宇宙大爆炸不是天开地裂的大呲花，而是“暖暖的烤面包”

奇（ji）点还是奇（qi）点，爆炸还是膨胀？宇宙大爆炸（The Big Bang）的概念似乎深入人心却又扑朔迷离。许多人眼中，宇宙大爆炸是整个宇宙被挤在一个无穷小的点上，然后发生了爆炸，构成宇宙的所有物质被送入太空中。然而天文学家却会告诉你，这一切或许都不是那样的。

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从爆炸开始的歧义

宇宙大爆炸——从这个定义名称开始，歧义就已经在产生了，因为大爆炸（Big Bang）这个词本身看起来就像是一场爆炸，但这种描述实际上并不准确。

20世纪20年代早期，数学家亚历山大·弗里德曼（Alexander Friedmann）发现爱因斯坦的广义相对论提供了一个不断膨胀的宇宙。比利时牧师（兼天文学家）乔治·勒梅特（Georges Lemaître）也得出了同样的结论。不久之后，爱德文·哈勃（Edwin Hubble）证明了星系实际上是在移离。几乎所有星系（除了本地星系群）都在远离我们，它们发出的光因此发生红移，而且，星系从我们身边远离的速度越来越快。

多普勒效应使得那些远离我们的物体看起来更红，而靠近的物体则显得更蓝

总有一天，几乎所有我们现在能用望远镜观测到的星系都将消失在视野之外。最终，星星都会熄灭在视野之外，而观测者们望向的将是一片永远黑暗而孤独的夜空。

幸运的是，这是一个非常漫长的阶段。

当然我们也可以用相反的方式来看待这件事：这些星系正在彼此分离，意味着它们以前也曾相聚。如果我们把时间倒带，整个可观测宇宙中的所有东西都能放在一个非常非常小的区域中——这就是广义上的奇点。倒带终了时，我们就来到了宇宙大爆炸的时间点。

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人们很容易认为宇宙大爆炸是一场爆炸，宇宙中的物质被抛出，就像手榴弹爆炸迸裂而出的弹片一般。但实际上，对于大爆炸来说，并不是物质被弹射出去，而是宇宙本身在膨胀，是空间本身在膨胀。物质就像是画在气球上的花纹一般被抻开，花纹与花纹之间距离越来越远。或者像是一团正在烘烤的葡萄干面包，物质就是其中的葡萄干，而空间就是面包坯，伴随着烘烤进行面包不断涨大，葡萄干相互之间也越来越远。

有朝一日也会有看科普也能看饿了的一天

并不存在的宇宙边界

可观测宇宙的半径尺度约为465亿光年，但这并不意味着那里就是宇宙的尽头。

不同于葡萄干面包，宇宙不会膨胀成任何东西，也极少有科学家相信宇宙边缘的存在，所谓的可观测宇宙就像一个半径465亿光年的气泡，以我们为中心包裹着这片空间。当然这个气泡实际并不存在，如果另外的星系存在另一个文明，那么他们的可观测宇宙就将是以他们为中心的气泡。

我们看到的东西越遥远，它发出的光的时间就越久远。自宇宙大爆炸以来已经近140亿年，因此我们无法观测或测量比光在这段时间内向我们传播的距离更远的任何物体（465亿光年涵盖了宇宙在这段时间内膨胀的部分）。由于宇宙一直在膨胀，可见的宇宙实际上还将继续变大。但科学家们计算出，气泡之外的宇宙要比可观测宇宙大得多，也许是无限的。

我们时常提到宇宙时空是“平坦的”，这说明它的曲率在大的尺度上而言为0，尽管在小尺度上会有一些弯曲。但如果你想去宇宙的尽头旅行，那么你将永远无法到达，因为不断膨胀的宇宙向外无限延伸。

唯有不存在的空间尽头的境界线上平行线才得以相交

宇宙大爆炸的中心

如果我们把宇宙大爆炸想象成一个真的爆炸，或许很容易认为它是从中心向外炸裂开来的，这是传统爆炸的物理模型。

但宇宙大爆炸的情况并非如此——几乎所有的星系都在往各个方向远离我们，似乎地球是宇宙起源的中心，但它并非如此。所有其他的观测者都能从他们所在的星系看到同样的情况，无论你身在银河系，还是仙女星系，亦或是身处更遥远的外太空，你看到的宇宙都将是以自己为中心向外膨胀。

宇宙在同时向各个方向膨胀，因此宇宙大爆炸也不存在所谓的中心，它没有发生在任何确定的位置。从这里我们也就可以推断出，所谓的奇点，实际上也并不存在。

的确，在宇宙大爆炸开始时，我们的整个可观测宇宙都非常紧密地压缩在一片狭小的空间里。但是宇宙怎么可能既是无限的，同时又是狭小的呢?

或许在一些科普文章中，你可能会读到宇宙一开始比原子还小，后来又有足球那么大，最后像个气球一样不断涨大。但是这个类比暗示了空间从一开始就有边界和边缘，显然这是错误的。没有任何证据能说明宇宙在大爆炸时不是无限的，有限的只是我们卑微的可观测宇宙，它在当时或许只有一个点，然而现在已经膨胀到了半径为465亿光年的大小。

爆炸和宇宙膨胀和发展的图解丨NASA / WMAP Science Team

当某个人在说宇宙在特定时间有多大时，他指的只能是可观测宇宙。而整个可观测宇宙都来自于一个你可以称之为奇点的小区域。但是在大爆炸的同时，我们的奇点旁边紧挨着的一点也被抻开了，更远处的下一个点也一样。只是这些点距离我们实在是太远了，它们构成的宇宙在我们的观测范围之外。这或许就是科学家们所说的多重宇宙。所以尽管它们很可能存在，但是我们没有办法探测到它们。

可观测宇宙艺术图，中心为我们的太阳系

但根据理论推演，今天的宇宙比昨天稍大一些，它比一百万年前还要更大一点。宇宙大爆炸就是把这一现象倒推到了最开始，宇宙会变得越来越小，越来越密，越来越热。最后你会发现它变得无穷小，温度无穷高，而且密度无穷大。这实际上就是大爆炸理论——宇宙就是在这样的条件下开始的，这里就是你不得不停止倒带的地方。

在这个点，没有任何物理理论可以来描述它，这并不自然，因此物理学家或许需要一个不同的理论，有人也正在对此进行研究。这是一个需要结合引力和量子理论的领域，目前还没有人能够构想出它。

所以在这个宇宙历史上最早的时刻发生了什么，至少到目前为止，我们仍然不知道。

作者：猫又

编辑：紫晓 怀尘

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