题主这个密度无限大,体积无限小在物理学上就是——奇点。大爆炸宇宙论中“宇宙大爆炸”的起始点。
奇点的特点
密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小
奇点——宇宙大爆炸——形成宇宙——宇宙膨胀——膨胀能量耗尽——宇宙坍塌——重新形成奇点——下一次宇宙大爆炸。
一个循环便是宇宙的寿命,科学家预估宇宙的寿命还有1400亿年。
密度是众物理量之一,极大,极小,不管怎么的存在,皆是结构体存在,结构体能级型式不同就伴有不同存在形式,从粒子,原子,分子,块,动植物,星体,星系,黑洞系,星团,星网。皆能量结构体。
密度无限大,体积无限小一般是量子宇宙观形容宇宙大爆炸奇点和黑洞奇点的存在状态。对于人们普通的逻辑推理来说,这种奇异的状态是难于理解的。
按照量子理论的解释,物质的最小尺度是普朗克常数(h),1.6ⅹ10的负33次方厘米。换算成体积就是1.6x10的负35次方立方厘米。小于普朗克尺度的存在对人类研究已无意义。
普朗克尺度尽管极小,小到已超出你的想象。但还是存在大小的,如果奇点是由普朗克尺度的量子组成,那奇点还是应该有体积的。所以量子景观的零维奇点论是存在矛盾的。而大多数的量子理论在涉及这个问题时,大都表述含糊其词,蒙混而过。在理论界对奇点究竟是怎样的一个存在,谁也讲不清楚。因为谁也不知道。
细察这个问题其实是一个哲学问题,"无外为大″,"无内为小″。再微小的东西都存在里面,这是作为宇宙演化产物的人类的固有思维,因为人类本身是一个三维结构,同时又存在于三维空间中,所以它的逻辑框架很难逃脱上下,里外的限制。比如你永远只知道自已是站在地球上,其实相对于美国你是倒挂在地球上。而真实的情况是你被万有引力吸在地球上。同样,在克莱茵瓶的结构中你能看清楚哪里是里面,哪里是外面呢?
所以物质在理论上应该是可以无限细分下去的,即便是普朗克尺度的量子也不一定是物质微小的尽头。(不管它对人类有无意义)
这一点其实在粒子物理学界,已得到了广泛的默认。欧洲核子研究组织的观测数据不断证明完美的自然的粒子模型并不存在,如有更大的强子对撞机,可能会撞出比"上帝粒子″希格斯玻色子更小的粒子,说明在技术上粒子标准模型是不完美和不自然的。CERN的理论负责人在2017年已发表论文婉转地承认了人类目前的粒子研究存在问题。而大多数粒子物理学家对他们已作出的明显失败的预测则保持沉默。
人类作为一个相对宏观的物质存在,要通过宏观的机器设备来观测微观的粒子世界,是受到一定的限制的。到夸克粒子目前技术已无从直接观测,这就是所谓的"夸克禁闭″。
然而物质世界的本元秘密就存在于量子世界中,可人类却无从探知。因此奇点论只能存在于人类的推测层面,没有理论能对它作出全面系统的解释。
如果物质世界还存在着比量子更小尺度的单元,又或者物质微小的尺度本身没有穷尽,而微小到几乎没有尺度的单元组成的奇点应该也是几乎没有尺度的存在。
当然奇点也许更本不存在,或者以一种人类无法理解的状态存在。