奇点是时空中的一点,在该处时空曲率或其他的物理量都变得无限大。
大爆炸宇宙论所追溯的宇宙演化的起点。它具有一系列奇异的性质,无限大的物质密度,无限大的压力,无限弯曲的时空等。不少学者证明在广义相对论的宇宙学中,“奇点”是不可避免的,均匀各向同性的宇宙是从“奇点”开始膨胀的。1970年,英国理论物理学家霍金(Stephen Hawking, 1942— )等人提出“奇点定理”,证明当把广义相对论应用于宇宙学时,就必然会出现“奇点”,不仅大尺度宇宙会出现“奇点”,而且一个恒星的引力塌缩的最终结局也是“奇点”。另一些学者认为,广义相对论中“奇点”的不可避免,可能是广义相对论局限性的一种表现。爱因斯坦说:“人们不可假定这些方程对于很高的场密度和物质密度仍然是有效的,也不可下结论说‘膨胀的起始’就必定意味着数学上的奇点。”(《爱因斯坦文集》第1卷)有一种推测认为,宇宙演化的开端,也许就没有“奇点”。例如温伯格(Steven Weinberg, 1933— )说:“宇宙从来就没有真正达到过无限大密度状态。宇宙现在的膨胀可能开始于从前的一次收缩的末尾,当时宇宙的密度达到了一个非常高的,但仍然是有限的密度。”(《最初三分钟》)有关“奇点”所引起的争论,涉及到了因果性、物质的可分性等哲学问题。
奇点是指时空开始无限弯曲的那一个点[2] 。科学家认为奇点存在于黑洞中央,一个奇点可能自宇宙大爆炸起宇宙如何开始的起点[2] 。比如,在黑洞内部,所有恒星的质量都在狭小的空间内压缩,甚至可能成为一个单一的点[2] 。当代物理学理论认为这个点是无限密集,尽管科学家认为它是因广义相对论和量子力学的不一致而导致物理学崩溃的产物。事实上,科学家怀疑奇点是非常密集,但并非无限密集[2] 。
空间——时间的具有无限曲率的一点。空间——时间,在该处开始、在该处完结。爱因斯坦说,时间和空间是人们认识的错觉。时间是因为宇宙万事万物的变化,让人们产生了时间的概念。在奇点处,随着宇宙的诞生,开始有了变化,是宇宙的开始。经典广义相对论预言存在奇点,但由于现有理论在该处失效,也就是说不能用定量分析的方法来描述在奇点处有些什么。
若不可延拓时空中存在一条或一条以上的类时或类光的不完备测地线则称该时空为奇性时空,不完备测地线所趋向的点即为时空奇点。
作为“宇宙学的奇点”,大多科学家认为它是宇宙产生之初,由爆炸而形成宇宙的那一点。它具有所有物质的势能,而这种势能----正是由大爆炸而转化为宇宙物质的质量和能量,,我们可以想象,奇点是一种没有固定形状的、没有体积的不可思议的存在。作为一个世界的发生之初,它应该具有所有形成宇宙中所有物质的势能,而这种势能----正是我们所言的能量,我们可以想象,能量是一种无形的东西的,所以奇点是无形的。同时我们还可以想象,在某一点上宇宙奇点的这一势能平衡被打破,于是偶然的,能量便不断转换为物质,而经过若干年而形成了我们的宇宙---物质与能量的共生体。它是存在于宇宙形成之前的“第一推动”(虽然宇宙形成之前没有“时间”这一概念)——然而我们不能想象的出的是什么东西引发了这一奇点势能平衡的被破坏。数学上,奇点是没有大小的“几何点”,就是不实际存在。令人难于理解的还有,没有大小的奇点物质竟然是能级无限大的物质。这些是同我们现有的理论和观念不相合的。
在广义相对论中,对奇点的研究是一个重要的课题,它既是能量条件最早的应用之一,也是全局方法在广义相对论中初试锋芒的范例。在能量条件简介的引言中曾经提到,广义相对论的经典解,比如Schwarzschild 解 - 存在奇异性。这其中有的奇异性 - 比如 Schwarzschild 解中的 r=2m - 可以通过坐标变换予以消除,因而不代表物理上的奇点; 而有的奇异性 - 比如 Schwarzschild 解中的 r=0 - 则是真正的物理奇点。很明显,在奇点研究中,真正的物理奇点才是感兴趣的对象。奇点显然就是那些时空结构具有某种病态性质 (pathological behavior) 的时空点。但稍加推敲,就会发现这种说法存在许多问题。首先,“病态性质”是一个很含糊的概念,究竟什么样的性质是病态性质呢?显然需要予以精确化。其次,广义相对论与其它物理理论有一个很大的差异, 那就是其它物理理论都预先假定了一个背景时空的存在,因此,那些理论如果出现奇点 - 比如电磁理论中点电荷所在处的场强奇点,可以明确标识奇点在背景时空中的位置。但广义相对论描述的是时空本身的性质。因此在广义相对论中一旦出现奇点,往往意味着时空本身的性质无法定义。另一方面,物理时空被定义为带Lorentz 度规的四维流形,它在每一点上都具有良好的性质。因此,物理时空按照定义就是没有奇点的,换句话说, 奇点并不存在于物理时空中。
