現代主流科學理論認為,我們的宇宙誕生于138億年前的大爆炸。大爆炸之初宇宙中只有純能量,你有沒有想過,純能量到底如何轉化為物質的?如今我們能看到各種各樣的物質,這么多的物質是如何演變來的?
![]()
宇宙大爆炸理論強調,138億年前的奇點突然膨脹創造了如今的一切,奇點的體積無限小。但這個詭異的奇點是怎么出現的?
嚴格來講這并不屬于現代科學研究的范疇,因為人類已知的所有大自然法則在奇點面前都失效了,因為人類科學研究的范圍并不涉及無限,無限本來就是一個抽象的概念,而人類只能研究具體的事物。
![]()
而且,宇宙大爆炸理論還表明,時間和空間都是隨著宇宙大爆炸而產生的,對于我們來講,宇宙大爆炸發生一個普朗克時間之后的時間才是有意義的,研究之前的時間是沒有意義的,因為普朗克時間是有意義的最小時間單位。
不過,我們可以嘗試用一種前沿的理論,量子場論理解“宇宙大爆炸之前”到底發生了什么。量子場論是基于量子力學誕生的理論,它同樣相當詭異,不能用我們的傳統思維去理解。
按照量子場論的詮釋,絕對的真空是不存在的,宇宙一開始并不是“什么都沒有”,而是存在著最基本的場,很多類型的場,比如說電子場,中子場,希格斯場等。
![]()
沒有任何干擾的情況下,這些場都處于基態,也是最穩定的狀態,就像是一片風平浪靜的大海那樣。
不過根據量子力學的不確定性原理,處于基態的場一定會出現某種擾動,從而讓場從基態變成激發態,這就像風平浪靜的大海突然變得洶涌澎湃。但是激發態的場總是會傾向于回歸到基態,于是各種不同形式的場就在基態與激發態之間來回上演。
![]()
其實這就是量子漲落的過程,當場從基態轉為激發態的時候,處于激發態的場就會表現出波動,而波動就會帶來能量,具體表現為量子漲落,正反虛粒子對會衍生出來,然后發生湮滅瞬間消失。
這并不違反能量守恒定律,按照量子力學不確定性詮釋,只要整個過程時間足夠短,就可以一直上演量子漲落。而由于時間和能量具有不確定性,時間越短,量子漲落的能量就越大。
![]()
于是,某個偶然情況下,在極短的時間里,量子漲落的能量可以達到足夠大,甚至可以無窮大,這就是奇點的誕生。
但是,衍生出來的虛粒子不應該瞬間湮滅才對嗎?理論上確實如此。不過隨著宇宙開始急劇膨脹,衍生出來的正反虛粒子對可能會移動得非常遠,以至于它們完全找不到自己的另一半,結果就不會發生湮滅。
于是,未能湮滅的虛粒子就成為了實體粒子,很多基本粒子就是這樣產生的,比如說電子,光子等。
![]()
能夠看出,電子光子還有其他所有的基本粒子,本質上仍舊是能量,它們看起來有形的實體本質上只是能量波動產生的,也就是較大的量子漲落。
理論上講,通過量子漲落產生的基本粒子,比如數光子,電子等都應該以光速飛行,但事實上并非如此,只有光子和膠子等少數基本粒子的速度為光速,像電子質子等基本粒子的速度都達不到光速。
為何會這樣呢?
![]()
這都是希格斯場的功勞。宇宙中到處充滿了這種場,希格斯場的擾動就會形成希格斯粒子,這種粒子是萬物質量的源泉,因此也被稱為“上帝粒子”。
電子質子等之所以擁有質量,就是因為本來應該以光速飛行的它們,會與希格斯粒子發生作用,然后就減速了,正是在減速的過程中,電子質子等基本粒子獲得了質量。也就是說,希格斯粒子賦予了基本粒子以質量。
![]()
而像光子和膠子等基本粒子不會與希格斯粒子發生作用,所以它們沒有質量,嚴格來講沒有靜質量,只能以光速飛行,而且一出生就是光速。其他基本粒子無論如何都達不到光速。
總之,按照量子場論,我們的宇宙很可能是由一次巨大的量子漲落產生的,而量子漲落的本質就是不確定性。為什么會有不確定性呢?我們不得而知,目前只知道不確定性確實存在,它也是量子世界的固有屬性。
![]()
說白了,在宇宙還沒有誕生之前,就存在某些最基本的東西:場,場是一切誕生的基礎,包括物質和質量都是場賦予的。而場的狀態與我國古代提出的“混沌”狀態非常相似,都是無法用語言準確描述出來的狀態!
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.