科学探索|宇宙真的是从一片虚无中产生的吗？宇宙真的是从一片虚无中产生

北京时间3月15日消息，据国外媒体报道，我们对广阔宇宙中的未知事物越是好奇，就会浮现出越多的未解之谜。对任何事物本质的探索最终都将把我们引向同一类谜团：宇宙的终极本质和起源、以及宇宙中的万物。但无论我们往回追溯得多久，总是规避不掉同一个问题：一旦倒退回到某个时间点之前，我们的“起点”也许就不复存在了。

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从宇宙微波背景到星系团、再到单个星系，这些观测结果都需要由暗物质来解释。
这也许是最最重要的问题之一，因为它想问的不仅是万物来自何处，还问了万物最初是如何出现的。到目前为止，科学都没能为我们解答这个难题。
我们在观察宇宙时，可观察到的全部范围、甚至将庞大的未知领域考虑在内，都指向一个统一的场景。宇宙由物质（而不是反物质）构成，无论何时、何处，都遵循同一套物理法则。就我们所知，宇宙开始于138亿年前一次炽热的大爆炸。宇宙由广义相对论主宰，体积在不断膨胀，温度在持续下降。暗能量和暗物质占据了宇宙的大部分，其余则由普通物质、中微子和辐射组成。

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即使在空无一物的太空中，基本相互作用场自带的量子波动也依然存在。在宇宙初期的暴胀过程中，这些波动会在宇宙中被大幅拉伸，形成如今仍能观测到的温度波动。
如今，宇宙中充满了星系、恒星、行星和重元素，并且在至少一颗星球上存在拥有先进技术的智慧生命。但这些结构并非亘古有之，而是在宇宙演化的过程中逐渐出现的。作为一项重大的科学飞跃， 20世纪的科学家倒推出了宇宙的时间线，描述了宇宙是如何从缺少复杂结构、除了氢氦之外别无一物的起初，逐渐发展到如今遍布大型天体结构的模样的。
如果让我们从今日出发、让时光倒流，追寻每一个结构和每一个构件的起源。每次得到一个答案，我们都可以进一步追问：“可这究竟是从哪来的呢？这又是如何出现的呢？”直到最终实在答无可答：“不知道，至少目前为止还没有头绪。”届时我们就可以对手头掌握的情况进行复盘，然后追问下去：“这究竟是如何出现的？难道是从一片虚无中浮现的吗？”
【科学探索|宇宙真的是从一片虚无中产生的吗？】那我们就开始吧。

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图为在宇宙膨胀过程中、宇宙结构形成过程的模拟图像，描绘了引力在富含暗物质的宇宙中一连数十亿年的增长过程。图中的细丝和团簇主要在暗物质作用下形成，普通物质起到的作用很小。
如今的生命全都由复杂分子构成，这些分子又由元素周期表中的原子构成，与宇宙中所有普通物质所用的是同一批“原材料” 。但宇宙并非生来就有这么多原子，而是在经历了多轮恒星诞生和死亡、每一次核反应的产物不断循环利用后，才逐渐达到今天的局面。若没有这一过程，就不可能出现行星和复杂的化学反应。