既然奇点并不存在于物理时空中,自然就谈不上哪一个时空点是奇点,从而也无法把奇点定义为时空结构具有病态性质的时空点了。但即便如此,象 Schwarzschild 解具有奇异性这样显而易见的事实仍然是无法否认的, 因此关键还在于寻找一个合物理学家们对奇点性质所做的研究还有许多,通过这些例子,对奇点定义所包含的复杂性有了一些初步了解, 它的表述虽然简单,却巧妙地包含了难以完整罗列的种种复杂的时空类型。但另一方面,这个定义虽然已经具有很大的涵盖性,却仍不足以包含所有的奇点类型。这一点也是由 Geroch 指出的,此人在奇点定理的研究中是可以与Hawking 及 Penrose 齐名的非同小可的人物。1968 年,在提出上述反例的同一篇论文中,Geroch 给出了另外一种时空,它是但细致的研究表明,这一描述同样不足以涵盖所有的奇点。1968 年R P Geroch 给出了一个共形于Minkowski 时空的时空(R4,Ω2ηab), 其中共形因子Ω2 具有球对称性,在区域 r>1 恒为1,在 r=0 上满足t2Ω→0 (t→∞)。显然 (请读者自行证明), 对于这样的时空,类时测地线r=0 沿t→∞ 具有不完备性,因此这个时空流形具有类时测地不完备性。另一方面,所有类光测地线都将穿越区域r≤1 而进入平直时空,因而都是测地完备的。由此可见这一时空具有类时测地不完备性,但不具有类光测地不完备性。这个反例表明奇点并非都能理解为是从时空中被挖去的点 (或点集)。
通过奇点的定义而看出来,如对sinz/z,很容易发现z=0是奇点。
奇点的类型:将函数展成洛朗级数,即f(z)=Σak(z-z0)^k。
(1)级数无负幂项,奇点为可去奇点,如sinz/z。
(2)有限个负幂项,奇点为极点,如1/(z²-1)。
(3)无穷多负幂项,奇点为本性奇点,如e^(1/z)另外的,有限个负幂项即lim(z→z0) f(z)=∞若lim(z→z0) (z-z0)^m×f(z)=有限非零。
奇点通常是一个当数学物件上被称为未定义的点,或当它在特别的情况下无法完序,以至于此点出现在于异常的集合中。诸如导数。
扩展资料:
实数中当某点看似 "趋近" 至 ±∞ 且未定义的点,即是一奇点x= 0。方程式g(x) = |x|(亦含奇点x= 0(由于它并未在此点可微分)。同样的,在y=x有一奇点(0,0),因为此时此点含一垂直切线。
当一个图形线条之间相通且奇点数为0或者2时,该图形可一笔画出。另:所有的端点都是奇点。
从这一点出发的线段数为奇数条偶点:从这一点出发的线段数为奇数条一笔画中可以有0个奇数点或者2个奇数点一笔画问题就是判断奇点的个数,要是0或2,就可以一笔完成,大于2,就不能了,还可以做推广,比如奇点数为4,要2笔;为6,要3笔而且在存在奇点的情况下,一定要从奇点出发。
参考资料来源:百度百科——奇点
如果宇宙之初是一个奇点,那么奇点之前是什么?
宇宙诞生于138亿年前的一次大爆炸,这已经成为现代宇宙诞生论的标准答案,尽管也有很多的不同意见,但通过现代天文观测,大爆炸论能被证实的证据是比较充分的,当然我们今天不纠结大爆炸论的来历,而是大爆炸的奇点,都说宇宙诞生于大爆炸,那么请问奇点之前又是怎么样的世界呢?
从大爆炸到奇点!
从伽利略的《星空信使》开始,人类的宇宙观走入了一个全新的高度,哥白尼的日心说在伽利略的望远镜下得到升华,牛顿从开普勒和伽利略的基础上总结出万有引力定律,得以让漫天繁星有了相互之间的纽带!曾经牛顿认为宇宙的大小是无限的,他的理由很简单:
根据现代宇宙观来看,这个观点是对的,但论据是错的,牛顿得出这个无限大的结论是理性思维的结果,战胜了他敬畏大自然的心理!当然除了牛顿以外还有一个人对宇宙的年龄做出了评估:
奥伯斯认为宇宙中有无数星星,因此将会有无数的光到达地球,地球再无夜间而亮如白昼,但事实上并非如此,这是因为宇宙存在的时间不够久,牛顿无限宇宙中的星光还没有到达地球上,因此宇宙必定有一个年龄!
尽管基于牛顿错误论据中得出来的无限宇宙论,奥伯斯却推测出了一个宇宙年龄的问题,不得不说奥伯斯脑子很好使!但这些都是猜想,没有任何证据,下面我们给出一位可从他的公式中推导出宇宙命运的人士
1916年爱因斯坦发表的广义相对论中有一个描述宇宙时空状态的“万能方程”,这就是大家所熟悉的引力场方程,它小到可代牛顿的万有引力公式计算天体之间的引力,也可以大到计算宇宙的形状与命运
1922年弗里德曼假设了一个宇宙物质分布均匀的前提后,求出了宇宙可能的三个形状,但大多数情况下都是动态的,而随后哈勃观测证明宇宙正在膨胀,从而推导出宇宙的过去曾经处在相当致密的状态。
在发现宇宙大爆炸预言的微波背景辐射后,BIG BANG说法开始占领全世界,霍金从黑洞的奇点论中得到了灵感,继而提出了宇宙大爆炸奇点的说法,宇宙开始于一个包含了整个宇宙的物质与时间以及空间的致密,高温的奇点!这就是从牛顿的无限宇宙观到霍金奇点论的始末。
奇点包含了什么?
