宇宙大爆炸？其實是大凝結！

一種新不雅點認為，宇宙年夜爆炸不是一切的起頭，而是一個改變的時刻。

年夜爆炸的神秘面紗

人們經常把宇宙年夜爆炸與美國天文學家愛德文·哈勃聯系起來，但它的發源可以追溯到比利時神父、天文學家喬治·勒梅特。20宿世紀20年月末，勒梅特曾不雅察到宇宙在膨脹，他猜測宇宙在好久之前是一個“原始原子”，它逐漸膨脹，最終變為我們今天看到的一切。

這個“原始原子”是什么？它從哪里來？霍金曾說過，問年夜爆炸之前發生了什么就像問海說神聊極的海說神聊部是什么。他認為，既然時候自己就在那一時刻被締造出來，再問之前發生了什么就毫無意義了。這并沒有阻止其他物理學家試圖回覆如許的問題。勒梅特本身就曾提出過“鳳凰宇宙理論”，認為宇宙像鳳凰一樣，能涅槃更生。他認為，宇宙的膨脹會放緩，然后逆轉，最終坍縮當作一個新的原始原子，然后再一次發生年夜爆炸，宇宙又一次更生。

本宿世紀初，一些物理學家還提出了所謂的“火宇宙理論”，認為我們地點的宇宙其實是一個有著更高維度的、極其弘大的宇宙的一小部門。年夜爆炸是這個高維宇宙的兩個部門發生碰撞發生的，碰撞后形當作了我們地點的三維空間。

其他一些提議加倍瘋狂，好比一種按照暴脹理論給出的猜測。暴脹指的是宇宙早期急速膨脹的過程，它由能量隨機波動引起，但這種波動隨時隨地都可能發生。這不僅意味著我們宇宙的某個處所會在某一天俄然暴脹為一個新的宇宙，并且還表白我們的宇宙可能是從某個古老的宇宙中暴脹出來的。

無論是鳳凰宇宙理論、火宇宙理論，仍是暴脹理論，它們都試圖揭開年夜爆炸的神秘面紗。然而，它們都無法精確地描述年夜爆炸的關頭時刻事實發生了什么。

年夜爆炸那一時刻

年夜爆炸源自我們最好的引力理論——廣義相對論。廣義相對論認為，恒星和行星能扭曲本身四周的時空，這種扭曲發生了引力。我們從天文不雅測中知道，時空在膨脹，按照廣義相對論，這意味時空在曩昔某個時刻必需是一個別積無限小的、密度無限年夜的點，被稱為奇點。但那時空變得越來越小時，量子力學相關的效應必需考慮進去。然而，廣義相對論與量子力學理論很難融合，這給研究年夜爆炸那一時刻帶來了極年夜的堅苦。

在曩昔的幾十年里，物理學家一向在測驗考試把這兩個理論融合當作一種量子引力理論，并取得了很多進展。例如，一種路子是把時空算作非持續的，認為它是由一個個“時空原子”組成的。

另一些物理學家一向在測驗考試繞開這個堅苦，去研究年夜爆炸那一時刻，他們起首想到的是水。

若是時空是流體

想象一下把一桶水澆在你的頭上。水是由很多受到量子力學支配的分子組成的，可是你不需要知道細節就知道你的頭發會被淋濕。你甚至可以用流體力學切確地計較出水是若何流動的，而流體力學早在量子理論提出之前就存在了。若是流體力學許可我們切確地描述流體，而不去糾纏分子的細節，那么也許有一種法子能切確地描述時空，而不需要知道涉及到“時空原子”的細節。

這種類比并不僅僅是概況上的。在曩昔幾年里，物理學家操縱流體系體例造了一些模子，發現它們與時空自己十分相似（拜見拓展閱讀）。一些物理學家認為，時空不只像一種流體，它其實就是一種流體。

若是真是如斯的話，時空也許會有多種狀況，能發生近似的相變。我們知道，水有三個常見狀況，別離是冰、液態水和水蒸氣。它們都是由水分子構成的，可是這些分子之間的彼此感化是分歧的。在水蒸氣中，分子四處飄零，彼此間的感化力很弱。然而，若是它們撞上窗戶上冰涼的玻璃，它們就起頭擠在一路，由氣體固結當作液體。

物理學家認為，正常的時空近似液態水一樣，它有著時候和幾何布局。若是時空變為近似水蒸氣的話，“時空原子”仍會存在，但時空此時是一種沒有時候和幾何布局的異域宿世界。

物理學家對這種理論不竭完美，取得了不錯的研究當作果。一個推論是，宇宙起頭時發生的年夜事務不是一場年夜爆炸，而是一次急速的相變，從近似水蒸氣的狀況固結當作近似液態水的狀況。這意味著宇宙底子沒有一個明白的初步，我們所認為的年夜爆炸只是一個固結的剎時（見圖示“流體時空”）。這個剎時可以被稱為“年夜固結”，若是讓時候倒流的話，那么這個剎時則是“年夜沸騰”。

那么，在年夜固結另一邊的時空是如何的？

在阿誰時空中，我們所熟悉的時候和空間概念將不復存在，沒有所謂的“上下前后擺布”以及“曩昔、此刻和將來”，所以我們很難用說話來形容它們。這近似水中的魚試圖想象水蒸氣一樣堅苦。

“年夜固結”理論受到了很多其他物理學家的接待，可是今朝沒有任何證據能證實它是準確的。物理學家正在測驗考試用它來推導出一個可被驗證的推論，來查驗理論自己的準確性。他們起首要做的，則是想法子用數學描述阿誰近似水蒸氣的時空。這項工作無疑是極為堅苦的，但這些物理學家籌辦接管這一挑戰，用他們的話講，那就是“盡力做一條躍出水面的魚”。

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用流體模擬時空的嘗試

越來越多的嘗試表白，時空和流體之間存在很強的相似性。例如在2001年，來自美國的物理學家研究了一種特別的流體，叫做玻色-愛因斯坦凝集態。這種流體是由一堆處于超冷情況下的原子構成，這些原子就像士兵一樣，能整潔齊截地勾當，使它們看起來如統一個單一的原子。物理學家經由過程調整磁場限制這種流體，使其短暫膨脹，然后爆炸。爆炸發生的粒子對噴流，近似于年夜爆炸后物質的發生。

在2016年，來自以色列的物理學家利用了近似的手法，用玻色-愛因斯坦凝集態模擬出了一個黑洞。黑洞是一種任何物質包羅光線都無法從中逃離的天體，近似于水面上的漩渦。這個模擬是為了檢測關于黑洞最聞名的展望之一：黑洞會發生輻射，即霍金輻射。公然，物理學家不雅察到了這個模擬黑洞也會發生近似霍金輻射的工具。