如果我們生存的宇宙是奇點大爆炸產生的，那麼大爆炸之前的奇點存在於哪裡？

05-30

在大爆炸理論的框架下，是沒有大爆炸之前這個問題的，因為大爆炸理論只能回答大爆炸以後的事情，而霍金和彭羅斯的奇點定理又把大爆炸的發生推給了奇點，奇點本身是沒有之前的，奇點消失了才產生了大爆炸，所以只有以後。當然，奇點定理是廣義相對論框架下的結果，如果我們考慮量子力學效應，那麼就不允許奇點存在，因為在量子理論裡面，在極高密度和極高能量下，量子漲落必然非常強烈，時間和空間都會變得不確定，所能夠允許的最短時間就是所謂的普朗克時間，也就是10的負43次方秒，既然不允許比這個時間短了，當然就沒有零時間，也就沒有零之前的時間了，當然就根本沒有奇點之前這個概念了。

由於我們觀測到所有遙遠的天體都是背對我們膨脹，似乎我們處於宇宙膨脹的中心。但是這只不過是我們的觀測視覺效應，其實在宇宙中的任何地方觀測，都會看到所有遙遠的天體也都是同樣的背對我們膨脹，而這正是對哈勃定律的最簡單解釋。

從另外一個方面思考，既然我們的宇宙是產生於一個奇點，我們總是可以問這個點在哪裡吧？其實這也是一個誤解。我們說的奇點，並不真的是已有空間中的一個無限小的區域，而是指的所有地方的密度和能量都無限大的那麼一種宇宙的狀態，那時候宇宙中處處密度和能量都是無限大，也就是整個宇宙都是奇點，並不是指宇宙是一個點，因此就沒有宇宙的中心是哪裡這個問題了，因為處處都是中心也都不是中心。

用奇點作為宇宙大爆炸開始的接鍋俠，雖然簡單，但是並不能令人滿意，因為只能解釋奇點是可能出現的，不但沒有回答為什麼會有奇點，而且也不能說明就必須有奇點。而且大爆炸宇宙學模型還有別的困難，最主要的是三個，就是磁單極子、巧合性和視界疑難。這三個問題最後都由暴脹理論做出了解釋。

聲明：由於太忙，我沒有時間讀我回答後面的評論和發給我的私信，當然也無法回答評論裡面提出的問題和回復私信。如果您希望我回答您的問題，請在悟空問答提出，然後邀請我回答，我會在方便的時候挑一些問題回答。但是在提問之前請先看看我以前回答過的問題，我不重複回答問題。謝謝！

宇宙奇點，是指宇宙引力大坍縮滅亡的「0」維空間的點，也是宇宙大爆炸誕生的「0」維空間的點。在奇點宇宙沒有空間，宇宙半徑尺趨近於零。

奇點是一個密度無限大，熱量無限大，溫度無限高，壓力無限大，時空曲率無限大，體積無限小的「點」。在奇點宇宙處於高密高溫高壓的可逆動態熱平衡「0」維空間狀態，宇宙引力能量和宇宙斥力能量瞬間先後處於無窮大。

宇宙不但是高維度的，而且宇宙的拓撲可能根本就不是「球」這樣簡單的東西，宇宙是一個有界而無邊的奇特的多維的拓撲結構，正如假設你是在Mobius環上行走的螞蟻，這樣如何定義宇宙的中心呢？又怎樣找到最初的奇點呢？這就又是一個複雜的故事了。

我們現在能夠肯定正確的只有「宇宙在膨脹」這一個結論而已，至於最開始是一個點，或者只是一個比現在的宇宙小N倍的壓緊了的宇宙，沒有人知道？而宇宙從開始到現在是經歷了一場爆炸，抑或僅僅只是一直都在膨脹而已，這又是一個疑問？還有膨脹的結果，是越來越快直到七零八落呢，還是越來越慢最後停下來甚至重新收縮回去，這個也沒有證據來表明。