上文我们说明了宇宙的开端奇点包含了整个宇宙的物质、时间与空间,似乎非常难理解,奇点包含所有物质已经匪夷所思了,居然还能包含时间和空间,是不是得解释一下?
无论是黑洞的起点还是宇宙的起点,都是物理定律失效的地方,但我们仍然可以在奇点之外试图进行理解:
广义相对论最精髓的思想就是替牛顿解释了引力的来源,最直接的就是解释了水星进动的问题,因为水星在太阳的弯曲时空中运行,所以才产生了牛顿万有引力无法计算的进动量,这表示广义相对论的时空观是正确的,质量弯曲时空,请注意是时空,而非只有空间!当这个质量达到黑洞的奇点时会出现一个事件视界!我们都知道那是黑洞的绝对势力范围。
那么当整个宇宙的物质都被压缩成一个奇点时,时空又会如何,说实话根本无法推测,但空间与时间以及质量一起出现在奇点内,我们似乎可以从物理学角度来考虑这个问题。
奇点之前是什么?
霍金并没有交代奇点的来历,因为从无限膨胀的大撕裂宇宙并不能推测出宇宙诞生之前的模样,因果律走到了最初的原点,而这个原点从哪里来,我们根本就不知道,因为这是宇宙诞生“以前”的事,而我们宇宙所有物质的 历史 源头,只能追溯到诞生那一刻!
当然如果宇宙的未来在膨胀到某一刻之后趋向于收缩,那么我们可以从中推测下宇宙的过去是是什么,因为这样的宇宙论支持一个循环宇宙,也就是说宇宙膨胀到某一刻,然后收缩,最终坍缩为起点,再次引发大爆炸,重新诞生一个新宇宙,如此周而复始!
此时我们可以告诉大家,奇点之前就是上一个宇宙,那么我们的宇宙未来发展趋势支持这个观点吗?似乎并不行,有几个论据:
简单的说宇宙连一点想要再次收缩的意思都没有,而是直白的告诉大家,所有的一切未来将趋向于无限膨胀,宇宙似乎是一次性的,并没有打算周而复始!所以我们可以的告诉大家,奇点以前是什么,没有人能知道!这是一个答案吗?其实天文学上这样的答案有很多,我们找到一个答案的边界也是一个答案!
一立方厘米奇点,(定义不是物质,因科学家说那时三无,无时间,无空间,无物质)质量无限大……要产生无限宇宙星球……大…。温度太高……高……轰炸了,产生物质宇宙,有了时间137亿年前。真逗,挺好。
原来奇点前和现宇宙边缘外是(三无产品)没工商注册,所以就是物质也视为无…哈哈!
鸿蒙宇宙,人类诞生之初直至今日,从遗留或记载及口口相传之中,而得到一个亘古不变的真理。那就是任何事物发生发展到结束的过程,都离不开几个阶段。那就是起始阶段,上升阶段,微衰阶段和消亡阶段。我相信宇宙的发生发展到最后也离不开这个规律。
所谓奇点,就是摸不着看不见的那个巨大黑洞的质点,说它是小到无体积,无视点但又 质量无限大压力无限大温度无限高。
但问题是,奇点以前是什么,也就是说它的来源是什么,它从哪里来的?这就又回到了现在的宇宙膨胀论上了!对于这个问题,个人坚持本文开头的说法,那就是奇点就是宇宙的起始阶段,大爆炸到现在是上升阶段,宇宙膨胀速度会从现在的上升加速度,到加速度的顶点,这个时候就是鼎盛阶段,过了鼎盛阶段就会慢慢改为减速,也就到了微衰阶段,直至减速到停止膨胀,然后就是收缩坍塌直至回到原点,也就是我们所说的奇点,这就是问题的解。
看到这里各位也许大概可能知道了奇点之前是什么了吧?不同意我的说法请勿喷,最好是说明你的看法,因为世间本来就没有绝对的真理,所谓的真理都是暂时的和相对的,都经不起推敲,只有理论与实践相结合之后,才能见分晓。但是这个问题可能也许一时半会不会有真理。
根据宇宙大爆炸理论,宇宙开始于奇点,奇点可以说是宇宙之初。因为时间、空间和物质都是奇点所生,因此奇点就是时间的开端,宇宙的起点。
时间从奇点开始,就意味着奇点没有之前,因为“之前”也是个时间概念。当然“奇点”也不是凭空来的,奇点虽没有之前,但也有从何而来的问题。回答这个问题之前,我想讲明白一道理。那就是如果我回答了奇点是从什么东西而来的,或奇点“之前”是什么,那必然会引来新的疑问:那这个“什么东西”又从何而来?或它“之前”是什么?诸如此类,无穷无尽。所以这个问题的常规回答是满足不了此类疑问的。也从根本上解决不了问题。
量子力学对此问题的回答是奇点“之前”是量子真空态,积蓄了很多的能量,偶尔量子涨落起伏,奇点爆炸了,产生了宇宙。
宇宙大爆炸的“奇点”是一个密度无限大、时空曲率无限大(即没有体积、没有时间)的奇异点,还有的说它的质量也无限大、温度也无限高。整个宇宙的物质和能量都聚于一个只有在数学上才出现的点,这样不讲“理”的点为什么大家都能接受呢?根本原因就是这个奇点是从爱因斯坦的广义相对论场方程得出的。那如果撇开广义相对论和爱因斯坦,这样的“点”人们还能接受吗?
