宇宙大爆炸是靠什么力量?(宇宙大爆炸是靠什么力量传播的)

首先要弄清楚什么是奇点。奇点就是一个质量巨大，根据E=mc^2，因而能量也巨大，密度极大，引力极大，体积极小(不是没有体积)的一个质点。这就是说，在奇点内部隐藏着巨大的能量，只要有m千克的质量，就有mc^2焦耳的能量。巨大的能量主要以微粒和微粒之间的势能的形式存在。没有质量的纯能量在宇宙中是不会存在的。

奇点的演化过程是这样的:早期天体释放尽能量后，演化成白矮星、黑矮星、中子星，最终演化成黑洞。在黑洞内部，已经不存在原子、原子核、质子和中子了，再也不能对外发光了，甚至组成中子的夸克也被压碎，所以黑洞内部就是一团夸克态的物质。

但是物质是可以无限可分的，夸克态物质也是由更小的基础微粒组成的，它们之间的距离(空间)相对也是很大的。巨大的质量和能量聚集在极小的体积内，很容易使黑洞内部的基础微粒相互靠近，当两个或几个超级大黑洞相互吞并时，质量更大，引力更大，以引力波的形式释放能量后，继续彤塌收缩，最终演化成奇点。可见，奇点就是将要发生大爆炸的宇宙。

奇点内部的夸克态物质，在极大的压力下，微粒和微粒相互靠近，发生更深层次的核聚变反应，释放出巨大的核能，把奇点炸得粉碎，这就是宇宙大爆炸的力量，即第一推动力。

如果宇宙是多重的，宇宙是全息有如网络场的，那宇宙大爆炸靠的是场与场的相互作用而演化出来的，或由奇点白洞而经过上面所说的宇宙大爆炸而产生出我们现在的这个宇宙出来。而我们的这个宇宙再经过星体的毁灭而创造出黑洞，而黑洞最终成为了白洞而又再创造出下一轮的大爆炸，如此不断的循环亦末可知。以上所说出的，只是我的憶想，而有不当，敬请原谅！谢谢！

如果按宇宙爆炸学说，奇点发生爆炸。我们知道奇点的状态，奇点不是物质，不存在运动，而且受力是决定平衡的。

在我看来，想奇点爆炸只有一种可能，就是造成力的不平衡。

由于平衡关系被打破，那么力先做的就是压缩。某一方大于另一方，是压缩。某一方小于另一方，则对方压缩。

压缩之后就是爆炸。压缩的力度决定了这个宇宙最终能够扩张的体积，在没有外力干扰宇宙的情况下。

至于你问我什么力能打破奇点的力平衡，说真的我不知道，只能猜想，两种情况。

一是外力，或许别的宇宙，或许是什么足以打破平衡。

二是内力。我知道内力不足以打破平衡，而最最初始的宇宙外界是没有宇宙的，只能是内力打破但我们的宇宙是个现实，也就说明用内力的确打破了。

至于能量守恒，在奇点没爆炸前无所谓能量，而爆炸的一刹那，因为力的作用，如果宇宙在没有外界干扰的情况下，能量是守恒的。但如果有外力干扰，谁知道呢，干扰到什么程度，总有一种程度之上，宇宙能量会发生变化。

一、宇宙物质传化成能量

1.能量守恒

物质和能量有点像是鸡蛋和母鸡的例子，物质的变化必定伴随着能量的转移，同样能量的转移必定引起物质的变化，爱因斯坦的能量守恒定律就是解释这个的，E=M*C*C ，E是能量，M是质量，C是光速。最通俗的表现比如植物的光合作用就是利用光能转化成物质的表现，而动物进食之后将物质转化成能量和其他物质。因此周围的物质每天减少变成能量形式，同时能量又通过其他方式转变成物质形式，仅仅是存在的形式不一样而已，故而物质能量仍然是守恒的！

2.宇宙的基础可能不是能量或物质，而是信息

一些物理学家说它是亚原子粒子，其他人认为是能量，甚至是时空。其中一个比较激进的理论认为信息是宇宙最基本的元素。

尽管这一理论源自20世纪中期，在今天的杰出科学家中，正在经历一场复兴。

如果我们知道宇宙的构造和所有的特性，并且有足够的能量和技术，从理论上讲，我们可以把宇宙拆分成二进制的1和0，然后利用这些信息，重新构造它。

当然，只有卡尔达肖夫指数V级文明才能实现这一壮举。

卡尔达肖夫指数（英语：Kardashev Scale）是用技术先进程度来量度文明层次的指标的一种方法，根据一个文明所能够利用的能源数量。

V型文明已经超越了他们起源的宇宙，可能存在于各个多元宇宙内或者更高的维度内，可以在宇宙尺度下操纵物质，相当于宇宙中的管理者。如同上帝一般。

克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon ，1916年4月30日—2001年2月24日）是美国数学家、信息论的创始人。

他被誉为“信息论之父”。

1948年，他写了“通信的数学理论”，为数字时代奠定了基础。

在他之前，需要通过昂贵的模型制作，尝试和错误来完成的。今天，布尔代数被用于设计通信和计算机系统、硬件、软件等等。

基本上，任何产生、存储或以电子方式传输信息的东西都是基于香农的书。

香农理论的重要特征是熵（entropy）的概念，他证明熵与信息内容的不确定程度有等价关系。熵曾经是波尔兹曼在热力学第二定律引入的概念，我们可以把它理解为分子运动的混乱度。

熵越大，信息越不清晰，直到它变得无法理解。

从量子观点看信息理论，粒子的位置，它们的运动，行为，所有属性，展示的是它们的信息和它们背后的物理力量。

粒子可以表示为信息，并用二进制代码描述。

所以亚原子粒子可能是宇宙作为巨型超级计算机正在处理的的信息。

除了量子力学，信息理论已经被应用到音乐、遗传学、投资等领域。

此外，19世纪早期的数学家查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)，他首先将信息称为所有事物的中心组成部分。

