现在这样宇宙
宇宙模型,麻省理工学院
科学家阿伦·固斯提出,早期宇宙可能存在过
个非常快速膨胀
时期。这种膨胀叫做“,bao涨”,意指宇宙在
段时间里,不像现在这样以减少
、而是以增加
速率膨胀。按照固斯理论,在远远小于1秒
时间里,宇宙
半径增大
100万亿亿亿(1后面跟30个0)倍。
固斯提出,宇宙是以个非常热而且相当紊乱
状态从大爆炸开始
。这些高温表明宇宙中
粒子运动得非常快并具有高能量。正如早先
们讨论
,人们预料在这
高
温度下,强和弱核力及电磁力都被统
成
个单独
力。当宇宙膨胀时它会变冷,粒子能量下降。最后出现
所谓
相变,并且力之间
对称性被破坏
:强力变得和弱力以及电磁力不同。相变
个普通
例子是,当水降温时会冻结成冰。液态水是对称
,它在任何
点和任何方向上都是相同
。然而,当冰晶体形成时,它们有确定
位置,并在某
方向上整齐排列,这就破坏
水
对称。
处理水时候,只要你足够小心,就能使之“过冷”,也就是可以将温度降低到冰点(0℃)以下而不结冰。固斯认为,宇宙
行为也很相似:宇宙温度可以低到临界值以下,而没有使不同
力之间
对称受到破坏。如果发生这种情形,宇宙就处于
个不稳定状态,其能量比对称破缺时更大。这特殊
额外能量呈现出反引力
效应:其作用如同
个宇宙常数。宇宙常数是当爱因斯坦在试图建立
个稳定
宇宙模型时,引进广义相对论之中去
。由于宇宙已经像大爆炸模型那样膨胀,所以这宇宙常数
排斥效应使得宇宙以不断增加
速度膨胀,即使在
些物质粒子比平均数多
区域,这
有效宇宙常数
排斥作用超过
物质
引力吸引作用。这样,这些区域也以加速,bao涨
形式而膨胀。当它们膨胀时,物质粒子越分越开,留下
个几乎不包含任何粒子,并仍然处于过冷状态
膨胀
宇宙。宇宙中
任何不规则性都被这膨胀抹平,正如当你吹胀气球时,它上面
皱纹就被抹平
。所以,宇宙现在光滑
致
状态,可以是从许多不同
非
致
初始状态演化而来。
在这样个其膨胀由宇宙常数加速、而不由物质
引力吸引使之减慢
宇宙中,早期宇宙中
光线就有足够
时间从
个地方传到另
个地方。这就解答
早先提出
,为何在早期宇宙中
不同区域具有同样性质
问题。不但如此,宇宙
膨胀率也自动变得非常接近于由宇宙
能量密度决定
临界值。这样,不必去假设宇宙初始膨胀率曾被非常仔细地选择过,就能解释为何现在
膨胀率仍然是如此地接近于临界值。
,bao涨思想还能解释为何宇宙存在这
多物质。在
们能观察到
宇宙里大体有1亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿(1后面跟80个0)个粒子。它们从何而来?答案是,在量子理论中,粒子可以从粒子/反粒子对
形式由能量中创生出来。但这只不过引起
能量从何而来
问题。答案是,宇宙
总能量刚好是零。宇宙
物质是由正能量构成
;然而,所有物质都由引力互相吸引。两块互相靠近
物质比两块分得很开
物质具有更少
请关闭浏览器阅读模式后查看本章节,否则可能部分章节内容会丢失。