1642年1月8日， 一位科學巨匠去世了， 他叫伽利略。 300年之後的1月8日， 一位科學的偉人誕生了， 他叫霍金， 雖然他只是一個坐在輪椅上的殘疾人， 卻比這世上的任何人更接近宇宙， 那麼問題來了：宇宙是怎麼來的呢？又是怎麼沒的呢？霍金告訴了我們答案！
1、熱大爆炸模型
你可能在第一眼看到“熱大爆炸模型”這幾個字的時候， 就已經蒙了， 但是， 這只是一個比較專業的說法， 其實這個理論在你的腦子裡已經很久了， 這是我們普通人最為接受的宇宙理論， 不信？你聽我說哈！
在大爆炸瞬間， 宇宙的尺度為0， 因而溫度必然為無窮大， 但是隨著宇宙的膨脹， 輻射的溫度必然不斷下降。 在大爆炸之後的1秒鐘之後， 溫度降低到了100億度。 這大約是太陽中心的1000倍。 在這一時刻， 宇宙的主要成分是光子、電子、中微子和他們的反粒子， 同時還會有一些質子和中子。
隨著宇宙繼續膨脹，
大約在大爆炸之後的100秒， 溫度會下降到10億度， 這也是最灼熱恒星內部的溫度。 到達這一溫度時， 質子和中子所具有的溫度已不足以擺脫強核力的吸引作用， 它們開始結合在一起， 生成氘（重氫）原子核， 其中包含一個質子和中子。 然後， 氘核又會和別的質子和中子結合， 生成具有兩個質子和兩個中子的氦核。 此外， 還會生成少量的兩種較重的元素， 即鋰和鈹。
在這個過程中， 大約有四分之一的質子和中子會轉化成氦核， 同時生成少量的重氫和其他一些元素。 多餘的中子會衰變成質子，
根據熱大爆炸模型， 我們應該能夠觀測到從早期灼熱階段所遺留下來的輻射。 不過， 由於宇宙膨脹， 這種宇宙輻射的溫度應當只有絕對溫標幾度。 於是， 在1965年， 彭齊亞斯和威爾遜這一對逗逼少年發現了這種微波背景輻射！
於是， 我們可以確信， 我們至少可以追溯到大爆炸之後的一秒鐘左右。 在大爆炸之後過去僅僅幾個小時， 氦和其他元素的產生過程就宣告停止了。 在這之後的100萬年時間裡， 宇宙只是蛋疼的膨脹， 啥也不幹， 終於， 溫度跌落到了幾千度， 電子和原子核不再具有足夠的能量來克服他們之間的電磁力， 於是， 他們就開心的結合在一起了， 形成了原子。
從整體上來看， 宇宙仍會繼續膨脹，
隨著時間的推移， 星系中的氣體會碎裂成一些較小的雲快， 它們會在自身引力的作用下發生塌縮。 收縮過程中， 氣體的溫度不斷升高， 一旦溫度變的足夠高， 核反應就開始了。 這類反應可以使氫轉化為氦，
對於品質更大的恒星， 由於引力作用更強， 需要有更高的溫度與之平衡， 於是， 核聚變反應會進行的非常之快， 在大約只有1億年的時間裡恒星的氫燃料便會消耗殆盡。
人們還沒有完全搞清楚接下來會發生什麼， 不過看來恒星的中心區域會塌縮成某種非常緻密的狀態， 中子星或者黑洞。 恒星很可能在一次劇烈的爆炸中把它的外層向外拋出， 這就是超新星爆發， 此時恒星的亮度會超過星系中所有其他的恒星。 恒星在行將壽終正寢之際所產生的一些較重的元素， 會被拋回到星系內的氣體中， 它們為生成下一代恒星提供了原材料。
2、那麼問題來了。。。。
NO1、為什麼宇宙早期會有如此高的溫度呢？
NO2、為什麼宇宙在大尺度上會如此均勻——為什麼在空間中的不同位置、以及不同的方向上看宇宙都是一樣的？
NO3、為什麼宇宙最初的膨脹速率會如此接近臨界值，從而恰好保證不會再塌縮？
NO4、儘管事實上宇宙在大尺度上表現為高度均勻和各向同性，但其中不乏存在局部性的物質團塊，如恒星和星系。人們認為，這些天體是因為早期宇宙中不同區域記憶體在少量密度差異而演化形成的。試問，這類密度漲落的起因是什麼？
僅僅依據相對論不可能解釋這些問題，因為廣義相對論預言，宇宙最初時的密度為無窮大，也就是始於大爆炸奇點。在奇點處，廣義相對論和其他所有的物理學定律全部失效，我們不可能預言從奇點會發展出什麼來。
