宇宙大爆炸相關(guān)的內(nèi)容都會(huì)提到一個(gè)密度無(wú)窮大的奇點(diǎn)，那它到底是接近無(wú)窮大還是無(wú)窮大？

【答案1】

你已知的有關(guān)奇點(diǎn)的概念可能都有些誤導(dǎo)。

數(shù)學(xué)概念中的奇點(diǎn)是這樣的：

上圖所示的是y=1/x2曲線，當(dāng)x=0時(shí)，y無(wú)窮大。

這也就意味著在該公式中，x不能等于0，且x越接近于0，y越大（仍有歧義）。x=0時(shí)，該公式?jīng)]有意義，因?yàn)榻Y(jié)果并非過(guò)大或是過(guò)小，亦不是無(wú)極限，而是不存在。

在物理學(xué)中，奇點(diǎn)的定義是類似的，即在標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)中，宇宙大爆炸的那一瞬間t（時(shí)間）等于0，但它并不是宇宙的一部分。那一瞬間，宇宙的密度不大不小，也并非無(wú)極限，而是不存在（就此而言，時(shí)間不可能小于等于0）。

t接近0時(shí)，宇宙的密度十分大，大到足以讓量子效應(yīng)在引力中發(fā)揮作用。這時(shí)候，所有描繪事物的語(yǔ)言都會(huì)失色，因?yàn)槲覀兩形从幸粋€(gè)可行的量子引力理論。因此，一旦有修正過(guò)后的公式能夠解釋量子引力，我們也許就能夠得知大爆炸的起始點(diǎn)到底是不是宇宙的一部分。但是在標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)（不存在量子引力）的范圍中，大爆炸瞬間并不屬于現(xiàn)存的宇宙。奇點(diǎn)之所以被稱為奇點(diǎn)，正是因?yàn)樗窃谟钪嬷邢У囊粋€(gè)點(diǎn)。我們尚且無(wú)法找到它，就像找不到y(tǒng)=1/x2中x=0時(shí)的答案。

【答案2】

下文將會(huì)用簡(jiǎn)單的邏輯方法來(lái)闡述，無(wú)需較高的數(shù)學(xué)背景。

奇點(diǎn)既不是無(wú)限的，也不是有限的，它甚至不是一個(gè)物理實(shí)體。它只是人們收集當(dāng)前的宇宙數(shù)據(jù)，反向推演宇宙歷史，并將其壓縮成一個(gè)小而密的質(zhì)點(diǎn)而導(dǎo)致的結(jié)果。換句話說(shuō)，奇點(diǎn)只是一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。

如果奇點(diǎn)確實(shí)是一個(gè)熱而致密的物體，那么它的起源是什么？沒(méi)有起源，就沒(méi)有實(shí)際的物體?？茖W(xué)世界中的每一件事物都必須有可被證實(shí)的源頭，否則任何人都可以隨意編造，無(wú)憑無(wú)據(jù)。

除非能夠追根溯源，不然奇點(diǎn)、量子泡沫、膜、真空能都將只能是超現(xiàn)實(shí)主義下的產(chǎn)物。

時(shí)空是連續(xù)的，宇宙中的一切都必須在四維空間的原點(diǎn)處有一個(gè)起點(diǎn)，無(wú)法憑空出現(xiàn)。

在進(jìn)一步討論之前，先介紹一些專業(yè)術(shù)語(yǔ)的定義：

1. 宇宙（Cosmos）——這是所有二元世界和創(chuàng)造它們的虛無(wú)的總和，擁有無(wú)限的時(shí)間和空間。

2. 我們所在的宇宙（Our Universe）——包含普通物質(zhì)和能量的我們熟知的空間。

3. 反宇宙（Anti-universe）——由反物質(zhì)構(gòu)成的宇宙，包含暗物質(zhì)和暗能量。

4. 二元宇宙系統(tǒng)（Binary Universe System）——每一個(gè)宇宙空間都有一個(gè)反宇宙與之相平衡，而證明反宇宙存在的證據(jù)就是暗物質(zhì)和暗能量。我們的宇宙就是一個(gè)雙元系統(tǒng)，但暗物質(zhì)與普通物質(zhì)交織在一起，有可能你的身邊就有一小部分暗物質(zhì)存在。

