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第九章 时间箭头(4 / 6)

时间边界宇宙可能历史是如何行为。只有如果这些历史满足无边界条件,人们才可能避免这个不得不描述们不知道和无法知道东西困难:它们在尺度上有限,但是没有边界、边缘或奇点。在这种情形下,时间开端就会是规则、光滑空间-时间点,并且宇宙在个非常光滑和有序状态下开始它膨胀。它不可能是完全均匀,否则就违反量子理论不确定性原理。必然存在密度和粒子速度小起伏,然而无边界条件意味着,这些起伏又是在与不确定性原理相条件下尽可能小。

宇宙刚开始时有个指数或“,bao涨”时期,在这期间它尺度增加个非常大倍数。在膨胀时,密度起伏开始直很小,但是后来开始变大。在密度比平均值稍大区域,额外质量引力吸引使膨胀速度放慢。最终,这样区域停止膨胀,并坍缩形成星系、恒星以及们这样人类。宇宙开始时处于个光滑有序状态,随时间演化成波浪起伏无序状态。这就解释热力学时间箭头存在。

如果宇宙停止膨胀并开始收缩将会发生什呢?热力学箭头会不会倒转过来,而无序度开始随时间减少呢?这为从膨胀相存活到收缩相人们留下五花八门科学幻想可能性。他们是否会看到杯子碎片集合起来离开地板跳回到桌子上去?他们会不会记住明天价格,并在股票市场上发财致富?由于宇宙至少要再等百亿年之后才开始收缩,忧虑那时会发生什似乎有点学究气。但是有种更快办法去查明将来会发生什,即跳到黑洞里面去。恒星坍缩形成黑洞过程和整个宇宙坍缩后期相当类似;这样,如果在宇宙收缩相无序度减小,可以预料它在黑洞里面也会减小。所以,个落到黑洞里去航天员能在投赌金之前,也许能依靠记住轮赌盘上球儿走向而赢钱。(然而,不幸是,玩不多久,他就会变成意大利面条。他也不能使们知道热力学箭头颠倒,或者甚至将他赢钱存入银行,因为他被困在黑洞事件视界后面。)

起初,相信在宇宙坍缩时无序度会减小。这是因为,认为宇宙再变小时,它必须回到光滑和有序状态。这表明,收缩相仅仅是膨胀相时间反演。处在收缩相人们将以倒退方式生活:他们在出生之前即已死去,并且随着宇宙收缩变得更年轻。

这个观念是吸引人,因为它表明在膨胀相和收缩相之间存在个漂亮对称。然而,人们不能置其他有关宇宙观念于不顾,而只采用这个观念。问题在于:它是否由无边界条件所隐含或它是否与这个条件不相协调?正如说过起先以为无边界条件确实意味着无序度会在收缩相中减小。之所以被误导,部分是由于与地球表面类比引起。如果人们将宇宙开初对应于北极,那宇宙终结就应该类似于它开端,正如南极之与

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