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第一章 如何营造一个宇宙(2)

彭齐亚斯和威尔逊仍然找不到噪声的原因,便打电话给普林斯顿大学的迪克,向他描述了他们遇到的问题,希望他能作出一种解释。迪克马上意识到两位年轻人发现了什么。"哎呀,好家伙,人家抢在我们前面了。"他一面挂电话,一面对他的同事们说。

此后不久,《天体物理学》杂志刊登了两篇文章:一篇为彭齐亚斯和威尔逊所作,描述了听到咝咝声的经历;另一篇为迪克小组所作,解释了它的性质。尽管彭齐亚斯和威尔逊并不是在寻找宇宙的本底辐射,发现的时候也不知道是什么东西,也没有发表任何论文来描述或解释它的性质,但他们获得了1978年诺贝尔物理学奖。普林斯顿大学的研究人员只获得了同情。据丹尼斯·奥弗比在《宇宙孤心》一文中说,彭齐亚斯和威尔逊都不清楚自己这一发现的重要意义,直到看到《纽约时报》上的一篇报道。

顺便说一句,来自宇宙本底辐射的干扰,我们大家都经历过。把你的电视机调到任何接收不着信号的频道,你所看到的锯齿形静电中,大约有1%是由这种古老的大爆炸残留物造成的。记住,下次你抱怨接收不到图像的时候,你总能观看到宇宙的诞生。

虽然人人都称其为大爆炸,但许多书上都提醒我们,不要把它看做是普通意义上的爆炸,而是一次范围和规模都极其大的突然爆炸。那么,它的原因是什么?

有人认为,那个奇点也许是早年业已毁灭的宇宙的残余--我们的宇宙只是一系列宇宙中的一个。这些宇宙周而复始,不停地扩大和毁灭,就像一台制氧机上的气囊。有的人把大爆炸归因于所谓的"伪真空",或"标量场",或"真空能"--反正是某种物质或东西,将一定量的不稳定性带进了当时的不存在。从不存在获得某种存在,这似乎不大可能,但过去什么也不存在,现在有了个宇宙,事实证明这显然是可能的。情况也许是,我们的宇宙只是众多更大的、大小不等的宇宙的部分,大爆炸到处不停地发生。要不然也许是,在那次大爆炸之前,时间和空间具有某种完全不同的形式--那些形式我们非常不熟悉,因此无法想像--大爆炸代表某个过渡阶段,宇宙从一种我们无法理解的形式过渡到一种我们几乎可以理解的形式。"这与宗教问题很相似。"斯坦福大学的宇宙学家安德烈·林德博士2001年对《纽约时报》的记者说。

大爆炸理论并不是关于爆炸本身,而是关于爆炸以后发生的事。注意,是爆炸以后不久。科学家们做了大量计算,仔细观察粒子加速器里的情况,然后认为,他们可以回顾爆炸发生10-43秒之后的情况,当时宇宙仍然很小,要用显微镜才看得见。对于每个出现在我们面前的非同寻常的数字,我们无须把自己搞得头昏脑涨,但有时候也许不妨理解一个,只是为了不忘其难以掌握、令人惊奇的程度。于是,10-43秒就是秒,或者是一千亿亿亿亿分之一秒。1

我们知道的或认为知道的有关宇宙初期的大部分情况,都要归功于一位年轻的粒子物理学家于1979年首先提出的膨胀理论。他的名字叫艾伦·古思,他当时在斯坦福大学工作,现在任职于麻省理工学院。他当时32岁,自己承认以前从没有作出过很大的成绩。要是他没有恰好去听那个关于大爆炸的讲座的话,很可能永远也提不出那个伟大的理论。开那个讲座的不是别人,正是罗伯特·迪克。讲座使古思对宇宙学,尤其是对宇宙的形成产生了兴趣。

最后,他提出了膨胀理论。该理论认为,在爆炸后的刹那间,宇宙突然经历了戏剧性的扩大。它不停地膨胀--实际上是带着自身逃跑,每10-34秒它的大小就翻一番。整个过程也许只持续了不到10-30秒--也就是一百万亿亿亿分之一秒--但是,宇宙从手都拿得住的东西变成了至少10亿亿亿倍大的东西。膨胀理论解释了使我们的宇宙成为可能的脉动和旋转。要是没有这种脉动和旋转的话,就不会有物质团块,因此也就没有星星,而只有飘浮的气体和永恒的黑暗。

根据古思的理论,在一千亿亿亿亿亿分之一秒之内产生了引力。又过了极其短暂的时刻,又产生了电磁以及强核力和弱核力--物理学的材料。之后,又很快出现了大批基本粒子--材料的材料。从无到有,突然有了大批光子、质子、电子、中子和许多别的东西--根据标准的大爆炸理论,每种达1079-1089个之多。

这么大的数量当然是难以理解的。我们只要知道,刹那间,我们有了一个巨大的宇宙,这就够了--根据该理论,这个宇宙是如此之大,直径至少有1 000亿光年,但有可能是从任何大小直至无穷大--安排得非常完美,为恒星、星系和其他复杂体系的创建准备了条件。

从我们的角度来看,令人不可思议的是,这个结果对我们来说是那么完美。只要宇宙的形式稍稍不同--只要引力稍稍强一点或弱一点,只要膨胀稍稍慢一点或快一点--那么,也许就永远不会有稳定的元素来制造你和我,制造我们脚底下的地面。只要引力稍稍强一点,宇宙本身会像个没有支好的帐篷那样塌下来,也就没有恰到好处的值来赋予自己必要的大小、密度和组成部分。然而,要是弱了一点,什么东西也不会聚集在一起。宇宙会永远是单调、分散、虚空的。

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