物理學家不能逃避的宇宙起源(圖)

大爆炸可能不是萬物之始－betway体育手机网 的理論計算顯示我們的宇宙仍需要一個起源。

「創世記難題」

你可以說這是史上最糟的生日禮物。在慶祝史帝芬霍金70歲大壽而舉辦的一場天才雲集的聚會裡，此聚會名為「宇宙的現況」，兩個大膽的推論震憾了我們對宇宙目前的瞭解。

第一個推論是，謎樣的物體「裸奇點」存在的可能性也許較之前所推測的還要高。第二個推論是宇宙並非永恆不朽的。後者讓一個棘手的問題死灰復燃：如果沒有超自然造物主的幫助，宇宙要如何開端呢？

正當大部分人都接受了「大爆炸是萬物之起始」的概念時，包括霍金在內的物理學家卻試著迴避宇宙起源這個議題。」若宇宙的開始只是一個點，則所有的物理定律都將失效，這時只有宗教或上帝能解釋一切了。「霍金在劍橋大學的會議上以預錄的聲音說。

科學家們曾經提出幾個模型巧妙的閃避了這個難題，包括宇宙永恆膨脹說或宇宙循環說，這些模型沒有起點也沒有終點，能讓宇宙永遠連續存在。令人訝異的是，這些模型和大爆炸理論是可以共存的，只要把大爆炸想成宇宙在137億年前由一個極高熱高密度的狀態急速擴張的過程即可。

然而，根據波士頓塔夫斯大學的宇宙學家亞歷山大.密勒金在上個禮拜發表的言論，說明科學家們的希望正在逐漸破滅。他指出所有理論都證明宇宙需要一個起點。

他首先針對宇宙永恆膨脹理論進行說明。1981年麻省理工學院的亞倫.高斯提出了宇宙暴漲理論，表示宇宙在極早期（大約10-35秒到10-33秒）經歷了一個短期的加速膨脹階段，最後擴張成我們現在所看到的穩定宇宙。宇宙暴漲理論可以解釋在部分宇宙相距太遙遠以至於訊息無法相互傳遞的情況下，為什麼宇宙各處仍處於平衡狀態的難題。

宇宙永恆膨脹說就是高斯的宇宙暴漲理論延伸：宇宙並非單一存在，從大爆炸開始，「多元宇宙」不斷的膨脹，裡面持續有小「泡泡宇宙」生成，而且每個泡泡宇宙都會經過自己的大爆炸及膨脹過程。重點是，某些版本的宇宙永恆膨脹說同時適用於時間及空間，泡泡宇宙在時間軸上的過去和未來都會生成。

然而在2003年，密勒金及高斯的團隊在思考宇宙永恆膨脹說和哈伯常數－用來描述宇宙膨脹的數值－之間的關係時，他們發現方程式失效了。「在這種條件下無法建立時空模型。」密勒金說。他們得到的結果是哈伯常數限制了膨脹學說的時間方向。「宇宙膨脹說無法在過去的時間軸上永遠存在，」 密勒金說，「它必定有個時間範圍。」

然而並不是所有支持永恆宇宙的人都認同宇宙永恆膨脹說，所以永恆宇宙的概念仍另有立足之地：循環宇宙。在這個模型裡，大爆炸不再是宇宙的起點，而是前一個宇宙收縮到極限的反彈。宇宙將在大爆炸和收縮之間無限迴圈。循環宇宙的概念「擁有如詩意般的不可抗拒的魅力，讓人想起浴火重生的鳳凰。」 密勒金說，此句話引述自喬治.勒梅特，一個死於1966年的天文學家。然而，當密勒金思考循環宇宙和宇宙混亂度之間的關係時，同樣又發現它們無法連結在一起。

混亂度隨著時間而增加。所以每經過一個循環，宇宙的混亂度將會愈來愈大。如果循環的次數是無限的，則我們所居住的宇宙將會達到最大混亂度：這樣的宇宙將會是寒冷且毫無特色，並且絕不會有像是恆星、行星、以及物理學家等我們如今所熟悉的複雜結構體出現。(譯自 Newscientist)