深度长文：时间的起点在哪里？真的是宇宙大爆炸吗？

物理学家的普遍观点是，时间开始于大约138亿年前的一个特定点，当时整个宇宙突然从无限热、无限密集的奇点中扩展出来，在这一点上，我们理解的物理定律完全崩溃。这可以被认为是宇宙的"诞生"，也是我们所知道的时间的开始。在大爆炸之前，没有空间或时间，而且您不能比大爆炸更早地回到过去，就像您不能再向北离开北极一样。

我们可以相当精确地模拟自138亿年前大爆炸以来宇宙的演化

正如理论物理学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）在其1988年的《时间简史》中指出的那样，即使时间不是从大爆炸开始的，并且还有另一个时间范围，从那个较早的时间范围内我们无法获得任何信息，并且 届时发生的任何事件都不会影响我们当前的时间范围。因此，大爆炸之前发生的任何假定事件都可以被认为是毫无意义的（或者至少是哲学思辨的一部分，而不是物理学）。

大爆炸后的事件

宇宙正在膨胀，所有的星系都在彼此越来越远地移动。事实上，我们现在知道，这种膨胀正在加速和加快（这主要是由于弥漫在宇宙中的神秘暗能量）。如果我们回放这种膨胀的“电影”，我们会发现随着时间的推移，宇宙会越来越小，直到最终整个宇宙的物质和能量集中在大约138亿年前的微观点上 。

宇宙的过去、现在、未来模型

我们可以非常紧密地（至少直到很短的纳秒或更短的时间）对这个过程进行建模，物理学家已经能够将宇宙演化中的主要事件组合在一起，从大爆炸后最微小的一秒开始：

• 普朗克时期（大爆炸后的前 5.39 x 10^(-44) 秒） – 在此期间发生的事件（如果有）必须保持纯粹的猜测。
• 大统一时期（10^(-43)到10^(-36)秒）-引力力与其他基本力分离，并创建第一个基本粒子。
• 膨胀时期（10^(-36)到10^(-32)秒）——宇宙经历一个极快的指数膨胀，称为宇宙膨胀，任何现有的粒子变得非常稀薄。
• 电弱时期（10^(-36) 至 10^(-12) 秒） – 强大的核力与其他两种力（电磁和引力）分离，粒子相互作用产生大量奇异粒子，包括 W 和 Z 玻色子和希格斯玻色子。
• 夸克时期（10^(-12)到10^(-6)秒）-这四种基本力呈现其目前的形式，当宇宙冷却到10万亿度以下时，夸克、电子和中微子大量形成（尽管大多数夸克和反夸克在接触时相互湮灭，但剩余的夸克仍然存在，最终会结合形成物质）。
• 强子纪元（10^(-6)秒到1秒）–宇宙冷却到大约1万亿度，允许夸克结合形成强子，如质子和中子，电子与质子碰撞融合形成中子并释放出无质量的中微子。
• 轻子时代（1到10秒）–大多数（但不是全部）强子和反强子相互湮灭，电子和正电子等轻子支配着宇宙的质量。
• 核合成时代（3分钟到20分钟）–宇宙的温度降到大约10亿度，这样原子核就可以开始形成，质子和中子融合形成氢、氦和锂等简单元素的核。
• 光子时代（10秒到大约24万年）–宇宙充满了等离子体，一种由原子核和电子组成的不透明“热汤”，宇宙的能量由光子支配，光子继续与带电的质子、电子和原子核频繁地相互作用。复合/去耦（大约24万到30万年）–宇宙温度降到3000度左右，电离的氢和氦原子捕获电子，中和其电荷并将其束缚在原子内；宇宙最终变得对光透明，使这成为今天可能观测到的最早的时代。
• 暗时代（约30万至1.5亿年）–宇宙实际上是黑暗的，没有恒星形成来发出光；只剩下非常弥散的物质，所有活动都戏剧性地结束，宇宙被神秘的“暗物质”所主宰。
• 再电离时代（约1.5亿至10亿年）–第一类类星体是由引力坍缩形成的，它们的强烈辐射使周围的宇宙再电离，宇宙由中性变为由电离的离子体组成
• 恒星和星系的形成（300 - 5亿年后）——宇宙气体的微小密集云团在自身引力下开始崩塌，直到它们触发氢原子之间的核聚变反应，并产生最初的恒星，这些恒星逐渐聚集到星系中。太阳系形成（大爆炸后85-90亿年）-我们的太阳，一颗由几代早期恒星的碎片组成的晚一代恒星，以及它周围的太阳系，大约在45-50亿年前形成。

宇宙的终极命运

我们的太阳正逐渐变得更大、更热、更亮，地球可能在大约10亿年后变得无法居住。在大约50亿年后，我们的太阳预计将变成一颗红巨星，之后它将逐渐缩小并冷却成一颗小而密集的白矮星，并最终变成一颗黑暗、死亡的黑色矮星（大约100亿年后）。然而，宇宙的其余部分将继续其膨胀和进化。

