加快或减慢太阳内部的核聚变速度，这是因为核聚变是在严格定义的参数下发生的，它们的变化会导致核聚变的指数加速和恒星的爆炸，就像核聚变的消退，太阳的消退和其坍塌成白矮星一样。

这里还有一个例子，自由中子比质子加电子系统重，这就是为什么氢原子是稳定的，如果中子至少轻十分之一，氢原子就会迅速变成中子，如果电子的质量超过了中子的质量差，那么宇宙的化学成分就会发生根本性的变化，它将缺少氢意味着它将缺少通常意义上的恒星，从而缺少生命。

那么这些常数是如何被精确选择的呢？这个问题被称为宇宙的微调。但还有一个问题，为什么我们的宇宙是三维的呢？毕竟闵可夫斯基空间或狭义相对论对时空的几何解释有四个维度，三个空间维度和一个时间维度，但在我们的宇宙中只有三个维度，这是因为在其他维度中我们的世界不可能存在，科学家保罗-埃伦费斯特发现行星的轨道在四个或更多的空间维度中失去稳定性，例如，在四维空间中，太阳的引力场根据平方反比定律作用于行星，沿着螺旋形轨迹运动的行星会很快落入太阳并被其吸收，那么为什么物理上的全局常数和维度会以这样的方式被挑选出来，从而使我们的宇宙存在成为可能。

为了来解释这一点科学家提出了可能是最重要的科学原理，称为物理宇宙学的人择原理，它说我们之所以看到的宇宙是这样的，是因为只有在这样的宇宙中才会出现一个观察者。科学家提出，一个人不仅可以改变宇宙，还可以影响这个宇宙所遵守的规律，这就是为什么这个原则被称为"人择原理 "的原因。有强和弱的人择原理，弱的人择原理说我们显然不是在观察宇宙的任意区域，而是在观察其特殊结构使其适合生命的产生和发展，强人择原理则表明，宇宙必须具有允许智慧生命发展的特性。后一原则的一个变体是参与人择原理，根据该原则，在被观察到之前，任何现象都不可能存在，观察者可能是赋予我们宇宙意义的必要条件，但科学界还有其他看法。

宇宙学自然选择理论或第二宇宙理论的讨论仍在继续，根据该理论，在位于我们宇宙中的每个黑洞的另一边，会出现一个新的宇宙，那里的基本物理常数可能与包含这个黑洞的宇宙中的常数不同，智能观察者可以出现在这样的宇宙中，那里的基本常数值有利于生命的出现，这个过程让人联想到生物进化过程中的突变和选择，一些科学家认为这个模型是描述宇宙微调的更好方式，根据第二宇宙理论，生命的出现是自然选择的结果，所以具有合适参数的宇宙会出现更多的黑洞，同样的参数也会有利于生命的出现。你对我们宇宙的起源有什么看法，欢迎在评论区交流。