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66663天前
个阶段远远超出我们今日的认知,决定着宇宙从无到有的演变。在上世纪七十年代,物理学家艾伦古斯面对一个难解的问题:磁单极子。它们是电荷的磁性对称体,就像电荷有正负之分,磁力也应该有南北极。但你也许会疑惑,为什么我们常见的磁铁永远都有南北极,单独的单极子在哪里? 古斯之所以关注它正是因为他看到了一个不同寻常的理论视角。在宇宙的最初时刻,古斯认为物理定律可能比我们现在所理解的更简单,那时电力和磁力之间的界限并不明显,按理说磁单极子应当与电荷并存,但现实却是尽管宇宙中充满了电荷,单极子却始终没有被发现。 于是古斯提出了一个颠覆性的设想:如果宇宙在诞生时经历了一次剧烈的膨胀呢?古斯研究着他手中的方程,突然发现爆炸理论不仅能解释宇宙的大尺度结构,还能揭示宇宙为何如此。在数百万光年到数十亿光年的尺度上,宇宙呈现出均匀的特性,几乎没有任何明显的变化。 我们常认为宇宙中的某些区域应该更密集,而另一些区域则相对稀疏。但古斯意识到在爆炸的过程中微小的空间在瞬间膨胀,且由于膨胀的起点本身是极其平滑的,这种平滑性被带到了更大的尺度上,从而造就了我们今日所见的宇宙的均匀性。 然而爆炸的影响并不止于此,随着宇宙的膨胀,早期空间中留下的量子波动仍在影响着宇宙的进程。正是这些量子波动,海森堡的不确定性原理让能量和物质不断产生与消失。随着膨胀继续,这些微小的波动逐渐被冻结在宇宙的各个角落。 当爆炸结束后,剩余的能量以物质和辐射的形式释放出来,而这些冻结的量子波动开始以微小的差异影响物质的分布。这些微不足道的差异虽然在初期看似微乎其微,但却随着引力的作用逐渐放大,最终成为了第一批恒星的种子。这让我们不禁思考,宇宙是否不仅仅是一个庞大的量子实验。 在一九七三年,物理学家爱德华特莱恩突发奇想,他在观看一场讲座时突然提出了一个大胆的猜想:也许宇宙不过是一次量子涨落。几个月后他发表了题为《宇宙是一个真空涨落吗》的论文,从而将这一概念带入了科学讨论的主流。 特莱恩的理论尝试解释了量子真空的不确定性如何在真空中能量会短暂波动,打破能量守恒定律。正是这股波动让他对宇宙的总能量产生了疑问,他开始思考若把宇宙中的所有能量加起来,是否有可能它们互相抵消,从而使宇宙的总能量趋近于零。 这似乎是一个令人困惑的想法,但特莱恩基于海森堡的原则提出,如果宇宙的能量确实为零,那么它的存在便可能是一个永恒的量子涨落。这种思想引发了另一个关
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