约翰·阿奇博尔德·惠勒也是信息理论的有力支持者。

惠勒说，宇宙有三个部分：

首先，一切都是粒子。

第二，一切都是场。

第三，一切都是信息。

在20世纪80年代，他开始探索信息理论和量子力学之间可能的联系。

正是在这个时期，他创造了“bit”这个短语。

每一个粒子都携带一定的信息，称之为宇宙内在散发出来的想法。

一些信息理论的支持者认为，信息可以把广义相对论和量子力学之间的裂痕缝合起来。

1989年，惠勒宣布：

“每一个粒子，每一种力量，甚至是时空的连续性本身——都源于它的功能，它的意义，它的存在完全在于二元选择，可以分解为比特信息。”

一些物理学家认为，我们可能被困在一个巨大的全息图中。

宇宙是一个投影，很像3D模拟。

现实本质是可以简化为信息的，那就暗示信息的发布者是一个有意识的心灵，而我们的心灵是一个接收端，去解读和理解它。

意识是一个中心角色。

如果按照香农理论熵的概念，熵越大，信息越不清晰。因此心灵这个接受终端，需要降低信息的熵（混乱程度），才能理解信息。

但是由于宇宙传递的信息本质是按照自己的意志而排列组合的，所以任何接受者，接受的信息只是宇宙自身意志的一部分，某一段。

因此，心灵这个接受终端，只有吻合了宇宙意志自身某一段的表达，才能清晰的接受一段信息。

所以，从这个角度来说，一切感知，均是宇宙自身意志的表达。区别在于，有的人只能接受很小一部分，有的人接受的是还原度、纯净度很高的信息，或者接受的是扭曲的信息。

这就象收音机一样，你必须调谐频道，才能接收到某一频率的广播。由于人自身这个元器件的局限性，只能接收一部分频率的广播。而且，有的人能接收的比较清晰，有的接收的噪音很大。

而宇宙如此之大，电台如此之多，你所需要体验的只是你愿意接收的某个台，是听音乐还是听新闻，在于你自身这个接收端的解码能力。当然，大多数可能一生下来，频道就是固定的，只能接收某个3D空间的固定频率。这是上天安排好的任务。

这就存在一个有趣的现象，人先天的元器件，必须接收某个固定的频道。因为人自身这个信息体，也是宇宙比特流的一部分。你身处的3D物质环境，包括你的肉身，形形色色的信息比特流冲击着你，主导你的主观意识，你固定在一个特定频道上了。

而你想接收宇宙更多的信息，需要改造你的身体，具备换台能力，其次，吻合更多的宇宙意志，才能调谐到宇宙其它频道（意志表达）上。

而换台能力，就是自由意志。大多数的信息均为明意识和潜意识，在0和1之间选择后，显化出来的一条路径。只是大多数人，并不清楚自己无时不刻在选择。如果能强化自身的选择能力，明白事物的前后因果，趋势走向，就能更好的掌握自由意志。然后再忘记它，做到“无自性”，让潜意识默默的选择。

而更宽广的宇宙频率，也需要做到“无他性”。不要纠缠于宇宙的某一段意志表达，才能融入更大的海洋。了解更全面的宇宙。

而做到这一切，原本可能属于宇宙更高一层面的意志表达。

3.信息产生宇宙意识，意识产生宇宙

（1）信息不断产生

（2）意识不断进化

（3）宇宙意识不断交织成意识网络

（4）四D打印出不同的物质

4.物质守恒吗？

物质既会诞生，也会死亡！N亿年后，物质星系全部死亡，宇宙中仅剩下黑洞（暗星系）和暗能量，所以，质量，能量和虚空组成的不可分割的三位一体既是旧物质死亡的墓地，又是新物质诞生的摇篮，当数以百亿计的黑洞暗星系，在强大的引力作用下，以雷霆万钧之力收缩，并在爆炸点碰撞时，质量和能量相互作用再次诞生出新的物质宇宙，于是宇宙在有物质的宇宙和没有物质的宇宙之间永恒循环往复。

至今仍在物质堆里迷茫的主流物理科学家们，早就应该与时俱进，站在超越物质的高度进行探索了！

或许我们所谓的存在，在别的生物眼里，只是一张白纸，他们把起点和终点画好了。剩下的只是游戏？但他们是怎么来的？

这是个驳论！换位思考一下，他们是不是也是一张白纸！也是被别人画好了现在。人是一根思想的芦苇。道家的道德经中一句话，道有一，故一生二，二生三，三生万物。O，1，ⅤR改变了我们都是事物的看法，我们是不是生活在梦中！

从一维到四维，从弱小到富强，以前从愚昧，到有了文明！我们在地球上！既然让时间来计算。我们只是存在一天？那我们换角度，想，银河系！太阳系！在科学上叫宇宙大爆炸。想一想那么多，太过于虚拟吗？那不可一世的恐龙，只因一颗小行星，就灭亡了！是不是因为我们太过弱小，才得存活？

处于宇宙之中客观存在的所有物质是守恒的，虽然，宇宙空间物质阶段性存在的形式各有不同，但是物质存在的总量是不会发生任何变化的，从单方存在可视物质的表现上看，是会有阶段性的变化现象，这不会造成宇宙整体物质存在的变化。

而单方物质体的变化，只是大与少或存在形式上发生了变化，其宇宙空间累加的物质存在总量都是定量而守恒的。

那么，宇宙中最初的物质是哪来的？

要正确认识和理解这个问题，关健点是在于最初两字，我认为，宇宙之中的可视物质是不存在着最初哪里来的，因为，宇宙客观存在的物质，是一种从分散到集中再到分散又回归到集中之无限周期循环变化的轮回繁衍过程，宇宙之中所有存在的可视物质都是宇宙时间阶段性的形态体现，只会在个体(星体)或局部(星系)上发生变化。

随着时间的推移，这些个体或局部都会不断地发生随机演化的。可以说最初也就是起点，起点是人为可以设定，如地球、水星最初的物质哪来的等。对于宇宙物质存在的个体或局部而言是可以设定起点的，但对宇宙物质存在的整体来说，是没有任何起点或终点的，只会物质循环永恒地存在。

科学的发展是以人们所能了解到的世界作为基础的，而我们的眼界总是带有局限性的，哥白尼用向世界申诉太阳是宇宙的中心，在他那个时代这个发现无疑是颠覆性也正确的，今天看来太阳是宇宙中心是多么荒缪。牛顿力学完美的解释了从地面的物体运动到太空的行星运转，是多么的简洁、完美！但是今天的电动力学和量子力学告诉我们牛顿力学只是他们在人类感知范围内的一种近似。然而电动力学和量子力学之间的争吵却一直存在，未来他们又是哪个理论的近似？

科学总是这样：从错误走向正确，再从正确走向错误，周而复始，但是每次批判否定到新理论的确立都是人类的对世界了解的进步，然而这个进步不会停止，因为宇宙是无穷无尽的！而我们也不会得到最终的答案，因为我们就在这个答案里。

爱因斯坦发现e=mc方之后，物质就不守恒了。能量与物质可以相互转化。原子弹就是在剧烈反应后，一部分物质变成了能量。

至于最初的物质从哪来，这问题目前无解。一般认为大爆炸理论能够解释，但是尚无明确的证据。所谓大爆炸理论首先定义了一个宇宙初始点，在也就是宇宙的时间空间能量质量的最初原点。叫做奇点。在这个奇点之前，没有时间和空间的概念。在奇点上发生了一次能量物质形式的大分裂，于是开始有了时间空间物质和能量的相互转换。

我们考察上面的爱因斯坦质能公式会发现，其中包含四个元素，能量，质量，光速，也就是距离除以时间。光速是一个常数，但常数正表示时间与空间的内在联系是固定的。

直观上，空间我们容易感知，而时间我们感知就稍微难一点，因为看不见摸不到。最近头条连续发了好几篇说时间不存在的文章。其实是站不住脚的。时间首先是一个先后次序，将事物发生的先后次序量化就是时间。先后次序其实是宇宙运行的最基本因素之一。有了先后次序，才有因果。例如本问题中的最初的概念，就是一个先后次序的概念。

在谈论宇宙本初问题时，时间空间能量质量都是无法回避的，也就是要说就只能一起说。

物质说白了就是由各种元素组成的，元素又是宇宙大爆炸产生了很多基本元素，电核之间相互吸引排斥，形成物质逐渐发展到现在的样子。

二、宇宙物质从何而来？

1.微观物质

质子的内部结构，有夸克、胶子和夸克自旋。核力的作用就像弹簧，如果不拉伸，力可以忽略不计，但如果拉伸到很大的距离，力就很大。

我们的宇宙是一个膨胀和冷却的宇宙。当它从一个热的、密集的、均匀的状态发展到一个冷的、稀疏的、块状的状态时，宇宙历史上发生了许多重大的事件。在热大爆炸的那一刻，宇宙充满了各种超高能量粒子、反粒子和辐射量程，它们以光速或接近光速运动。

2.宏观宇宙

另一方面，今天，我们的宇宙充满了恒星、星系、气体、尘埃，以及许多其他在早期宇宙中能量过低而不存在的物质。一旦物体冷却到足以让希格斯粒子给宇宙提供质量，你可能会认为质子和中子会立即形成。但它们不可能马上就形成。

3.微观物质组成宏观宇宙

在非常高的温度和密度下，有一个自由的，未束缚的夸克胶子等离子体。在较低的温度和密度下，有更稳定的强子:质子和中子。

早期宇宙在基本粒子获得静止质量之后，就有了所有粒子-反粒子的组合，它们在能量上可能相互碰撞。有:

夸克和反夸克,

轻子和反轻子,

中微子和反中微子

以及规范玻色子，

根据爱因斯坦的质能方程，只要有足够的能量，所有这些粒子都会形成。大爆炸开始后，粒子获得质量只需要10^-10秒，但还没有质子或中子。

早期的宇宙充满了物质和辐射，它是如此的热和密集，以至于它阻止了所有的复合粒子，比如质子和中子，在第一个瞬间稳定地形成。

相反，宇宙是如此的炙热和“稠密”以至于只能存在夸克胶子等离子体。如果你只熟悉重力和电磁，那么这是违反直觉的。在这种情况下，两个粒子离得越近，力的大小就越强。使两个电荷之间的距离减半，使它们之间的力增加四倍;按照广义相对论的说法，将两个质量之间的距离减半，引力可能会增加3倍以上。

但是会有例外，假设有一个夸克-反夸克的组合，如果把它们之间的距离减半。它们之间的强度并不会扩大4倍。它甚至没有翻倍。相反，他们之间的力量下降了。

在高能量(小距离)下，强作用力的相互作用强度降为零。在远距离，它迅速增长。这就是渐近自由的概念，它已被实验证明是非常精确的。

这很奇怪，但这就是原子核和强核力的工作原理。在一定的距离下，带色电荷的任何两个粒子(夸克和胶子)之间的力实际上会降为零，只是随着它们距离增大而增大。在这些非常早期的高温和密度下，核力太弱，无法将任何东西结合在一起。结果，粒子只是到处乱窜，相互碰撞，产生新的粒子，然后湮灭。

但随着宇宙的膨胀，密度减小，温度降低；随着时间的推移，越来越难制造出质量更大的粒子。

从纯能量中产生的物质/反物质对(左)是一个完全可逆的反应(右)，物质/反物质湮灭回到纯能量中。产生和湮灭过程遵循E = mc ^ 2，是唯一已知的方法来创建和摧毁物质和反物质。在低能量下，粒子-反粒子的产生受到抑制。

此外，除了最轻的夸克(向上和向下，加上反向上和反向下)和最轻的荷电轻子(电子，加上正电子)之外，所有其他粒子对放射性衰变都是不稳定的。当皮秒（10^-10s)变为纳秒，纳秒累积为微秒时，较重的粒子停止产生并从我们的宇宙中消失。底/反底夸克首先消失，接着是tau和anti-tau轻子。然后是魅力夸克/反魅力夸克，接着是奇异夸克/反奇异夸克。

宇宙中基本粒子的剩余质量决定了它们何时以及在何种条件下能够被创造出来。粒子质量越大，它在早期宇宙中自发形成的时间就越少。

当失去越来越多的粒子/反粒子组合时，它们会产生更多更轻的粒子/反粒子对，但也会产生更多的光子。每次我们从粒子/反粒子湮灭中产生两个光子，它就会稍微减慢宇宙的冷却速度。宇宙变得越来越冷，越来越稀疏，但它也在改变其中的物质。在早期阶段，周围的粒子中只有一小部分是光子、中微子和反中微子，但数量可观。但是随着这些粒子开始消失，这些分数会越来越高。

在早期宇宙中，全套粒子及其反物质粒子非常丰富，但随着宇宙冷却，大多数粒子湮灭了。今天剩下的所有传统物质都来自夸克和轻子，而所有湮灭的物质都产生了更多的光子、中微子和反中微子。

随着宇宙进一步冷却，介子和反介子开始衰变，同时上下夸克(加上反上夸克和反下夸克)开始分离到相当大的距离(飞米:10^-15米)。大爆炸后10到20微秒，达到了临界温度/密度的组合。现在已经冷却的温度在2万亿K (2×10^12 K),夸克和反夸克现在相距足够远,强大的力量开始变得充实。

就像一个未拉伸的弹簧不会产生力但是拉伸的弹簧会，夸克在到达一定距离之前不会感受到限制力。但一旦它们这样做了，就会受到约束。

质子的三个价电子夸克有助于它的自旋，胶子、海夸克和反夸克以及轨道角动量也是如此。静电斥力和强核力的相互作用共同决定了质子的大小。

逐渐地，进行了转变:从自由向上、向下、反向上和反向下的夸克到束缚质子、中子、反质子和反中子。宇宙仍然足够热，可以形成新的粒子-反粒子组合，当物质足够稠密时，还可以形成很多上/反上和下/反下夸克组合。

但是现在它们的密度不够大，有质子和中子(反质子和反中子)，宇宙不够热，不能自发地产生新的质子/反质子或中子/反中子对。这意味着，当质子和反质子(或中子和反中子)相遇时，它们会相互湮灭，无法制造新的质子。

无论什么时候使一个粒子与其反粒子碰撞，它都能湮灭成纯能量。这意味着如果让任意两个粒子以足够的能量碰撞，就能产生一对反物质。但如果宇宙低于某个能量阈值，你只能湮灭，而不能创造。

那么，当宇宙在这一关键阶段冷却下来时，会发生什么呢?

剩余的自由夸克开始受到限制，变成质子、中子、反质子、反中子和介子(不稳定的粒子，称为介子)，

介子衰变，反质子和反中子与质子和中子湮灭，

这让我们只剩下质子和中子，只是因为在早期，宇宙创造了比反物质更多的物质。

随着宇宙的膨胀和冷却，不稳定的粒子和反粒子会衰变，而物质-反物质对会湮灭，光子再也不能以足够高的能量碰撞，从而产生新的粒子。但是总会有一些剩余的粒子无法找到它们的反粒子。它们要么是稳定的要么会衰变，但它们都对我们的宇宙有影响。

最终，宇宙开始像我们今天认识的那样。当然，又热又密。当然，没有原子，甚至没有原子核。当然，它仍然充满了一堆正电子(电子的反物质对应物)和电子，并且仍然在自发地创造和消灭它们。但是现在存在的大部分物质，在大爆炸开始25微秒后，仍然以某种形式存在着。质子和中子将成为原子的组成部分;中微子、反中微子和光子将成为宇宙背景的一部分;电子/正电子对湮灭后剩下的电子将与原子核结合，使原子、分子和复杂的生化反应成为可能。

但在这个阶段，最大的新发现是粒子不再是个体的，在所有尺度上都是自由的。相反，宇宙第一次创造了一个稳定的多粒子束缚态。质子是两个上夸克和一个下夸克，由胶子束缚，中子是一个上夸克和两个下夸克，由胶子束缚。仅仅因为创造了比反物质更多的物质，宇宙才会有质子和中子;只有希格斯粒子给了基本粒子静止的质量，我们才能得到这些束缚的原子核。

由于强作用力的性质，以及夸克之间这种拉伸弹簧状相互作用所产生的巨大结合能，质子和中子的质量大约是组成它们的夸克的100倍。希格斯粒子给了宇宙质量，但限制是我们99%质量的来源。没有质子和中子，我们的宇宙将永远不会一样。

三、宇宙能量从何而来？

宇宙的诞生，目前的科学家认为，是一个无中生有的过程，由一个无穷小，能量无穷大的奇点，138亿年前大爆炸，产生了整个宇宙的其他物质，包括时间和空间。

1.宇宙最初的能量从何而来？

宇宙的能量其实是与质量同时产生的。但却不能说质量就是能量能量就是质量。

原始空间本为零性态，我们知道0可以分化等量的正数与负数。质量与能量，就是由原始0性态空间分化的等量正负性体。因此，质能是相辅相成共同诞生的；质能是既相生又相制相克的关系，但却不是能够互相转化的关系。极性对应关系的哲学定义就是既互相推动、又相制相克的关系，这种关系也是宇宙万物普遍对立关系的实质所在。质能公式与极性分化式的一丁点差异，就注定了质能公式的找不到出路。

宇宙就是个物质存在，这个存在没有开始的时刻，物质宇宙只有在物质自身所携有的能量驱动下的循环变化，一个循环的变化不需要开端，物质结合靠物质自身的结合能，物质离散又释放这些结合能。能量只是物质的一个属性，它伴随物质而存在，物质的存在不需要有什么开始，能量伴随着物质，当然也无需一个什么开始，而能与物质同在。

