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第八章 宇宙的起源和命运
生的。其想法是,正如同沸腾的水围绕着蒸汽泡,新的对称破缺相的“泡泡”在原有的对称相中形成。泡泡膨胀并互相碰撞,直到整个宇宙变成新相。麻烦在于,正如同我和其他几个人所指出的,宇宙膨胀得如此之快,甚至即使泡泡以光速涨大,它们也要互相分离,并因此不能合并在一起。结果宇宙变成一种非常不一致的状态,有些区域仍具有不同力之间的对称。这样的模型跟我们所观察到的宇宙并不吻合。1981年10月,我去莫斯科参加量子引力的会议。会后,我在斯特堡天文研究所做了一个有关暴涨模型和它的问题的讲演。听众席中有一年轻的苏联人——莫斯科列别提夫研究所的安德雷·林德——他讲,如果泡泡是如此之大,以至于我们宇宙的区域被整个地包含在一个单独的泡泡之中,则可以避免泡泡不能合并在一起的困难。为了使这个行得通,从对称相向对称破缺相的改变必须在泡泡中进行得非常慢,而按照大统一理论这是相当可能的。林德的缓慢对称破缺思想是非常好的,但过后我意识到,他的泡泡在那一时刻必须比宇宙的尺度还要大!我指出,那时对称不仅仅在泡泡里,而且在所有的地方同时被破坏。这会导致一个正如我们所观察到的一致的宇宙。我被这个思想弄得非常激动,并和我的一个学生因·莫斯讨论。然而,当我后来收到一个科学杂志社寄来的林德的论文,征求是否可以发表时,作为他的朋友,我感到相当难为情。我回答说,这里有一个关于泡泡比宇宙还大的瑕疵,但是里面关于缓慢对称破缺的基本思想是非常好的。我建议将此论文照原样发表。因为林德要花几个月时间去改正它,并且他寄到西方的任何东西都要通过苏联的审查,这种对于科学论文的审查既无技巧可言又很缓慢。我和因·莫斯便越俎代庖,为同一杂志写了一篇短文。我们在该文中指出这泡泡的问题,并提出如何将其解决。我从莫斯科返回的第二天,即去费城接受富兰克林研究所的奖章。我的秘书朱迪·费拉以其不差的魅力说服了英国航空公司向她和我免费提供协和式飞机的宣传旅行座席。然而,在去机场的路上被大雨耽搁,我没赶上航班。尽管如此,我最终还是到了费城并得到奖章。之后,应邀作了关于暴涨宇宙的讲演。正如在莫斯科那样,我用大部分时间讲授关于暴涨模型的问题。但在结尾时,我提到林德关于缓慢对称破缺的思想,以及我的修正意见。听众中有一位年轻的宾夕凡尼亚大学的助理教授保罗·斯特恩哈特,讲演后他和我讨论暴涨的问题。次年2月份,他寄给我一篇由他和一个学生安德鲁斯·阿尔伯勒希特合写的论文。在该文中,他们提出了某种非常类似林德缓慢对称破缺的思想。后来他告诉我,他不记得我描述过林德的思想,并且只是在他们几乎完成论文之时,才看到林德的文章。在西方,现在他们和林德分享以缓慢对称破缺的思想为基础,并发现所谓新暴涨模型的荣誉。(旧的暴涨模型是指固斯关于形成泡泡后快速对称破缺的原始设想。)新暴涨模型是一个好的尝试,它能解释宇宙为何是这种样子。然而我和其他几个人指出,至少在它原先的形式,它预言的微波背景辐射的温度起伏比所观察到的情形要大得多。后来的工作还对极早期宇宙中是否存在这类所需要的相变提出怀疑。我个人的意见是,现在新暴涨模型作为一个科学理论是气数已尽。虽然有很多人似乎没有听进它的死讯,还继续写文章,好像那理论还有生命力。林德在1983年提出了一个更好的所谓紊乱暴涨模型。这里没有相变和过冷,而代之以存在一个自旋为0的场,由于它的量子涨落,在早期宇宙的某些区域有大的场量。在那些区域中,场的能量起到宇宙常数的作用,它具有排斥的引力效应,因此使得这些区域以暴涨的形式膨胀。当它们膨胀时,它们中的场的能量慢慢地减小,直到暴涨改变到犹如热大爆炸模型中的膨胀时为止。这些区域之一就成为我们看到的宇宙。
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