2008年07月03日 15:13
宇宙大爆炸示意圖
北京時間7月3日消息，據英國《每日電訊報》報道，著名天體物理學教授斯蒂芬·霍金提出了一個新觀點，解釋為什麼宇宙大爆炸產生了像我們今年所看到的浩瀚的宇宙。
因為相距特別遙遠的區域擁有相似的背景溫度，因此天文學家可能會推斷早期宇宙是以令人難以置信的速度發生膨脹。他們已經提出臨近區域(具有類似宇宙特徵)迅速膨脹的方法，用來解釋被他們稱作膨脹的這種宇宙迅速擴張過程。但是這引出一個問題：為什麼宇宙首先會發生膨脹？現在《新科學家》雜誌發表了康橋大學的霍金教授提供的一個答案。這個結果是由他跟巴黎宇宙粒子和宇宙哲學實驗室的托馬斯·赫特格共同合作得出的。
霍金最出名的嘗試是，將非常小的量子理論、引力理論和涵蓋非常廣的廣義相對論，與被稱作量子引力的新理論結合。量子力學充滿各種奇怪的想法，並能增強人們對宇宙膨脹理論的新認識，宇宙只有原子大小時，就出現了膨脹現象。根據量子理論，當一個光粒子從A點運行到B點時，它不只沿一個途徑運行，而是同時探索每一條途徑，越直接的路徑被利用的次數就越多。在歷史學中這被稱作總數，霍金教授和赫特格為宇宙學提出了相同理論。
這個理論可以利用數學對象波函數(與光粒子類似)描述早期宇宙。兩年前這個科研組指出，這意味著宇宙沒有獨特起源：宇宙波函數包含多數發展方式。這是一種反直觀認識：他們爭辯說，宇宙以每一種可以想像得到(和一些甚至想像不到)的方式開始。由於這種非常豐富的開端(就像上帝視野中每一種可以想像得到的創造物)，大部分宇宙嬰兒衰亡，只留下現在我們能看到的成熟宇宙。
但是這種理論跟其他任何新觀點都一樣，也存在不足之處。兩位教授發現他們無法解釋宇宙迅速膨脹的原因和宇宙演變遺留下來的所謂的宇宙微波背景、宇宙大爆炸回音的影響、探測氣球和太空探測器能測量的創造物遺物等跡象。現在，加利福尼亞大學的詹姆士·哈特勒教授和桑塔·芭芭拉在發表在《物理評論快報》上的一篇論文中意識到，他們對宇宙膨脹的早期評估是錯誤的，因為他們沒有完全考慮到理論預測和我們的回聲觀測資料之間的聯繫。
赫特格說，首先，他們發現最可能的宇宙歷史是，宇宙在開始階段“僅經歷了小規模膨脹，這與觀測資料矛盾。”現在他們根據有限的宇宙觀測資料進行修改，發現波函數確實能預測更長時期的宇宙膨脹。霍金教授告訴《新科學家》雜誌說：“這項提議能解釋為什麼宇宙發生膨脹。”將我們有限的觀測區域考慮在內，該科研組已經總結出一個新宇宙學理論。
大部分宇宙模型是前後顛倒的，你從一個定義名確的宇宙初始狀態開始向前發展。然而霍金和赫特格表示，我們無法，也不可能知道宇宙開始階段的初始狀態。我們只知道宇宙的最終狀態，就像現在我們知道的一樣。
他們的觀點以我們現在觀測到的宇宙狀態作為開端，這個道理跟現實中在一個很大範圍內，你沒必要選擇一個量子理論來解釋宇宙行為和向後推測，確定它的初始狀態是一樣的。他們爭辯說，宇宙不只有一個獨特的開端和歷史，而是有多個不同的開端和歷史。
這種新理論非常具有吸引力，因為它與最普遍的“超弦理論”相符。赫特格表示，弦理論允許除了我們的宇宙之外的“多個難以想像的不同類型的宇宙”存在，但是該理論不包含對它們進行選擇的標準，因此無法解釋為什麼我們的宇宙會出現上述演變過程。他說：“為此需要一個宇宙波函數理論。”現在宇宙哲學界已經有一個這樣的理論。下一步是找出能進行實驗的特殊預測結果，以證實這種宇宙如何誕生的新觀點。
