大爆炸是均匀的吗?为什么?
俗话说屁股决定脑袋。这句话的意思是指,人的思维会受到其主观意识的支配。比如,我们人类的认识,就是从自身开始的。而且,是在不断地远离自己,开启了我们人类的认识之旅。
原始人的世界是人神合一的。当时的生活指南,就是神话传说。比如,为了避免近亲繁殖,在神话传说中,禁止佩戴相同图腾标志的人发生性关系。
到了古希腊时期,托勒密认为地球?是宇宙的中心,人类则是上帝的子民。这就是著名的地心说,其支配了我们人类上千年的时间。
经典力学是从日心说取代地心说开始的。此时,世界的中心,由我们人类居住的地球移到了太阳?。人类也由上帝的子民,降为普通星球上的生物。
直到十九世纪,人类才认识到,即便是太阳也仅只是银河系中上千亿颗恒星中的普通一员。而且,还是农村户口,其仅处于银河系的偏远地带。
再后来,人类发现,远处的某个微弱的星光?,竟然是另一个与银河系并驾齐驱的星系,即仙女星系。于是,银河系是宇宙的一座孤岛。而我们的地球以及人类,也仅只是宇宙的一粒尘埃。
进入到了二十世纪,天文学家们发现,绝大多数的星系都具有光谱的红移现象。由此推论,我们的宇宙是从大爆炸开始的。正是由于宇宙的不断膨胀,才使得绝大多数的天体都具有运动红移的现象。
到此为止,或许你会认为,我们人类已经完全摆脱了自身的主观限制?。然而,我们人类关于宇宙的认识,却仍留有人类主观意识的痕迹。人们对于宇宙的理解,有以下两个误区。
第一个误解是,许多人都认为宇宙是外在客观世界的全部。在宇宙大爆炸之前,其仅只是一个没有物理意义的奇点。在宇宙诞生之前,无论是时间还是空间以及其他的客观事物,都是不存在的。他们仍然把宇宙当作自己的家园,而且是世界的唯一存在。
第二个误解是持有物质观,认为宇宙仅只是由各种天体以及少量的尘埃构成的。持有这种观点的人,把包括人类在内的所有物质当作宇宙的唯一存在,却忽视了作为宇宙物理背景的量子空间。
然而,所有的物体运动,都受到了光速的限制?。当它们的速度接近于光速时,其能量的增大,就会由相对于空间的势能取代自身的动能。这就是狭义相对论中的动质量概念。
此外,所有的微观粒子都具有波动性。其不仅意味着物理背景的存在,而且该背景还是不连续的,是由无数个离散的最小粒子构成的。
如果我们再考虑到万有引力和电力等远程力的存在,上述种种现象都指向了量子空间的存在。各种物体以及它们之间的相互作用,都可以归结为量子空间的聚集和对称性的破缺。
于是,我们可以仿照先辈们的做法,再进一步地超越自己的主观意识,把我们的宇宙看作是自然界的一部分。其仅只是,由于自然界量子海洋的涌动,所泛起的无数个泡沫之一。
于是,宇宙的基本构成,也仅只是由最小粒子构成的量子空间。包括我们人类在内的各种基本粒子、原子和分子以及各种天体等物质,只占有宇宙的极小部分。
作为耗散结构的各种物质,它们是宇宙不均匀状态下所产生的副产品,它们会伴随着宇宙的熵增大,而逐渐地解体,还原为离散的粒子状态。
这实际上是把我们原来宇宙的哲学观念,降解为现实的具体物体,其仅只是一个由无数个高能的量子所构成的封闭体系。
因为,哲学的概念是无所谓膨胀的。任何有限的膨胀,相对于开放的概念,都意味着无,是没有任何物理意义的。
类似于泼出去的水,是由不连续的水珠?构成的;宇宙的快速膨胀,即我们通常所说的宇宙大爆炸,其膨胀的速度远大于内部传播的速度,从而使宇宙在其大爆炸时变得不再均匀。在宇宙内部的量子空间,存在着许多局部的高能状态。
于是,这些远离平衡状态的局部形成了作为耗散结构的各种基本粒子,以保持宇宙内部的平衡和均匀。
之后,当宇宙趋于稳定,其膨胀速度低于内部量子空间的传播速度(光速)时,宇宙的内部就会由熵减转变为熵增,使宇宙的量子空间逐渐地恢复原有的均匀状态。即便是已经生成的物质,也会逐步地解体,还原为离散的空间量子。
于是,除了尚存的少量物质之外,目前我们的宇宙在总体上是均匀的。比如,根据观测,宇宙的微波背景辐射温度,在十万光年的范围内是一致的,它们都等于绝对温度2.7k。
只有个别的例外,即当两个天体相互碰撞?时,会使量子空间产生涟漪。这就是爱因斯坦预言的引力波。
总之,宇宙是自然界的一部分,是由无数个作为最小粒子的量子构成的封闭体系。其在绝大部分的时间里,都基本上是均匀存在的,即宇宙内部的量子海?是风平浪静的。
只有在宇宙大爆炸时,才会出现暂时的非均匀状态。现存的所有物质都是该非均匀状态的产物,它们是宇宙的能量缓释器。
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