有人说宇宙是大爆炸而来的，它为什么要爆炸，凭什么炸出来都是圆球？没有其他碎片吗？

有人说宇宙是大爆炸而来的，它为什么要爆炸，凭什么炸出来都是圆球？没有其他碎片吗？

大爆炸奇点的由来。宇宙大爆炸是现代天文物理学家们对宇宙起源的一个猜想，这个猜想是建立在宇宙迄今都在膨胀的基础上的。既然宇宙一直在膨胀，反推在久远的过去，就是从一个很小的范围胀大开来的。

这个开始膨胀的地方有多小呢？科学家们认为在久远的过去，宇宙所有物质都是集中在一个点上，这个点就是奇点。天文物理学奇点是一个存在又不存在的点，空间和时间在这个无限曲率的点上完结。这种奇点已经不是我们世界的东西，因此无法用我们世界任何理论来描述，只知道其体积无限小（r=0），曲率无限大，密度无限高，温度无限高。

经典广义相对论认为在引力坍缩中，空间、时间奇性不可避免。就像黑洞，当物质缩小到自己史瓦西半径以内时，无限坍缩必然形成，最终只留下一个奇点，并在其周围形成一个无限引力场，这个引力场大小是与奇点质量成正比，这个球状空间大小叫史瓦西半径。

史瓦西半径遵循的公式为：R=2GM/c^2。这里R为史瓦西半径值，G为引力常量，M为奇点质量，c为光速。

而宇宙膨胀，则与黑洞形成相反，就是从奇点开始，是黑洞形成奇点的反转镜像。黑洞是将巨量的物质压缩到体积无限小的奇点，而宇宙大爆炸是奇点反转成为能量和物质。

奇点既不能用现有任何理论来解释，更不能凭生活常识来臆断。

由此，大爆炸就更不能拿常识来理解。宇宙诞生的大爆炸，是奇点的爆发，这种爆发不能理解为生活中一个爆竹爆炸，或者一个手榴弹、炮弹爆炸，甚至原子弹爆炸，宇宙大爆炸是奇点在无限热量、无限密度、无限曲率、无限小的前提下，突然爆发的，这种爆发我们可以理解为膨胀，就像一个气球，越吹越大。

爆炸开始，我们所知的一切都没有，只有能量。一直到普朗克时间以后，温度、体积、密度才成为可测量。所谓可测量不是真正的测量到了，而是从理论上变得可衡量了。因为量子力学有一套理论说明，只有普朗克时间和尺度的世界，才是人类可以认识的世界；小于普朗克时间和尺度的事物，对人类来说没有任何意义。这是一套高深的纯理论，在这里就不展开来说。

普朗克时间就是约10^-43s，普朗克尺度就是10^-35m。当宇宙大爆炸经历了这么短的时间，宇宙膨胀到这么小的尺度时，温度才变得可测量，约10^32K，密度约10^-94g。这个时候可以视为我们宇宙温度最高的时候和密度最大的时候，也是尺度最小的时候，只有那一刻存在，在人类可理解范围，不可再现。开始宇宙只有满满拥挤在一起的能量，一个基本粒子也没有，也就是没有任何物质，更没有生活常识中的所谓“碎片”了。

宇宙在大爆炸后，连电磁波也无法脱耦，因此属于黑暗时期。一直到38万年后，温度才降到了3000K，这个时候，质子中子电子才开始组成中性原子，也就是最简单的氢、氦元素，电磁波才得以从浓密的粒子汤中脱颖而出，宇宙开始变得透明。

现在人类测量到的宇宙微波背景辐射，就是那个时候脱颖而出的电磁波微波，把宇宙大爆炸余烬保存下来。而人类眼睛所能看到的可见光，还要在几亿年后才能够脱耦而出。

宇宙是一个圆球吗？不一定，科学界对宇宙模型有多种猜测。有球型、有平坦型、有莱茵瓶型，还有甜甜圈型、麻花型。总体上说，就是宇宙有正弯、负弯、扁平三种猜想，这样可以假定我们用一个巨大三角形测量宇宙，放在不同形状的宇宙上，三角形的内角之和就不一样。