如果設想宇宙曾經是一個黑洞，那麼很多問題似乎有解答，比如宇宙大爆炸之前的這個能量球，可能就是這個宇宙級黑洞（或可稱為宇宙級天體）的奇點，我們還可以這樣設想，因為這個奇點吸收的物質太多，導致其內外壓力和引力失去平衡，從而發生了大爆炸，而且根據這個設想來看現代的宇宙，或許我們的宇宙就在一個超級黑洞之中，雖然大爆炸產生的暗能量致使整個宇宙仍在不斷的膨脹，但距離黑洞的視界範圍仍然有著極遠的距離。

但是，最終宇宙的奇點來自何處，將來會怎樣，想知道這些，在現有的知識和科技還沒發解答，所以現在的理論都建立在猜測基礎之上。所以，奇點究竟來自何處，現在還沒答案。

讀了《時間簡史》，關於人類對宇宙模型的認識過程簡單總結如下：

一.膨脹的宇宙模型

1922年物理學家弗里德曼根據愛因斯坦廣義相對論場方程認為宇宙不穩定，可能向各個方向膨脹。1929年美國天文學家哈勃發現了星系的譜線紅移。這是具有里程碑意義的觀測，證實了宇宙正在膨脹。按照這一模型越往早期星系越密，密到一定程度，就為大爆炸宇宙模型的建立奠定了基礎。

二.大爆炸宇宙模型

主要觀點:大約在100億年之前某一時刻，宇宙起源於一個高溫高密的原始的原子大爆炸。大爆炸時宇宙溫度無限高，壓力無限大，體積為零的「奇點」。大爆炸學說有兩個主要的觀測依據：氦的丰度和微波背景輻射。但是有一個疑難問題：宇宙起源於「奇點」。

三.霍金的量子宇宙學理論

當代傑出的物理學家霍金在1973年研究了黑洞附近的量子效應，用量子效應抹平了黑洞中的奇點。量子宇宙論認為宇宙是從無到有自發創生的，其物理機理是「量子隧道效應」。宇宙由量子態「無」自發通過量子隧道效應躍遷到空、時的量子狀態即宇宙的創生期。

如果真是奇點大爆炸產生了宇宙，那麼所說的那個奇點就存在於廣大無垠的空間里。這個空間叫什麼？是應該叫宇宙誕生之前的另外一種稱呼：母體。

地球人類文明進步以後把自然以外的東西叫宇宙，有些高智商的精英研究出了宇宙的源頭是一個奇點，後來爆炸了，彭！出現了宇宙，那麼之前這個奇點就在這些精英的腦袋裡。

「大爆炸之前的奇點存在於哪裡？」，這個問題其實隱含認為有一個獨立於宇宙的空間和時間，但是，實際上空間和時間都是宇宙的屬性，是先有宇宙(更準確的說，是先有奇點和大爆炸)才有空間與時間，我們所認知的、感覺的、或者定義的所謂空間與時間，都是宇宙的一部分，都是宇宙因為奇點大爆炸而產生以後派生出來的宇宙屬性，所以在宇宙之前根本沒有空間與時間，也就沒有「大爆炸之前的奇點存在哪裡？」的問題。

對於這個問題，需要強調的是:

奇點不是一個空間上的點。
宇宙大爆炸不是從一個點開始的。

奇點首先是一個數學概念，它代表一個數學對象無法處理的點。比如，在這個點上的值，數學上沒有定義。考慮函數f(x)=1/x，在點x=0處，它的值是無窮大，而無窮大在數學上不是一個有定義的值，所以x=0就是函數f(x)=1/x的奇點。

認為宇宙是從一個無限小的點爆炸而來的觀點，就是對奇點這個概念的誤解所致。那麼，大爆炸理論中的奇點是什麼意思呢？

美國天文學家埃德溫哈勃在觀測遙遠星系的時候，發現它們都在遠離我們而去，而且距離我們越遠的星系，遠離我們的距離越快。如果我們用廣義相對論讓時間回放，不難得出，在有限的時間（137億年）以前，宇宙處於一個密度和溫度都極高的狀態。在這種狀態下，廣義相對論和其他已知的物理定律都失效了，所以，我們把這個狀態叫做大爆炸的奇點。

