错了，宇宙并非诞生于一个体积无限小的点

《生活大爆炸》的理解误区。

Fornax星系团。ESO

近日，奥斯陆大学宇宙学和天体粒子物理学教授TorstenBringmann和理论物理学教授AreRaklev在网络媒体上表示，人们对“大爆炸”存在一些误解。

很多人认为宇宙诞生于一个“体积无限小、温度无限高、密度无限高”的点。但这种理解其实并不准确。

赫歇尔星系团。ESO

首先，这里并没有严格使用“体积”这个概念。宇宙很可能是无限的，一个无限的宇宙无论密度多大都是无限的，宇宙的膨胀只会改变它的规模。

如果一定要说“体积”，那一定要加上“可观测宇宙”这个前提。但“可观测宇宙”只是宇宙的一部分，而不是整个宇宙。其次，说宇宙诞生于一个“奇点”比说宇宙诞生于一个点更为准确。根据宇宙学家斯蒂恩·H·汉森的说法，数学中的“奇点”是指无法得出有意义的解决方案的表达式，而物理学中的“奇点”则具有传统理论无法解释的特征。

宇宙在膨胀。今天的宇宙比昨天更空虚，现在的宇宙也比过去更空虚。在此基础上，通过时间倒转，宇宙学家建立了所谓的“大爆炸”假说。

如果我们把反演进行到底，宇宙的密度和温度会越来越高。最终，我们会发现宇宙处于极其致密的状态。而这就是“大爆炸”假说所考虑的宇宙初始状态。

“大爆炸”的理论基础是广义相对论。根据相对论，当宇宙处于这种状态时，就会出现奇点。宇宙的密度变得无限大，温度变得无限高，体积（如果有的话）变成零。

阿贝尔315星系团。ESO

但这样的结论其实等于无解。也就是说，在广义相对论范围内，宇宙的初始状态无法得到合理解释。

因此物理学家迫切需要一种新的理论来解释宇宙的初始状态。许多物理学家想结合量子力学和爱因斯坦的相对论，建立所谓的“量子引力论”来解释宇宙的初始状态。但到目前为止，还没有人成功。

“哈勃极深场”中的遥远星系。哈勃望远镜

参考
关于大爆炸的五个神话https://phys.org/news/2021-03-myths-big.html