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这是一个很大的问题,也可以说人类的根本问题,就是宇宙和人类从哪里来,到哪里去的问题。目前世界科学界对这个问题都还没有一个完美解释,只有一些理论片段,如量子力学的不确定性原理、真空零点能等理论。
以我对这些理论的理解,宇宙物质来源既可以说是无中生有,也可以说是有中生有。要解释这些理论,还是离不开爱因斯坦的质能方程,就是E=MC^2。这个公式虽然简单,却诠释了宇宙深层次的奥秘,即质量与能量的等价性,并且可以互换。
宇宙中的物质就是由能量转化而来,在极端情况下,又会转化为能量而去,最终归于寂灭。这就是宇宙生生灭灭的规律。
从宏观上说,宇宙是从无到有大爆炸宇宙模型,已经是现代宇宙学的标准模型,也就是这个理论成为全世界天文学家、宇宙学家的主流认识,这个认识对宇宙来源的大致脉络是:宇宙于138亿年前起源于一个奇点,这个奇点在机缘巧合下突然爆炸了,这个爆炸我们可以理解为急速膨胀开来,由此形成了今天的宇宙。
奇点从138亿年前大爆炸开始,经历了暴涨和快速膨胀阶段,如今依然在以超过光速若干倍的速度膨胀,今天已经成为一个半径约465亿光年可观测宇宙。所谓超光速膨胀,并不是所有的地点都在超光速膨胀,而是指整个宇宙叠加的膨胀超光速,在距离我们465亿光年可观测宇宙最边际处,星系离开我们的速度超过光速。
在科学术语中,奇点被表示为体积无限小,密度无限高,曲率无限大,温度无限大。那么问题来了,这个奇点是什么?如何产生的呢?从宏观来说,它就是无中生有,从虚空中突然出现的。
物理学上把一个存在又不存在的点称为奇点,是空间和时间具有无限曲率的一点,时空在该处完结。广义相对论预言这种奇点必然会发生,是在极端引力场中物质受量子过程影响,坍缩到另一组时空维度的现象,比如黑洞奇点。
而宇宙大爆炸则是从另一个时空反弹的结果。从这个意义上来说,奇点是超时空的玩意,也就已经不是本宇宙时空的物质了,所有物理理论在那里都失效,也就是无法解释。而奇点出现就是从另一个时空膨胀到我们时空来的,因此是无中生有。
但根据量子力学理论,宇宙是有中生有现代量子力学有两个理论解释了这种现象,即海森堡不确定性原理,以及由此派生出来的真空零点能理论。
海森堡不确定性原理认为,在微观世界,不可能同时精确得知一个粒子的位置和动量,由此可以推断,即便温度降低到绝对零度,粒子依然在振动,否则就会违背不确定性原理。
这就是说,即便宇宙消亡了,时空没有了,只有绝对真空,还依然会有粒子运动,有粒子运动就有能量,这就是真空零点能的来源。在绝对真空的虚空中,这些能量会以量子泡沫的形式存在,也就是以虚粒子的方式随机出现。