咱们换个思路来理解这个奇点,如果这个“奇点”是一个没有任何质量和密度,没有任何能量和温度的“洞”或者“空”(当然也就没有体积和时间了),这样是否就变得合情合理了?是不以时间和空间方式存在的客观实在性(物性)通过这个“洞”创生了宇宙,这个奇点只是一个通道或者叫方法,真正用来产生全宇宙的物质能量并不在奇点,也不在任何地方,这只是一种物性的存在,也就是世界的本原,如果不承认这一点,就什么也不用谈了。
这个物性通过奇点创生宇宙也不必因量子起伏而从某一时刻开始,而是一直在进行。宇宙对于我们这个时空是1382亿岁,对于我们现在还没法涉足的时空就不一定是1382亿岁。毕竟我们都是以我们地球为中心来观测这个宇宙的空间和年龄。
老子早就说过:一生二,二生三…
宇宙大爆炸于奇点,就是一个浓缩的点。就像黑暗宇宙中放置了一颗手雷(点),威力无比。当它自燃后惊天动地的炸开了整个宇宙。形成了数不胜数的银河系列,几亿亿亿亿不知多个少亿的宇宙世界。
在探寻奇点之前,人类科学家好奇的问道:这颗手雷(奇点)又是谁放的?
是自然形成丶还是神灵安置?这就回到"先有鸡还是先有蛋"的老路,刨根追底,寻根溯原,先有宇宙还是先有奇点?这是唯物主义和唯心主义的宇宙观在交锋。
这个问题霍金已经回答的很好了,就是不能以人类现有的因果观套用到宇宙起源上。
按照目前的主流宇宙学理论,我们的宇宙起源于138 02亿年的奇点大爆炸。
要注意这个奇点和黑洞中心的奇点都是体积无限小,密度无限大的一维点。
宇宙大爆炸奇点不同与黑洞中心的奇点,前者不存在时空,而后者存在时空曲率,因为时空是大爆炸之后的产物。
纵观人类的科学发展史,不难看出所有理论都是先基于观察个体自然现象,然后把多个“单一”现象归纳出普遍性规律。
我们再利用归纳的规律创造自然现象很难甚至不会主动形成的事物。这就是发明创造的本质。这个道理也就是马克思所说的那样:科学就是从特殊到一般,再用一般性规律指导特殊的过程。
而在归纳现象的过程中,人类最常用的手段之一就是因果律。
比如牛顿看见苹果落地会发问:为什么它是向下落,而不是飘向天空。于是归纳出万有引力
当人得了坏血病会死去,具有科学精神的医学家会问为什么会出现坏血病,在探究原因的过程中才知道维生素C的存在。
可以说,人类的科学成就基于好奇心,而好奇心就是基于人类天生对因果观的青睐。
因果观在人类的发展史上屡试不爽,貌似所有存在的事物都有自己的成因。
德国古典哲学家黑格尔曾经用“存在即合理”的论断赞誉因果观。
即便一个难以理喻的事物存在,那也一定有它存在的原因,只是我们暂时不清楚而已。
终于,当人类抱着这样的因果观解释宇宙起源时,因果观居然失效了!人类这时候回万分惊恐,于是总会搬出上帝这种存在“打破”因果律的角色来对付因果律。其实这完全就是掩耳盗铃的行为,对因果律的深刻认知毫无帮助,甚至是在宇宙面前表现出的懦夫行为。
我们知道宇宙来源于奇点大爆炸,那我们会问奇点来自哪里?奇点存在的原因是什么?
即便我们明白了奇点存在的原因是A,那么因果观又会迫使我们继续追问:那A存在的原因又是什么?
于是以此类推,这个问题就没完没了了。
想必大家小时候都质问过小伙伴你为什么这样。即便小伙伴用理由Y完美回答后,你又会近一步质问他那为什么Y是这样!
这也是叔本华的《论充足理由的四重根》对事物存在的因果律表述。
其实人类可以换个角度理解这个问题,那就是不要总抱着奇点不放,而是质疑一下具有先验性的因果观真的无懈可击吗?
因果观又是不是人类意识的自身局限性造成的呢!
我们生存的宇宙,在奇点之前是什么呢?
我们知道无限的宇宙从来就没有启点,它没有开始,也没有结束,那么它总有一个开端吧?
答案是否认的,这是人类把事物的变化从开始到结束的一个局部的一个小范围的认知,从大范围来讲,它没有开始,也没有结束,它永远在不断的变化中,这个变化就是宇宙的本质,而永远,永远,看不见结束。
那么宇宙从何而来的呢?那么许多人问?这个奇点的开始又怎么解释呢?
