我們的宇宙是一個(gè)特例，還是一個(gè)無(wú)盡的循環(huán)？

保羅·斯坦哈特在做痛苦的抉擇。一方面，幾十年來(lái)他一直致力推進(jìn)宇宙膨脹理論；另一方面，他認(rèn)為這一理論很可能是錯(cuò)誤的。

根據(jù)膨脹理論，早期宇宙在初期階段經(jīng)歷了難以想象的快速擴(kuò)張，在一個(gè)無(wú)限小的時(shí)間內(nèi)，它從一個(gè)原子核大小發(fā)展到目前可觀測(cè)宇宙的大小。這一理論于 1980 年被提出，它可以解釋可觀測(cè)宇宙非凡的統(tǒng)一性。無(wú)論從夜空的哪個(gè)方向看，你都會(huì)看到相同密度的恒星和星系，它們處在明顯的運(yùn)動(dòng)過程中。

然而，經(jīng)過 35 年的研究，保羅·斯坦哈特和其他人開始認(rèn)為這個(gè)理論是錯(cuò)誤的。他坐下來(lái)為鸚鵡螺研究所的成員解釋原因。

問：什么是膨脹理論？

答：想象一下，我坐在你對(duì)面。如果我們之間的空間開始以宇宙膨脹的速度伸展，從我嘴里發(fā)出的聲波傳到你那兒就會(huì)非常慢，光波也跟不上空間延展的速度，這樣的話，你就聽不到我的聲音甚至看不到我。我們談?wù)摰呐蛎浘褪沁@種擴(kuò)張。它是宇宙在大約第千億分之一秒、百億分之一秒、十億分之一秒、一億分之一秒時(shí)開始的擴(kuò)張，而宇宙的體積每千億分之一秒、百億分之一秒、十億分之一秒、一億分之一秒就以1倍、1萬(wàn)倍、100萬(wàn)倍、1億倍的速度遞增。在137億年間，一個(gè)比原子核還要小的空間，膨脹成比我們今天所能觀測(cè)到的宇宙還要大的廣袤區(qū)域。

問：為什么你現(xiàn)在認(rèn)為這是錯(cuò)誤的？

答：因?yàn)槲覀冊(cè)噲D用一種簡(jiǎn)單確定的方式來(lái)解釋宇宙。可是，這個(gè)膨脹的宇宙看起來(lái)像是一個(gè)意外，這是生活在宇宙中的我們?cè)斐傻摹Ｎ覀儼l(fā)現(xiàn)膨脹實(shí)際上是可能的，但如果它開始，將是永恒的。它可以在宇宙的一些地方結(jié)束，但總能于宇宙的其他地方繼續(xù)存在。無(wú)論膨脹在哪個(gè)地方繼續(xù)，在體積上它都將大到足以包含我們的宇宙。問題是，根據(jù)量子物理學(xué)理論所有部分不可能是一樣的。因此，如果你一部分一部分地看，宇宙每一個(gè)可能的結(jié)果都會(huì)發(fā)生。沒有什么特別的原因，只是我們的宇宙比其他宇宙更易膨脹。所以，在某種意義上，可以說(shuō)我們生活在一個(gè)偶然的宇宙中。這就是所有的

膨脹理論必須在某種程度上解釋膨脹為什么會(huì)結(jié)束的原因。困擾我的是，這總是需要將這種模式做某種程度的微調(diào)。我們所說(shuō)的參數(shù)或特性必須調(diào)整到你想要的，沒有其他，但這與我們觀察到的內(nèi)容不相符。所以說(shuō)，我們還沒有一個(gè)精彩的理論可以自然地解釋這個(gè)過程。

問：預(yù)測(cè)偶然宇宙理論的問題在哪兒？

答：如果你讓一個(gè)沒有經(jīng)過驗(yàn)證的猜想或者有各種可能性的測(cè)試去證明一個(gè)概念，這意味著它甚至不是一個(gè)科學(xué)理論。膨脹最開始作為一個(gè)想法出現(xiàn)，似乎有一定的預(yù)測(cè)性能。但隨著永恒膨脹的發(fā)現(xiàn)，以及隨后的多重宇宙理論出現(xiàn)，它發(fā)展到了令人意外的境地。這些都不能被證偽。這是非常靈活的，理論上可以順應(yīng)任何觀察。不過，這樣的想法在最近的400年內(nèi)已被常規(guī)科學(xué)領(lǐng)域摒棄。

問：如果我們拋棄膨脹理論，關(guān)于宇宙起源還會(huì)有什么其他的解釋嗎？

答：這是可能的。我們認(rèn)為的“爆炸”，其開始真的只是一個(gè)反彈，這是一個(gè)轉(zhuǎn)型，從先前的收縮階段轉(zhuǎn)到一個(gè)快速擴(kuò)張的階段。這個(gè)理論有一個(gè)全新的時(shí)間領(lǐng)域，在反彈之前，也就是在爆炸前，你可以認(rèn)為這是一個(gè)自然的平展宇宙的過程。與迅速的膨脹過程相比，壓縮會(huì)非常緩慢輕柔，但它的速率仍然不均勻。這將轉(zhuǎn)化為溫度和密度的波動(dòng)，反彈后與我們?cè)谟钪嫖⒉ū尘吧峡吹降牟▌?dòng)相一致。這呈現(xiàn)了一個(gè)周期性的宇宙圖景。

問：過去是否出現(xiàn)過反彈？

答：這是一個(gè)自然的可能性。但我要說(shuō)，每一次反彈總是會(huì)有這種平滑、扁平化的過程，最終刪除信息，或傳播信息。這一切開始之前都非常細(xì)微，在宇宙中幾乎找不到直接的痕跡。你在開始這一問題時(shí)就沒有起點(diǎn)。它總是這樣，在永遠(yuǎn)的過去和永遠(yuǎn)的未來(lái)。