话说：早期人类对于我们居住的星球的认识，只能用“瞎猜”两个字来形容。物理学家霍金讲了一个笑话：
一位老太太听完天文学家的报告后说，你说得根本不对，地球是被一个大乌龟驮着的...
天文学家并没有对老太太的无知表现出不耐烦，反而问道，那么乌龟站在什么上面呢？
老太太说，它站在另一个乌龟上面，一层层地摞下去。
——引言吴军*《文明之光》
大家好，我是科学羊🐑。
放眼整个宇宙来看，我们何尝不是老太太呢...，从宇宙学角度来看，我们太年轻，我们所以为的可能还真不是我们所以为的。
现代科学所有对宇宙学说的探索都是猜测和推理，很多学说其实都是站不住脚的，只是为了给自己一个满意答案，一厢情愿罢了！
前段时间，我读到一个关于宇宙大爆炸之前的理论探索，在此分享一下。
创意设计MJ
当我们仰望星空，看到的是千千万万的恒星和星系，时而闪烁、时而遥远。
它们的存在，在地球人眼中是那样的遥不可及，但每一个恒星和星系的背后，都承载着一段关乎宇宙起源的奥秘。
今天，我们不仅可以观察到这些恒星和星系的现在，还能通过它们的光谱回溯到它们过去的样貌，甚至是宇宙本身的最初状态。
如果你仔细观察这些星系的运动，会发现一个神奇的现象：离我们越远的星系，它们的退行速度就越快。
好比，自行车外圈的点转的更快，而内部的很缓慢！
这也就是说，宇宙并非一成不变，它在不断膨胀，星系和星系团的相对距离随着时间推移越来越远。
这种现象从所有已知的星系中普遍存在，不管它们离我们多远。
我们看到的恒星和星系看起来非常像看我们自己的。但是当我们看得更远时，我们看到的宇宙就像它在遥远的过去一样: 结构更少，更热，更年轻，进化更少。如果你看得越来越远，你也就看得越来越远。你走得越早，宇宙就越热、越稠密，而且进化得越少。
随着距离的增大，星系的红移效应也愈发明显，这是宇宙膨胀的直接证据。换句话说，宇宙的膨胀意味着它的每一部分都在不断离开其他部分，形成了我们今天所观察到的宇宙格局。
在这个不断膨胀的宇宙中，时间与空间的流逝也发生着奇妙的变化。
通过对宇宙现状的观察，我们不仅能够看到遥远星系的过去，还能从中推测出宇宙诞生的早期状态。
想象一下，如果宇宙一直在膨胀，这意味着什么呢？
不仅是展望未来，甚至连宇宙的过去也能通过推演还原出来。追溯到最初，宇宙曾经充满了高温、高密度和极度均匀的物质。
这张宇宙年表展示了，从一个具有膨胀状态的普朗克尺度的空间区域来看，热大爆炸的性质是如何提前建立起来的。一旦宇宙大爆炸发生，我们的宇宙就会充满原始粒子，进化成我们今天熟悉的原子、恒星、星系和大尺度结构。
01 从“大爆炸”到“暴胀”——宇宙起源的新解释
当我们谈到宇宙的起源时，许多人可能会首先想到“大爆炸”。
在我们的一般认知中，“大爆炸”通常被认为是时间和空间的起点，宇宙所有的物质和能量从这一点开始膨胀开来，直到今天的宇宙。
然而，这一传统的理解正在被新的理论所挑战。许多现代宇宙学家认为，宇宙并非从一个“奇点”爆炸而来，而是经历了一段叫做“暴胀”的时期。
暴胀是宇宙学中一个令人惊叹的概念，指的是宇宙在极短时间内经历了指数级膨胀的阶段。
这一阶段不仅是宇宙膨胀的开始，更是宇宙结构的形成基础。在暴胀过程中，宇宙膨胀的速度极为迅猛，短短的瞬间里，宇宙的尺度被极大地扩展。
而这种膨胀并非均匀发生，它是局部性的，即在某些区域暴胀结束，新的宇宙区域开始出现。
02 暴胀：宇宙早期的神秘面纱
暴胀的宇宙并非一个充满物质和辐射的空间，而是一个几乎没有任何粒子的“空白”世界。
