《文明的见证》第1001章 奇点

    从任意一个纽扣来看，离它最近的[url纽扣以某种速度退行，再下一个纽扣则以两倍数度退行，依此类推。在你看来，纽扣离得越远，它退行得越快。因此这种膨胀意味着退行速度与距离成正比-这是一个极为重要的关系。借助这个图像，我们就可想象出光波是，难怪哈勃发现，红移量与距离成正比，同这个简单的图像模拟结果完全一致。
    大爆炸时空的一个重要特点就是视界的存在：由于宇宙具有有限的年龄，并且光具有有限的速度，从而可能存在某些过去的事件无法通过光向我们传递信息。从这一分析可知，存在这样一个极限或称为过去视界，只有在这个极限距离以内的事件才有可能被观测到。另一方面，由于空间在不断膨胀，并且越遥远的物体退行速度越大，从而导致从我们这里发出的光有可能永远也无法到达那里。从这一分析可知，存在这样一个极限或称为未来视界，只有在这个极限距离以内的事件才有可能被我们所影响。以上两种视界的存在与否取决于描述我们宇宙的flrw模型的具体形式：我们现有对极早期宇宙的认知意味着宇宙应当存在一个过去视界，不过在实验中我们的观测仍然被早期宇宙对电磁波的不透明所限制，这导致我们在过去视界因空间膨胀而退行的形下依然无法通过电磁波观测到更久远的事件。另一方面，假如宇宙的膨胀一直加速下去，宇宙也会存在一个未来视界。
    最后还有一个证实炽高密度宇宙起源理论的证据。只要知道今天辐的温度，由大爆炸理论很容易计算出宇宙诞生后约1秒时各处的温度约为100亿度，这对现有的原子核的合成来说也是太高了。那时物质必定被撕裂成最基本的成分，形成一锅夸克胶子汤，诸如质子、中子和电子。但是，随着这锅汤变冷，核反应就可能出现了。
    采用大爆炸模型可以计算氦-4、氦-3、氘和锂-7等轻元素相对普通氢元素在宇宙中所占含量的比例。所有这些轻元素的丰度都取决于一个参数，即早期宇宙中光子与重子的比例，而这个参数的计算与微波背景辐涨落的具体细节无关。大爆炸理论所推测的轻元素比例大约为：氦-4/氢=0.25，氘/氢=10^-3，氦-3/氢=10^-4，锂-7/氢=10^-7。
    实际测量到的各种轻元素丰度和从光子重子比例推算出的理论值加以比较，可以发现它们是粗略符合的。其中理论值和测量值符合最好的是氘元素，氦-4的理论值和测量值接近但仍有差别，锂-7则是差了两倍，对于后两种元素的测算存在着较大的系统随机误差。尽管如此，大爆炸核合成理论所预言的轻元素丰度与实际观测可以认为是基本符合，这是对大爆炸理论的强有力支持。到目前为止，还没有其它理论能够很好地解释并给出这些轻元素的相对丰度。同时，由大爆炸理论所预言的宇宙，其中可被“调控”的氦元素含量也不可能超出或低于现有丰度的20%至30%。事实上，很多观测结果现今也只有大爆炸理论可以解释，例如为什么早期宇宙中氦的丰度要高于氘，而氘的含量又要高于氦-3，而且比例又是常数等。
    对于大爆炸后最初的几分钟，相关的观测严重缺乏，最早期宇宙物质能量的实际形式很大程度上仍只是猜测。大一统理论预测了特定类型的粒子，而超弦、超对称、超引力以及其他多维理论都预测了各自原初粒子及作用力。
    物质对反物质的绝对优势也是一个需要透彻说明的经验**实。其他主要问题都与暗物质和暗能量的产生和本质有关。
    引力奇点是大爆炸宇宙论所说到的一个“点”，即“大爆炸”的起始点。该理论认为宇宙是从这一“点”的“大爆炸”后而膨胀形成的。奇点是一个密度无限大、时空曲率无限高、量无限高、体积无限小的“点”，一切已知物理定律均在奇点失效。
    我们熟知的物理学定律失效的地点。奇点一般被看成点，但原则上它们可以取一维的线或甚至二维的膜的形式。按照广义相对论的方程式，只要形成了一个无自转的史瓦西黑洞，该黑洞事件视界内部的物质必然在引力作用下塌陷成一个密度无穷大的点，即奇点。宇宙从大爆炸开始的均匀膨胀就是这种黑洞坍缩的镜像反转，意味着宇宙诞生在一个奇点中。
    在以上两种况下，方程式都没有考虑量子理论。当我们处理的物体小于普朗克长度，或时间短于普朗克时间时，已知的物理学定律，包括广义相对论，看来真会失效。这意味着，在那样的尺度上，合合理的设想将是，向奇点坍缩的物质受到量子过程的影响，有可能‘反弹’而转为向外膨胀到另一组维度中去。有人主张，大爆炸‘奇点’实际上就是这样一种反弹。
    加州理工学院的理论物理学教授基普桑尼把量子奇点说成是引力将空间和时间彼此‘分离’的地方，然后再将时间概念和空间明确一一破坏，留下来的是一个任何东西都可能从中出现的‘量子泡沫’。奇点尤其是与自转黑洞和奇点相关联的奇点甚至可能容许实现时间旅行。
    这个奇点，真是比较奇怪。首先就是物理规律让大家不理解。其次，你说你没事儿为啥要爆炸？你这一爆炸，才引出了后面的这么多麻烦是来。
    才给那些风流人物提供了空间，时间，尽展示自己的才华！