首页 > 时间简史 > 第9章 膨胀的宇宙(2)

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统统的弗里德曼解都具有一个特性,即在畴昔的某一时候(约100至200亿年之前)邻近星系之间的间隔必然为零。在这被我们称之为大爆炸的那一时候,宇宙的密度和时空曲率都是无穷大。因为数学不能真正地措置无穷大的数,这意味着,广义相对论(弗里德曼解以此为根本)预言,在宇宙中存在一点,在该措置论本身崩溃。如许的点恰是数学中称为奇点的一个例子。究竟上,我们统统的科学实际都是基于时空是光滑的和几近平坦的根本上表述的,以是它们在时空曲率为无穷大的大爆炸奇点处崩溃。

这意味着,即便在大爆炸前存在事件,人们也不能用它们去肯定厥后所要产生的事件,因为可预感性在大爆炸处崩溃了。

1963年,两位苏联科学家欧格尼・利弗席兹和艾萨克・哈拉尼可夫做了别的的尝试,设法制止存在大爆炸并是以引发时候起点的题目。他们提出,大爆炸能够只是弗里德曼模型的特性,这个模型毕竟只是实在宇宙的近似。

但是究竟何种弗里德曼模型描述我们的宇宙呢?宇宙终究会停止收缩并开端收缩,还是将永久收缩下去吗?要答复这个题目,我们必须晓得现在的宇宙收缩速率和它现在的均匀密度。如果密度比一个由收缩率决定的临界值还小,则引力太弱不敷以将收缩停止;如果密度比这临界值大,则引力会在将来的某一时候将收缩停止并使宇宙坍缩。

1965年,我读到彭罗斯关于任何物体遭到引力坍缩必然终究构成一个奇点的定理。我很称心识到,如果人们将彭罗斯定理中的时候方向倒置以使坍缩变成收缩,假定现在宇宙在大标准上大抵近似弗里德曼模型,这定理的前提仍然建立。彭罗斯定理已经指出,任何坍缩星必然闭幕于一个奇点;当时候倒置的论证则是,任何类弗里德曼收缩宇宙必然是从一个奇点开端。为了技能上的启事,彭罗斯定理需求宇宙在空间上是无穷的前提。因而,在本色上,我能用它来证明,只要当宇宙收缩得快到足以制止重新坍缩时(因为只要那些弗里德曼模型才是空间无穷的),才必然存在一个奇点。

别的的一个解释是,宇宙在射电波向我们解缆的畴昔的那一时候具有比现在更麋集的源。任何一种解释都和稳态实际相冲突。别的,1965年彭齐亚斯和威尔逊的微波背景辐射的发明还指出,宇宙在畴昔必然麋集很多。是以必须丢弃稳态实际。

但是,他们厥后认识到,存在更加遍及的具有奇点的类弗里德曼模型,那边的星系不必以任何特别的体例活动。以是,他们在1970年撤回了本身的主张。

呼应地,如果,究竟也恰是如此,我们只晓得在大爆炸后产生的事件,我们就不能肯定在这之前产生甚么。就我们而言,产生于大爆炸之前的事件不能有结果,以是并不构成我们宇宙的科学模型的一部分。是以,我们应将它们从模型中割撤除,并宣称时候是从大爆炸开端的。

一小我能够绕宇宙一周终究回到解缆点的思惟是科学胡想的好题材,但它在实际上并没有多粗心义。因为能够证明,一小我还没来得及绕回一圈,宇宙已经坍缩到了零标准。你必须观光得比光还快,才气在宇宙闭幕之前绕回到你的解缆点――而这是不答应的!

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