第12節(2 / 3)

隻有短的引力波才能從膜逃逸,而僅有大量的短引力波的源似乎來自於黑洞。膜上的黑洞會延伸成在額外維中的黑洞。如果黑洞很小,它就幾乎是圓的。也就是說它向額外維延伸的長度就和在膜上的尺度一樣。另一方麵,膜上的巨大黑洞將會延伸成“黑餅”。它被限製在膜的鄰近,它在額外維中的厚度比在膜上的寬度小得多。

若幹年以前,我發現了黑洞不是完全黑的:它們會發射出所有種類的粒子和輻射,它們就如熱體一樣。粒子和象光這樣的輻射會沿著膜發射,因為物質和電力被限製在膜上。然而,黑洞也輻射引力波,這些引力波不被限製在膜上,也向額外維中傳播。如果黑洞很大,並且是餅狀的,引力波就會留在膜的附近,這意味著黑洞以四維時空中所預想的速度損失能量和質量。因此黑洞會緩慢地蒸發,尺度縮小,直至它變得足夠小,使它輻射的引力波開始自由地逃逸到額外維中去。對於膜上的某人,黑洞就相當於在發散暗輻射,也就是膜上不能直接觀察到的輻射,但是其存在可以從黑洞正在損失質量這一事實推出。這意味著從正在蒸發的黑洞來的最後輻射暴顯得比它的實際更不激烈些,這也許是為什麼我們還未觀測到伽馬線暴,後者由正在死亡的黑洞產生。

雖然還存在另一種乏味的解釋,就是說不存在許多這樣的黑洞,其質量小到不遲於宇宙的現階段蒸發。這真是遺憾,因為如果發現一個低質量的黑洞,我就會獲得諾貝爾獎。

對於膜世界的產生有幾種理論。一種版本是稱為Ekpyrotic宇宙的影子膜模型。Ekpyrotic這個名字有點繞嘴,但是它是從希臘文來的,意思是運動和變化。在Ekpyrotic場景中,人們認為我們的膜以及影子膜存在了無限久。他們是在無限的過去在靜態中啟始的。膜之間一個非常小的力就使他們相互運動,膜就會碰撞,並且相互穿越,產生大量的熱和輻射。這一碰撞被認為是大爆炸,也就是宇宙熱膨脹相的啟始。

關於膜是否能夠碰撞以及如此這般行為,存在許多未解決的技術問題。但是,即是膜具有所需要的性質,以我的意見,Ekpyrotic場景也是不能令人滿意的。它要求膜在無限的過去啟始時,處於一種以不可思議的精度調準的位形之中。膜的初始條件的任何微小變化,都會使碰撞變得亂糟糟的,產生一個高度無規的膨脹宇宙,一點也不像我們現在觀察到的這個幾乎光滑的宇宙。如果膜從它們的基態或者最低能態啟始,初始條件被精確指定便是很自然的了。但是如果存在最低能態,膜將會停留在那兒,而永不碰撞。但事實上,膜從一個非穩態啟始,必須人為地讓它處於這種態。這必須是一隻相當穩定的手,才能使初始條件那麼精確。但是,但是如果一個人能夠做到這一點,他能夠使膜從任何方式啟始。 ◢思◢兔◢網◢

按照我的意見,膜世界啟始的更遠為吸引人的解釋是,它作為真空中的起伏而自發產生。膜的產生有點像沸騰水中蒸氣泡的形成。水液體中包含億萬個H2O分子,它們在最靠近的鄰居之間耦合,並且擠在一起。當水被加熱上去,分子運動得更加快,並且相互彈開。這些碰撞偶然賦予分子如此高的速度,使得它們中的一群能擺脫它們的鍵,形成熱水圍繞著的蒸氣小泡泡。泡泡將以隨機的方式長大或縮小,這時液體中來的更多的分子參與到蒸氣中去,或者相反的過程。大多數小蒸氣泡將會重新塌縮成液體,但是有一些會長大到一定的臨界尺度,超過該臨界尺度泡泡幾乎肯定會繼續成長。我們在水沸騰時觀察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡。