關於大爆炸理論的3個問題
大約138億年前的某處,宇宙在大爆炸中誕生。不到一秒,原本合一的四個基本力——電磁力,引力,弱核力和強核力分離了。突然,宇宙開始以指數級擴展,宇宙開始膨脹。稍後但在最初範圍內,強子形成,中微子停止與與其他粒子相互作用。在接下來的十秒,輕粒子佔據統治地位。它們短期規則讓步於統治了接近38萬年的光子,後來由最新形成的氫原子和氦原子接管統治,但是直到約5.59億年後,星星通過融合這些微粒才開始發光。
大爆炸是我們所能解釋宇宙的產生和存在最好的理論。正如天體物理學家Ethan Siegel在最新書籍Beyond the Galaxy中寫到:
時至今日,沒有其他模型既可以與廣義相對論一致,又可以解釋宇宙的哈勃膨脹,輕元素的豐富以及宇宙電磁微波背景的存在和性質,而大爆炸恰恰是唯一可以做到的。
但是儘管有可行和大量的科學證據的支持,宇宙學的理論定義並不完美。存在著三個主要問題。
首先是視界問題。如果我們遠觀太空,有數以億計的光線,光子有同樣溫度-大約2.725開式度。但如果從另一個方向看,我們看到的是一樣的。多麼巧合!事實上,當天文學家從所有方向看,無論多麼遠,他們發現所有區域都有同樣的溫度。這令人極其費解,Siegel說:」這些區域因為距離分開,而這個距離要遠超過任何信號,甚至是光線在宇宙產生時所能穿越達到的路程。」大爆炸對於這一奇事沒有任何解釋。
而大爆炸沒有解釋的另一個怪事就是扁平問題。幾乎所有的由天文學家收集的證據表明宇宙是平的。就像是桌上的一張紙,時空都展現出沒有任何彎曲。在大爆炸的背景下,這個看上去極不可能。
最後就是單極子問題。由大爆炸所產生的巨大能量產生了一個帶磁性的顆粒,它打破了模型。所有磁鐵有兩個極,北極和南極。就算是磁鐵突然折斷,兩個極依然存在。但是這個顆粒實際上是只有一個極的磁鐵:帶磁性的單極子!
在2014年,研究者在實驗室里創造出一種合成磁鐵單極子,但是物理學家在自然中至今發現了其中一個粒子。 斯坦福的一個研究者Blas Cabrera,也是低溫暗物質研究實驗的當前領導者,他發現了追溯1982年的一個候選單極子,但是沒有其他實驗應證他的結論。
所以我們該如何處理這三個難題呢?僅僅忽略它們嗎?
」我們不禁想把這上面三個問題根本不當作是問題,而僅僅看作是宇宙起源的條件……「Siegel寫到。「清理真相併不被打擾,大爆炸足以應對。「
」但是那將是一個糟糕的非科學性的態度……只要我們一相信有些事情是科學無法回答的問題,它將是一個自我實現的預言。「
科學家們不會因為問題很困難就避開它們,恰恰相反,科學家們會精確地處理這些問題。壞名聲是發現者,而對於這個世界,則有更重要的東西——知識。
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