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:
科学仿佛揭露了一族定律,在不肯定性道理设下的极限内,如果我们晓得宇宙在任一时候的状况,这些定律就会奉告我们,它如何随时候生长。这些定律或许本来是由上帝公布的,但是看来从那今后他就让宇宙本身遵循这些定律去演变,而现在不对它干与。但是,他是如何挑选宇宙的初始状况和布局的呢?甚么是在时候肇端处的“鸿沟前提”?
所谓的浑沌鸿沟前提便是如许一种能够性。这些前提含蓄地假定,要么宇宙是空间无穷的,要么存在无穷多宇宙。在浑沌鸿沟前提下,在方才大爆炸以后,寻求任何空间地区在肆意给定的布局的概率,在某种意义上,和它在任何其他布局的概率是一样的:宇宙初始态的挑选纯粹是随机的。这意味着,初期宇宙能够是非常浑沌和无序的。
为了解释我和其别人关于量子力学如何影响宇宙的发源和运气的思惟,必须起首遵循所谓的“热大爆炸模型”
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?
的一种情势,具有充足的引力吸引去遏止宇宙的收缩,并使之重新坍缩。
(4)固然宇宙在大标准上是如此的分歧和均匀,它却包含有部分的无规性,诸如恒星和星系。人们以为,这些是从初期宇宙中分歧地区之间密度的藐小不同生长而来的。这些密度起伏的发源是甚么?
(1)为何初期宇宙如此之热?
大爆炸后的几个钟头以内,氦和其他元素的产生就停止了。以后的100万年摆布,宇宙仅仅是持续收缩,没有产生甚么事。最后,一旦温度降落到几千度,电子和核子不再有充足能量去克服它们之间的电磁吸引力,就开端连络构成原子。宇宙作为团体,持续收缩变冷,但在一个比均匀略微麋集些的地区,收缩就会因为分外的引力吸引而迟缓下来。在一些地区收缩终究会停止并开端坍缩。当它们坍缩时,在这些地区外的物体的引力拉力使它们开端很慢地扭转;当坍缩的地区变得更小,它会自转得更快――正如在冰上自转的滑冰者,缩回击臂时会自转得更快。终究,当地区变得充足小,它自转得快到足以均衡引力的吸引,碟状的扭转星系就以这类体例出世了。别的一些地区刚好没有获得扭转,就构成了叫做椭圆星系的椭球状物体。这些地区之以是停止坍缩,是因为星系的个别部分稳定地环绕着它的中间公转,但星系团体并没有扭转。