​世界大爆炸之前终归爆发了什么?

世界大爆炸之前终归爆发了什么?

新浪科技讯 北京时间5月6日新闻，据国外媒介报道，往日几十年来，物理学家告知我们，一启始世界处于密度和温度都无限高的状况，不妨设想成一个无限茂密的小球体；而后，这个小球体爆炸了，爆发了我们即日瞅到的本子、分子、恒星和星系。

然而迩来，新的表面物理学钻研创造了一扇通向极早期世界的大概窗口，并指出这段时代大概基本便没有是真实的“极早期”。差异，这大概不过迩来一次“爆炸—反弹”周期的一局部。如许的轮回起码涌现过一次，并大概长久继续下去。

天然，在物理学家决断扬弃大爆炸而采用“大爆炸-反弹”周期之前，这些表面猜测还须要通过洪量的考察考验。

大爆炸表面

科学家对于早期世界曾经有了很佳的熟悉，这便是我们熟知并广为交收的大爆炸表面。在这个模子中，长久往日的世界比当前小得多，热得多，密度也大得多。在138亿年前的早期世界中，产生我们即日十足十足的元素都是在大概12分钟内产生的。

大爆炸表面以为，以至在更早的时间，在某偶尔时，所有世界（包括十足的恒星，十足的星系，十足的十足）惟有一个桃子那么大，而温度胜过万万亿度。

令人惊奇的是，暂时十足的考察截止都证据了这个奇异的小说。天文学家干了百般百般的处事，从瞅测年少世界残存下来的电磁辐射，到丈量最轻元素的丰采，截止创造它们都符合大爆炸表面的猜测。便我们所知，这是暂时对于早期世界的最精确写照。

纵然如许，我们领会大爆炸表面的框架并没有完备——有一齐拼图没有睹了，而那块拼图便是世界自身最早的时时。

这是世界最大的谜题之一。

火世界

问题在于，我们用来领会早期世界的物理学（泛义相对于论和高能粒子物理学的巧妙而搀杂的大杂烩）只可把我们戴到大爆炸那一刻。当我们试图把世界的起初时时再向前推时，数学变得越来越深刻，直到无法实用。

物理学家尚未摸索的一个要害问题是在大爆炸启始时存留的“奇点”，或者一个密度无穷大的点。从外表上瞅，这告知我们，在某偶尔时，世界被塞进了一个别积无限小、密度无限大的点。这明显是差错的，其真实代表的含意是，我们须要新的物理学来处理这个问题——暂时的表面东西还没有够佳。

为了破译这一困难，我们须要一些新的物理学东西，一些不妨在超高能量下处置引力和其余力的物品。这恰是弦表面所主张的，它不妨动作一种不妨在超高能量下处置引力和其余力的物理模子。换言之，弦表面宣称不妨阐明世界的起初时时。

最早的弦表面观念之一是“火世界”（ekpyrotic universe），这个词汇来自希腊文，意为“大火”。在这一致念下，我们所领会的大爆炸是由在它之前爆发的其余事变激励的——大爆炸没有是启始，而是一个更大历程的一局部。

“火世界”的观念扩充之后，又爆发了一种被弦表面激励的表面——轮回世界（cyclic cosmology）。从技巧上道，世界没有断轮回来往的观念曾经有几千年的履历了，比物理学还早，然而弦表面为这个设想奠基了脆固的数学前提。正如普遍设想的那样，这个“轮回世界”没有断在大爆炸和大挤压（big crunch）之间反弹，大概是回到往日的长久，也大概是加入将来的长久。

依照大反弹表面，屡屡轮回都以一个光滑的小世界启始，然而没有大概像奇点那么小；之后，这个小世界渐渐扩张，变得越来越大，越来越歪曲，到达必定水平后启始坍缩，共时变得越来越光滑，最后减少到启始时的体积；交着又从新启始共样的轮回。

在初始之前

“轮回世界”表面听起来很酷，然而早期的数学模子很难配合瞅测截止。当我们真实试验干科学钻研时，这是十分要害的一个问题。

最重要的妨碍在于怎么样与世界微波布景的瞅测截止相符合。世界微波布景是世界出生38万年时残存下来的热辐射，被称为“世界中最陈旧的光”。纵然我们没有能直交瞅测到世界微波布景之前的十足，然而假如想从表面上发端对于早期世界的物理学举行建理，便会作用到这些“余光”的形式。

因此，轮回世界犹如是一个简练然而没有精确的观念。然而是，多年此后，科学家们向来怀揣着“火世界”表面的种子。在2020年1月刊登在arXiv数据库上的一篇论文中，加拿大麦吉我大学的物理学家罗伯特·布兰登贝格我（Robert Brandenberger）等钻研者摸索了该表面的数学困难，并创造了一些此前没注沉的要素。他们创造，在“反弹”的时时，即当世界中断到一个极小的点并回到大爆炸状况时，不妨使表面猜测与瞅测考验的截止完毕普遍。

换句话说，纵然这个闭头时代的物理学十分搀杂（并且领会还很有限），然而真实会让我们对于世界的时间和位子有一个基天性的建改。天然，要实足考验这个模子，我们还必需等候新一代的世界学试验。在那之前，“世界出生之前是什么”还将是一个无解的问题。