一般来说，内角之和大于180度，宇宙就是正弯球形的，表述为Ω＞1；内角之和小于180°，宇宙就是负弯的U状，表述为Ω＜1；内角之和等于180°，宇宙就是扁平的，表述为Ω=1。

对宇宙的测量最终是个什么形状，很可能关系到宇宙的结局会怎样。科学家用普朗克卫星，通过测量宇宙密度，经过计算得出Ω=1±0.02。这说明我们宇宙很可能是扁平的，就像一张巨大平坦的纸。这样的宇宙模型，膨胀很可能会一直持续下去，无法形成引力坍缩，最终以冷寂收场。

不过现在宇宙到底是个什么样子还在探讨中，并无定论。主流的说法认为，宇宙是有界无边的一个球体，人类不但永远无法到达宇宙边际，也无法观测到宇宙边际，因为在巨大引力场作用下光线也是弯曲的，人类看到的最远处就是自己的后背。

这是什么意思呢？就是光线循环了一圈回到了你站的位置，所以你只能看到自己的后背，但看起来我们看到的是直线。就像地球上，我们无论站在哪里，都可以认为是地球的中心（这里要排除掉地心概念，宇宙没有“地心”），你一直走，笔直的走，最终就会走回原点。因此宇宙没有中心，每个地方向四周看，都处于中心。就像在大海的**，看到的是周围无边无际的海平线。

当然，人类永远不会看到自己的后背，因为宇宙太大了，即便可观测宇宙直径都有930亿光年，还有不可观测宇宙，目前还无法估计有多大。

大爆炸的碎片就是我们自己。在日常生活中，一个爆竹爆炸，炸完了留下一地的纸屑，这些就是爆竹的碎片。前面说了，宇宙爆炸不是这样的，在极高温高密高压的开端，什么都没有，只有能量。待到38万年后才开始出现原子，原子是组成可见物质的最基本单元，随着宇宙的不断冷却，恒星和星系形成了，行星形成了，在某些行星上出现了生命，在地球上出现了人类。

因此我们可以认为星系、恒星、行星、生物、人类等就是大爆炸生成的碎片或渣滓。

科学测算，宇宙大爆炸开端已经得了138亿年，宇宙膨胀已经达到可观测半径465亿光年，现在膨胀还在继续，渣滓还在继续生成和增多，这些渣滓都是能量转换过来的。

爱因斯坦质能方程揭示了物质质量和能量的等价性，遵循E=MC^2这个质能转换公式，宇宙大爆炸的碎片和渣滓就是在能量转化为质量过程中生成的。有一种大坍缩的宇宙归宿理论认为，在久远的万亿年后，宇宙很可能重新坍缩回归奇点，那时候，就是宇宙形成的碎片渣滓又回归能量的时候。

这就是大爆炸宇宙理论为我们描述的宇宙样子，这个理论经过百年验证，已经有许多证据支持，所以成为科学界广泛认同的标准宇宙模型，但迄今为止依然还是个猜想。

就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。

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电视剧看到一半，总是能猜到后面的剧情，因为看多了，导演的套路都熟悉了。如果只看最后两集，有多少人能猜中过程与开头？人物关系、事件发展错综复杂，而结尾无非是悲剧或者圆满，但宇宙学并非如此。

一代代科学家们通过现在猜回了开头，因为宇宙导演叫“物理规律”，了解万物运动的一切规律也就可以把这部“无聊的电影”倒推回去，找到宇宙的起源，下面我们就倒放回去。

牛顿的纠结主流理论认为宇宙源于“热”的大爆炸，这套理论并非突然横空出世。

牛顿与苹果的故事大家都听过，无论真假，他发现万有引力是真的，可以说是一个神定律，因为简单的公式描绘整个宇宙中天体运行的规律，你甚至可以理解为早期统一宇宙学。然而牛顿是纠结的，因为需要另一个理论才能使它圆满，而另外一个理论有一大堆“坑”需要填，牛顿在填坑的路上越走越远。

