“宇宙大爆炸”巨大的爆炸能量来自哪里?
大爆炸宇宙模型认为,宇宙起源于一个奇点,但奇点是超时空的玩意,也就是说不是我们世界的东西,所以人类所有的理论在那里都失效,无法解释。
宇宙大爆炸是由宇宙原初奇点爆发的,当然能量也就是从这个奇点而来。人类虽然无法解释奇点,但并不是不可想象和借鉴。
目前黑洞理论就是中心有一个奇点,这个奇点有许多和宇宙大爆炸相同的性质,比如无限小(没有体积)、无限曲率(引力无限大)、无限密度(无法知道里面的东西多么紧密)、无限热度(无法知道温度有多高)。
当然后面几个无限都是由于前面那个无限小引申过来的。我们想想,如果这个东西连体积都无法测量,那么大质量(最小的黑洞都有3个左右太阳质量)挤在里面,怎么能够知道挤得多紧、有多密呢?其引力只是在史瓦西半径范围里达到无限,光都无法逃逸,并不是任意的无限;那么多无限密度的东西挤在一个无限小的空间里,热度当然就无法衡量了。这是从黑洞观测所得到的结论。
黑洞无毛理论告诉我们,所有进入黑洞的物质原有信息都不复存在,我们虽然不知道里面物质或能量的状态,但可探测其三个基本物理量,就是质量、电荷、角动量,凭着这些,我们人类可以观测到它们的存在,并能够测算换算出它们的质量和史瓦西半径(事件视界)。
科学家们认为,研究黑洞的成因以及性质,可以窥视宇宙起源奇点的秘密。那么我们宇宙奇点就也同样具有质量电荷角动量了。根据爱因斯坦质能方程E=mc^2,能量当然来自奇点质量。
从这个意义上来说,我们宇宙整个质量本来就包含在这个奇点中,宇宙大爆炸的能量就来自奇点本身的质量。在宇宙大爆炸那一刻开始,时空物质同时出现,这种质能转换就开始了。
至于宇宙大爆炸之前的奇点从哪里来,现在科学界有一些猜想,下面简单介绍两个:一个是量子力学认为,宇宙没有形成时处于假真空状态,宇宙一片虚空,在这种虚空中充满着海森堡不确定性量子涨落,也就是存在着真空零点能,奇点就是在这种量子涨落中随机出现而发生爆发的。这种爆发开始后,就有了我们现在认识到的时空和物质,普朗克尺度以后的事物就可以用人类理论来进行研究和解释了。
这是一个复杂的理论,一下子也很难说清楚。而且我还有一个疑问,假真空算时空吗?宇宙大爆炸前哪来的时空?
另一个理论认为,我们现在宇宙膨胀就是黑洞形成的镜像反转。当宇宙膨胀到一个临界点时,就会收缩,然后像黑洞形成一样,宇宙质量最终坍缩到自己的史瓦西半径以内,无可遏制的坍缩到那个奇点之上,时空和物质都化为乌有。
这个奇点里面包含着宇宙的质量和能量,这些能量在“里面”不断的变化和骚动,有一天维持奇点的平衡被打破,新的宇宙大爆炸就开始了。现在人类并没有观测到黑洞奇点发生大爆炸的事件,如有这种事件,这个猜想就有了进一步的依据。