2.什么是物质？

现在的科学已经知道原子内部绝大部分是空的，是由很少的粒子：电子、质子、中子组成的。而认为电子是没有结构的，是所谓电子云的形态存在的。其实电子也是有结构的，只不过现在的科学手段达不到那么微观探测不到。

3.物质怎么转化成能量？

能量守恒定律是每一个学过物理的人都知道的一个物理“常识”：能量不会凭空产生，也不会凭空消失。

这对于我们目前的认知来说，可以说是一个绝对的定理。能量可以转换成不同的形式，甚至可以转变成质量，也就是变成“物质”，但是却无法完全消失，或者完全从虚无中产生。

不过，这也让很多人产生了一个疑问：既然能量无法凭空产生，那么，构成我们这个宇宙的能量又是从哪里来的呢？

事实上，我们不能单纯地只从能量的角度来思考这个问题，而是要站在更高的角度来思考。

所谓的能量，其实是一种用来度量四维空间的物理量。我们在度量二维空间时，一般用到的是质量，度量三维空间的时候用到的是动量，而四维空间就是质量了。

小编认为，能量甚至可能是另外一种我们难以理解的维度。

能量在不同的阈值内，就会有不同的表现：可以表现为能量，也可以表现为质量——二者是统一的。而在表现为质量的时候，它也会有不同的形式——中子、质子、电子、光子等等。

138亿年前，宇宙大爆炸。一个体积无限小、温度无限高、时空曲率无限大、密度无限高的奇点爆发。同时，大量的微观粒子形成，它们在138亿年的岁月里逐渐形成了今天的宇宙。

在这些微观粒子形成的同时，反物质也形成，它们的数量和我们的物质相同，性质完全相反。而这个奇点内所含的能量能形成多少物质和反物质，就遵从爱因斯坦的相对论了。

回到最初的问题，

4.奇点内的能量是从哪来的呢？

其实，就像我们说的，这个能量不会凭空产生，而是从一个更高的维度被“创造”出来的，而其模式我们是完全不懂的。

从我们的维度来说，我们认识到的所谓的能量守恒定律，可能在更高的维度来看，只是一个非常有局限性的理论罢了。

就像时间，在我们看来是一个真实存在却又似乎虚无的东西，其实也只不过是四维空间中的一个维度。

前不久，科学家发现了所谓的时间晶体，可以不借助任何能量，就能持续地重复某种运动。那么，它的能量又从哪来的呢？

实际上，这种所谓的运动，其实就类似于我们三维空间中物质的排布罢了，都是有着极其完美的重复性而已。

所以，能量也是一样的，也只是物质的另一种存在形式罢了。

能量不会凭空产生或消失，物质也不会。它们的出现，不是凭空的，而是从更高的维度里通过某种极其高级的方式转化过来的。

要怪的话，只能怪我们自己所处的维度太低，局限了我们的认知。想要真正搞懂能量和质量的问题，只能期待我们早日“进化”到更高的维度了。

四、宇宙空间从何而来？

1.宇宙的一切到底从何而来？

（1）宇宙为何会存在？

人们为这个问题已经争论不休了几千年。全世界几乎每一个古代文明都会有着自己对于这个问题的解释——但尽管存在差异，但从本质上来说，他们 基本都将原因归为某位神灵的创造。宇宙的起源问题同时也是哲学界长久以来探讨的话题。然而在这场喧嚣之中，科学界的声音却显得格外微弱。

哈勃空间望远镜拍摄的图像。大质量天体会造成背景星系光线的弯曲，这是爱因斯坦的理论所预言的情景，被称作“引力透镜”

蟹状星云，这是超新星爆发留下的遗迹。我们所在的宇宙或许只不过是一片无垠沙滩上的一颗沙粒而已

不过在最近几年时间里，一部分物理学家和宇宙学家们终于开始尝试涉足这一终极问题的探讨。他们指出我们目前已经大致了解了宇宙的历史，并且也了解了可以对其进行基本描述的物理学定律。他们认为，借助以上这些信息，我们应该就可以探寻宇宙如何存在以及为何存在这类问题的答案。

天文学家们自己也承认，他们对于这个问题给出的回答听上去是充满争议的：他们认为我们目前生活其中的，遍布恒星的宇宙最初是从一场剧烈的大爆炸中诞生的，而在那之前什么都不存在。天文学家们指出，大爆炸必然会发生，原因是“虚空”（nothing）本质上是不稳定的。

这样的观点或许听上去会显得非常诡异，或感觉就是另外一个疯狂的创世学说。但物理学家们指出，这一理论是直接从物理学的两大支柱，即量子力学和广义相对论中推导出来的。

可是，

（2）从“虚空”之中诞生，这怎么可能呢？

2.真空中的粒子

“斯蒂芬五重星系”。哈勃空间望远镜拍摄图像

在探讨这个问题之前，我们首先应该了解一下量子力学的一些观点。量子力学是物理学的一个重要分支，主要适用于非常微观的世界，如原子甚至更加微小的粒子。这是一个极为成功的理论，它实际上构成了现在我们使用的大部分电子器件背后的理论基础。

量子力学告诉我们，并不存在所谓的“真空”。即便是最完美的真空之中实际上也充斥着粒子与反粒子，它们不断诞生，然后几乎在同时不断湮灭。

这些所谓的“虚粒子”（virtual particles）存在的时间太过短暂，因而无法被直接测量到，但通过一些效应，我们可以确信它们的确存在。

时空——从零空间和零时间开始

3.多重宇宙就像这些气泡一样

从微观事物，如原子，到宏观事物，如星系。与描述微观世界的量子力学不同，我们用于描述宏观世界的理论则是广义相对论。这是爱因斯坦一生最重要的成就，该理论描述了空间，时间和引力是如何运作的。

相对论与量子力学不同，并且迄今都没有任何人能够将这两者成功地统一起来。然而借助谨慎的近似方法，一些理论科学家的确已经成功地在某些具体问题上同时应用这两大理论。比如英国剑桥大学的史蒂芬·霍金教授对于黑洞的研究便是如此。

