宇宙起源尋究 “宇宙膨脹”與“混沌膨脹”
莫斯科某物理研究所的一位物理學家推出了一種新的觀點,他認為,“宇宙”實際上是由無數個各自獨立的小宇宙組成的。這些小宇宙的自然規律甚至可能與我們所處的宇宙有根本的區別。我們的地球所在的星係以及其他所有天文學家能觀察到並可能有生命存在的星係,也隻不過是這些無數個小宇宙中的一個罷了。他在最近對美國《新聞周刊》記者的談話中說:“我們不應堅持認為,我們生活的這個世界是生命唯一可以生存的世界。而應該說它是我們的生命形式可以存在的世界。在其他的小宇宙裏,可能存在著其他種生命形式。
在當代所有宇宙學的主要觀點中,這位物理學家的理論顯然與眾不同。
不能完滿地解釋宇宙是怎樣形成的。由於大爆炸模型的這個缺陷,美國麻省技術工藝研究所物理學家艾倫·古思在1980年提出一個新理論,叫“宇宙膨脹”理論,它基本上接受大爆炸創世的理論,也與宇宙在大爆炸後的10—30秒時間內誕生的理論相一致。他認為,大爆炸時,在宇宙的眼睛閃爍的一瞬間,宇宙就由大爆炸變為膨脹,正是宇宙膨脹和大爆炸的這種分離,導致宇宙出現了所有的各種差異。根據宇宙膨脹的觀點,就在這數個億分之一秒的瞬間,宇宙訊速地膨脹到比它初始時大1050倍的程度。在這以後,宇宙膨脹的速度降低到了穩定的時期,如現在所觀察到的那樣。這個膨脹理論解釋了迄今為止令科學家為難的一些宇宙問題,如為什麼所有的星空竟如此相似?為什麼宇宙在無限擴張的過程中,還能如此完美地存在?
現在,莫斯科的這位39歲的物理學家發展了這個膨脹理論。他認為,一開始,宇宙分裂的各部分膨脹速度各不相同,每部分膨脹時產生了各自的小宇宙。他認為,出現的小宇宙有無限個。有些正迅速生長;有些則像我們所處的宇宙那樣,正在緩慢在擴大。這些差異啟發了他把自己的理論稱為“混沌”膨脹。
他還算出,即使在今天,在時空大爆炸產生世界後,小宇宙還能分離出更微小的部分。這些微小的部分分離出來後又有它自己的膨脹速度。這樣,小宇宙不斷地從時空的構造物中像冒泡一樣地冒出來,永無休止地不斷產生新的小宇宙。所以他得出結論:“宇宙—所有大大小小的宇宙的總和—是永恒的。因為總是不斷地出現新的世界。”
他隻用了30分鍾的時間就計算出宇宙在“永恒地混沌膨脹”。他還在美國作了演算表演。他簡練的計算方法引起了人們的興趣,但他的計算方法缺少堅實的數學基礎和物理基礎。
古思與麻省技術工藝研究所和德克薩斯大學的同事們合作,在研究宇宙中“微光區”發生的現象。其特性與前蘇聯物理學家所描述的特別相像。據他們計算,類似通過冒泡膨脹從而創造了我們生活的小宇宙這種現象,現在在浩翰空際的某處發生。他說,從外部看,膨脹中的冒泡空間隻像一個微小的黑洞—一個密度極大的空域。在它周圍,沒有任何一個物體(包括光)可以逃避它的重力場。冒泡最奇特的特性是,它膨脹時,並不把周圍空間擠出去。相反,它在沒有任何東西存在的地方創造出一個新的空間。這樣,它從宇宙中分離出去組成自己的小宇宙,古思的解釋並沒有超出關於小宇宙正不斷地產生的主張。這一點,這兩位科學家的觀點是一致的。
由於“混沌”膨脹理論明顯離奇的特性,使它可以在根本上回答一個科學理論問題—世界的多樣性。例如,為什麼重力強度會這樣大?為什麼世界是四維的—三維空間和一維時間?事實上,據一些理論推算,自然界允許的維數多達26個。如果“混沌”膨脹理論是正確的,那麼,這個問題就可以得到解釋:在其他的小宇宙裏,可能有無數的、我們生活的宇宙中所沒有的自然現象。在這些小宇宙裏,存在著“不同種類的物理現象和不同種類的時空。”但這另一種世界是什麼樣子?:它的生命是由什麼東西組成的?看來,這些問題已經超出我們想象的能力了。