错了，宇宙并非诞生于一个体积无限小的点

“宇宙大爆炸”认识中的误区。

天炉座星系团。ESO

近日奥斯陆大学宇宙学、天体粒子物理学教授Torsten Bringmann和理论物理学教授Are Raklev在网络媒体上表示，人们对“宇宙大爆炸”的认识存在一些误区。

很多人认为，宇宙诞生于一个“体积无限小，温度无限高，密度无限大”的点。但这样的认识其实并不准确。

赫歇尔星系团。ESO

首先“体积”这个概念在这里的使用并不严谨。宇宙很可能是无限的，一个无限的宇宙，无论密度有多大，它都是无限的，宇宙的膨胀只改变了它的尺度。

如果一定要说“体积”，就必须加上“可观测宇宙”这样一个前提。但“可观测宇宙”只是宇宙的一部分，并非宇宙的全部。

其次，比宇宙诞生于一个点更准确的说法是宇宙诞生于一个“奇点”。根据宇宙学家Steen H. Hansen的表述，“奇点”在数学里是指无法得出有意义解的表达式，而它在物理学里的对应物具有常规理论无法解释的特点。

宇宙在不断膨胀。今天的宇宙比昨天空旷，现在的宇宙比过去空旷。以此为基础，通过时间反演，宇宙学家建立了所谓的“宇宙大爆炸”假说。

如果我们将反演进行到底，宇宙的密度就会越来越大，温度也会越来越高。最终，我们会发现宇宙处于一个密度极高的状态。而这就是“宇宙大爆炸”假说所认为的宇宙初始状态。

“宇宙大爆炸”的理论基础是广义相对论，根据相对论，当宇宙处于这样一种状态下时，奇点就出现了。宇宙的密度变得无限大，温度变得无限高，体积（如果有的话）变成了零。

阿贝尔315星系团。ESO

但这样的结论实际上等同于没有解。也就是说，在广义相对论的范畴内，宇宙的初始状态无法得到合理解释。

因此物理学家亟需一种新的理论，来解释宇宙的初始状态。很多物理学家想把量子力学和爱因斯坦相对论糅合在一起，建立所谓的“量子引力论”，来解释宇宙的初始状态。但是到目前为止，还没有人成功。

出现在“哈勃极度深空场（The Hubble eXtreme Deep Field）”中的遥远星系。哈勃

参考

Five myths about the Big Bang

https://phys.org/news/2021-03-myths-big.html