奇点是宇宙小范围的变化的开始,它不能够解释全部的宇宙,也只能讲这是一个星云的变化,是一个星系变化的过程。
我们看到银河系,那云雾般的星云,弥漫缭绕,美丽炫彩,数也数不清,它围绕着一个中心旋转,越缩越小,这是星云中心巨大的引力所致,缩到一个极限,这个极限可不是一个奇点,而是一团炙热的的无限高温的物质,这个物质有一定的体积,而这个体积和这个收缩的星云引力有关。
我们知道物理原则,当一个物体被压缩到了极限,它会释放出大量的的热,这个热会产生无限的膨胀,这个膨胀是剧烈的,在很短的时间内将释放出能量,而把物体炸毁,炸成无数的碎块,有大的,有小的,向着四方八方飞去,这个过程,就是星云的再造,也是新的星系的产生。一个新的星系诞生了。
这个星系对大宇宙来讲是渺小的,但是对局限于这个宇宙的人类来讲是巨大的,是永远也无法可及的。
人类的见识局限于他生活的空间,他所能够见到的一切,人类见不到的还有许多许多,人类无法想象,也无力可及。
按照大爆炸的理论,奇点之前是宇宙。宇宙在运行过程中,中心逐渐产生了非常密集的物质,到达极大的质量时吸引周围的星系。中心质量会越来越大,从中心到外围把所有星系都吸收完了。由于巨大的质量,产生了极大的引力,把物质压缩成为极高密度的球体,就是奇点。不然宇宙中的物质是从那里来的?物质不灭定律告诉我们,物质不可能无中生有。因此奇点之前是宇宙。
一只蚂蚁,它对大自然的风雨雷电,也有它有已的感受和体验,它们也会对这个世界有不同的认识。从本质上来说人与蚂蚁没有什么不同。只是人类看得更远一些更深一些。人类所能认知和领悟的只是宇宙的一些现象。人类不可能看到整个宇宙,更不可能探知宇宙问奥秘。人类只能凭自的认知来描述这个世界。虽然这种描述并不真实并不准确。人类也是沿着这条思路 探索 下去。这样人们的认识才能越来接近宇宙的真象
奇点爆炸论其实就是一个谎言,我们小的时候说人类学会钻木取火是文明的一大进步,我当时费了九牛二虎之力用一根钻头去钻木取火,也没有点着,我当时就想,原始 社会 的人没有铁器,拿什么去钻木取火,须知,钻木取火需要的钻速,原始 社会 的人是如何达到的,明明知道是谎言,却努力去求证谎言的真实性,科学的悲哀。
根本没有什么宇宙大爆炸和奇点……《引力起源与引力红移——谁引爆了宇宙》,好像是科普读物,其实是论述了若干重大的科学理论问题。书名已经表明,这部专著的主题是宇宙论,引力论则是陈绍光宇宙论的基础,其中关键问题是如何认识和解释哈勃红移。哈勃红移用多普勒速度红移解释之,就得到“宇宙膨胀说”,从而产生了“大爆炸宇宙论”。陈绍光的研究成果表明哈勃红移就是广义相对论的“途中引力红移”,“宇宙膨胀说”不成立,从而否定了“大爆炸宇宙论”。陈绍光认为,真实的宇宙是和谐、统一和自然的,是局域化的,用广义相对论就能完全描述,根本用不着再作任何假设,更不存在宇宙大爆炸这回事。
陈绍光认为,哈勃红移正是广义相对论的引力红移,爱因斯坦应该却未能由广义相对论直接预言哈勃红移。若是1916年爱因斯坦用广义相对论的严格解更正1911年的偏折率公式的同时,也更正了红移率公式,则1929年哈勃红移的发现,正是广义相对论引力红移的最直接的考证检验。根据广义相对论的引力场中‘钟慢’与‘尺缩’两个效应,很容易直接地推导出愈远来的光红移率愈大这一统计规律。哈勃定律本来是广义相对论的必然推论,应该由广义相对论预言到,根本用不着通过大量的观测数据总结成个经验关系。
爱因斯坦的这个疏忽,既令人遗憾,又叫人庆幸。若是没有这个疏忽,我们也欣赏不到宇宙膨胀和大爆炸宇宙论这朵人类想象力的灿烂花朵。而且反常红移、丢失质量、类星体能源之谜、光度佯谬、引力佯谬、哈勃曲线的弥散性、微波背景辐射的起源及氦丰度等许多疑难问题也就不会出现。用广义相对论的严格解就能极其简单、自然地解释有关的观察结果,我们也就不会欣赏到为解决这些疑难问题而提出的许多天才的假设。
真实的宇宙是和谐、统一和自然的,是局域化的,用广义相对论就能完全描述,根本用不着再作任何假设,更不存在宇宙大爆炸这回事。从广义相对论的‘钟慢’与‘尺缩’效应推导出:光在传播途中经过引力场时会产生频率减小和波长增大各贡献一半的红移,红移过程光速不变,从广义相对论方程的非线性得出,力的迭加原理不成立导致引力具有屏蔽效应。宇宙很可能是无限大和无始无终的,但单从物理学来说,宇宙是否无限大既不能证实也不能否定,这有待哲学去探究。
