關(guān)于宇宙的起源，有一種常見的描述就是：宇宙誕生于一個(gè)溫度極高、密度極大的奇點(diǎn)，在大約138億年前，這個(gè)奇點(diǎn)發(fā)生了一次大爆炸，隨后一直持續(xù)在膨脹，并逐漸演化成現(xiàn)在我們所看到的宇宙。這種描述不免會(huì)令人感到困惑，如果說(shuō)宇宙誕生于奇點(diǎn)，那這個(gè)奇點(diǎn)有多大？奇點(diǎn)外面又是什么呢？下面我們就來(lái)討論一下這個(gè)話題。

前文提到的關(guān)于宇宙起源的描述，其依據(jù)是“大爆炸宇宙論”，這是目前科學(xué)界認(rèn)同度最高的理論，該理論的提出最初始于一個(gè)客觀存在的現(xiàn)象，即：我們所看到宇宙一直在膨脹。

(資料圖片)

據(jù)此我們就可以推測(cè)出，隨著宇宙膨脹的持續(xù)，宇宙的物質(zhì)密度在未來(lái)也會(huì)不斷地變低，溫度也會(huì)隨之越來(lái)越低，反過(guò)來(lái)講，在過(guò)去的某一時(shí)刻，宇宙的物質(zhì)密度和溫度就會(huì)比現(xiàn)在更高，而如果我們一直將時(shí)間回溯，就像將一部影片倒放一樣，那么宇宙就會(huì)不斷地收縮，其物質(zhì)密度和溫度就會(huì)越來(lái)越高。

利用時(shí)間回溯的方法，我們就可以推測(cè)出宇宙在過(guò)去是什么樣子，但在時(shí)間回溯的過(guò)程中，我們還需要描述宇宙在過(guò)去的不同時(shí)間段的狀態(tài)，這就需要理論的支持。

然而當(dāng)我們把時(shí)間回溯到大約138億年前的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，宇宙的狀態(tài)就無(wú)法用任何已知的理論來(lái)進(jìn)行描述了，如此一來(lái)，繼續(xù)回溯時(shí)間也就沒有了意義，而宇宙的這種狀態(tài)就是“大爆炸宇宙論”中的奇點(diǎn)。

這里需要簡(jiǎn)單解釋一下，“奇點(diǎn)”其實(shí)是一個(gè)來(lái)自數(shù)學(xué)的概念，它指的是能夠讓某個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式?jīng)]有意義的“點(diǎn)”，舉個(gè)例子，在“x = 1除以y”這個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式中，“y = 0”就是它的奇點(diǎn)。

也就是說(shuō)，“大爆炸宇宙論”中的奇點(diǎn)，并不是指位于空間中的某個(gè)一特定的“點(diǎn)”，而是指宇宙所處的一種狀態(tài)，所以“奇點(diǎn)有多大”這個(gè)問題，其實(shí)可以更準(zhǔn)確地表述為：“處于奇點(diǎn)狀態(tài)時(shí)的宇宙有多大”，而“奇點(diǎn)外面是什么”這個(gè)問題，也應(yīng)該更準(zhǔn)確地表述為：“處于奇點(diǎn)狀態(tài)時(shí)的宇宙的外面是什么”。

在現(xiàn)代物理學(xué)中，時(shí)間和空間都是不能無(wú)限拆分的，它們都有一個(gè)極限值，分別稱為普朗克時(shí)間和普朗克長(zhǎng)度，這兩個(gè)極限值都非常小，前者約為10的負(fù)43次方秒，后者約為1.6乘以10的負(fù)35次方米。

根據(jù)現(xiàn)有的理論，科學(xué)家只能將宇宙的過(guò)去回溯到“大爆炸”發(fā)生之后的1普朗克時(shí)間，因?yàn)樵诖酥?，整個(gè)可觀測(cè)宇宙的尺寸都在普朗克長(zhǎng)度以下，以至于現(xiàn)有的理論根本就無(wú)法對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行描述，又或者說(shuō)，此時(shí)所有已知的理論都失去了意義（這正是奇點(diǎn)出現(xiàn)的原因之一）。

由此可見，在遙遠(yuǎn)的過(guò)去，當(dāng)宇宙在處于奇點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，可觀測(cè)宇宙的體積是非常小的，甚至比質(zhì)子還要小得多，但需要知道的是，可觀測(cè)宇宙其實(shí)是指我們?nèi)祟惸軌蛴^測(cè)到的宇宙范圍，它只是宇宙的一部分而已。

那么問題就來(lái)了，當(dāng)宇宙在處于奇點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，整個(gè)宇宙有多大呢？要回答這個(gè)問題，我們需要知道現(xiàn)在的宇宙有多大。

根據(jù)宇宙學(xué)原理，在宏觀的尺度下，在宇宙中任意一個(gè)位置上觀測(cè)，所觀測(cè)到的物理規(guī)律以及物理量都是相同的，而根據(jù)已知的觀測(cè)數(shù)據(jù)，宇宙的曲率應(yīng)該是無(wú)限趨近于零，這就意味著，現(xiàn)在我們所看到的宇宙，很可能是無(wú)限大。

正如前文所言，“大爆炸宇宙論”中的奇點(diǎn)出現(xiàn)在大約138億年前，這是一個(gè)有限的時(shí)間，很明顯，在有限的時(shí)間里，一個(gè)無(wú)限大的物體無(wú)論怎么收縮，也不可能收縮成一個(gè)有限的體積。所以一個(gè)合理的推測(cè)就是，如果現(xiàn)在的宇宙是無(wú)限大的，那么處于奇點(diǎn)狀態(tài)時(shí)的宇宙也是無(wú)限大。

另一方面來(lái)講，一個(gè)無(wú)限大的物體，是沒有“外面”這個(gè)概念的，所以在這種推測(cè)成立的情況下，我們也可以進(jìn)一步推測(cè)出，處于奇點(diǎn)狀態(tài)時(shí)的宇宙，根本就沒有“外面”可言。當(dāng)然了，這只是根據(jù)現(xiàn)有的觀測(cè)數(shù)據(jù)以及相關(guān)理論給出的一種推測(cè)，期待隨著科學(xué)的發(fā)展，未來(lái)的我們能夠找到更好的答案。

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