宇宙大爆炸之前是什么思维导图

心不动则不痛

2023-01-13

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宇宙大爆炸之前是什么

大爆炸理论是当今学术界对宇宙起源认可最多的一个理论，它为我们勾勒出了宇宙的轮廓。宇宙是由大爆炸产生的，即宇宙的诞生。但是宇宙大爆炸之前是什么呢?小编查询整理了相关资料，一起来看看吧!

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思维导图大纲

黑洞白洞理论

在宇宙诞生于大爆炸的理论中，有一个非常神奇的名词—奇点。理论认为宇宙是由“奇点”诞生而来。而“奇点”它被描述成一个温度和密度奇高，但是体积虚无的神奇小点，在“奇点里”没有空间也没有时间。它是一个能量无穷大和体积无穷小相结合的矛盾体。对于奇点，只是理论上的一个小点，对它的研究本身就是一个万古之谜。

而理论认为宇宙在诞生之前，就存在于这样的小点中，没有时间也没有空间。

目前宇宙中星体的最高形式是黑洞，对他的研究有助于人类探索宇宙起源的秘密。黑洞是一个密度奇大，温度奇高，引力奇大的星体。由于超强的引力，它可以吞噬周围的一切物质包括光。它像一只只吃不拉的貔貅，疯狂的吞噬周围的物质。但是黑洞在它质量不断增加的同时，体积却由于物质不断向中心塌陷而减小，当这种坍陷小到一定程度时，会达到一种平衡。即外界的坍陷力和内部的膨胀力相平衡，这就类似于“奇点”。

白洞是理论上的一种星体，目前还没观测到。当黑洞形成“奇点”之后，无法进一步压缩，内部的膨胀力开始爆发，这种爆发将瞬间释放巨大的能量，将黑洞吞噬的全部物质如数吐出，就像宇宙诞生的大爆炸一样。白洞是一个只出不进的星体，疯狂的向外喷发能量。

于是有人将黑洞和白洞的更替演化称为小宇宙。即奇点—白洞—星系—黑洞—奇点。而这无数个小宇宙的演化，组成了我们的大宇宙，大宇宙遵循着大爆炸—膨胀—收缩—大爆炸的循环。

如果你认为黑洞是宇宙垃圾压缩器，它们是所有原始压缩的主要候选者，所以我们膨胀的宇宙理论上可能是另一个宇宙中黑洞的白洞输出。白洞是一种假想的物体，它以与黑洞相反的方式活动，释放出大量的能量和物质，而不是将其吸进去，我们可以把它想象成一个宇宙排气阀。一些科学家提出，我们的宇宙可能是在一个黑洞中诞生的，而我们自己的宇宙中的每一个黑洞也可能包含独立的宇宙。

暴胀泡沫宇宙

天文学家阿诺·彭齐亚斯和鲍勃·威尔逊在1965年观测到了宇宙微波背景辐射，简称CMB，虽然起初给大爆炸理论带来了一些问题，但在1981年被暴胀理论解决，这个理论要求宇宙在大爆炸后的几分钟内要以极快的速度膨胀。该理论顺便也解释了CMB中温度和密度的波动，但是规定了这些波动应该是均匀的。

但是，近期的观测发现宇宙并不是均匀的，一些区域的波动明显比另一些区域多。这也为暴胀泡沫宇宙理论提供了依据，该理论认为，暴胀不仅仅是一种扩张的方式，它也是一种创造宇宙的驱动力，它能发生一次，就能再次发生，是为永恒暴胀。我们的宇宙也许就是暴胀产生的一个气泡，这个气泡从一个奇点生长为我们整个宇宙。当然这个过程可以不断继续，最后产生多个，甚至无数个这样的泡沫宇宙。

振荡宇宙理论

20世纪30年代，有物理学家提出了“振荡宇宙”理论，该理论认为宇宙自大爆炸起源，而后膨胀，然后在引力的作用下膨胀变慢，最后塌陷回去，然后在发生大爆炸，膨胀、逆转、收缩和反弹，四个过程周而复始。

但是，这个理论最终淡出视野，主要原因是，按照热力学第二定律熵增原则，该振荡宇宙的周期会越来越长，照此反演倒退，宇宙的震荡周期将会越来越短，其起点仍然是大爆炸起点。

火劫模型

在量子力学和相对论出现后，爱因斯坦晚年始终在忙着一件事——大统一理论，直到去世。大统一理论不仅是他的愿望，也是所有物理学家的终极梦想，这个梦想最终导致弦理论登场，弦理论后来又分为很多版本，为了更加统一，最终出现了M理论，这个理论将各个弦理论版本都收入麾下，一路向大统一理论高歌猛进。

按照M理论观点，空间不是三维的，是11维时空，只不过多余的纬度蜷缩到了微观世界。而在高纬度时空下，我们的宇宙空间完全可以被看作是一个三维的膜。

于是一个新的循环宇宙模型被提了出来：我们的膜宇宙跟另一个几乎平行的膜宇宙在更高的时空纬度上发生周期性碰撞，这种碰撞反映在三维空间中就是一次大爆炸，它创生了真实可见的世界。在这之后，膜宇宙会在远离对方的演化过程中，通过暗能量所驱动的加速膨胀过程将该碰撞产生的世界痕迹洗刷干净，留下极为平坦的膜，为下一次碰撞做准备。由于在这个模型中，宇宙创生是周期性的，如同凤凰涅槃之后火劫重生，因此提出者将其命名为火劫模型。

反弹宇宙模型

过去几年，越来越多的宇宙学家开始重新考虑另一个理论。他们说大爆炸其实可能是大反弹。有的宇宙学家认为宇宙就像肺，不断地重复着膨胀收缩的过程，每次都收缩到一个特定的大小，另一些人则认为宇宙只反弹了一次，在反弹之前一直在收缩，而在反弹之后就永远膨胀。在这两种模型中，时间都是无始无终的。

大爆炸前无意义观点

对于这个问题，其实爱因斯坦和霍金都曾给出过相似的解释，那就是讨论这个问题没有任何意义。

爱因斯坦说，大质量天体可以扭曲时空，也就是说一颗行星的巨大质量会扭曲时间，比如地球表面生活的人类，他们的时间运行速度就比轨道卫星慢一点点，当然这种差别非常微小，人们基本感受不到，当然，质量越大的天体对时间的扭曲作用也越大，想象大爆炸前的奇点，它拥有宇宙中所有的质量，那么可以推测出在那里时间趋于无限慢，等同于停止状态。所以讨论大爆炸之前的事情没有任何意义。

霍金的说法也类似，但他坚持的观点是无边界宇宙模型，他认为宇宙是个四维球面，有限但无界，就像我们地球表面一样，我们知道地球是有大小的，但是在地球上又没有任何界限，同理“宇宙的边界就是它没有边界!”，假设你到了宇宙空间和时间的起点——也就是大爆炸前的奇点，你问这个点以前是什么，其实这和问地球上南极点以南、北极点以北是什么一样，都是没有任何意义的，所以说，宇宙是没有边界，也没有创生和毁灭，自洽自足，没有任何第一推动力存在。

八年级物理（第三单元）思维导图