在这样尝试的过程中，科学家们发现的一个情况就是，当将量子力学应用到在可能范围内最小尺度的空间中时，空间本身将变得不稳定。在这样的尺度上，空间不再显示完美的平滑和连续，空间和时间都失去了其稳定性，它们混杂在一起，形成了时空的泡沫。

换句话说，微小的时空泡沫是可以自发形成的。美国亚利桑那州立大学坦普尔分校的劳伦斯·克劳斯（Lawrence Krauss）表示：“如果时空是量子化的，它们就会发生涨落。因此正如你可以创造出虚粒子一样，你也可以创造出虚时空。”

除此之外，如果这些时空泡沫的形成是可能的，那么它们就一定会形成。美国波士顿塔夫茨大学的亚历山大·维兰金（Alexander Vilenkin）指出：“在量子物理学中，如果某件事并非是被禁止的，那么它真的发生的概率就不为零。”

4.从“气泡”中诞生的宇宙

宇宙微波背景辐射分布图，这是宇宙大爆炸留下的余晖

于是，并非仅仅只有粒子和反粒子能够从“虚空”之中诞生并消亡：时空的“气泡”也同样可以。但即便如此，想象一下一个无限小的时空气泡要变成一个内部包含有1000亿个以上星系的巨大宇宙，这样的跨越也实在太大了。难道不是吗？即便这样一个“气泡”能够形成，它也会在转瞬之间再次消失。

但事实上，这样的“气泡”是有可能幸存下来的。但为了达成这样的结果，我们还必须借助另外一项宇宙奇迹：暴涨。

大部分物理学家现在都同意我们生活其中的宇宙是从大爆炸开端的。起初宇宙中所有的物质和能量都被压缩在一个无限小的点上，然后这个点爆炸了。之所以物理学家们能够达成这样的共识，主要源于20世纪早期的一项重要发现：观测证据显示宇宙正在膨胀。既然所有的星系都正在远离我们，那么在此之前的某一时刻，所有星系必定都曾经聚集在一起。

而暴涨理论指出，在大爆炸之后的一个阶段，宇宙曾经经历过一段急速膨胀的过程。这一听上去有些荒谬的观点最早是在上世纪80年代由美国麻省理工学院的阿兰·古斯（Alan Guth）提出来的，随后由现任职于斯坦福大学的安德烈·林德（Andrei Linde）进行了修订。

这 项理论的主要观点包括：在大爆炸发生之后的一瞬间，量子尺度的空间突然经历难以想象的极速膨胀过程。在极短的时间内，原始宇宙的大小便从比一个原子核还要 小，突然膨胀为一粒沙子的大小。当这一膨胀过程最终减速时，驱动这一过程的力场转变为充斥今天宇宙空间的物质与能量，也因此，古斯将这一暴涨过程称作“终 极免费午餐”。

然 而更加让人感到诡异的是，这一诡异的理论竟然与观测现实的吻合度相当好。尤其是，它可以非常好的解释宇宙微波背景辐射的存在，这是大爆炸留下的微弱余晖， 这种微波辐射几乎均匀地分布在宇宙的各个方向，构成一种近似背景的模式。如果宇宙没有经历过如此快速的暴涨过程，那么这一辐射背景的均匀度应当会差得多。

宇宙是平坦的，这很重要

研究的结果显示，从最大的可观测尺度上来看，我们的宇宙是平坦的。宇宙是平坦的——这一点极其重要，因为只有一个平坦的宇宙才能从“虚无”中诞生。

暴涨理论也给了宇宙学家们一把测量的工具，他们可以据此度量宇宙的几何学特征。对这一问题的研究结果对于我们理解宇宙如何从虚无之中诞生将具有关键意义。

爱 因斯坦的广义相对论告诉我们，我们生活其中的时空可以三种形式存在。它可以表现为平坦的，就像一张桌子的台面；它也可以具有正曲率，就像一个球体的表面， 在这种情况下，如果你旅行地足够遥远，你将会回到你最初出发的地方；最后一种，宇宙也可以表现为负曲率，此时宇宙在几何特征上的表现就像一个马鞍。那么究 竟哪一种才符合实际情况？

有一种方法可以找到答案。或许你还记得在你中学的数学课上，你的数学老师应该曾经告诉过你，三角形三个角的内角和等于180度。但实际上你的数学老师还遗漏了一项重要的内容，那就是这种情况只适用于平面。如果你在一个皮球的表面画一个三角形，你会发现它的三个角的内角和会大于180度。反过来，如果你在一个具有负曲率的表面，比如一个马鞍的表面画一个三角形，你会发现它的三个角的内角和将是小于180度的。

那么这样一来，要想判断宇宙是否是平坦的，我们就要测量一个巨大三角形的内角和。而这正是暴涨理论能够发挥作用的地方，它决定了宇宙微波背景辐射中相对较为温暖与较为寒冷的区域的平均大小分布。对这些区域大小的测定在2003年完成了，这样天文学家们便有了许多的三角样本可以进行测量。这项研究的结果显示，从最大的可观测尺度上来看，我们的宇宙是平坦的。

宇宙是平坦的——这一点极其重要，因为只有一个平坦的宇宙才能从“虚无”中诞生。

所有现在存在的事物——恒星，星系以及我们借以看到世界的光线，所有这一切必定源自什么地方。我们已经知道粒子可以在量子层面上从虚空之中诞生，而要想产生出宇宙中的全部恒星和行星，将需要巨大的能量才能实现。

5.宇宙本身究竟是从何处获得这么多的能量的？

诡异的是，它或许根本就不需要去获取能量。这是因为宇宙中的任何物体都会产生引力，这种引力会对其周围的其他物质产生一股拉力。这种引力将会平衡掉最初用于创造物质的的能量本身。