如題目中所說的「一個無限熱，無限緊密，無限小的點爆炸了"這樣不準確的表達無疑大大幫助了這種誤解的擴散。事實上，如果我們把時間會放到137億年以前，整個可觀察宇宙（observable universe）確實在一個體積極小的點內，甚至遠遠小於一個質子。但是，可觀察宇宙並不等於整個宇宙，它只是宇宙的一部分。在宇宙的生命中，從這部分宇宙發出的光線有足夠時間達地球。真正的宇宙遠遠大於可觀察宇宙。在很多時候，人們往往混用「宇宙」和「可觀察宇宙」這兩個概念，因為對我們來說，可觀察宇宙以外的部分是我們永遠不可觸及的，對我們來說沒有意義。

根據目前的理論和觀察，宇宙很可能是無限大的。一個無限大的宇宙，無論如何收縮，也無法在有限的時間內變成有限大小。所以，在大爆炸的時刻，宇宙很可能就是無限大的。

而一個無限大的宇宙，仍然可以繼續膨脹，它只需要膨脹到它到自己裡面去就行了。

那麼，大爆炸為什麼會導致物理理論出現奇點呢？先來看看現有的物理理論可以帶我們走到哪一步。

1. 電弱年代（Electroweak Era）

回溯到大爆炸後10^-32秒，整個可觀察宇宙的大小和一粒沙差不多。這時的宇宙溫度在開爾文以上，希格斯場無法給予基本粒子靜質量，所以所有的粒子的靜質量都是零，它們都以光速運動。這時，弱相互作用力和電磁力結合成為電弱力（electroweak force)，而這個階段被稱為電弱年代（Electroweak Era）。

在這個階段，我們現有的物理理論很完善。我們甚至可以在強子對撞機中產生這樣的溫度，並且由此驗證電弱力理論。

2. 大統一年代（Grand Unified Era）

回溯到大爆炸後10^-36秒，宇宙的溫度達到10^27開爾文。在這樣的高溫下，強相互作用力也會和電弱力結合。有很多理論研究這三種基本力的合併，這些理論被稱為大統一理論（Grand Unified Theories），而這個階段被稱為大統一年代（Grand Unified Era）。

然而，和電弱力理論不一樣的是，這些理論目前無法驗證，因為我們的強子對撞機無法提供足夠的能量。要驗證大統一理論，要求強子對撞機提供現有能量的1000億倍。也許我們需要更大型的環日對撞機，也許這是對撞機這種方法的死胡同。

3. 普朗克年代（Plank Era）

回溯到大爆炸後10^-43秒，整個可觀察宇宙小於普朗克長度。這個階段被稱為普朗克年代（Plank Era）。廣義相對論預言四大基本力都會合併。然而，在這個尺度上，描述時空和引力的廣義相對論遭遇到了它自己的奇點。描述微觀尺度需要量子力學，然而，廣義相對論與量子力學是衝突的。要解決這種衝突，我們需要一種新的理論——量子引力，或者說，萬有理論（Theory of Everything)。超弦理論(String Theory)就是其中的一個有力競爭者。所以，奇點是現有物理理論的奇點。而在新的理論中，我們將會有能力回答更多的問題，現在看到的奇點就會消失。另外，應該注意到的是，大爆炸理論只是根據宇宙膨脹而推測出來的宇宙在過去發生的事情，它本身不能回答大爆炸時怎麼發生的，或者為什麼會發生，更不能讓你看到大爆炸以前。而要回答這些問題，需要其他的理論，有的處於假說階段，有的得到了部分驗證，而有的還是空白。由於奇點的存在，今天你向宇宙大爆炸提出的問題，很多是沒有答案的。但是，這些問題在將來，我相信都能得到滿意的回答。

