宇宙从非常热的状况开端并随收缩而冷却的气象,和我们明天统统的观察证据相分歧。固然如此,它还留下很多未被答复的首要题目:
我在全部70年代首要研讨黑洞,但在1981年插手在梵蒂冈由耶稣会构造的宇宙学集会时,我对于宇宙的发源和运气题目的兴趣被重新唤起。当上帝教会试图对科学的题目发号施令,并宣布太阳环绕着地球活动时,对伽利略犯下了严峻的弊端。几个世纪后的现在,它决定聘请一些专家做宇宙学题目的参谋。在集会的序幕,教皇访问统统与会者。他奉告我们,在大爆炸以后的宇宙演变是能够研讨的,但是我们不该该去过问大爆炸本身,因为那是创生的时候,因此只能是上帝的事件。我心中窃喜,看来他并不晓得,我刚在集会上作过的演讲的主题――时空有限而无界的能够性,这意味着它没有开端、没有创生的时候。
从爱因斯坦广义相对论本身就能预言:时空在大爆炸奇点处开端,并会在大挤压奇点处(如果全部宇宙坍缩的话)或在黑洞中的一个奇点处(如果一个部分地区,比方恒星坍缩的话)结束。任何落进黑洞的东西都会在奇点处毁灭,在内里只能持续感遭到它的质量的引力效应。另一方面,当考虑量子效应时,物体的质量和能量仿佛会终究回到宇宙的其他部分,黑洞和在它当中的任何奇点会一道蒸发掉并终究消逝。量子力学对大爆炸和大挤压奇点也能有划一戏剧性的效应吗?在宇宙的极早或极晚期,当引力场如此之强,量子效应不能不考虑时,究竟会产生甚么?宇宙究竟是否有一个开端或闭幕?如果有的话,它们是甚么模样的?
但是,一些偏差会产生出新的宏观分子,它们会更有效地复制本身。是以它们具有上风,并趋势于代替本来的宏观分子。退化的过程就是用这类体例开端,并导致越来越庞大的自我复制构造的产生。第一种原始的生命情势消化了包含硫化氢在内的分歧物质,而开释出氧气。这就逐步地将大气窜改成明天如许的成分,并且答应诸如鱼、匍匐植物、哺乳植物以及最先人类等生命的更高情势的生长。
来了解被遍及接管的宇宙汗青。这是假定从早到大爆炸时候起宇宙便可用弗里德曼模型来描述。在此模型中,人们发明当宇宙收缩时,此中的任何物体或辐射都变得更凉(当宇宙的标准大到2倍,它的温度就降落到一半。)因为温度便是粒子的均匀能量――或速率的测度,宇宙的变凉对于此中的物质就会有较大的效应。在非常高的温度下,粒子能够活动得如此之快,能够逃脱任何由核力或电磁力将它们吸引在一起的感化。但是能够预感到,跟着它们冷却下来,粒子相互吸引并且开端结块。更有甚者,连存在于宇宙中的粒子种类也依靠于温度。在充足高的温度下,粒子的能量是如此之高,只要它们碰撞就会产生很多分歧的粒子/反粒子对一一并且,固然此中一些粒子打到反粒子上去时会泯没,但是它们产生得比泯没得更快。但是,在更低的温度下,碰撞粒子具有较小的能量,粒子/反粒子对产生得不快――而泯没则变得比产生更快。
如许,直到明天它们应当仍然存在。如果我们能观察到它们,就会为非常热的初期宇宙阶段的图象供应一个很好的查验。可惜现在它们的能量太低了,使得我们不能直接察看到。但是,如果中微子不是零质量,而是像近年的一些尝试表示的,本身具有小的质量,我们则能够直接地探测到它们:正如前面提到的那样,它们可以是“暗物质”