如果物质间是力的相互吸引，就承认宇宙是无限大的，意味着星星无限多，而且分布均匀。

因为有限情况下，边缘的天体只有一侧的引力。这就像拔河，对面没人，那还叫拔河吗？成了单拉绳子，天体就会被“拉”一起。分布均匀使得宇宙各处受力均匀，和谐相处。

无限大解决了引力漏洞，但是延伸出宇宙并非永恒。仰望星空，星星点点，一光年处诞生一颗恒星，一年后，地球才能看到它发出的光。

如果宇宙永恒，无限大，那么数量没有上限的星光早已360度无死角覆盖地球，地球的夜空也是亮的。

现实并非如此，这意味星光不够多，时间不够长，说明宇宙存在起源。牛顿的思想深深的影响着爱因斯坦。

爱因斯坦的错误1915年，广义相对论发表，引力从力的概念转变为了时空的几何性质。

爱因斯坦在推导出时空曲率的场方程中发现宇宙是动态的，而“真理是永恒的”的思想促使他做了一生最错误的决定。他在方程中添加了一个常数，使宇宙依然是静态的。

1929年，哈勃观察发现远处恒星都在远离地球，而且同一角度上，离得远跑得快，不同角度上，相同距离速度竟然一致，因宇宙膨胀下的动态宇宙正式登上舞台。

如果牛顿知道了，估计能在棺材中直拍大腿：“我怎么没有想到宇宙是动态的，那样的话就无需无限宇宙来撑场面”。

膨胀宇宙的推演膨胀宇宙的出现让科学家看到宇宙起源的曙光，如果此刻的宇宙像一个被处起来的气球，那么泄气的气球就是宇宙最初的状态。在人类科学的积累足以还原这个过程：

首先我们宏观上加速倒放，所有的星系、天体、物质全都被挤在一块，引力极大，温度极高，物质开始分崩离析。因为在微观层面，由于温度太高，电子受到激发会逃离原子，形成一锅“离子粥”：继续倒放，随着物质不断的聚集，引力更大，温度更高，原子核也无法保留，质子与中子之间辐射压太大，质子与中子分离。图：正反粒子模型

与此同时，如此高的温度促使空间中不断自发出现物质与反物质。继续收缩，质子（中子）里的夸克与胶子的空间稳固结构再也无法维持，质子（中子）开始解体，形成夸克子与胶子的复合粒子。仅仅只能推演到这里以上是一个倒放过程，温度不断升高，宇宙逐渐缩小，而正向过程则是宇宙逐渐膨胀，逐渐冷却，大爆炸理论到目前为止都是完美的，因为这个过程中一切粒子演化过程再实验室中都得到了相应的验证。这说明宇宙源于一个至高的温度，以及在极小的空间中创造出来，这就像在一个极小的区域，能量爆棚然后就炸了。

根据E=mc^2,我们知道质能等价，用爱因斯坦的话说质量就是能量，更深入的说是使粒子“粘合”在了一起构成了物质，而物质的质量则源于粒子相互作用产生的能量。

引力使物质聚集，膨胀使物体远离，它们就像两个人在拔河，只不过绳子换成了橡皮筋，而后面暗物质与暗能量又加入战团，形成了今天的宇宙。

剩下的问题目前大爆炸理论有两个尚未解决的问题：

时间在往前推，又发生了什么，最早的理论为奇点理论，即宇宙始于一个密度、能量极大的奇点，目前较为主流的则为暴胀理论，它完美的解决了大爆炸理论前期的一切问题，然而这个理论只能是理论，因为目前尚未证实。第二个是物质是如何形成的，如果宇宙早期能量极高，粒子与反粒子不断自发的成对出现又相互湮灭，那么为什么如今宇宙中只有物质，而反物质只能在实验室或一些极端的情况下出现，是什么打破了宇称守恒？剩下的只能留给时间来解决。