從物理上講，這個問題本身不成立。因為，宇宙是時間和空間的統一，西漢的《淮南子》：「往古來今謂之宙，四方上下謂之宇」，大爆炸產生了時間和空間，沒有大爆炸，就沒有時間，空間的概念，所以在此「之前」，「哪裡」這些詞是沒有意義的。打個不貼切的比喻，就像一張白紙，上面有個圓，有圓自然就有圓心的存在。可是如果沒有這個圓，問白紙上哪裡是圓心，這個問題就不存在，圓心這個概念對於白紙來說是沒有意義的。那怎麼理解大爆炸這個奇點呢？沒有宇宙，沒有奇點，我覺得這種狀況有點像中國古代哲學思想裡面的無極。無極生太極，這個太極就有點宇宙奇點的意思了。《易傳·繫辭上傳》：「易有太極，是生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦。」八卦就表徵著整個自然界，這和大爆炸產生了宇宙很相似！都是「無中生有」！回到前面的白紙上，那張白紙是不是可以看做是無極，而那個圓的圓心是不是可以看做是太極，是奇點呢？而那個兩儀，似乎可以看做是大爆炸產生的正反物質或者是正負能量。從這個角度看，大爆炸理論和中國古代哲學思想竟是如此驚人的一致！

這個不便透露，可以給提示。

點：數學的解釋為點是可以被忽略，不確定的。

叧外還涉及到另一個數「0」零。

再加上「兀」圓周率無很不循環。

其實這三個數值是最常用到的，而且是建立物理的基石。如果這幾個常數沒有被真正認識和確認，那麼在此基礎上建立的物理大廈就不會成形。

先說「0」。其實連基本數究竟該從0還是1開始，到現在還沒有定論。

0為什麼不可以除0？普通計算器都不接受，顯示為錯誤。而各種公式演算法所驗證的結果實際上表示為：因為我們是對的，所以你是錯的。這種帶主觀性的判斷，使後來在某個事件計算時，只要是與大值有衝突，微小就會被忽略。

還有就是「0」究竟是自然存在數，還是人為創造的數，目前也無定論。所以當現代物理界在硑究宇宙起點時會產生混亂。

「0」的另外屬性這裡就不多說了。

再說「兀」，為什麼它會無限不循環目前也沒有一個明確合理的解釋。包括（點）

但目前，我可以合理解釋這三個數值的含義和原理。搞清了這方面，那麼再複雜的宇宙也可以被還原了，雖然它不是你問題的這種奇點。

奇點是根據愛因斯坦相對論推演出的關於宇宙大爆炸之前宇宙存在的形式。目前只是一種假想而已，還沒有有絕對說服力的證據。即然大家是在談討，我就談一點個人對宇宙成因的一點淺薄認識。自然界所有的物體都有其誕生消亡的過程，小到肉眼看不見的，大至無法及目的都無一例外，不過天體的發育過程是極端的無法想像的漫長，對於人類來說對天體相對較正確的認知是從哥白尼開始至今不過一百多年歷史，相對浩瀚的宇宙在時間上是無法形容的，這就需要人類在地外天體的認知上有漫長的路要走。另一方面，天體的存在形式都是在消亡中誕生，在誕生中消亡的循環過程，不可能無中生有，自有它的自然法則，人類仍需探索。

這個問題可能正是大爆炸宇宙學的軟肋之一，是大爆炸宇宙學無法解釋的。按照大爆炸宇宙學往前推，需要解釋什麼東西大爆炸了，即使有這個奇點他到底是個什麼東西，又是什麼原因造成大爆炸，奇點之外有什麼東西，不知道這些，就無法認識奇點的位置。往後推，大爆炸現在到啥程度了，還要爆炸到哪兒去，有個盡頭沒有，最後有個什麼結局。我認為宇宙和其所有物質原本就存在，他們不斷運動變化，永不停歇永遠存在，這比大爆炸更能很好解釋宇宙現象，也接近唯物辯證法。至於支撐大爆炸的什麼紅外遠移，背景輻射等等說不定是別的原因，別一定要和大爆炸扯在一起。