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第八章 宇宙的起源和命运(8 / 14)

能量,因为你必须消耗能量去克服把它们拉在引力而将其分开。这样,在定意义上,引力场具有负能量。在空间上大体宇宙情形中,人们可以证明,这个负引力能刚好抵消物质所代表正能量,所以宇宙总能量为零。

两倍仍为零。这样宇宙可以同时将其正物质能和负引力能加倍,而不破坏其能量守恒。在宇宙正常膨胀时,这并没有发生。这时当宇宙变大时,物质能量密度下降。然而,这种情形确实发生于,bao涨时期。因为宇宙膨胀时,过冷态能量密度保持不变:当宇宙体积加倍时,正物质能和负引力能都加倍,总能量保持为零。在,bao涨相,宇宙尺度增大个非常大倍数。这样,可用以制造粒子总能量变得非常大。正如固斯所说:“都说没有免费午餐这件事,但是宇宙是最彻底免费午餐。”

今天宇宙不是以,bao涨方式膨胀。这样,必须有种机制,它可以消去这非常大有效宇宙常数,从而使膨胀率从加速状态,改变为正如同今天这样由引力减慢下样子。人们可以预料,在宇宙,bao涨时不同力之间对称最终会被破坏,正如过冷水最终会凝固样。这样,未破缺对称态额外能量就会释放,并将宇宙重新加热到刚好低于使不同力对称临界温度。以后,宇宙就以标准大爆炸模式继续膨胀并变冷。但是,现在找到何以宇宙刚好以临界速率膨胀,并在不同区域具有相同温度解释。

在固斯原先设想中,有点像在非常冷水中出现冰晶体,相变是突然发生。其想法是,正如同沸腾水围绕着蒸汽泡,新对称破缺相“泡泡”在原有对称相中形成。泡泡膨胀并互相碰撞,直到整个宇宙变成新相。麻烦在于,正如同和其他几个人所指出,宇宙膨胀得如此之快,甚至即使泡泡以光速涨大,它们也要互相分离,并因此不能合并在起。结果宇宙变成种非常不状态,有些区域仍具有不同力之间对称。这样模型跟们所观察到宇宙并不吻合。

1981年10月,去莫斯科参加量子引力会议。会后,在斯特堡天文研究所做个有关,bao涨模型和它问题讲演。听众席中有年轻苏联人——莫斯科列别提夫研究所安德雷·林德——他讲,如果泡泡是如此之大,以至于们宇宙区域被整个地包含在个单独泡泡之中,则可以避免泡泡不能合并在困难。为使这个行得通,从对称相向对称破缺相改变必须在泡泡中进行得非常慢,而按照大统理论这是相当可能。林德缓慢对称破缺思想是非常好,但过后意识到,他泡泡在那时刻必须比宇宙尺度还要大!指出,那时对称不仅仅在泡泡里,而且在所有地方同时被破坏。这会导致个正如们所观察到宇宙。被这个思想弄得非常激动,并和个学生因·莫斯讨论。然而,当后来收到个科学杂志社寄来林德论文,征求是否可以发表时,作为他朋友,感到相当难为情。回答说,这里有个关于泡泡比宇宙还大瑕疵,但是里面关于缓慢对称破缺基本思想是非常好

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