宇宙大爆炸前奇点存在了多久

随着史上最强大的太空望远镜詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）投入观测以来，天文学家都在殷切期待新的观测结果。这架太空望远镜远在距离地球150万公里的太空中，它可以排除地球大气干扰，直接窥探到宇宙的最深处。

虽然光速很快，但还是有限的，如果在距离上能够看得更远，就能在时间上回溯得更加久远。天文学家寄希望于韦伯太空望远镜能够看到宇宙的最深处，接收到宇宙发出的第一批星光，从而研究宇宙最初是怎样的。

在对韦伯最新的观测数据进行分析后，结果完全出乎天文学家的意料，138亿年前的宇宙大爆炸似乎没有发生！预印文本《arXiv》刊载了一项新研究论文[1]，标题开头甚至写了“恐慌！（Panic!）”。

天文学家Allison Kirkpatrick更是直呼：“现在我发现自己凌晨三点醒着躺在床上，想知道我做的一切是否都是错的。”

那么，韦伯究竟看到了什么？为什么天文学家会有这样的反应？

过去，天文学家普遍认为宇宙是静态的，存在了无限漫长的时间。百年前，爱因斯坦在创立广义相对论后，用引力场方程来描述宇宙，结果发现宇宙并不稳定，所以他在方程中引入了宇宙学常数，以此来描绘一个静态的宇宙。

但在广义相对论诞生十多年之后，天文学家埃德温·哈勃却有了令人匪夷所思的发现。哈勃观测到，宇宙中的星系大都表现出红移，而且距离越远的星系，红移效应越显著，两者呈正相关。

根据多普勒效应，光谱出现红移，这意味着星系在远离银河系，导致光的波长被拉长。而且红移值越大，意味着星系远离的速度也越快。于是，哈勃就得到了著名的哈勃定律：

v=H0·D

其中v是星系的退行速度，H0为哈勃常数，D为星系的距离。

哈勃定律的发现，意味着宇宙不可能是静态的，所以爱因斯坦很快就认识到自己错了，去掉了引力场方程中的宇宙学常数。只有宇宙膨胀能够解释哈勃定律，整个宇宙空间结构在不断扩张，迫使分布于空间中的星系互相远离。

既然空间随着时间的推移而不断膨胀，那么，过去的宇宙无疑比现在小。倘若把时间回溯到遥远过去的某个时刻，推测是距今138亿年前，宇宙是无限小的状态，那么，这个“宇宙奇点”可以认为就是宇宙的时间和空间的起源。

一开始，宇宙中所有的物质和能量都集中在奇点，然后宇宙从大爆炸中诞生，这就是宇宙大爆炸理论。根据这一理论，宇宙最初三分钟，合成了比例为3:1的氢和氦，其他元素几乎没有。

随着宇宙的不断膨胀冷却，氢和氦聚集形成气体云，它们在引力的作用下，最终坍缩成恒星、星系。在恒星的核聚变和超新星爆发、中子星碰撞等过程中，逐渐合成了包括碳、氧、氮、硅、铁、金等更重的元素，生命的诞生才有了元素基础。

根据宇宙大爆炸理论，星系最初形成时，个头非常小，形状是不规则的，处于十分原始的状态，看起来与如今的星系是天差地别。经过数十亿年的演化，星系的结构不断发育，逐渐形成了螺旋星系、椭圆星系等结构明显的星系。

然而，当韦伯望向宇宙最深处，试图窥探最初宇宙的星系时，似乎看到了不该有的东西。根据另一项新研究[2]，134亿年前的一个编号为GHz2的星系，其直径估计只有600光年（银河系直径超过10万光年），但考虑它的光走了长达134亿光年还能被看到，可以计算出它的表面亮度是宇宙中最亮星系的600倍，密度是现在星系的数万倍。

此外，韦伯的观测结果显示，遥远宇宙中的星系似乎也不是各种不规则的形状，并且也没有大量发生碰撞，大部分星系似乎都有平滑的星系盘和明显的螺旋结构，正如现在我们所看到的星系那样。

