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66663周前
除了这些问题,还有那个“奇点”,大多数物理学家觉得肯定有什么地方不对劲,这些只是数学上的产物,爱因斯坦甚至称“宇宙始于大爆炸奇点”的想法令人厌恶。后来,霍金和彭罗斯关于奇点的证明,依赖于四个假设:引力总是吸引的;宇宙有三个空间维度和一个时间维度;时间旅行到过去是不可能的;爱因斯坦的广义相对论描述了宇宙在所有尺度上的演化。 现在,这四个假设中的每一个都受到了质疑,尤其是第四个,而霍金和彭罗斯的奇点定理依赖广义相对论,但广义相对论在量子尺度失效,因此,奇点可能是理论局限,需量子引力理论进一步解释。所以,它揭示的更可能是我们现有理论的边界,而非宇宙真正的起点。 很明显,我们需要一些比大爆炸奇点更好、更完善的东西,解决方案来自另一位物理学家艾伦·古斯,他在思考普通物理学中的相变——冰块融化成液体,如果你再加热它,就会得到蒸汽,这些是相变,但也有一些奇怪的相变。如果液态水足够纯净,它可以被冷却到正常的冰点以下,通过一种称为“过冷”的过程来延迟相变。 在大爆炸中,人们认为宇宙在膨胀时从无限高的温度冷却下来,但这种冷却会带来磁单极子问题。那么,如果能像对水那样“延迟”它呢?他们计算出,如果冷却被稍微延迟,磁单极子问题就会消失,它们根本不会被创造出来。问题就变成了,这种过冷对宇宙的膨胀率有什么影响? 你可能会认为“真空”就是那种完全“什么都没有”的空间,但量子力学告诉我们,它实际上是一个充满混乱活动的大海。在我们看不见的地方,有一层量子场,每个量子场对应一个特定的粒子,一个电子场、一个夸克场……当那个场中出现涟漪时,我们就得到了构成你和我的粒子,电子就来自这个底层的场。 在这个真空空间里,粒子和反粒子,比如电子和正电子,不断地出现和消失,短暂地分开,然后重新结合,消失在量子场的真空中。正是这些量子相互作用,赋予了真空空间微小的能量。知识点是:能量和质量是同一回事,所以,如果你有足够的真空空间,并能从真空中提取能量,你就能得到足够的质量来创造你、我,甚至是整个宇宙。 古斯开始计算,如果宇宙是由真空空间的能量驱动的,它会以多快的速度膨胀?结果速度惊人,宇宙在极短的一瞬间,会膨胀至少一百万亿亿倍。他立即意识到,这个疯狂的增长时期会立即解决“平坦性问题”。 通过利用这个快速增长的时期,方程被颠倒了,代表宇宙曲率的Ω值被迅速推向1。无论宇宙最初是什么形状,由真空
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