这本书虽非科普读物,但写得深入浅出,通俗易懂,凡具有一定大学物理知识的读者,除了陈绍光所引用的前人导出的少量公式之外,都能读懂本书。陈绍光没有局限于纯粹的理论论述,更没有陷入枯燥的理论论证,而用其理论解释了大量的令人很感兴趣的观测事实和实验结果,尤其“大爆炸宇宙论”正是目前令人最为关注的热门课题,因此这本书颇具可读性。这本书作为科学理论专著所论述的若干理论问题,亦望能引起学术界的关注和争鸣,只有百家争鸣才能促进科学的发展。
因为无限小这种东西不是我们物理学能够衡量的,任何现代科学理论在那里都失效,所以它才是一个可能的存在。
因为它已经不是我们世界的东西,科学界一般认为,奇点是超时空的东西,有人认为是零维时空的东西。
现代量子理论认为,奇点是“量子真空”的玩意,是充满了海森堡不确定性原理的量子能量扰动,量子随机涨落的失衡导致了大爆炸的发生。
电子的直径为10^-15m,这肯定不是“无限小”。
普朗克长度为16×10^-33厘米,被认为是这个世界上最小的尺度,在小于这个尺度就没与意义了。这个尺度已经比电子20个数量级,也就是小了万亿亿倍,这是“无限小”吗?不是,如果再小没有意义了,只能说是最小。
“无限小”就是无法衡量的小,我们世界无法衡量,就只能是另外世界的东西。
我们世界最小的东西都可以解释,普朗克长度就有一整套理论解释,得到了世界科学界的公认。但奇点无限小是没有办法解释的,这只是爱因斯坦相对论预言必然会发生的一件事,但由于理论在那个点上失效,所以无法解释到底发生了什么。
无法解释超时空的东西是可以理解的,如果这个奇点不是无限小,有一个电子或者普朗克尺度大小,人类就必须根据现有理论给出答案。
奇点就是这样一个奇妙的东西,物理学和宇宙演化膨胀证据可以推算出它的存在,但又无法证明它的存在,它是一个存在又不存在的东西。
加州理工学院物理学教授基普·桑尼形容奇点是:引力将空间和时间彼此分离的地方,然后将时间概念和空间明确性一一破坏,留下来一个任何东西都可能从中出现的“量子泡沫”。
我喜欢这种说法。但我认为,现在的任何说法都只能是猜测。未来有可能弄清奇点里面的状态吗?时空通讯持怀疑态度,人类世界很可能永远弄不清楚超时空的世界。
就是这样,欢迎讨论。
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奇点存在于黑洞的中心位置,奇点就奇在它的密度巨大、质量巨大、体积极小,但体积再小也是有一定体积的(不为零),奇点理论上可以无穷小,质量可以无穷大。由于质量无穷大,根据E=mc^2,所以奇点内部隐藏的能量也无穷大。我们所在的宇宙就是由一个奇点爆炸而产生的。
那么奇点是怎样形成的呢 众所周知,大质量的恒星在演化过程中,不断吞噬和吞并周围的大小天体,释放出能量,最后演化成黑洞。
黑洞是一个质量巨大的天体,内部已经没有原子、原子核、质子和中子了,组成中子的夸克也被巨大的压力压碎,所以黑洞内部就是一团夸克态的物质,再也不能发光了,只能以引力波的形式对外释放能量。
黑洞内部的夸克态物质还在不断演化,对外释放能量后会无限塌缩,在黑洞中心的巨大压力下,聚集在黑洞中心而形成奇点。
由此可见,奇点是比夸克还要小得多的无数基础微粒组成的。在一般情况下,奇点并不爆炸,但在一定条件下,两个或多个奇点相互吞并而发生碰撞,本身具有很大的动能,吞并后质量更大,压力也更大,这样就会引发奇点内部的基础微粒相互靠近,发生更深层次的核聚变反应,而发生大爆炸,产生新的宇宙。
大爆炸的起始点“奇点”的由来也是有着一定 历史 的,首先是大爆炸宇宙论的提出,后来由霍金与彭罗斯两人的贡献,基于广义相对论提出了宇宙必然来自于“奇点”。奇点是个什么东西呢?我们知道宇宙是膨胀着的,现在仍然处于加速膨胀的阶段,而在早期,宇宙暴涨的过程中,宇宙的大小呈指数级暴涨,这就说明宇宙来自于一个体积很小、能量极高、密度极大的“奇点”,很好理解,由于奇点很小,能量密度高到了现代物理学都无法解释的地步,因此才暴涨的如此迅猛。
纯能量的奇点爆发之后,经历普朗克年代、大统一年代、电弱年代、原初核合成年代,在大爆炸之后的第30万年后,中性原子出现了,也就是说从此之后,我们口中常说的物质开始出现了。这种能量转化为物质的过程,大家容易理解,当你了解了爱因斯坦提出的质能公式E=mc^2的由来后,你就知道了其实能量与质量是等价的,相互之间是可以转化的,并遵循大自然界最基本的定律——质能守恒。
关键的问题是,奇点是怎样的一个存在以及奇点的由来是怎样的,这个也许是大家非常好奇的问题,我们很难理解,偌大的宇宙,这么多的星系、星球竟然都来自于一个甚至比质子都要小得多的点,实在是让人无法相信。
奇点是怎么来的呢?
一些理论认为奇点是量子涨落来的,在量子的世界里,因果关系都不是绝对的了,果可能不需要因就会产生,奇点就是这么诞生的,它没有什么因为所以。
奇点是怎样的存在?