那麼怎麼辦呢？於是一個叫艾倫.古思的人提出了另一種理論，小夥伴們，高潮來了，這才是重頭戲奧，為什麼這麼說呢？因為後邊的你可能沒聽說過奧，看懂了就可以用來裝逼了。看清楚了奧，是後邊的，可不是只有一個艾倫.古思的理論哈。
3、暴脹模型
為了避免熱大爆炸模型在極早期階段的困難，麻省理工的艾倫.古思提出了一種新型的模型，在他的模型中，許多不同的初始結構，都可以演化成目前宇宙的狀態。
他認為。對早期宇宙來說，可能在一段時間內作極高速的指數式膨脹。這種膨脹稱為暴脹。
在宇宙尺度上出現過的暴脹絕對是瘋狂式的，在僅僅一秒鐘的極小一部分時間內，宇宙就膨脹了100萬億億億倍。
古思認為，宇宙從大爆炸誕生之際溫度極高，可以預料，再這樣高的溫度之下，強核弱核力和電磁力全部會統一成一種力。隨著宇宙的膨脹，物質粒子間的距離越來越遠，且其中幾乎不含任何粒子。宇宙仍然會處於“過冷態“（什麼是過冷呢？想想”過冷態“的水就可以啦，把水的溫度降到冰點以下，但是並不會結冰，這就是過冷水奧。），而力與力之間的對稱性並沒有發生破缺。宇宙中的任何不規則性正是因為膨脹而被抹平了。
因此，宇宙目前的平滑、均勻狀態，便可以從多種不同的非均勻初始狀態演化而來。膨脹的速率也會不斷逼近剛好能使宇宙避免再度坍縮所需要的臨界值。
今天，宇宙並不以暴脹方式在膨脹，所以，必然存在某種機制，以能削去非常大的宇宙常數。可以預見的情況是隨著宇宙的膨脹和冷卻，力與力之間的對稱性最終會出現破缺，正如過冷態水最終總是會結冰一樣。那時，未破缺的對稱性狀態的多餘能量就會被釋放出來，並再度使宇宙升溫，之後，宇宙繼續膨脹並冷卻，情況與熱大爆炸模型就一樣了。
但是，宇宙為什麼恰好以臨界速率在膨脹？為什麼宇宙的不同區域有著相同的溫度？
對此，古思做出了解釋，他嘰裡呱啦的解釋了一大堆，最後發現，還是不能解釋，還要靠蛋疼的”人擇原理“來解釋。關於這個人擇原理，我只想說，這個宇宙中就沒有解釋不了的，只是沒有任何卵用而已。
好了，高潮的高潮來了。
4、量子引力與虛時間
如果經典廣義相對論是正確的，那麼由奇點定理可以知道，時間起點應當始於密度和曲率均為無窮大的一點，再這樣一個點上，所有的物理學定律都會失效。
然而真的是這樣嗎？奇點定理的真實含義是引力場變得非常強，因而量子引力效應就變得非常重要，經典的理論可以去一邊涼快了。這裡就交給量子論吧。
在量子理論中，一些常見的科學定律在任何場合都有可能成立，其中包括時間的起點。沒有必要為奇點假設一些新的定律，因為在量子理論中無需出現任何奇點。
我們迄今為止還沒有一套完整的理論可以把相對論和量子論結合起來，但是我們可以把握其中的一些特徵，其中之一便是：費恩曼根據歷史求和，並用公式來表述量子論的思想。
比如，為了計算粒子通過某個特定點的概率，就要確定通過該點的每個可能的歷史，並對與所有這些歷史相應的波求和，之後才能得到所需要的結果。但是，計算的時候會需要困難，也就是說根本算不出來哈，理想很美好，現實很殘酷奧。
所以，我們必須做出改變，在表述這些歷史的時候，我們不再用我們能體驗到的即時，而是虛時間。
虛時間？你可能會問，這是什麼鬼！聽起來像科幻小說啊。不過，實際上，虛實間是一種有著明確含義的數學概念。虛時間對時空有著一種奇妙的效應：時間和空間之間的區別完全不存在。人們認為事件的時間座標取為虛數的時空屬於歐幾裡得時空，因為度規是按正向定義的。
總之一句話：在歐幾裡得時空中，時間的方向與空間的各個方向不存在任何差別。
5、宇宙的無邊界條件
在以即時空為基礎的經典理論中，宇宙的行為只有兩種可能性，或者它永遠存在，無始無終；或者在過去某個特定的時間，宇宙從奇點起有自己的開端。
事實上，由奇點定理得知，宇宙必然取第二種可能性。另一方面，在量子引力論中還會出現第三種情況。
在歐幾裡得時空中，時間的方向和空間的各個方向完全處於同等地位，故時空在範圍上可能是有限的，但並不存在邊界或者奇點。時空應當像地球的表面，只是多了兩個維度，地球表面在範圍上是有限的，但是它並沒有邊界或者邊緣。
