如果说宇宙诞生了130亿年,那么130亿年之前的世界是什么样的?

宇宙为什么也会有年龄呢?而且还是130亿岁?今天的宇宙年龄是根据宇宙大爆炸理论推算出来的,此理论认为我们的宇宙从一场大爆炸中诞生。宇宙大爆炸理论认为,宇宙在没有发生大爆炸也就是诞生之前是一个质量无限大、体积无限小、密度无限大的点,简称奇点。这个奇点于137亿年前发生了一个剧烈的大爆炸,然后宇宙由此诞生,大爆炸之初,物质只能够以中子、质子、电子、光子和中微子等基本形态存在,宇宙大爆炸之后温度不断下降,随着温度的降低,逐步形成了原子核、原子、分子,并且复合形成通常的气体,气体又逐渐凝聚形成星云,星云又进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成我们看见的宇宙。

1929年,美国天文学家哈勃在观测银河系临近的星系的时候发现了一个惊人的事实:那就是他发现几乎所有的星系都在相互背离,离得远的相互离开的速度也就越快,这一发现催生了宇宙膨胀理论,也是宇宙大爆炸理论的基础。根据哈勃的观测,后人对宇宙膨胀理论进一步探索,现在测出了宇宙膨胀的膨胀率,根据这一个不算太准确的数字,科学家得出了宇宙膨胀速度超过光速这样的理论。

这一理论表明,在距离地球大约137亿光年外的地方,星系离开地球的速度将会超过光速,也正是因为此,科学家得出了宇宙的年龄有137亿岁的结论,虽然这个数字不太准确,也有的说144亿光年,但是这个不重要,知道是怎么来的就行了。宇宙的年龄是根据我们可以看见的宇宙的范围来定义的,也就是可视宇宙范围,在地球上,理论上能够看到的最远的地方就是距离地球137亿光年外的某星系,而在这个距离之外的,哪怕是有什么东西,我们也看不见。

那么在137亿年前,宇宙刚刚诞生之前,一宇宙会是什么样子呢?这个问题科学家们是不愿意去讨论的,并且认为没有任何的意义,但是一些哲学家却乐于讨论,因为他们信奉造物主创造万物的理论,在他们看来,宇宙诞生之前,一定有一个造物主促使了宇宙大爆炸的产生,之后才有我们现在可以看见的宇宙。但是他们怎么不去讨论造物主哪里来的呢?只怕又是用一句造物主万能的说辞来掩饰理论的不完备性吧。

在宇宙诞生之前,没有时间,没有空间,万事万物都不存在也都没有意义,如果仍旧无法理解的话,那就来换位思考一下:假设你是一个电脑软件,我们都知道软件是基于硬盘而运行的,它不能够在脱离硬盘以外的世界独立存在,更不可能看得到硬盘外面的世界,假如你打开电脑之后你的开机助手提醒你这次开机用时12秒,但是如果你站在它的角度去思考12秒之前是什么样子的,你还能知道吗?同样的,宇宙也不会知道它诞生之前的世界是什么样的。

宇宙形成于130亿年前,直径最少920亿光年,宇宙中光速最快,那宇宙是怎么扩张的?

我曾经回答过两个相关的问题,分别是:(1)光速是宇宙最快速度,为什么哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间?(https://www.wukong.com/question/6454093144416846093/)(2)宇宙膨胀到超过光速会怎么样?(https://www.wukong.com/question/6446563781622366478/)我在这里再简要地解释一下。

第一,宇宙137亿年之前形成的时候发出的信号以光速旅行,今天才到达地球,在这个过程中宇宙还在继续膨胀,所以当时发出这些信号的天体距离我们肯定比137亿光年远,所以宇宙的直径径必须比137x2光年大。第二,我估计大部分朋友感到困惑的是,即使那些天体相对我们以光速膨胀,宇宙的直径也只能是137x4=548光年,怎么会比920亿光年大呢?原因在于,这些天体根本就没有怎么运动,更不会以光速运动,膨胀的实际上是空间,这些天体相对于它们所在的空间根本就没有怎么动。

为什么空间膨胀就会使得宇宙的直径比920亿光年大?要想理解这件事,首先需要明白宇宙膨胀是怎么回事。宇宙膨胀是整体的膨胀,每个地方的膨胀的速度都是一样的,就像拷面包的时候里面放一些葡萄干,面包烤之前,每两个葡萄干之间的距离假设是2厘米。面包烤的过程中均匀膨胀,每两个相邻的葡萄干的距离都增加,增加的量一模一样,最后烤熟了之后相邻葡萄干之间的距离变成了10厘米,也就是增加了5倍,那么面包的体积就增加了5的三次方、也就是125倍。

假设拷了40分钟,面包均匀膨胀,那么相邻葡萄干之间的相对膨胀速度是(10-2)厘米/40分钟,也就是每分钟0.2厘米,但是原来相距4厘米的两个葡萄干之间的距离从4厘米变成了20厘米,它们之间的相对膨胀速度就是(20-4)厘米/40分钟,也就是每分钟0.4厘米,增加了一倍!对于原来相距10厘米的两个葡萄干,它们之间的最后距离是50厘米,那么它们之间的相对膨胀速度就是(50-10)厘米/40分钟,也就是每分钟1厘米,增加了5倍!你可以看到,任意两个葡萄干之间的相对膨胀速度和它们之间的距离成正比,这就是哈勃定律!更详细的解释请读我对前面所说的那两个问题的回答。


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