宇宙质量只有28克,无法解释的东西仅20磅

给我一个支点,我可以撬动地球(www.rshe.cn)。阿基米德如是说。

给我一个天平,我可以称量宇宙。你也可以如是说,这绝不是狂妄,如果你真能站到宇宙外的某个地方,用天平来称一下宇宙的质量,你得准备多大的砝码?你也许会说,多大的砝码都不行,宇宙那么大,怎么可能称得出来。

其实你只需要准备几个能称量1盎司质量的砝码就行了,因为宇宙中所有物质/能量的总量很可能还不到1盎司(28.3485克)。

这个思想是美国物理学家爱德华·特赖恩提出来的,他认为,万有引力产生负能量,和物质所包含的能量平衡下来,宇宙很可能只含有很少的净物质能量,所以宇宙可能是从真空中无中生有偶然创生出来的。

特赖恩是第一个提出宇宙诞生于真空量子涨落的人,他在宇宙学家丹尼斯·夏玛的一次演讲中间大声说出这个观点时,所有人都笑了,认为他在开玩笑。

特赖恩认为,在暴胀发生前,大爆炸创生了一个普朗克尺度的假真空,爆炸产生的物质密集地挤在里面,正反物质和能量抵消后,净质量/能量很可能不到1盎司,密度却达到惊人的10^80克/立方厘米,温度达10^29开。假真空具有极大的能量密度和负压力,从而导致暴胀的发生,形成我们今天的宇宙。

后来特赖恩写了一篇论文投给物理评论快报,不过被干脆利落地拒绝了。他不死心,又投给自然杂志,原本只希望作为读者来信发表,结果编辑不但接受了它,还把它作为专题文章发表。

宇宙起源于真空量子涨落的思想后来受到广泛欢迎,暴胀理论的创立者阿兰·古斯说:宇宙可以是一顿免费的午餐。他解释说,能量由两部分构成,一部分是宇宙中物质和辐射包含的质量/能量,一部分是使所有物质互相吸引的引力场能量,具有负能量的性质,必须耗费物质的常规能量才能保持平衡,所以它们在宇宙中相互抵消了。严格地说,宇宙的总能量为零。

无独有偶,弦理论的领军人物布莱恩·格林也持类似的观点,他认为宇宙的奇点由量子泡沫构成,最初的空间尺度可能只有10^-26厘米,重量不过20磅,但密度却是原子核密度的10^67倍。

在希格斯暴涨子场的作用下,宇宙开始暴涨,在极短的时间内空间至少扩张了10^90倍,由于暴涨子场的能量密度在整个暴涨期间保持不变,暴涨子场的总能量随着空间膨胀成比例增加,制造出现今宇宙的全部物质和辐射。

虽然我们还没能解释为什么宇宙会暴涨,为什么会有空间存在,但无法利用暴涨理论解释的东西已经只有区区20磅了,这实在是一个惊人的进步。

宇宙那么大,我想称一下,请给我一磅砝码!

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