電視雪花竟因宇宙微波

　　　在熒幕上看到的雪花的百分之幾就歸因于這個微波背景

　　　當利弗席茲和哈拉尼科夫發表其斷言時，我是一名21歲的研究生，為了完成博士論文，我正在尋找一個問題。我不相信他們所謂的證明，于是就著手和羅杰.彭羅斯一起發展新的數學方法去研究這個問題。我們證明了宇宙不能反彈。如果愛因斯坦的廣義相對論是正確的，就存在一個奇點，這是具有無限密度和無限時空曲率的點，時間在那里有一個開端。

　　　在我得到第一個奇點結果數月之后，即1965年10月，人們得到了確認宇宙有一個非常密集開端的思想的觀察證據，那是發現了貫穿整個空間的微弱的微波背景。這些微波和你使用的微波爐的微波是一樣的，但是比它微弱多了。它們只能將匹薩加熱到攝氏負270.4度，甚至無法將匹薩化凍，更不用說烤熟它。實際上你自己就可以觀察到這些微波。把你的電視調到一個空的頻道去，在熒幕上看到的雪花的百分之幾就歸因于這個微波背景。早期非常熱和密集狀態遺留下的輻射是對這個背景的僅有的合理解釋。隨著宇宙膨脹，輻射一直冷卻下來，直至我們今天觀察到它的微弱的殘余。

　　　雖然彭羅斯和我自己的奇性定理預言，宇宙有一個開端，這些定理并沒有告訴宇宙如何起始。廣義相對論方程在奇點處崩潰了。這樣，愛因斯坦理論不能預言宇宙如何起始，它只能預言一旦起始后如何演化。人們對彭羅斯和我的結果可有兩種態度。一種是上帝由于我們不能理解的原因，選擇宇宙的啟始方式。這是約翰.保羅教的觀點。在梵蒂岡的一次宇宙論會議上，這位教皇告訴代表們，在宇宙起始之后，研究它是可以的。但是他們不應該探究起始的本身，因為這是創生的時刻，這是上帝的事體。我暗自慶幸，他沒有意識到，我在會議上發表了一篇論文，剛好提出宇宙如何起始。我可不想象伽利略那樣被遞交給宗教裁判廳。

　　研宇宙起源 需量子理論

　　　當宇宙處于普朗克尺度，必須考慮量子理論

　　　對我們結果的另外解釋，這也是得到大多數科學家贊同的解釋。這個結果顯示，在早期宇宙中的非常強大的引力場中，廣義相對論崩潰了，必須用一個更完備的理論來取代它。因為廣義相對論沒有注意到物質小尺度結構，而后者是由量子理論制約的，所以人們預料總要進行這種取代。在通常情況下，因為宇宙的尺度和量子理論的微觀尺度相比較極為巨大，所以是否取代無所謂。但是當宇宙處于普朗克尺度，也就是1千億億億億分之一米時，這兩個尺度變成相同，必須考慮量子理論。

　　　為了理解宇宙的起源，我們必須把廣義相對論和量子理論相結合。里查德.費恩曼對歷史求和的思想似乎是實現這個目標的最佳方法。里查德.費恩曼是一位多姿多彩的人物。他在帕沙迪那的脫衣舞酒吧里敲小鼓，又是加州理工學院卓越的物理學家。他提議一個系統從狀態A到狀態B經過所有可能的路徑或歷史。

[上一頁]  [1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [下一頁]