这就有点像是一把旧式秤杆，你在一头放上重物，而在另一端放置砝码，直到两者的重量相等。而在宇宙的案例中，物质被放在了秤杆的一端，放在秤杆另一端的砝码就是引力，它必须能够平衡掉物质的重量。

物理学家们的计算显示，在一个平坦的宇宙中，物质中所蕴含的能量恰好被这些物质产生的引力所具有的能量所平衡掉。但这一点也仅仅适用于平坦宇宙的情形。如果宇宙具有曲率，那么这两者将难以相互抵消。

6.单一宇宙还是多重宇宙？

在宇宙的案例中，物质被放在了秤杆的一端，放在秤杆另一端的砝码就是引力，它必须能够平衡掉物质的重量

到了这一步，创建一个宇宙看起来似乎很容易了。量子力学告诉我们“虚空”是不稳定的，于是一开始从“什么都没有”到“有什么”这一步似乎是不可避免的。随后 在经历暴涨过程之后，大爆炸中产生的那个微小的时空“气泡”迅速膨胀并最终成为我们今天看到的这个巨大而繁忙的宇宙。正如克劳斯所指出的那样：“根据我们 所了解的物理学原理，我们的宇宙应当是从‘空无一物’之中诞生的——没有空间，没有时间，没有粒子，没有任何我们已知的东西。”

那么这一过程为何只发生了一次呢？如果可以有一个时空“气泡”从虚无之中诞生，并经历暴涨之后成为我们生活其中的宇宙，那么有没有可能这样的过程会多次发生，并且产生多个类似的宇宙呢？

对于这个问题，林德给出了一个简单但让人有些难以理解的答案。他认为宇宙正在被不断的创造出来，并且这样的过程将会永远地持续下去。

林德指出，当一个新生宇宙停止暴涨，它将仍然被一个持续暴涨的空间所包围。这个暴涨的空间中产生出更多的宇宙，而它们的周围也同样是更多持续暴涨的空间。因 此一旦暴涨开始，它应当会持续不断地产生出大量的宇宙，也就是林德所谓的“永恒暴涨”。我们所在的宇宙或许只不过是一片无垠沙滩上的一颗沙粒而已。

那些宇宙可能会与我们生活的这个宇宙存在着深刻的差异。在另外一个宇宙中，空间或许有5个维度，而不是像我们宇宙中的3维，即宽度，长度和高度，那里的引力作用或许要比我们强上10倍，但也有可能弱上1000倍，甚至根本就不存在引力。那里的物质也可能是由完全不同性质的粒子所组成的。

因此完全有可能存在着许许多多形形色色的宇宙。林德表示所谓的“永恒暴涨”并非仅仅是“终极免费午餐”，它还是唯一一场你可以吃到任何一样美食的方式。

尽管直到目前为止我们仍然还未能取得确凿的证据证明其他宇宙的确存在，但这些理论本身却已经为一句话赋予了全新的含义：“感谢一无所有”。（编译：晨风）免责声明：部分图片源自网络，如侵权请告知尽快删除

宇宙最震撼的事实

天体物理学家 Neil DeGrasse Tyson 接受《时代周刊》的一个采访时被问到，“关于宇宙，你觉得最震撼的事实是什么？”这支短片的内容便是他的回答。

间，存在着这样一个事实。它显现在我们能构想的所有尺度上。小至分子、原子和亚原子微粒；大到恒星、星系、类星体、星系间的气体云，以及宇宙微波背景。从最弱最弱的低频光子，到最大的星系；从最不稳定的地心铀原子衰变，到形成于460亿光年外的首批中性氢原子。从、电磁力、强核力和弱核力，到粒子的存在和粒子的特性。

人类总觉得，相比宇宙的浩瀚自己如此渺小，但其实宇宙存在于你我之间，因为构成你我的那些原子正是来自宇宙的星辰，所以我们与宇宙存在着联系。很多人毕生追寻存在感，渴望成为大千世界的一部分，渴望自己与周遭发生的事件有所关联，成为事件的参与者，但只要我们活着，我们就已经是参与者……这便是关于宇宙最震憾的事实，你我，其实皆是宇宙。

五、宇宙时间从何而来？

1.时间流动是真实的还是一种假象？

时间流动是一种假象，而且真诚地说，我不知道有多少科学家和哲学家会对此持有异议。之所以说它是假象，是因为如果不这么认为，那所谓时间在流动到底是指什么呢？当我们说某种东西像河水一样流动，意思是某时某刻河流的一部分在之前的某个时刻处于另一个位置。换句话说，河水会随时间而运动。但是，时间无法随时间运动——时间就是时间。许多人在思维上犯了一个错误，认为时间不会流动的说法意味着没有时间，时间不存在。这太荒谬了。时间当然存在。我们用钟表来测量它。钟表测量的不是时间的流动，而是测量时间的间隔。当然，不同事件之间存在着时间间隔；这正是钟表所测量的。

2.时间流动的印象从何而来？

我想要做个类比。假设我站着，旋转几圈后停止。然后我就会有一种压倒一切的感觉，觉得整个宇宙都在旋转。我感觉到旋转，但我知道宇宙并没有旋转。类似的，我感觉时间在流动，但当然，我知道它并没有流动。而且，有可能对这一假象的解释与大脑中某些东西有关，并且与记忆（比如放下某段记忆）存在联系。因此，这是我们的一种感觉，但不是时间本身的性质之一。

人们思考的另一件事是：他们认为否定时间的流动就在否定时间对于世界的不对称性。当然，世界上的事情都遵循一个方向序列。把鸡蛋丢到地上，它就会破裂。你不会看到鸡蛋重新组装起来。地震后建筑物会倾倒，而它们不会自动从碎石堆中重新崛起。日常生活中还有许许多多这样在时间中不对称的例子；这是世界本身的性质。这不是时间的性质，而对此的解释可以追溯到非常早期的宇宙及其初始条件。那就是一个完全不同且值得尊重的课题了。