如果歐幾裡得時空朝著無限遠的虛實間往回回溯，或者從奇點出發，就會出現經典理論中同樣的問題，這樣的話，也許只有上帝知道宇宙是怎麼誕生的了。另一方面，量子引力論則提出了另一種情況，在這種理論中，時空是不會有任何邊界。
宇宙應當做到充分自足，不會受自身之外任何事物的影響，它既不會被創造出來，也不會毀於一旦，。它從來就是這個樣子。
這裡必須強調的是，時空應該有限而無界的這種概念只是一種設想，它不可能從其他某個原理推導出來。
人們根據無邊界的設想發現，在大多數情況下，宇宙遵循某個可能的歷史而演變的機會可以忽略不計，但是，確實存在一族歷史，它們出現的可能性要比其它歷史要大的多。
用圖來表示的話，顯而易見：這些歷史就像是地球表面，其中以北極距表示虛時，用緯圈的大小表示宇宙的空間尺度。
宇宙剛誕生時位於北極，它只是一個點，隨著向南運動，緯圈越來越大，相當於宇宙隨虛時間在膨脹。在赤道上，宇宙的尺度會達到極大，然後它會再度收縮，直至到南極的時候又成為了一個點。儘管在北極和南極的時候，宇宙的尺度為零，但這兩個點都不是奇點，這與地球上南北極並沒有奇點的特性一樣。
在即時間中，宇宙會膨脹到非常大的尺度，但是它最終會再度坍縮成奇點，因此，在某種意義上，即使我們遠離黑洞，但所有的人都在劫難逃，只有，當我們可以依據虛時間來表述宇宙，才不會出現任何奇點。
看到這裡，不要吝嗇關注一波小編唄。。
它們為生成下一代恒星提供了原材料。2、那麼問題來了。。。。
NO1、為什麼宇宙早期會有如此高的溫度呢？
NO2、為什麼宇宙在大尺度上會如此均勻——為什麼在空間中的不同位置、以及不同的方向上看宇宙都是一樣的？
NO3、為什麼宇宙最初的膨脹速率會如此接近臨界值，從而恰好保證不會再塌縮？
NO4、儘管事實上宇宙在大尺度上表現為高度均勻和各向同性，但其中不乏存在局部性的物質團塊，如恒星和星系。人們認為，這些天體是因為早期宇宙中不同區域記憶體在少量密度差異而演化形成的。試問，這類密度漲落的起因是什麼？
僅僅依據相對論不可能解釋這些問題，因為廣義相對論預言，宇宙最初時的密度為無窮大，也就是始於大爆炸奇點。在奇點處，廣義相對論和其他所有的物理學定律全部失效，我們不可能預言從奇點會發展出什麼來。
那麼怎麼辦呢？於是一個叫艾倫.古思的人提出了另一種理論，小夥伴們，高潮來了，這才是重頭戲奧，為什麼這麼說呢？因為後邊的你可能沒聽說過奧，看懂了就可以用來裝逼了。看清楚了奧，是後邊的，可不是只有一個艾倫.古思的理論哈。
3、暴脹模型
為了避免熱大爆炸模型在極早期階段的困難，麻省理工的艾倫.古思提出了一種新型的模型，在他的模型中，許多不同的初始結構，都可以演化成目前宇宙的狀態。
他認為。對早期宇宙來說，可能在一段時間內作極高速的指數式膨脹。這種膨脹稱為暴脹。
在宇宙尺度上出現過的暴脹絕對是瘋狂式的，在僅僅一秒鐘的極小一部分時間內，宇宙就膨脹了100萬億億億倍。
古思認為，宇宙從大爆炸誕生之際溫度極高，可以預料，再這樣高的溫度之下，強核弱核力和電磁力全部會統一成一種力。隨著宇宙的膨脹，物質粒子間的距離越來越遠，且其中幾乎不含任何粒子。宇宙仍然會處於“過冷態“（什麼是過冷呢？想想”過冷態“的水就可以啦，把水的溫度降到冰點以下，但是並不會結冰，這就是過冷水奧。），而力與力之間的對稱性並沒有發生破缺。宇宙中的任何不規則性正是因為膨脹而被抹平了。
因此，宇宙目前的平滑、均勻狀態，便可以從多種不同的非均勻初始狀態演化而來。膨脹的速率也會不斷逼近剛好能使宇宙避免再度坍縮所需要的臨界值。
今天，宇宙並不以暴脹方式在膨脹，所以，必然存在某種機制，以能削去非常大的宇宙常數。可以預見的情況是隨著宇宙的膨脹和冷卻，力與力之間的對稱性最終會出現破缺，正如過冷態水最終總是會結冰一樣。那時，未破缺的對稱性狀態的多餘能量就會被釋放出來，並再度使宇宙升溫，之後，宇宙繼續膨脹並冷卻，情況與熱大爆炸模型就一樣了。
