宇宙的能量從哪裡來？

06-30

「砰」的一下，就炸出來了一個宇宙，產生了這麼多物質和天體，而且這些天體今天在宇宙中還在飛跑，那得多少能量啊！這些能量都是哪裡來的呢？

其實在宇宙中，爆炸是經常發生的，而且也不一定要從外邊提供什麼能量。比如，大家都聽說過超新星爆發，而超新星爆發就不需要外部提供能量，它自己就爆炸了。簡單地說，如果有一大團物質，在自身的引力作用下就會發生收縮，我們叫做引力塌縮。在這個收縮過程中，引力勢能轉化成為了物質的動能，所以在沒有其它事情發生的情況下，這些高速運動的物質最後就會撞在一起，發生一個劇烈的爆炸。但是這並不是我們看到的超新星爆發，原因在於，這一團物質收縮的過程中的確會發生其它事情，比如形成了恆星和行星，我們的太陽系就是這麼形成的。

恆星是靠它內部的核聚變產生能量來抵抗進一步的引力收縮，但是恆星內部的核聚變過程最終是會停止的，失去了內部能源的恆星只好繼續做引力塌縮。接下去就有兩個可能了，一個可能就是在中心首先形成了一個黑洞，那麼剩下的物質跑到了黑洞視界面就直接進去了，所以不會發生超新星爆發，銀河系內的有些黑洞就是這麼形成的，這我們在關於黑洞的那個小講裡面說過。但是如果中心先形成了一個中子星，外面的物質並不知道，仍然高速衝進去，撞到了中子星的很硬的表面，就被反彈回去，這就是超新星爆發！所以產生超新星爆發並不需要額外提供能量。

但是宇宙一開始可是什麼都沒有啊，靠引力塌縮引爆宇宙大爆炸很顯然不可行，那麼怎麼辦呢？一個出路就是奇點。我們前面講到黑洞的時候說過，一般認為，黑洞的中心是一個奇點，那裡的各種物理量都發散，尤其是能量和物質密度都是無窮大。既然是無窮大，那麼奇點爆發產生出來一個宇宙就可能了。但是黑洞的奇點是被黑洞的視界包圍著的，不會影響黑洞外面的世界。然而，如果有一個沒有被黑洞視界包圍的奇點，這個奇點就可以產生宇宙大爆炸了。霍金和彭羅斯於1970年證明了一個奇點定理，而奇點定理要求的條件看來是可以滿足的。於是宇宙大爆炸需要的奇點就可以有了。

但是，朋友們可能又要問了，奇點是哪裡來的呢？奇點產生之前是什麼呢？這就不是大爆炸理論所能夠回答的了，已經有了一些理論來回答這些問題，比如暴脹理論、平行宇宙和多重宇宙。

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