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第八章 宇宙的起源和命运(8 / 15)

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,宇宙现在光滑状态,可以是从许多不同初始状态演化而来。

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

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