等一下，宇宙在大爆炸之前是啥？

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宇宙學家曾經認為宇宙是永恆的：既沒有開端，也沒有結尾。這聽起來可能很費解，但如果使用思想實驗去理解存在一個設定的起點意味著什麼，以及何時會出現這樣一個起點就要容易得多。因此，有很多物理學家提出了各式各樣的宇宙學理論——而在這些理論當中，時間似乎變得沒有那麼重要了。這些概念的致幻感正如你在大學裡看到的黑光海報一樣。稍等一下……

多重宇宙之花

一些科學家執著地認定宇宙存在著一個起點的主要原因在於：有太多的證據表明宇宙應有一個起點。但有沒有可能，我們的宇宙是在一個永恆的多重宇宙(就像有無數花朵綻放的土地)之中開鑿出來的(一小塊土地)呢？在這個模型中，每個宇宙都有一個大爆炸和自己的時間。在一個最流行的觀點中，甚至可能每個宇宙都有自己的物理規律。無限可能性會產生無限結果：有人說這個理論解釋了生命本身。

多重宇宙之花。

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我們必須要非常幸運，才能在一次大爆炸中就創造出擁有生命(我們所知的生命)所需的完美條件的宇宙。但是如果新的宇宙一直在湧現，那麼恰好有一個鄰居宇宙與我們的宇宙很像就不足為奇了。在這座宇宙花園中，每個宇宙都在遵循各自的法則綻放或枯萎，但是環繞它們的多重宇宙卻沒有一個開端或結束。這是變化和永恆的優雅交匯，也是諸多宇宙學家仍在啜飲的花釀。

奇點之前？

有些大爆炸理論的變體版本要比初始版本更合理一些。在最簡單的版本中，時間的起源是一個奇點，在那兒我們現在所看到的一切都被搗碎成了一個比原子還小的能量球——然後在此爆發出來，呵呵。但是奇點之前是什麼呢？像史蒂芬·霍金這樣的物理學家設法避開這個起點，並通過想像一個沒有明確「爆炸」的宇宙來還原一種永恆。你可以把時鐘退回到存在之初的邊緣，但追問在那之前呢？就像在追問一個達到北極的人更北的地方是什麼一樣。時間，正如我們所定義的那樣，隨著宇宙的塌縮失去了它存在的意義。

對於一個奇點來說，它永遠不會再縮小。但是沒有人可以在物理學上證明這一點——至少目前沒有。

穩定狀態

大爆炸理論斷言宇宙是從大爆炸中產生的，並且宇宙仍在向外膨脹。要丟棄大爆炸理論，就必須解釋我們為什麼可以看到遠處射出的星系。1948年，天文學家赫爾曼·邦迪(Thomas Gold)和弗雷德·霍伊爾(Fred Hoyle)解決了這個問題。他們將宇宙視為一場永遠耀眼奪目的煙火秀——宇宙每時每刻、無處不在地噴發和創造出新的物質。在這個穩態模型中，宇宙看似在增長，但其實這種變化只是一種錯覺，兄弟。

宇宙確實是在拉開間距，沒錯，但這並不是由一些單一的原始事件造成的。而是因為宇宙在不斷地創造著新物質，這些新物質又會把舊物質推向遠方。然而，在20世紀60年代發現的大爆炸中留下的微波輻射(宇宙微波背景輻射)衝擊了這個觀點——穩態理論無法解釋清楚這個餘輝。

碰撞

為什麼大爆炸一定要有一個起點呢？保羅·斯坦哈特(Paul Steinhardt)和他的合作者們提出：宇宙中無時無刻不在發生著爆炸——因為我們的宇宙處在五維世界中(哇哦)，只是我們的心智不足以感知其存在。我們知道所有的時間和空間都坐落在一個四維世界的表面上，稱為膜(brane)。有時候它會與另一個宇宙的膜發生碰撞，這一撞擊就創造出了我們所知道的大爆炸的能量爆發——並且能量作為一種宇宙背景輻射仍然可以被檢測到。當這些宇宙在五維世界中分離得越來越遠的時候，我們的宇宙就膨脹了。碰撞和分離永遠輪迴在一場迷幻的舞蹈中。有很多宇宙學家認為我們永遠都發現不了這個五維世界存在的證據，但是大爆炸不是真正的開始這一想法卻不會終結。

本文譯自 popsci，由譯者 七弦 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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