但是，宇宙為什麼恰好以臨界速率在膨脹？為什麼宇宙的不同區域有著相同的溫度？
對此，古思做出了解釋，他嘰裡呱啦的解釋了一大堆，最後發現，還是不能解釋，還要靠蛋疼的”人擇原理“來解釋。關於這個人擇原理，我只想說，這個宇宙中就沒有解釋不了的，只是沒有任何卵用而已。
好了，高潮的高潮來了。
4、量子引力與虛時間
如果經典廣義相對論是正確的，那麼由奇點定理可以知道，時間起點應當始於密度和曲率均為無窮大的一點，再這樣一個點上，所有的物理學定律都會失效。
然而真的是這樣嗎？奇點定理的真實含義是引力場變得非常強，因而量子引力效應就變得非常重要，經典的理論可以去一邊涼快了。這裡就交給量子論吧。
在量子理論中，一些常見的科學定律在任何場合都有可能成立，其中包括時間的起點。沒有必要為奇點假設一些新的定律，因為在量子理論中無需出現任何奇點。
我們迄今為止還沒有一套完整的理論可以把相對論和量子論結合起來，但是我們可以把握其中的一些特徵，其中之一便是：費恩曼根據歷史求和，並用公式來表述量子論的思想。
比如，為了計算粒子通過某個特定點的概率，就要確定通過該點的每個可能的歷史，並對與所有這些歷史相應的波求和，之後才能得到所需要的結果。但是，計算的時候會需要困難，也就是說根本算不出來哈，理想很美好，現實很殘酷奧。
所以，我們必須做出改變，在表述這些歷史的時候，我們不再用我們能體驗到的即時，而是虛時間。
虛時間？你可能會問，這是什麼鬼！聽起來像科幻小說啊。不過，實際上，虛實間是一種有著明確含義的數學概念。虛時間對時空有著一種奇妙的效應：時間和空間之間的區別完全不存在。人們認為事件的時間座標取為虛數的時空屬於歐幾裡得時空，因為度規是按正向定義的。
總之一句話：在歐幾裡得時空中，時間的方向與空間的各個方向不存在任何差別。
5、宇宙的無邊界條件
在以即時空為基礎的經典理論中，宇宙的行為只有兩種可能性，或者它永遠存在，無始無終；或者在過去某個特定的時間，宇宙從奇點起有自己的開端。
事實上，由奇點定理得知，宇宙必然取第二種可能性。另一方面，在量子引力論中還會出現第三種情況。
在歐幾裡得時空中，時間的方向和空間的各個方向完全處於同等地位，故時空在範圍上可能是有限的，但並不存在邊界或者奇點。時空應當像地球的表面，只是多了兩個維度，地球表面在範圍上是有限的，但是它並沒有邊界或者邊緣。
如果歐幾裡得時空朝著無限遠的虛實間往回回溯，或者從奇點出發，就會出現經典理論中同樣的問題，這樣的話，也許只有上帝知道宇宙是怎麼誕生的了。另一方面，量子引力論則提出了另一種情況，在這種理論中，時空是不會有任何邊界。
宇宙應當做到充分自足，不會受自身之外任何事物的影響，它既不會被創造出來，也不會毀於一旦，。它從來就是這個樣子。
這裡必須強調的是，時空應該有限而無界的這種概念只是一種設想，它不可能從其他某個原理推導出來。
人們根據無邊界的設想發現，在大多數情況下，宇宙遵循某個可能的歷史而演變的機會可以忽略不計，但是，確實存在一族歷史，它們出現的可能性要比其它歷史要大的多。
用圖來表示的話，顯而易見：這些歷史就像是地球表面，其中以北極距表示虛時，用緯圈的大小表示宇宙的空間尺度。
宇宙剛誕生時位於北極，它只是一個點，隨著向南運動，緯圈越來越大，相當於宇宙隨虛時間在膨脹。在赤道上，宇宙的尺度會達到極大，然後它會再度收縮，直至到南極的時候又成為了一個點。儘管在北極和南極的時候，宇宙的尺度為零，但這兩個點都不是奇點，這與地球上南北極並沒有奇點的特性一樣。
在即時間中，宇宙會膨脹到非常大的尺度，但是它最終會再度坍縮成奇點，因此，在某種意義上，即使我們遠離黑洞，但所有的人都在劫難逃，只有，當我們可以依據虛時間來表述宇宙，才不會出現任何奇點。
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