宇宙的几种终极命运

物理学中有几个关于宇宙最终命运的可能场景，取决于宇宙的整体形状或几何形状（即它是平的、开放的还是封闭的），取决于它所包含多少暗能量（暗能量是一种不可见的、假设的形式）具有排斥反引力的能量，渗透到所有空间，这或许可以解释最近观察到宇宙似乎正在以加速速度膨胀的观测结果，以及所谓的"状态方程"（这基本上决定了暗能量对宇宙的膨胀有反应）。在我们能够以任何确定性对宇宙的未来作出预测之前，可能需要在基础物理学方面取得进一步的进展，但我们仍然可以研究可能性。

如果没有暗能量的排斥作用，引力的影响最终将阻止宇宙的膨胀，并且它将开始收缩，直到宇宙中的所有物质都坍塌到最后的奇点，大爆炸的镜像被称为"大爆炸"紧缩"。这也提供了一个振荡或循环宇宙，或"大反弹"的有趣的可能性，其中大挤压由新宇宙的大爆炸继承，等等，可能无限，对应于时间的循环视图。

宇宙膨胀的终极几种模型

如果暗能量引起的宇宙膨胀的加速度无限制地增加，一个假设是暗能量最终可能变得如此强大，以至于它完全压倒了引力、电磁和弱核力的影响。这将导致星系，恒星，甚至原子本身被撕裂，也被称为“大撕裂”。在35到500亿年的相对短的时间范围内，我们所知的宇宙在怪异的引力作用下奇异性结束。因此，这个模型下的时间本质上是有限的，而不是循环的或无限的。

然而，鉴于我们目前对暗能量效应不断增加的了解，最有可能的情况是，宇宙将继续以指数级加速的速度永远膨胀，最终将空间变成一个近乎完美的真空，当剩余的物质能量变得越来越稀薄时，这种情况被称为"热死亡"或"大冻结"。在10^14年（一百万亿）年或更长时间内，宇宙将在非常接近绝对零度的温度下达到最大熵和热平衡状态，在温度非常接近绝对零度时，宇宙变得太冷，无法维持任何种类的生命或运动。剩下的就是燃烧的恒星，冰冷的死行星和黑洞最终.

黑洞蒸发

在难以想象的10^100年年之后，即使是黑洞也会蒸发掉，只留下随机的孤立粒子漂浮在虚空中，几乎没有或根本没有与其他粒子相互作用的可能。此模型的含义是，虽然时间在过去是有限的，但它在未来可能是无限的，尽管在这种情况下，实际上几乎不可能进行更改，但是时间的概念实际上变得毫无意义。

一个无限的、永恒的宇宙的问题是，即使是最不可能发生的事情最终也会发生（不仅会发生，而且会发生无数次）。在这种情况下，理论上每一个事件发生的可能性都是一样的，这实际上破坏了所有局部实验概率预测的基础。

随时间不断演变的空间

物理学家拉斐尔·布索和他的合作者认为，解决这个问题的一个办法是得出时间最终会结束的结论，他已经着手计算在五种不同的截止措施下时间结束的概率。其中两种情况下，时间有50%的机会在37亿年内结束；在另外两种情况下，时间有50%的机会在33亿年内结束；在第五种（可能性小得多）情况下，时间尺度非常短，时间极有可能在下一秒内结束。在这种假设的情况下，时间的结束被设想为类似于外部观察者对落入黑洞的物质系统的描述：一切都将逐渐减速，最终只是停止。

多元宇宙

宇宙的另一种模型认为，它只是整体多宇宙中可能无限数量的其他平行宇宙之一（这个词实际上早在1895年由美国哲学家和心理学家威廉·詹姆斯（William James）创建）。这种情景实际上是由许多不同的物理理论，包括量子力学，弦理论，膜理论等提出的，并且越来越被视为一种现实可能性，并且可以解决我们当前理论中许多不一致和无法解释的问题。也有人提出，通过人择原理（正是人类的存在，才能解释我们这个宇宙的种种特性，包括各个基本自然常数），解释我们的宇宙，是如何为我们所知的生命而如此精细地调整。

平行宇宙可能存在于与我们自己的宇宙相同的维度空间中，但超出了我们的宇宙学视野；它们可能存在于黑洞内；它们可能存在于其他不可访问的维度中；它们可能非常接近于我们自身，甚至被锁定在内部或叠加在其他维度上。其中一些平行宇宙甚至可能有完全不同的物理常数和物理定律。根据定义，尽管如此，我们只能体验自己的宇宙，而没有（也永远不会）有能力看到其余的多元宇宙或与之互动（或为此证明存在）， 因此，它仍然是假设的。

当然，这种宇宙对时间也有影响，也许认为时间和时间之矢只是时间概念的局部部分！