时间的边缘

[美] 丹·胡珀
致谢里尔 图片 1在时间的边缘 大自然为我们呈现的只是九牛之一毛,沧海之一粟。但即使我们无法窥得它的全貌,我也坚信这个全貌是存在的。 ——阿尔伯特·爱因斯坦 我们的宇宙大约诞生于138亿年前,那时发生的几乎所有事情对于现在的我们来说仍是未解之谜。我们不知道彼时的物质以何种形式存在,也不知道它们遵循怎样的物理规律。唯一可以确定的是,新生的宇宙与当今世界上的任何事物都几乎没有共同之处。 仅仅在很短的一瞬间(约10\(^{–43}\)秒左右)之后,引力就开始表现出我们今天所熟悉的性质,而其他的几种基本力(电磁力、弱力和强力)在当时仍然与现在所看到的大不相同。 之后发生的事情完全超出了我们的想象。从宇宙大爆炸之后的10\(^{–32}\)秒左右开始,我们的宇宙开始以比之前更快(不只是快了一点点,是快了很多很多)的速率膨胀。这个阶段的膨胀速率实在太快,几乎就在一瞬间,我们的宇宙发生了彻底的改变。在这个被称为宇宙暴胀的时期,宇宙的体积在短短10\(^{–32}\)秒的时间里增长了10\(^{75}\)倍。在这一膨胀过程中,所有物质以远超光速的速率彼此远离。当暴胀结束时,每一个粒子都成为独立的个体,其周围是一大片向四面八方延展开来的广阔的真空。紧接着——仅仅是很短很短的时间之后——整个宇宙空间中又再次充满了物质和能量。我们的宇宙重获新生,迎来了新的开始。 在万亿分之一秒之后,已知的4种基本力诞生了,并且其性质与今天我们所观察到的极为相似。尽管在这一时期,我们宇宙的温度和密度都在急剧下降,但仍然是高得让人难以想象——宇宙空间中的温度大约是10\(^{15}\)摄氏度。像希格斯玻色子以及顶夸克这样的奇异粒子与电子和光子一样普遍存在,宇宙中的每一个角落都充满了由夸克和胶子构成的稠密等离子体以及多种其他形式的物质和能量。 在宇宙的膨胀又进行了百万分之一秒之后,我们的宇宙冷却到足以让夸克和胶…