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暴涨宇宙论的出现

 
  编辑: kj1         2012/9/27  
 

 

    暴涨宇宙论出现,一举解开了谜团 

    进入上世纪80年代,前两页介绍的那种大爆炸模型面临的谜团一下子就被刚出现的暴涨宇宙论解开了。“暴涨宇宙论”认为,“初期宇宙曾经发生过膨胀速度高到无法想象的超急剧膨胀”。 

    当然,地点不同,温度会有所不同。但是如果只考虑初期宇宙中极小的一块区域,则可以认为这个小区域具有均匀的温度。如此小的一块区域,在它还来不及非均匀化的一瞬间如果就急剧膨胀为很大的宇宙的话,那么在这个宇宙中的温度自然也就是基本均匀的。按照这种思路,那么,在现在的宇宙中观测到来自宇宙一切方向的背景辐射所对应的温度基本一致,也就不足为怪。 

    宇宙初期的这种急剧膨胀就是“暴涨”。按照暴涨宇宙论,暴涨期的宇宙在10的几十次方分之1秒的瞬间便增大了好几十个数量级。这种暴涨的急剧程度,是暴涨结束以后宇宙继续进行的那种膨胀的速度完全无法比拟的。就这样,暴涨宇宙论解决了大爆炸模型遇到的这个难题。“暴涨”的想法也解决了大爆炸模型遇到的其他难题,这其中就有一个“磁单极子问题”。磁单极子是一种还没有发现的据认为只有N极或者只有S极磁性的基本粒子。 

    我们知道,电有正电和负电之分,二者可以分离,但是,对于磁性,却不能将N极和S极分离开来。一块磁体,无论把它分割到多么小,也总是同时具有N极和S极。 

    然而,根据基本粒子物理学的理论,在初期宇宙应该有大量的磁单极子。可是我们知道,现在的宇宙却不存在大量磁单极子。这也是大爆炸模型无法说明的一个问题。 

    但是,如果初期宇宙发生过暴涨,那么在现在的宇宙中,磁单极子的密度自然应该已经变得极其稀薄。在现在的宇宙中磁单极子的密度既然极其低,那么观测不到磁单极子也就是十分自然的事情。 

    是什么导致了宇宙急剧膨胀?还没有找到的暴涨子 

    暴涨宇宙论解决了大爆炸模型解决不了的几个难题,那么,宇宙急剧膨胀的原因是什么?作用在物体之间的万有引力,是能够导致宇宙收缩的“吸引力”。宇宙发生暴涨,则必须要有抗衡万有引力的某种“排斥力”在发挥作用才有此可能。 

   其实,最早提到引起宇宙膨胀所必需的斥力的人是建立广义相对论的爱因斯坦(1879~1955)。根据广义相对论,可以把空间看作具有像橡胶那样的伸缩性质。 

    爱因斯坦把广义相对论应用到全部宇宙,他立即就得到一个令人吃惊的结果。理论预言,宇宙在遍布各处的星系的引力的作用下,应该收缩。 

   但是,爱因斯坦坚持的是“宇宙是静态的,不应该收缩”的信念,于是他在1917年提出,“空间自身具有一种斥力效应,能够抵消物质万有引力的那种吸引效应。”他把空间具有的这种斥力叫做“宇宙斥力”,或者叫做“宇宙常数(宇宙项)”。所以有后者名称,是因为在广义相对论的方程中,宇宙斥力被表示为一个常数。 

    但是,如在上期第82页所介绍的,哈勃的观测揭示出宇宙其实是动态的,爱因斯坦发现自己错了,于是收回了自己先前的看法。据传,爱因斯坦曾说他的宇宙斥力概念是他“一生中最大的失败”。 

   然而,暴涨宇宙论的出现,却不得不考虑在初期宇宙存在着某种与宇宙斥力相类似的“东西”,正是那种东西的能量充满了初期宇宙的真空。“真空”,按照字面意思是“什么也没有的空间”,说什么“充满了真空的东西”,听起来自然是很怪的。根据现代物理学,去除了物质的空间,其中的确还剩下有某种不是物质的东西。 

   导致暴涨的那种“东西”究竟是什么,现在还不清楚。

[来源: http://www.skylook.org]   

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