5. 暗物質(zhì)/暗能量（Dark Matter/Dark Energy）——暗物質(zhì)是在宇宙膨脹過(guò)程中由反向波形成的不可見(jiàn)的物質(zhì)，而暗能量則來(lái)自于暗物質(zhì)，就像普通能量來(lái)自普通物質(zhì)一樣。

6. 虛無(wú)（Nothingness）——這是最難理解的概念，由于我們幾乎對(duì)它一無(wú)所知，所以無(wú)法對(duì)其下準(zhǔn)確的定義。在宇宙中，沒(méi)有有形的物體可以與之比較。虛無(wú)中沒(méi)有物質(zhì)，沒(méi)有能量，沒(méi)有希格斯場(chǎng)，只有無(wú)盡的空間，它存在于浩瀚無(wú)垠的宇宙中，亦可能存在于蟲(chóng)洞中。在數(shù)學(xué)上和邏輯上，虛無(wú)可以被三段論定義：

a. 如果虛無(wú)=0，

b. 0=(+1)+(-1)，

c. 那么（+1）宇宙和（-1）宇宙皆來(lái)自于（0）虛無(wú)。進(jìn)一步說(shuō)，我們所在的宇宙和反宇宙是同時(shí)誕生的。

同樣，奇點(diǎn)也是如此。只有擁有一個(gè)反奇點(diǎn)與之平衡，奇點(diǎn)才存在。這樣一來(lái)，當(dāng)時(shí)間位于原點(diǎn)時(shí)，這個(gè)宇宙才平衡。

然而，大爆炸可以簡(jiǎn)單地用大分離來(lái)解釋（見(jiàn)下圖）：

換言之，正是引力對(duì)排斥力的作用為宇宙大爆炸（或是奇點(diǎn)）提供了能量。

有趣的是，所有的物理定律都可以用這樣一個(gè)事實(shí)來(lái)解釋：當(dāng)某物被拆分時(shí)，這些碎片會(huì)想要重組到一起。

例如，當(dāng)你使用電池時(shí)，你會(huì)把正電荷和負(fù)電荷分開(kāi)。然而它們回到一起時(shí)，才能以電磁動(dòng)力的形式提供能量。

又或是當(dāng)一個(gè)物體從地板上被舉起放在桌子上時(shí)，它會(huì)想要再次回到地板上，這就是引力產(chǎn)生的現(xiàn)象。

所以一旦兩個(gè)宇宙空間完成分離，只要各自的熵保持穩(wěn)定，兩個(gè)空間便不會(huì)回歸到虛無(wú)。

例如，暗物質(zhì)的粒子，可能是超級(jí)粒子，是不對(duì)稱的，相當(dāng)于規(guī)則粒子。這樣一來(lái)，在大分離仍然存在吸引力，空間湮滅不會(huì)發(fā)生的情況下，兩個(gè)相似但不對(duì)稱的粒子之間便產(chǎn)生了電位差/電壓。

大分離時(shí)產(chǎn)生的電位差產(chǎn)生了勢(shì)能（PE），它被包含在任何系統(tǒng)的總能量中，包括EM和強(qiáng)/弱核力和重力。

所有這些由于大分離而儲(chǔ)存的能量都包含在由常規(guī)物質(zhì)組成的宇宙和由暗物質(zhì)組成的反宇宙中。

換言之，大分離=宇宙大爆炸=總能量=勢(shì)能+動(dòng)能=兩個(gè)宇宙中所有的能量。

但就像一塊電池，當(dāng)所有的能量都用完時(shí)，熱寂就會(huì)自然而然地發(fā)生，導(dǎo)致宇宙再次遁入虛無(wú)。

因此，導(dǎo)致大爆炸的大分離，其概念與單純的奇點(diǎn)的數(shù)學(xué)構(gòu)造相比，具有更大的邏輯價(jià)值。

總的來(lái)說(shuō)，奇點(diǎn)的主要謎團(tuán)在于，它從何而來(lái)以及如何解釋其中所包含的難以置信的力量。

BY: quora

FY: 忙碌的北門

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