根据现在的理论,奇点是现在一切物理理论的奇点,也就是无法解释它,只是知道它是一个很热、密度很大、体积很小的状态,这个状态也许比一个质子还小,但是却包含着形成现今宇宙的所有必需品,如果想要解释它,需要广义相对论与量子理论相结合,这也正是现在物理学正在做的事情。
奇点是霍金神棍们打着科学的名义进行神普,比较简单的反驳,那就是这一点没爆炸前那倔的周围叫什么,这个奇点叫宇宙,那奇点之外叫什么,一些神棍们说,这一点是没有时空的,那一点之外没有空间那又是什么。
当然按神棍们的解说,你要按科学去理解根本理解不了,你就按神话故事里去理解,比如像孙悟空的金箍捧一样,想怎么大就怎么大,想怎么小就怎么小,这一点之外是什么,反正是什么也看不见,就是一片雾蒙蒙,你把神话故事去当科学用物理学来论述,那你永远也论不清,霍金的这个奇点理论实际是美帝国主义为了宣扬有神论对无神论进行的舆论攻击,先把霍金的名气炒起来,在利用其权威在借以科学的名义进行攻势,中国有一批崇洋媚外的,他们根本就不会去思考这个奇点理论基本的常识都违反,但由于崇洋媚外使得一些专家授面对霍金的权威不敢质疑。在学术上去挑战一个人的权威由其是被代表世界级的学术权威时,你想把这个学术权威反驳下去,那是需要很强大的政治力量的支持以及学术上的强有力的突破,就这个宇宙到底是怎么来的,这个问题本来就是一个很扯蛋的命题,因为宇宙他本身不是一个我们现在理解的某一事物,宇宙他是整个所有一切事物的总和,是所有己知跟未知的总和,你要去思考宇宙是一个事物,那就变成有边界的东西了,既然有边界,那就存在边界的另一边是什么东西,另一边的东西叫宇宙了还是叫什么,比宇宙更大的东西是什么?当人真能知道宇宙的边在哪时,那人的认知也就到了极限,对宇宙所有一切都己经了如指掌了,那这时也就不存在学无止境了,当然科学 探索 也就变得没有任何意义了,正因为有未知的存在,科学 探索 才具有意义,如果整个宇宙是什么样都知道得一清二楚时,你现在思考都将变得没有任何意义。
首先要明白一点,科学是什么?它并不是真理,也可以说永远不会是真理,科学与正确并不能划等号,所以那些认为科学是万能的人可以歇歇了,科学只是人类认知世界的一种方式而已!
举个通俗的例子说明什么是科学!你发现一只乌鸦是黑的,接着又发现一只还是黑的……,你发现所有的乌鸦都是黑的(这里的所有只是你发现的“所有”),于是你得出“乌鸦是黑的”这个规律,这就是科学!
但“乌鸦是黑的”并不一定就是正确的,这个规律具有可证伪性,只要你发现任何一只乌鸦是白的,就能否定“乌鸦是黑的”这个规律,而理论上你不可能确定所有乌鸦真的是黑的,你只能确定你发现的乌鸦是不是黑的!
说白了,科学本质上就是一种假设猜测,基于一定事实观察基础上的想象猜测,然后把这种想象猜测推广到更大的范围,让其更具有普适性,不断地进行验证修正!
说到这里,再说说宇宙大爆炸和奇点这两个概念,宇宙大爆炸理论只是科学家根据对宇宙的不断观察总结出来的理论,根据几个宇宙现象推测出来的,比如说遥远星系的红移现象,宇宙微波背景辐射等,推测出来宇宙大爆炸理论和奇点概念!
至于奇点到底是什么,它是如何产生的,并不是宇宙大爆炸寄理论能解释的,原则上宇宙大爆炸理论的没义务去解释,因为科学家只是根据宇宙现象推测就大爆炸理论,或许这个理论就是错的,但那并不能说明什么,不能说科学家就是错的,因为科学家确实观察到了能推测出宇宙大爆炸的一些现象!
就好比牛顿观察到的万有引力,引力的本质究竟是什么?空间弯曲?引力子或者其他?为什么会有空间弯曲?为什么会有引力子?
没有人能说得清楚!
况且万有引力或许根本就是错误的,但我们也不能否定牛顿的功劳,更不能说牛顿就是错误的,他没有错,他只是根据自己对周围世界的观察总结出来的规律而已!
我看了这么多的回答,没有一个是正确的,所谓的奇点点,就是宇宙的生命尽头,只剩下所有的黑洞相互吞噬,最后吞噬成一个黑洞,这个黑洞里面所有粒子被压缩到紧密的联合在一起,以至于,甚至没有间隙,所谓物质,物质并不像我们看到的这样充实和坚硬,分子和分子之间有间隙,原子核与电子之间还有巨大的间隙,就像一颗水分子,中间的三颗原子核,打开就相当于太平洋中的三滴水一样,你们去想一下,中间是有多么宽广空荡的空间啊!电子是没有重量的,然后我们分析到最后,原子核也不过是有其他小的,胶子中微子,希格斯粒子等等,微小的粒子组成,而这些粒子最后分解,不过是一些震动的波形,是纯的能量态,所以说,我们看到的真实世界,其实是有一些非常稀薄的能量组成,如此稀薄的空间,完全可以压缩成一个点,不过这个点的状态,我们暂时不能想象而已,因为他的能量力度蜜度实在是太大了,所以他才没法支撑,最后爆炸开来,然后形成了这个五彩缤纷的宇宙,开始了新的一个轮回!
