M理论中对时空与物质起源的看法

                         （物理学上的时空与物质70）

    根据日常生活经验人们发现，万事万物都有它的起源，而万事万物都包含在宇宙之中，这自然会使人联想到宇宙是如何起源的这个问题。在古代的神话、宗教、和哲学之中，充满着对这个问题的猜想；只有在广义相对论的理论建立之后，宇宙起源的研究才成为科学，这就是宇宙学。

    宇宙包括时空和物质两大部分，宇宙的起源联系着时空和物质的起源。时空的起源和物质的起源这两类起源可能同时进行，也可能分别先后进行。‘宇宙大爆炸’假设就是关于宇宙起源的一个假设，这个假设也必然联系着时空的起源和物质的起源。维基百科和百度百科对‘宇宙大爆炸’的解释都大致是：“‘ 宇宙大爆炸’是宇宙学的一种假说，它认为我们的宇宙是在过去有限的时间（大约150亿年）之前，由一个密度无限大且温度无限高的太初奇点状态演变而来的，经过不断的膨胀到达今天的状态”。一些科普书籍对‘宇宙大爆炸’的解释也大致是这样叙述的，这类叙述都大致符合宇宙学的科学著作。可是，在一些科普书籍中，对‘密度无限大且温度无限高的太初奇点状态’是什么状态？说明和解释得不够，以致使得一些人误认为上述‘奇点’是位于空间中的某个几何点。顾名思义，易于把‘奇点’联想为体积为零的空间点；可是，由宇宙学原理及广义相对论可推出[1]，只有当3维空间曲率为正时，宇宙空间才是有限无边的，才可能存在体积为零(或有限）的空间‘奇点’，而当3维空间曲率为负或为零时，宇宙空间都是无限无边的，根本不可能存在体积为零(或有限）的空间‘奇点’。虽然在宇宙学中也可把无限无边的宇宙空间，当其中物质密度为无限大且温度为无限高时的状态叫做奇点状态，但这不符合人们在日常生活中关于空间‘奇点’的直观印象。