宇宙大爆炸之前发生了什么？
宇宙大爆炸之前发生了什么？App：博科园 天文物理 2 days ago
宇宙大爆炸之前存在什么？是否需要存在什么才能发生爆炸？
在思考这个问题之前，我们首先考虑这个问题，宇宙大爆炸是什么？
大爆炸实际上不是爆炸——不是像烟花一样的金属碎片的爆炸，也不是任何材料的爆炸，而是空间本身的极速膨胀。起初，宇宙是无限小的。我们周围的一切——构成星系、恒星、行星，以及你我的一切——都被挤压在一起，形成所谓的奇点。在奇点上，所有已知的物理定律都失效了。
随着不断地膨胀，宇宙也慢慢冷却下来，在大约宇宙诞生后的38万年，形成了今天所谓的“宇宙微波背景”。https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/tqOuxs8dsHNb7o7orWSspOibEf4HdW1F0VOx4RqBW7z7mYibDYb0DXzeywHgmM0V20CmxnAdjd23YPiazqpJRuW1Q/640?wx_fmt=jpeg
大爆炸遗留下来的辐射告诉了我们关于宇宙是如何开始的信息。图片：NASA/ WMAP Science Team
所以，如果是大爆炸导致了宇宙微波背景的产生，那么是什么导致了大爆炸的发生？
时间之前的时间是什么？
这个问题抓住了物理学中的一个重要观点——因果关系。在我们所观察的世界里，所有的结果都必然有一个原因。比如说，一棵树倒下了，那么，也许是一场猛烈的暴风雨把树吹倒了，也许是一个伐木工人砍倒了这棵树，但无论如何，事情的发生必然有一个原因。
然而，如果我们缩小进入到原子的量子世界（所有东西的微小的组成部分），会出现一些非常不同的事情。在量子世界里，一些事情可以在没有任何原因的情况下发生。（详见扩展阅读）
很久以前，在遥远的过去，我们的整个宇宙是微观的，就像一个原子。由于微观世界中的某些结果不需要起因，因此，大爆炸很可能根本就没有起因！
事情还可能更奇怪。有可能在大爆炸之前，时间根本就不存在。因此，询问大爆炸“以前”发生了什么可能没有任何意义。这就好比是问“地球的哪一部分在北极以北？” 北极是地球最北端的点，所以北极以北没有任何地方。
但是，如果大爆炸之前存在一些东西呢？
开端的开端
一些科学家认为，我们的宇宙是另一个宇宙死亡并向自身坍缩的循环结果，这被称为“大反弹”（Big Bounce）。在反弹之前，这个坍塌的宇宙会回归到一个奇点，导致大爆炸，并开始一个全新的宇宙。https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/tqOuxs8dsHNb7o7orWSspOibEf4HdW1F0cszpXBGKERgiafTgQFtP9wG2wibbuqrJF5j4XyhCg6k4YlbNZhAVNTbw/640?wx_fmt=jpeg
宇宙会不断地循环吗？图片：Claus Lunau
在这种情况下，引力不仅需要阻止宇宙的扩张，还需要把宇宙中的一切拉回到一个点。不幸的是，目前的观测表明，我们的宇宙不会遵循这一趋势，因为它比以往任何时候都膨胀得更快。
或者，我们的宇宙处于黑洞的另一端，在一个叫做白洞的地方。白洞是黑洞的假设的“对立面”，黑洞吞噬物质，而白洞向太空喷射物质。
又或者，我们的宇宙也许像是一个气泡，是从一个更大的宇宙中冒出来的！早些时候的宇宙微波背景显示，残留的辐射并非到处相同，而是在特定的区域聚集着涨落起伏。一些宇宙学家认为，我们的宇宙是宏大的多重宇宙中的众多宇宙中的一个。
事实上，我们并不确定是什么让大爆炸开始的。也许你就是回答这个问题的人。
博科园-科学科普｜撰文：Jake Clark（南昆士兰大学）、Belinda Nicholson（南昆士兰大学）、Josh Calcino（昆士兰大学）/原理（principia1687）
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