保羅·斯坦哈特正在繪聲繪色地講述他對(duì)暴脹理論的看法。
普林斯頓大學(xué)物理學(xué)教授保羅·斯坦哈特很矛盾。一方面，他研究了暴脹理論數(shù)十年且頗有建樹(shù)；另一方面，他又覺(jué)得這個(gè)理論是錯(cuò)的。
暴脹理論認(rèn)為，早期宇宙在嬰兒期曾經(jīng)歷過(guò)一個(gè)難以想像的急速膨脹階段，在一瞬間，它便從一個(gè)原子核般大小，變成了和當(dāng)前可觀測(cè)宇宙的體積相當(dāng)。這個(gè)理論提出于1980年，當(dāng)時(shí)的目的是為了解釋可觀測(cè)宇宙令人驚異的統(tǒng)一性。無(wú)論你望向夜空的哪里，恒星和星系的密度都是大致相似的——和猜想中暴脹前早期宇宙的混亂和不協(xié)調(diào)形成了鮮明對(duì)比。
但是在研究了35年后，斯坦哈特及其他一些人開(kāi)始認(rèn)為，這個(gè)理論是錯(cuò)的。以下是他接受《鸚鵡螺》雜志采訪時(shí)的部分談話內(nèi)容。
什么是暴脹理論？
假設(shè)我們之間相隔一張桌子。此時(shí)空間開(kāi)始拉伸，拉伸的速度與理論上早期宇宙膨脹的速度相同，那么這種膨脹的速度是相當(dāng)快的，以致于從我嘴里發(fā)出的聲波將無(wú)法到達(dá)你的耳中。你根本無(wú)法聽(tīng)見(jiàn)我說(shuō)什么，甚至根本看不到我。光速跟不上空間拉伸的速度。這就是我們談?wù)摫┟洉r(shí)所指的膨脹方式。它發(fā)生的時(shí)候，宇宙的年齡只有一瞬間，膨脹持續(xù)的時(shí)間也僅有一瞬間，而在這期間，宇宙膨脹了十萬(wàn)倍、百萬(wàn)倍甚至十億倍。它從比原子核還小的那么一個(gè)區(qū)域，吹成了比當(dāng)前可觀測(cè)的宇宙還要浩瀚的一個(gè)空間。
它為什么有缺陷？
因?yàn)槲覀兿胍靡环N既簡(jiǎn)單，又極為確定的方式來(lái)解釋宇宙。但是實(shí)際上，我們生活在這個(gè)宇宙似乎更像一種巧合。我們發(fā)現(xiàn)暴脹確有可能發(fā)生，但它一旦開(kāi)始，就會(huì)永遠(yuǎn)進(jìn)行下去。它可能會(huì)在宇宙的某一部分停止，但在宇宙的其他部分仍然會(huì)永久地進(jìn)行下去。在它持續(xù)之處，宇宙的體積就會(huì)不斷擴(kuò)大，使這部分宇宙大到足以容納我們這個(gè)宇宙。問(wèn)題在于量子物理不允許宇宙的各部分發(fā)生重合。所以宇宙的每個(gè)部分都可能不同，沒(méi)有特別的原因能夠保證我們這部分宇宙和其他部分相似。所以從某種意義上來(lái)說(shuō)，我們生活在這個(gè)宇宙是一個(gè)巧合。這就是為什么所有暴脹理論都必須以某種方式來(lái)解釋為什么暴脹會(huì)結(jié)束。特別麻煩的是，這會(huì)經(jīng)常在某種程度上牽涉到對(duì)模型進(jìn)行微調(diào)。必須把模型中的參數(shù)、系數(shù)或特征調(diào)整得恰到好處；否則就會(huì)與我們的觀測(cè)結(jié)果不符。還沒(méi)有理論能夠從本質(zhì)上對(duì)此加以解釋。
開(kāi)創(chuàng)萬(wàn)物的大爆炸實(shí)際上有可能是一種反彈。
對(duì)宇宙進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是個(gè)巧合。這樣的理論存在著什么樣的錯(cuò)誤？
假如你允許所有可能性的存在，那就沒(méi)有能夠?qū)@種概念加以證偽的方式——這就意味著這根本就不是一種科學(xué)的理論。暴脹理論是作為一種試圖對(duì)宇宙作出確定性預(yù)測(cè)，并對(duì)其特性加以明確說(shuō)明的觀點(diǎn)出現(xiàn)的。但是自從揭示了永恒的暴脹及多重宇宙，它就無(wú)法被證偽了。它太靈活了，理論上幾乎可以容納所有觀測(cè)結(jié)果。這類已經(jīng)超出了正常科學(xué)范疇的觀點(diǎn)在過(guò)去400年中屢見(jiàn)不鮮。
拋棄了暴脹理論，我們還有其他解釋嗎？
開(kāi)創(chuàng)萬(wàn)物的大爆炸實(shí)際上有可能是一種反彈——是一種從之前存在的收縮階段向急速膨脹階段的過(guò)渡。以此觀點(diǎn)為前提，那就會(huì)存在一個(gè)全新的時(shí)間領(lǐng)域，反彈前、大爆炸前，這樣你就可以引入能夠使宇宙極具一致性的過(guò)程。與急速的暴脹相比，收縮可能非常溫柔而緩慢，但仍然可以有不那么統(tǒng)一的速度。這種速度的不一致能夠轉(zhuǎn)換成反彈時(shí)溫度和密度的波動(dòng)，并與我們?cè)谟钪嫖⒉ū尘吧峡吹讲▌?dòng)相對(duì)應(yīng)。這樣的宇宙就是一種循環(huán)的宇宙。在遙遠(yuǎn)的過(guò)去，是否發(fā)生過(guò)一系列這樣的反彈？會(huì)有這種可能。但是我認(rèn)為每一次反彈，都會(huì)讓一切變得統(tǒng)一而平滑，并且會(huì)抹去一切信息，或?qū)⒅暗男畔U(kuò)散得極為稀疏，以致于我們無(wú)法在宇宙中直接找到它的蹤跡。所以說(shuō)宇宙可能并沒(méi)有起點(diǎn)。它永無(wú)休止地進(jìn)行著循環(huán)，無(wú)論是過(guò)去，還是未來(lái)。
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