大爆炸未解之谜：宇宙为何是扁平的？

突然一声巨响，宇宙由此而生。不到一秒，原本合一甚至最基本的的四个基本力——电磁力，引力，弱核力和强核力分离了。突然，宇宙开始以指数级扩展，宇宙开始膨胀。稍后但在最初范围内，强子形成，中微子停止与与其他粒子相互作用。在接下来的十秒，轻粒子占据统治地位。它们短期规则让步于统治了接近38万年的光子，后来由最新形成的氢原子和氦原子接管统治，但是直到约559百万年后，星星通过融合这些微粒才开始发光。
　　大爆炸是我们所能解释宇宙的产生和存在最好的理论。正如天体物理学家Ethan Siegel在最新书籍Beyond the Galaxy中写到：时至今日，没有其他模型既可以与广义相对论一致，又可以解释宇宙的哈勃膨胀，轻元素的丰富以及宇宙电磁微波背景的存在和性质，而大爆炸恰恰是唯一可以做到的。
　　但是尽管有可行和大量的科学证据的支持，宇宙学的理论定义并不完美。存在着三个主要问题。
　　首先是视界问题。如果我们远观太空，有数以亿计的光线，光子有同样温度-大约2.725开式度。但如果从另一个方向看，我们看到的是一样的。多么巧合！
　　事实上，当天文学家从所有方向看，无论多么远，他们发现所有区域都有同样的温度。这令人极其费解，Siegel说：“这些区域因为距离分开，而这个距离要远超过任何信号，甚至是光线在宇宙产生时所能穿越达到的路程。”大爆炸对于这一奇事没有任何解释。




而大爆炸没有解释的另一个怪事就是扁平问题。几乎所有的由天文学家收集的证据表明宇宙是平的。就像是桌上的一张纸，时空都展现出没有任何弯曲。在大爆炸的背景下，这个看上去极不可能。
　　最后就是单极子问题。由大爆炸所产生的巨大能量产生了一个带磁性的颗粒，它打破了模型。所有磁铁有两个极，北极和南极。就算是磁铁突然折断，两个极依然存在。但是这个颗粒实际上是只有一个极的磁铁：带磁性的单极子！
　　在2014年，研究者在实验室里创造出一种合成磁铁单极子，但是物理学家在自然中至今发现了其中一个粒子。 斯坦福的一个研究者Blas Cabrera，也是低温暗物质研究实验的当前领导者，他发现了追溯1982年的一个候选单极子，但是没有其他实验应证他的结论。
　　所以我们该如何处理这三个难题呢？仅仅忽略它们吗？“我们不禁想把这上面三个问题根本不当作是问题，而仅仅看作是宇宙起源的条件……”Siegel写到，“清理真相并不被打扰，大爆炸足以应对。”
　　“但是那将是一个糟糕的非科学性的态度……只要我们一相信有些事情是科学无法回答的问题，它将是一个自我实现的预言。”科学家们不会因为问题很困难就避开它们，恰恰相反，科学家们会精确地处理这些问题。坏名声是发现者，而对于这个世界，则有更重要的东西——知识。
　　按理说，大爆炸从时间从空间上都是无限延伸的，那么它为何产生的是一个横向的扁平宇宙而不是一个圆或许其他规则形状呢？我想关于这些问题，我们未来一定可以解开。突然一声巨响，宇宙由此而生。不到一秒，原本合一甚至最基本的的四个基本力——电磁力，引力，弱核力和强核力分离了。突然，宇宙开始以指数级扩展，宇宙开始膨胀。稍后但在最初范围内，强子形成，中微子停止与与其他粒子相互作用。在接下来的十秒，轻粒子占据统治地位。它们短期规则让步于统治了接近38万年的光子，后来由最新形成的氢原子和氦原子接管统治，但是直到约559百万年后，星星通过融合这些微粒才开始发光。
　　大爆炸是我们所能解释宇宙的产生和存在最好的理论。正如天体物理学家Ethan Siegel在最新书籍Beyond the Galaxy中写到：时至今日，没有其他模型既可以与广义相对论一致，又可以解释宇宙的哈勃膨胀，轻元素的丰富以及宇宙电磁微波背景的存在和性质，而大爆炸恰恰是唯一可以做到的。
　　但是尽管有可行和大量的科学证据的支持，宇宙学的理论定义并不完美。存在着三个主要问题。
　　首先是视界问题。如果我们远观太空，有数以亿计的光线，光子有同样温度-大约2.725开式度。但如果从另一个方向看，我们看到的是一样的。多么巧合！
　　事实上，当天文学家从所有方向看，无论多么远，他们发现所有区域都有同样的温度。这令人极其费解，Siegel说：“这些区域因为距离分开，而这个距离要远超过任何信号，甚至是光线在宇宙产生时所能穿越达到的路程。”大爆炸对于这一奇事没有任何解释。




而大爆炸没有解释的另一个怪事就是扁平问题。几乎所有的由天文学家收集的证据表明宇宙是平的。就像是桌上的一张纸，时空都展现出没有任何弯曲。在大爆炸的背景下，这个看上去极不可能。
　　最后就是单极子问题。由大爆炸所产生的巨大能量产生了一个带磁性的颗粒，它打破了模型。所有磁铁有两个极，北极和南极。就算是磁铁突然折断，两个极依然存在。但是这个颗粒实际上是只有一个极的磁铁：带磁性的单极子！
　　在2014年，研究者在实验室里创造出一种合成磁铁单极子，但是物理学家在自然中至今发现了其中一个粒子。 斯坦福的一个研究者Blas Cabrera，也是低温暗物质研究实验的当前领导者，他发现了追溯1982年的一个候选单极子，但是没有其他实验应证他的结论。
　　所以我们该如何处理这三个难题呢？仅仅忽略它们吗？“我们不禁想把这上面三个问题根本不当作是问题，而仅仅看作是宇宙起源的条件……”Siegel写到，“清理真相并不被打扰，大爆炸足以应对。”
　　“但是那将是一个糟糕的非科学性的态度……只要我们一相信有些事情是科学无法回答的问题，它将是一个自我实现的预言。”科学家们不会因为问题很困难就避开它们，恰恰相反，科学家们会精确地处理这些问题。坏名声是发现者，而对于这个世界，则有更重要的东西——知识。
　　按理说，大爆炸从时间从空间上都是无限延伸的，那么它为何产生的是一个横向的扁平宇宙而不是一个圆或许其他规则形状呢？我想关于这些问题，我们未来一定可以解开。