根据另一篇即将发表在《自然》（Nature）杂志的论文[3]，在红移超过10的情况下，也就是光行距离超过133亿光年，星系的数量至少是理论预言的10万倍。

也就是说，早期宇宙中似乎就已经存在大量发育完全的星系，像银河系这样大小的星系不在少数。在如此短的时间内，显然来不及形成如此多如此大的星系。《大爆炸从未发生》（The Big Bang Never Happened）的作者Eric J. Lerner认为，宇宙大爆炸并没有发生过。

对于这样的结论，主流天文学界是无法接受的，他们认为Eric J. Lerner误读了这几篇论文的研究结果。宇宙大爆炸理论目前仍是描述宇宙起源的最好理论，受到了多个独立证据的支持。

最关键的一个证据，甚至我们普通人都能发现。大家是否还记得小时候看过的黑白电视机，如果没有信号，或者转到没有台的频道，电视上就会出现满屏黑白相间的无规律“雪花”，这种雪花屏恰恰能证明宇宙大爆炸，究竟是怎么回事呢？

宇宙一开始非常致密，温度极高，所有物质都是处于纯能量的状态。随着宇宙不断膨胀，温度持续降低，宇宙中才有条件形成物质，以及不受束缚的光子。根据推测，在宇宙诞生38万年后，宇宙的温度变得足够低，光子与带电粒子退耦合，宇宙发出了第一缕光。

经过138亿年后，这些最古老的光子还在如今的宇宙中传播。但由于空间膨胀，这些光子的能量已经大幅衰减，波长拉长，变成了微波，充满整个宇宙。无论我们朝着哪个方向观测宇宙的最深处，最终都会看到这些微波，这就是宇宙微波背景辐射。

这些微波可以被电视机的天线接收到，呈现出来的就是雪花屏。据估计，雪花屏的1%来自于宇宙大爆炸的第一缕光，所以我们从某种意义上看到了宇宙大爆炸。

参考文献

[1] Leonardo Ferreira, Nathan Adams, Christopher J. Conselice, et al. Panic! At the Disks: First Rest-frame Optical Observations of Galaxy Structure at z>3 with JWST in the SMACS 0723 Field, 2022, arXiv:2207.09428.

[2] Marco Castellano, Adriano Fontana, Tommaso Treu, et al. Early results from GLASS-JWST. III: Galaxy candidates at z∼9-15, 2022, arXiv:2207.09436.

[3] Ivo Labbe, Pieter van Dokkum, Erica Nelson, et al. A very early onset of massive galaxy formation, 2022,  arXiv:2207.12446.

充卢祝3944宇宙大爆炸前的那个”奇点”在何处存在着? -
顾沿荔15022926674 ______[答案] 按照所谓的宇宙大爆炸理论,那个奇点早在150亿年前就爆炸消失演变为今天的宇宙了.之前它在何处鬼才知道!有人觉得这个理论很荒诞,其漏洞不少,难以自圆其说.本人就不太相信宇宙大爆炸说. 我认为,浩瀚的宇宙应是...

充卢祝3944宇宙大爆炸之前是什么?为什么会爆炸? -
顾沿荔15022926674 ______ 宇宙大爆炸之前是一个奇点.当今学术界对于宇宙的观念,是基本的便是大爆炸理论,该理论为我们勾画出宇宙的轮郭,从而成为学术界的经典理论. 然而,宇宙似乎永远都是一个最深奥的难题,这的演化过程是科学研究的永恒主题...

充卢祝3944时间简史论述的宇宙大爆炸和黑洞,到底有还是没有奇点? -
顾沿荔15022926674 ______ 宇宙大爆炸之前没有奇点 奇点是一种空间的存在 霍金提出的 在奇点内人类文明学术将无法使用 因为奇点空间就是宇宙大爆炸之前的空间简称前宇宙 黑洞可以模拟出宇宙大爆炸的超浓缩氮气的质量体 所以在黑洞旁边或黑洞内心是存在奇点的 黑洞旁边的很多现象都近视前宇宙的状态 比如光无法穿透 暗物质被暗物源吞噬 如果您满意这个答案请求采纳吧

充卢祝3944宇宙形成之前的奇点是怎么形成的? -
顾沿荔15022926674 ______ 所谓奇点,是一种学说的假设,先有假设然后研究求证,这个假设目前还没有结论,所以答案是未知,今后的研究会证明大爆炸的理论只能够解释宇宙局部某一天体的诞生,无法解释整个宇宙的时空的形成,宇宙时空的存在只能够用哲学解释.其实宇宙是时间与空间,没有始点与终点,没有前后,所有宇宙中存在的星系/星体的循环是:诞生》成长》衰老》灭亡》重新开始另一个诞生与灭亡的循环.宇宙的时空在这个过程中没有任何变化.

充卢祝3944宇宙大爆炸前是怎样的? -
顾沿荔15022926674 ______ 宇宙诞生之前,虽然没有时间、没有空间,但是有能量,且能量无限大. 一般认为,目前宇宙的年龄大约是150亿年.现在被科学界普遍接受的观点是,宇宙起始于150亿年前的一次大爆炸. 按照大爆炸理论,宇宙起源于一个体积无穷小、质量...

充卢祝3944别人说宇宙是宇宙大爆炸形成的,那假如没有宇宙大爆炸,那是什么样子的,难道一切空白 -
顾沿荔15022926674 ______ 宇宙没有产生之前按照霍金的说法是个质量无穷大,体积无穷小的奇点,但宇宙外是什么,人类无法了解只能说是非宇宙.就像一个内陆的蚂蚁,他永远也无法想到大陆外是海洋.也不能说是空白,因为宇宙还在不断的膨胀中,既然膨胀就应该有空间容纳膨胀的部分,不可能膨胀之前的那部分空间是空白吧.

充卢祝3944宇宙还是奇点状态时,它周围是什么 -
顾沿荔15022926674 ______ 宇宙起源于大爆炸,大爆炸之前不存在宇宙.宇宙形成以前,一切空间和时间都不存在.宇宙大爆炸之前只有一个引力奇点,奇点是一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的“点”,一切已知物理定律均在奇点失效.在奇点扩张脱离极限以前,所有的状态对于现存世界没有影响,我们不可能从现在状态推导到奇点以前的状态.

充卢祝3944宇宙大爆炸真是奇点爆炸吗? -
顾沿荔15022926674 ______ 宇宙大爆炸奇点爆炸说是目前科技发展水平的背景下,科学界普遍认为的一种学说而已.信则有,不信则无!

充卢祝3944宇宙爆炸之前是一个奇点!虽然它接近无线小但是他还是存在的,那么奇点又来自那里?
顾沿荔15022926674 ______ 奇点在我们的认识看来是一个质量相对无限大和体积相对无线小的点.比如黑洞,引力无限大,体积无限缩小.因为有引力,所以不断的吸收能量.当吸收的能量大于它的体积所能承受的范围时,便会产生物理性爆炸.所承受的能量和爆炸时产生的能量是相等的.就如当初的宇宙大爆炸说,因为它当初爆炸时是有能量数值的,就是有限度的,所以这个说法的拥护者就坚信宇宙是有限的.

充卢祝3944宇宙大爆炸之前是什么样子的,宇宙到底有多大,宇宙外还有宇宙吗?
顾沿荔15022926674 ______ 宇宙大爆炸之前是一个奇点【空间——时间的具有无限曲率的一点】,.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,,以及表现这种质量和能量的“空间”.我们可以想象,奇点是一种无形的、无限小的、很奇妙的存在.它还不是宇宙,却是我们宇宙的初始和出处. 宇宙年龄大约200亿年,而光速是299792458m/s,在加上光的弯曲等外因,其距离大约是小于200*300000000米.