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大爆炸理论及宇宙中心的讨论

(2012-09-06 20:34:03) 下一个

' 宇宙的中心在哪里 '

在可视宇宙中,因各向同性,故没有发现有宇宙中心。根据大爆炸理论,那一定会有一个宇宙中心。那个宇宙中心一定在我们的可视宇宙之外。。。

这个问题现在是没有科学答案的。。只有根据理论来推断。。

大爆炸理论只是解释当今宇宙膨胀的学说之一。。有人人为宇宙始于一个奇点,那宇宙中心以及宇宙半径就是当然的推理。。(这个宇宙半径并非可视宇宙半径,要比可视宇宙大得多)

其他理论认为当今宇宙膨胀只是波浪式膨胀收缩的一个过程,那宇宙无需有一个原点。也无半径可言。。

大爆炸理论并不要求宇宙有一个中心,相反,大爆炸理论的基础是宇宙并没有中心,半径更谈不上。只有说到可视宇宙才能谈到半径。还有,你对奇点概念的理解也是不对的。有的书中描述宇宙大爆炸时谈到大爆炸那一点是个奇点,这个说法也造成了一些人的误解,觉得很难理解宇宙如何突然从一个点冒出来。实际上,所谓奇点不过是说广义相对论失效的点,并不是几何意义上的一个点。大爆炸理论对原初宇宙的体积并没有限制,甚至,在大爆炸开始时宇宙很可能已经是无限大的。

你我理解大爆炸理论的区别在于在大爆炸发生时,宇宙是否无限大。。

如果是,那当然没有中心和半径。。

如果不是,那就会有中心,有边界和半径。。

很多文章都说宇宙起始于一点。。。 http://www.big-bang-theory.com/

http://baike.baidu.com/view/14565.htm

我没注意到有文章提起在大爆炸发生时,宇宙是无限大的说法。

RW 度归描述的宇宙不外乎三种可能的拓扑结构:正弯曲,平直,负弯曲。

正弯曲是超球体的表面,在三维空间没有中心。这个结构有些像地球的表面,只不过多了一维。三维空间自身弯曲形成一个四维的球面。

平直和负弯曲空间都是无限大,在大爆炸开始时就已经是无限大的,所以也没有中心。

所以,大爆炸不但不要求原初宇宙有个中心,反而要求宇宙不可以存在中心。原初的宇宙可能是个无限大的空间,其中的每一个点都是“奇点”。也可能是个有限但是无界的三维空间(无界是因为形成了一个四维的球面),上面的每个点都是“奇点”。

我们的宇宙是四维空间? (不是四维时空)有什么试验证据吗?

RW 度归描述的宇宙的前提条件是在大尺度上度规应当是均匀且各向同性的 . “根据宇宙学原理,在大尺度上度规应当是均匀且各向同性的,唯一符合这一要求的度规叫做弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规( FLRW 度规)。”

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7%E7%88%86%E7%82%B8

在大爆炸之初, FLRW 是不适用的。。

根据所有的试验数据,我们的能观察到的宇宙是平直的。。也就是说无限大。。但是这一结论只是在我们所观察到的宇宙中成立。。换句话说,我们不知道可视宇宙外是否平直。。如果不平直,不是各向同性,那 FLRW 的度规也不能适用。那宇宙也就有可能不是无限大。。不是无限大,那就有边界。。。。。。。

再说几句 RW 度归 , RW 度归只能用于描述在大尺度上度规应当是均匀且各向同性的系统。。比如现在的可视宇宙。。

大爆炸理论是指宇宙的起源。。远比 RW 度归的范畴大的多。。 RW 度归只能描述宇宙变化的一些儿特定阶段。。同样,宇宙中心,和半径的概念也要比 RW 度归大的多。。

原先的大爆炸理论不能解释为什么可视宇宙是平直的。。后来引进了暴涨的概念。。宇宙至少暴涨了20倍以上。这样,将原来大爆炸理论可能引起的不平直空间,就变得平直了。有点象将小球变成了地圆,在一定范围内,曲线就变成了直线。。。这样,大爆炸理论就与 RW 度归没有了冲突。。 RW 度归能描述大爆炸理论的膨胀阶段,而非暴涨及之前的阶段。

宇宙起源的大爆炸理论起源于观察到的星系的红移,因而得出宇宙空间正在随着时间在膨胀。。与时间相反方向走,那宇宙空间就会缩小。只到某一个时刻这个空间为零。这也就是宇宙的开始 To 时间。 那个时间为 137 亿年前。这也就是大爆炸的开始。除了那一点以外,其他宇宙空间是不存在的。。 不然的话,就有了宇宙之外的宇宙。。

 公认的大爆炸理论。。宇宙起源于一点,并有随时间而扩大的边界。。






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