“从既不存在时间、空间、物 质,也不存在能量的虚无中,宇 宙通过‘隧道效应’突然诞生了。 刚刚诞生时的宇宙直径仅仅只有 10-’‘厘米(相当于 1厘米的 1万· 亿分之一的 l万亿分之一的 100 亿分之一),由于真空能的作用, 刚刚诞生的小宇宙迅猛膨胀,很 快演化为巨大的宇宙。”——这就 是现代最尖端的宇宙理论描绘的 宇宙诞生图景。
人类也许在方能够思维的遥 远过去,就开始了对宇宙诞生之 谜的求索,但是这种求索成为科 学却是在本世纪之初,德国物理 学家阿尔伯特·爱因斯坦提出 “广义相对论”之后。大约在1917 年前后,爱因斯坦将这一理论应 用于对宇宙的研究,提出了宇宙 既膨胀又收缩的见解。他首先指 出无限宇宙与牛顿理论二者之间 存在着难以克服的内在矛盾,在 原则上,根据牛顿力学不能建立 无限宇宙这一物理体系的动力 学。从牛顿理论和无限宇宙这两 点出发,根本得不到一个自洽的 宇宙模型。因此,要么修改牛顿 理论,要么修改无限空间观念,或 者二者都要修改。
爱因斯坦认为宇宙处在稳定 状态,他的宇宙模型是一个有物 质无运动的静态宇宙,这是现代 宇宙学中的第一个宇宙模型。他 把阻止宇宙收缩的“宇宙常数”纳 入了引力场方程,后来他把这称 为“人生悬大的迷惑”。距此12 年后,美国天文学家哈勃发现了 证明宇宙确实在膨胀的事实。但 是直到最近,科学界才知道,这 个“宇宙常数”与宇宙诞生过程 极有关系。
宇宙诞生时是一个高温火 球,现在也仍在不断膨胀着,可 是在哈勃证明宇宙膨胀的事实后 确立的“宇宙大爆炸”理论中,仍 存在着几个待解的问题。问题之 一是:如果把宇宙大爆炸的时间 反溯回去,那么宇宙便是起始于 一个能量无穷大的奇异点,而物 理学面对这样一个奇异点是无能 为力的。所以宇宙大爆炸理论并 未能对宇宙是如何诞生的,又如 何开始膨胀的做出解答.
1980年到 1981年,美国科 学家艾伦·格斯等人根据宇宙膨 胀理论解决了这个问题。这一理 论把基本粒子统一理论已解决的 “真空相变,”现象应用于宇宙学。 .他们解释说,在刚刚诞生的宇宙 中,发生了使宇宙性质完全改变的“相变”。相变前的旧宇宙比新 生宇宙具有更大的真空能,这种 真空能转变为排斥力,使空间急 骤膨胀.
根据这一理论,导致宇宙膨 胀的根本原因不是“上帝”的介 入,而是真空能。换而言之,这 种真空能与爱因斯坦提出的“宇 宙”常数完全是一回事。那么宇 宙又是从何处怎样诞生的呢?苏 联物理学家亚力山大·彼连金曾 提出过一种理论,即宇宙是从没 有时间、空间、物质和能量的 “虚无"状态,通过量子力学所说 的“隧道效应”产生的:刚刚诞 生的宇宙是一个超微型的宇宙. 其能量为零。但是在10一秒之 后,宇宙直径为 10-’‘厘米时,立 刻发生了真空的相变,由于膨胀, 原始微小的宇宙遂演化为一个巨 大的宇宙。
“宇宙膨胀的原因在于真空 能,而宇宙诞生的原因则在于量子力学效应。”这就是最新的宇宙 诞生图。但是问题并没有完全得 到解答,能够圆满说明宇宙诞生 瞬间的时间、空间状态的理论还 没有问世,如果有这种理论的话, 可能会称之为“量子重力理论。这一理论何时完成关系着我们何 时才能搞清宇宙诞生时的遂道效 应是如何产生的。
用量子理论来观察我们周围 的空间,我们也许会发现,一些 超微型“黑洞”和“白洞”正在 不断地生成和消失着、。如果在即 将到来的21世纪中,我们能够 建立起量子重力理论的话。我们 就能毫不含糊地回答,在无数已 诞生和正在消亡的空间中。是否 也存在着与我们相类似的智能生 命,这样一个令人头疼的问题 了。
21世纪对宇宙学来说、也将 是一个充满惊人新发现和希望的 新世纪。