物質(zhì)和能量都無(wú)法超過(guò)光速嗎？宇宙曾經(jīng)突破過(guò)光速，宇宙大爆炸

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你知道嗎？光速曾經(jīng)被宇宙突破過(guò)，這就是宇宙大爆炸事件。宇宙大爆炸理論是否成立我們并不能確定，只是根據(jù)目前對(duì)宇宙的理解和已知的證據(jù)進(jìn)行的推測(cè)。為什么會(huì)認(rèn)為是宇宙大爆炸而不是磨磨唧唧的膨脹呢？這其實(shí)與我們對(duì)宇宙的認(rèn)知有關(guān)。

愛(ài)因斯坦曾建立過(guò)一個(gè)靜態(tài)宇宙模型，他認(rèn)為宇宙中的天體和空間的位置關(guān)系是恒定不變的，但這個(gè)模型并不能解釋宇宙中的很多現(xiàn)象。直到哈勃發(fā)現(xiàn)了紅移現(xiàn)象后，建立了動(dòng)態(tài)的宇宙模型才完美解釋了宇宙的狀態(tài)。哈勃紅移并不難理解，這是根據(jù)光的多普勒效應(yīng)來(lái)判斷的，當(dāng)我們接收到恒星發(fā)出的光時(shí)，如果這顆恒星正在遠(yuǎn)離我們，那么光會(huì)在光譜上往紅色區(qū)域移動(dòng)，而如果恒星正在靠近我們，光在光譜上就會(huì)往藍(lán)色區(qū)域移動(dòng)，所以我們將這種現(xiàn)象稱為哈勃紅移現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)觀測(cè)我們發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的星系都在遠(yuǎn)離我們，只有仙女座等少數(shù)星系在靠近我們，它們的光譜分析屬于藍(lán)移現(xiàn)象。

我們發(fā)現(xiàn)，星系的遠(yuǎn)離不僅沒(méi)有停止，還在加速，這說(shuō)明宇宙正在加速膨脹。僅憑哈勃紅移現(xiàn)象我們?nèi)詿o(wú)法確定宇宙誕生時(shí)的狀態(tài)，不過(guò)好在還有宇宙微波背景輻射現(xiàn)象給我們提供了宇宙的年齡數(shù)據(jù)。利用宇宙微波背景輻射測(cè)算出宇宙的年齡為138億年左右，而當(dāng)科學(xué)家將宇宙膨脹和宇宙壽命代入計(jì)算后，得到的宇宙誕生時(shí)的體積讓人驚訝，經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，宇宙誕生之初的體積比一顆原子還要小。在我們看來(lái)，宇宙從這么小的體積誕生，那動(dòng)靜不得是宇宙級(jí)別的超級(jí)大爆炸嗎？

宇宙大爆炸算是一個(gè)名詞，并不是一個(gè)形容詞，所以宇宙大爆炸到底是砰的一聲炸了，還是悄無(wú)聲息地從起點(diǎn)大小開始膨脹，我們并不知情。不過(guò)很有意思的是，當(dāng)時(shí)的膨脹速度一定是超過(guò)光速的。我們來(lái)分析下宇宙誕生時(shí)的情況，宇宙誕生之前，整個(gè)宇宙包括空間在內(nèi)全部蜷縮在奇點(diǎn)之內(nèi)，我們假設(shè)當(dāng)時(shí)的宇宙奇點(diǎn)與現(xiàn)在的黑洞奇點(diǎn)并無(wú)什么分別，那么有一個(gè)無(wú)法理解的問(wèn)題是，宇宙總質(zhì)量產(chǎn)生的引力是極其恐怖的，黑洞都無(wú)法爆炸分解更不用說(shuō)宇宙奇點(diǎn)了。黑洞奇點(diǎn)無(wú)法爆炸分解的原因并不是能量不夠，而是能量爆發(fā)后的物質(zhì)速度不夠。

黑洞的事件視界是物質(zhì)和能量逃逸速度的分界線，事件視界內(nèi)的能量和物質(zhì)必須超過(guò)光速才有機(jī)會(huì)逃逸，所以黑洞奇點(diǎn)可能會(huì)永久保持這個(gè)狀態(tài)。而宇宙奇點(diǎn)發(fā)生爆炸或者說(shuō)膨脹的原因，一定與爆發(fā)的初速度有關(guān)，只有在物質(zhì)和能量超過(guò)光速的情況下，奇點(diǎn)才會(huì)分解。所以我們可以認(rèn)為，宇宙誕生時(shí)，從奇點(diǎn)爆發(fā)的物質(zhì)和能量確實(shí)超越了光速。

光速和能量無(wú)關(guān)，無(wú)論是你點(diǎn)蠟燭發(fā)出的微弱光芒，還是超新星爆發(fā)時(shí)發(fā)出的宇宙最強(qiáng)伽馬射線暴，都無(wú)法突破光速，要知道伽馬射線暴中一粒光子攜帶的能量是太陽(yáng)光子的十幾萬(wàn)倍以上，但光子的速度仍在限制在我們已知的光速上。這說(shuō)明能量強(qiáng)弱與光速無(wú)關(guān)，所以宇宙誕生時(shí)的超光速現(xiàn)象并不是因?yàn)楫?dāng)時(shí)爆發(fā)的是最強(qiáng)能量，而是別的原因。

突破光速的原因可能與空間的密度有關(guān)，宇宙在奇點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，空間完全被壓縮在奇點(diǎn)內(nèi)，在宇宙誕生的同時(shí)，物質(zhì)和能量的速度除了大爆炸的能量推動(dòng)外，還有空間的膨脹速度加持。另外還有一個(gè)問(wèn)題是時(shí)間，奇點(diǎn)狀態(tài)下并沒(méi)有時(shí)間的存在，奇點(diǎn)發(fā)生分解后才有了運(yùn)動(dòng)，才有了時(shí)間，也可以說(shuō)在奇點(diǎn)發(fā)生爆發(fā)后的那一丟丟空隙，誕生的宇宙時(shí)空沒(méi)有時(shí)間的參與，或者說(shuō)時(shí)間的出現(xiàn)比空間的膨脹慢了半拍，導(dǎo)致宇宙膨脹的速度在理論上突破了光速。也正是這個(gè)原因，宇宙誕生了，否則按照現(xiàn)在的物理特性，奇點(diǎn)中的物質(zhì)和能量將無(wú)法逃逸，更加無(wú)法發(fā)生宇宙大爆炸了。