解答区有一个民科气息浓厚的人,ID叫做@隆中知鸟 ,自我认证是“文化领域达人”。但是从我对他的观察来看,似乎找不到他有多少文化,更有一股狂妄的劲头。当年在田头上组织一些不识字的老农民批判爱因斯坦,这个@隆中知鸟 就和那些老农民类似。不过,说实话他还未必比得上老农民呢。因为他的言语逻辑颠三倒四,一股子霉馊味,我不知道他是否反转,但想必八九不离十。网络上反转的那类乌合之众,无非就是他这种头脑有点不正常的同气质者。
这类人,往往不喜欢读书识字,却喜欢听垃圾八卦阴谋论。霍金作为一位剑桥的教授,却被他称之为“神棍”。为什么霍金被他称之为“神棍”?因为霍金支持宇宙大爆炸的科学假说,认同宇宙在极早期存在于一个奇点。这样的描述显然不能让低智力的人接受,他们就以为科学家都在编瞎话,要不然为什么不允许有“宇宙外面”的存在?于是乎,这些阴谋论者就开始想象,说霍金是美帝打造的骗子,扶植起来用有神论攻击无神论的。
可惜@隆中知鸟 都没有搞清楚,霍金是英国人,他一辈子在英国学习和工作,与“美帝”并没有什么关系。而且霍金才是真正的无神论者。《西班牙世界报》专访过霍金,霍金公开的说明他本人是无神论者。霍金还说,宇宙从开端到结局,比如在奇点处,都是完全由物理规律所决定的,不需要由一个类似上帝的角色来“点火”启动。
奇点是一种科学上的假设,宇宙大爆炸理论认为宇宙时空如果回溯到遥远,总有一个开端。在这个开端处,存在一个物理学意义上极小的点,由于平衡被打破,这个点开始相变膨胀,时间和空间随即衍生。
很多人说,宇宙大爆炸和奇点是被实验证明的科学理论吗?明确的说,还不是。目前还做不到在实验室重复出一个奇点。但是,奇点学说绝对不是所谓的“神棍”理论。
一般来说,理论分为三个级别,最低一个级别叫做“个人假说”。没有提出任何实验的手段,也没有建立自洽的数学模型,不具备可预言性,就是个人假说。
要是以上缺乏的要素全部都具备了,就是最高等级的“科学理论”。灵魂的存在,转世投胎,这类就是个人假说。
比个人假说更高一个等级,就是“科学假说”。
科学假说比最高等级的科学理论要低,但是超过个人假说,属于第二级别。与科学理论比较,它暂时还无法做出直接的实验的验证,但是它明显比个人假说强。比如,宇宙大爆炸和奇点就是一个典型的科学假说。虽然不能完成实验,但是它提出验证的方法,比如人工创造黑洞,有自洽的数学模型,可以预言膨胀系数的进展。而且,即使不能实验做一个奇点,可是有很多间接的证据,比如氢的丰度,宇宙背景微波辐射等等。所以说,宇宙大爆炸是严肃的科学,并不是民科们拍天灵盖幻想出来的东西。倒是民科们一无所知还洋洋得意,既看不懂科学,也不会去主动学习,自己想不通就干脆斥之为垃圾,天天在意*中度日。
那么,在这个神秘的奇点处,我们可以掌握哪些有效的信息呢?就目前我们所知晓的所有物理学工具,还没法对奇点的物理性质进行完整的描述。由于此处温度、密度过高,造成了时空的重叠,以至于一切已经知道的物理规律都统统失效了,所以我们没法去精确的描述它。这有赖于科学进化出全新的量子重力学说,统一相对论和量子力学才能做尝试。
奇点理论在学术界也是争论不休。奇点并不是一个现代物理学意义上的一个点,而是完全超出宇宙法则的一个玄而又玄的"玄"点。奇点没形状、没时空,但却有无限的能量,如同童话世界里的魔盒,完全不受地球科学规则的制约。我认为___如相信大爆炸理论的话___奇点就是奇点,用人类现有理论研究它,完全不对路,只能是愈研究困惑愈多,永远走不出这一怪圈。正像牛顿回答地球开始为什么会转,他说是上帝踢了一脚一样,奇点是什么?大概也只有上帝才能真正解释清楚了。
奇点通常是一个当数学物件上被称为未定义的点,或当它在特别的情况下无法完序,以至于此点出现在于异常的集合中。
1切线中的奇点
实数中当某点看似 "趋近" 至 ±∞ 且未定义的点,即是一奇点x= 0。方程式g(x) = |x|(参见绝对值)亦含奇点x= 0(由于它并未在此点可微分)。同样的,在y=x有一奇点(0,0),因为此时此点含一垂直切线。 一个代数集合在(x,y)维度系统定义为y= 1/x有一奇点(0,0),因为在此它不允许切线存在。
2几何学中的奇点
“几何意义上的奇点”,也是无限小且不实际存在的“点”。可以想象一维空间(如线),或二维空间(如面),或三维空间,当它无限小时,取极限小的最后的一“点”,这一个不存在的点,即奇点。
3数学图论
在数学图论中,无向图G中,与顶点v关联的边的数目(环算两次),称为顶点v的度或次数,称度为奇数的顶点为奇点。
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