3.时间会不会流动？

那是哲学的一部分。

4.时间是宇宙的根本吗？

时间和空间是我们制定当前所有宇宙理论的框架，但还存在一些疑问，它们是否可能是宇宙中后来出现，或者说次要的特性？或许宇宙的法则根本上是根据某种“前空间”和“前时间”制定的，而这些“时空”来自某种更加基础的东西。

现在，很明显，我们在日常生活中经历的是一个三维的世界和一维的时间。但是，回到大爆炸的时候——我们并不知道宇宙如何在大爆炸中诞生，但我们认为量子力学可能与此有关——可能就是我们所说的经典时空的概念，一切似乎都有明确的定义，也许这一切都已经终结。因此，也许不仅仅是物质世界和能量，甚至时空本身也是宇宙早期阶段的特殊产物。我们不知道。这项工作还有待研究。

5.时间是后来产生的？

在我的职业生涯开始之前，有关时空是后来产生的，是次要特征——来自某种更加原始，或者说某种在我们对自然的描述中处于基础位置的东西——的说法一直萦绕在我们周围。美国理论物理学家约翰·惠勒（John Wheeler）相信这一说法，并在20世纪50年代为此撰文，称存在某种前几何学促成了几何学的出现，正如原子促成了连续弹性体的出现。人们对这一说法很感兴趣。

问题在于，我们没有任何相关的实验。你可以能为此想象出数学模型，但验证它们似乎毫无希望。我认为原因在于，大多数人感觉如果存在某种支撑时间和空间的东西，以及任何偏离我们对时间和空间连续认知的概念，可能都只会在所谓的普朗克尺度上表现出来。这一尺度比原子核还小20个数量级，而我们目前最好的仪器只能探测比原子核高几倍的尺度。我们在普朗克尺度上以可控方式进行探测是非常困难的。

6.如果多重宇宙存在，它们是否有一个共同的时钟？

不同观察者和不同地方的时间相互比较，即使在同一个宇宙中也是一件很微妙的事情。当你谈论时钟的速率是多少时，比如说在黑洞表面附近，那里时钟的速率就与地球上的时钟有很大不同。因此，甚至一个宇宙中都没有共同的时钟。

但是，如果现在存在一个多元宇宙，无论每一个宇宙是否都具有各自的时间，你都只能在拥有某种信号传递途径的前提下，对两个宇宙的时间进行比较。这取决于你的多元宇宙模型。现在宇宙学家们提出了很多模型，在其中一个经常谈论的模型中，各个宇宙似乎都处于一个膨胀的超级结构——外形上如同泡泡——之中，并没有能直接比较两个泡泡之间时钟差异的方法。

在认识时间的最新进展中，你觉得最令人兴奋的是什么？

我对一个实验室在时间感知方面所做的工作尤其感兴趣，因为我认为他们有能力在接下来几年里很快做出成果。例如，在一些著名的实验中，人们显然是在特定时刻自由做出了决定，但后来发现，这些决定其实是在稍早之前做出的，表明他们自己对时间以及在那段时间内行为的感知在事件过后经过了某种编辑。当我们观察世界的时候，我们看到的是一个明显连贯和流畅的叙事，但实际上，大脑会不断受到来自不同感官的数据轰炸，并将其综合在一起。大脑将信息整合，然后呈现出一种连贯的叙事，似乎这就是我们感知到的世界本身。于是，我们就有了这样一种印象，觉得我们主导一切，一切都很顺利。但是，事实上，大部分世界都是在事件之后重建的某种叙事。

当然，尤其令人震惊的是看到人们做出合理反应的速度，要比思考的速度快得多。你只需想象一个钢琴演奏者，或者一个网球运动员，你就能明白他们不可能做出有意识的决定——“那个球正以这个方向飞过来；我最好移动到那里击球”。信号到达大脑，然后从大脑再发出信号到运动系统，做出反应，这段时间太长了。然而，他们依然会有一种压倒一切的印象，觉得自己是在实时地观察世界，并且掌控着一切。我认为这些都是非常吸引人的东西。

就基础物理学而言，关于时间有什么特别新的发现吗？

我认为答案是并不见得。确实有一些新的观点出现。我认为仍然是基础性的问题；我们已经谈论了其中一个问题：时间是后出现的性质，还是基础性质？还有时间箭头的终极起源问题，即世界在时间上的不对称性，仍然存在争议。我们知道必须追溯到大爆炸，但还有各种没有完全解决的问题萦绕在周围。不过，从时间测量或任何暴露时间本质的角度来看，这些都是某种空想的哲学性或理论性的问题。

当然，我们总是期待做实验的同事们改进时间的测量。在某些阶段，测量手段将变得足够好，我们毫无疑问将看到某些奇特的现象出现。还有一个突出的根本问题，即尽管物理定律大部分情况下在时间上是对称的，但是在某些情况下，有一组过程必须与弱相互作用有关，此时这种时间反转的对称性会出现少量明显的基础性崩溃。这一过程似乎发挥了重要作用，并且整合到了更广大的宇宙拼图中。我认为有些东西依然在发挥着作用。因此，粒子物理学领域还需要进行更多实验，或许才能解开这个时间反转的不对称性难题。

你的猜想，你想象是什么？

宇宙大爆炸是靠一种自然力来推动的，这种自然力来自于宇宙在运行过程中产生的一种力量。这种来自于宇宙深处的力量是一种超自然的现象引起的巨大力量。这是一种自然界的摩擦运动，快速而又十分稳妥的产生自然规律的作用于宇宙的推力，在此力量的大力推动之下，是可能引发宇宙大爆炸的。世间没有固定不变的东西，宇宙也是一样，只有一种能量的积聚在一定标准时，才会引起宇宙大爆炸。而要获得宇宙大爆炸带来的后果产生的效果，只有积极的投入人力和精力，才能够发现和找到宇宙大爆炸的蛛丝马迹，才能有后来的认识提高和要想找到的物质。但是，宇宙大爆炸是一个过程，有时表现为巨大的，可以找到具体的物质。有时表现出来的，却是很小的寻找到他们释放出的物质非常之困难。