空间本身具有极大的能量，这些能量会在不同的区域内引发波动。
随着宇宙的膨胀，这些波动被拉伸到更大尺度，而新的、较小的波动也会在原有波动上形成。这些波动的叠加作用，成为宇宙膨胀过程中的关键特征，决定了我们今天所观察到的宇宙结构。
随着膨胀的持续，宇宙的每一部分都在发生巨大的变化。
这些波动不仅仅是能量的震动，它们为宇宙未来的演化奠定了基础。暴胀的结束并非在宇宙的每个地方都同时发生，事实上，膨胀的结束是一个极为随机的过程。
在某些区域，膨胀提前结束，宇宙开始恢复热大爆炸阶段的膨胀，而其他区域的膨胀则会继续下去。
03 量子涨落：大爆炸的起源
当暴胀结束，宇宙中的空间开始转化为物质和辐射。
这一过程非常迅速，仅需约10的负33次方秒，便将空间中的能量转化为粒子、反粒子和光子等物质。
随着这些粒子和辐射的生成，宇宙的温度也急剧升高，从几度的温度迅速跃升至约10的20次方开尔文。
这一过程中，所有粒子的动能接近光速，而它们的质量无关紧要，几乎所有的量子都转化为辐射。
这一剧烈的转化被称为“再加热”过程，它标志着宇宙从暴胀到大爆炸的过渡。
随着温度的升高，宇宙内部的物质开始剧烈碰撞、相互作用，产生新的粒子和反粒子对，而这些粒子和反粒子也将逐渐湮灭，释放出光子。
在这一阶段，宇宙的膨胀速度已经从指数级膨胀转变为较为缓慢的扩展。
04 膨胀与热大爆炸：宇宙的演变
宇宙的历史。根据推测，大爆炸刚发生后的超光速暴脹过程产生了引力波｜wiki
在暴胀阶段，宇宙的膨胀速度是以指数级增长的，而一旦暴胀结束，膨胀速率则开始下降，进入了热大爆炸阶段。
在这一阶段，宇宙中的每一部分开始变得更加均匀，温度和密度逐渐趋于一致，物质开始形成初步的结构。
然而，尽管宇宙变得更加均匀，暴胀期间的量子涨落却为宇宙的最终结构提供了“种子”。这些量子涨落所形成的密度波动在大爆炸后的几百万年内开始显现，最终形成了今天我们所看到的星系、恒星等天体。
正是这些微小的密度波动，孕育了宇宙中各类天体的诞生与演化。
05 多重宇宙：宇宙膨胀背后的深层意义
无穷宇宙，在宇宙中存有大量的可观测区（有着红色十字中心的红圈），我们的“宇宙”不过是其中的一个可观测区而已
在现代宇宙学理论中，有一个令人震撼的观点叫做“多重宇宙”。这一理论认为，宇宙的膨胀并不是单一的过程，而是在不断地产生新的“气泡宇宙”。
这些气泡宇宙之间完全独立，彼此隔绝，它们拥有各自独立的物理规律和历史。每一个暴胀周期结束时，都会生成一个新的宇宙，而这些宇宙之间并不会发生碰撞或相互作用。
多重宇宙理论不仅拓展了我们对宇宙的理解，也提出了一个问题：我们所处的宇宙是否只是一个广阔多重宇宙中的一部分？
从膨胀开始到暴胀结束，再到热大爆炸，我们的宇宙就是这样从一个奇点逐渐发展成今天的样貌。
更重要的是，膨胀过程中的量子涨落和引力波，可能会帮助我们解开更多关于宇宙起源的谜团。
结语
无论是通过微波背景辐射、量子涨落的研究，还是通过未来可能探测到的引力波，科学家们正在不断为我们揭示宇宙的起源和演变过程。
虽然我们今天无法直接观察到大爆炸的初期时刻，但宇宙膨胀留下的遗迹足以为我们提供一条通向宇宙深处的钥匙。
随着科技的进步，或许有一天，我们能够解开宇宙诞生的终极秘密，揭示那段跨越时空的传奇。
好，今天就这样啦～
科学羊🐏 2024/12/01
祝幸福~
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