宇宙必須在創世之初抓緊實施大規模瘋狂擴張。
關於宇宙起源,目前的主流理論是宇宙暴脹假說。它是大爆炸理論的重大修訂版。這個假說認為,宇宙大爆炸不是一般的爆炸,爆炸之後緊跟著一場非凡的暴脹。從大爆炸之後的10-36秒開始持續到10-33~10-32秒之間,在負壓力的真空能量驅使下,宇宙在這段期間,空間膨脹了1078倍,至少!
這裏插一句話:嚴格地說,大爆炸假說已經過時,不過我們科普讀者沒有必要搞得這麼仔細,記住爆炸已經差不多了。
大爆炸假說本身有一些不可克服的缺陷,這些年,暴脹假說和另外一個“火劫宇宙”假說準備取代它,但都缺乏證據。2014年,一則科技新聞引起小小轟動:最先進的射電望遠鏡探測到了宇宙微波背景輻射中的引力波信號,而這正是暴脹假說預言的關鍵東西。因此,暴脹假說勝出。這是一個激動人心的重大進步。
暴脹假說對宇宙誕生的描述非常大膽。宇宙突然暴脹,暴脹速度是人類難以理解的快,暴脹幅度是人類難以理解的大,千萬不要想象成一隻氣球呼呼地膨脹。我們不妨這樣來感知:冷不防,咣的一下子,一個絕對天高地闊、無邊無際的宇宙,已經悄無聲息地閃現你麵前,仿佛它上輩子的上輩子就呆在這兒了,旁若無人(真的無人)。宇宙究竟暴脹成多大?說法很多,最驚人的尺度是裏斯出具的,我們前麵已經領教了。
我們想知道,一個莫名其妙的奇點,說爆就爆,為什麼不像二踢腳、手榴彈那樣炸出一堆碎屑,偏偏要炸出這麼嚇人的巨大尺度?答案可能有點令人失望:因為它必須盡快搞得非常巨大,否則萬物不好交代。顯然,這是在從結果倒推原因。至於究竟什麼機理導致暴脹,據說目前有50多種解釋,但都比較勉強,沒有令人信服的結論。
這個理論,是從大爆炸理論遇到的麻煩問題中、為解決大爆炸理論的缺陷而推測出來的。大爆炸理論無法解釋宇宙的平坦、均勻以及各向同性,無法解釋為何觀測不到磁單極以及宇宙微波背景輻射的視界等問題——呃,讀者完全可以忽略這些古怪的詞語,它們隻是對科學家來說非常重要。
僅舉其中一例:磁單極問題。我們知道,電子帶負電,卻鮮見正電子,這本身已經是件怪事。如果大家都認為電子單飛是正常的,那為什麼磁極卻又總是成雙成對呢?所有磁性體,無論你把它掰多碎,它總是頑強地維持南北兩極,豈非咄咄怪事。許多科學家堅信,理論上說,磁極應當像電子那樣存在單極子。那為什麼現實中找不到?一定是因為宇宙暴脹幅度過於廣闊,嚴重稀釋了,炸到爪哇國了。我們現在假設,如果真有某一天在足夠遙遠的地方找到了丟失的磁單極,是不是應該驚歎科學家的厲害?據說,量子理論的科學家們這種神勇的事兒多了去。
總之,古思他們從量子理論中獲得靈感,天才地提出暴脹假說:早期微觀尺度宇宙中的量子漲落,在宇宙暴脹時期被極度放大,促成大尺度結構的形成。宇宙突然暴脹得越大,越能解釋大爆炸理論碰到的各種麻煩問題。因此,裏斯版本的宇宙荒唐大尺度,不是沒有道理的。暴脹靈感突然襲擊古思的時候,他趕緊在筆記本上方寫下:“偉大發現”(spectacular realization),這個筆記本後來成為芝加哥博物館的藏品。