如果能量不可能凭空出现，那么宇宙大爆炸的能量，从何而来？

可乐🥤ID258 · 半小时前

关于一切的起源，宇宙大爆炸这一理论认为，宇宙是在某一瞬间突然出现的，而并非一直存在。这个念头，直到大约一百年前才被科学界慎重接纳。
在20世纪中期以前，多数科学家仍然认为宇宙是无限的，也是永恒的。直到爱因斯坦提出相对论，人类才更好地理解了引力的本质；随后哈勃观测发现，星系之间正在彼此远离，这与相对论所推导出的预期完全吻合。
1964年，科学家又偶然发现了宇宙微波背景辐射，这被认为是宇宙早期遗留下来的痕迹。上述发现连同其他一系列证据，共同将大爆炸推上了公认科学理论的位置。

在此之后，随着科学技术不断进步，例如哈勃太空望远镜的诞生，人类得以更细致地观察宇宙，认识它的结构。最近的观测还发现，宇宙的膨胀正在加速——不仅在扩张，而且越扩越快。
更令人不安的一点是，天文学家至今也说不清宇宙已经膨胀到了多大的范围。眼下所讨论的一切，其实只是"可观测宇宙"这一小块，它是以地球为中心，半径约465亿光年、直径约930亿光年的时空区域。
而在这条边界之外究竟是什么样子、有多大、有没有尽头，学界目前一无所知，也无从知晓。所有关于起源的追问，都发生在这个"我们只看得见一小块"的前提之下。

那么，宇宙大爆炸究竟是怎么一回事？宇宙又是如何从无到有的？下面先从已知的部分说起。
首先需要暂时忽略宇宙最开始的那一瞬间。所谓大爆炸，其实并不是一次爆炸，而是所有空间在同一时刻朝着每一个方向进行的一次膨胀。
在最初的时候，宇宙非常非常小，随后迅速膨胀到大约一个足球那么大。宇宙并不是在什么东西之中膨胀，而仅仅是它自身在膨胀。

宇宙也不可能在别的什么东西之中膨胀，因为它并没有边界。按照定义，宇宙也不存在"外面"，因为宇宙本身就是所有。
在那样一个极热、致密的环境里，能量在粒子中以最短的可见时间尺度上存在。缪子彼此湮灭，产生一对对夸克，也许还会在释放出更多缪子之后，再去寻找其他短命的夸克进行相互作用，然后再一次形成新的夸克对和缪子。
物质与能量在这里并不只是理论上的等价——在如此高的温度之下，它们根本就是同一种东西。

也是在这一阶段，物质战胜了反物质。今天所留下的是几乎全部的物质与近乎为零的反物质。
不知出于什么原因，宇宙可能每形成十亿零一个物质粒子，就只形成十亿个反物质粒子。正是这微不足道的"多出来一个"，构成了今天所看到的所有星体、行星和身体本身。
倘若当初双方旗鼓相当，剩下的将只是一片彻底空荡的辐射海洋。

相比"宇宙中存在一种超级力量"这样的设想，实际观测发现的是几种相互作用，各自按自身的规律运行。到这个时候，宇宙已经膨胀到了大约十亿公里的直径。
随着膨胀的持续，温度也在逐渐下降。夸克与能量之间相互转换的过程，在某一刻突然停止。
从那以后，一切只能依靠此前留下的这些"原料"继续演化。

夸克开始组合形成新的粒子，也就是强子，例如质子与中子。理论上有非常多的夸克组合方式可以形成各类强子，但真正能够稳定存在下来的种类却极少。值得停下来体会一下的是，如此宏大的进程走到这里，实际上才刚刚过去一秒。
从一切的开端发展到这个时刻，宇宙已经膨胀到了大约一千亿公里的尺度。温度降低到足以让大多数中子衰变为质子，并形成第一个原子——氢原子。可以这样想象：那时候的宇宙如同一锅温度高达一百亿度的热汤，其中充满了无数粒子与能量。
在接下来的几分钟里，一切迅速冷却。强子和电子组合形成原子，构成一个稳定的电中性环境。

有人把这一时期称为"黑暗时代"，因为那时还没有星体，弥漫的氢气也不允许可见光在其中传播。事实上，在这个阶段谈论可见光并没有太大意义，因为还不存在任何拥有眼睛的生命。
当氢气持续聚集数百万年之后，强大的引力将其压缩，产生巨大的压强，星体和星系开始逐步形成。它们所发出的辐射将原本稳定的氢气重新电离为等离子体，这种状态至今仍在宇宙中弥漫，而光线可以在其中穿行——至此，宇宙终于迎来了光。
那么，前面刻意回避的那一部分呢？也就是最开始究竟发生了什么？只有那一部分，才真正称得上是"大爆炸"本身，也是能量究竟"从何而来"这一追问真正落脚的地方。

真实的情况是，人们并不知道那一部分究竟发生了什么。在那里，现有的工具全部失效，自然规律不再发挥作用，就连时间本身也变得摇摇欲坠。
要想弄清那里到底发生了什么，就需要一种能够将爱因斯坦的相对论与量子力学，以及无数科学家正在研究的其他理论结合在一起的全新框架。
这也给人类留下了大量悬而未决的问题。在这个宇宙之前，是否还存在别的宇宙？这是第一个也是唯一的宇宙吗？

是什么导致了大爆炸，又或者，它只是依据某种人类尚不知晓的规律自然而然地发生了？如果能量真的不能凭空出现，那么当时的"零"和"有"之间的界线到底画在哪里？
没有人知道答案，也许永远都不会知道。
可以确定的是，宇宙从这里开始，此后才有了各种粒子、星体、星系、地球，以及每一个人。人类自身就是由初代恒星死亡后遗留下来的物质构成的，因此人并不是孤立的存在。

对于宇宙而言，人是它的一部分。甚至可以说，人类是以宇宙的方式在经历宇宙本身。
既然如此，就让这场经历继续下去，直到再也没有任何疑问为止。
回过头看，能量守恒之所以让"大爆炸的能量从何而来"这个问题格外扎心，正是因为它把人类逼到了自身规律的适用边界。在那个奇点上，时间、空间、物质与能量的边界都糊在了一起，今天所有的方程都失灵。

从盘古开天辟地的神话，到相对论、量子力学、微波背景辐射与哈勃望远镜的观测，人类不断在给"起源"这件事换新的说法，但真正的起点始终留着一块空白。可观测宇宙的边界画在四百六十五亿光年，那之外的世界目前无法触及，那之前的因果同样无从追溯。
也许所谓的能量并未凭空出现，只是从人类尚未理解的另一种形式转化而来；也许"之前"这个词，本身就已经超出了物理学能够定义的范围。
在答案出现之前，能做的仍然只有继续观测、继续追问，让这颗由星尘构成的意识，替宇宙自己把这个问题一直问下去。

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