第一章如何營造一個宇宙(2)
彭齊亞斯和威爾遜仍然找不到噪聲的原因，便打電話給普林斯頓大學的迪克，向他描述了他們遇到的問題，希望他能作出一種解釋。迪克馬上意識到兩位年輕人發現了什麽。"哎呀，好家夥，人家搶在我們前麵了。"他一麵掛電話，一麵對他的同事們說。
此後不久，《天體物理學》雜誌刊登了兩篇文章：一篇為彭齊亞斯和威爾遜所作，描述了聽到噝噝聲的經曆；另一篇為迪克小組所作，解釋了它的性質。盡管彭齊亞斯和威爾遜並不是在尋找宇宙的本底輻射，發現的時候也不知道是什麽東西，也沒有發表任何論文來描述或解釋它的性質，但他們獲得了1978年諾貝爾物理學獎。普林斯頓大學的研究人員隻獲得了同情。據丹尼斯·奧弗比在《宇宙孤心》一文中說，彭齊亞斯和威爾遜都不清楚自己這一發現的重要意義，直到看到《紐約時報》上的一篇報道。
順便說一句，來自宇宙本底輻射的幹擾，我們大家都經曆過。把你的電視機調到任何接收不著信號的頻道，你所看到的鋸齒形靜電中，大約有1％是由這種古老的大爆炸殘留物造成的。記住，下次你抱怨接收不到圖像的時候，你總能觀看到宇宙的誕生。
雖然人人都稱其為大爆炸，但許多書上都提醒我們，不要把它看做是普通意義上的爆炸，而是一次範圍和規模都極其大的突然爆炸。那麽，它的原因是什麽？
有人認為，那個奇點也許是早年業已毀滅的宇宙的殘餘--我們的宇宙隻是一係列宇宙中的一個。這些宇宙周而複始，不停地擴大和毀滅，就像一台製氧機上的氣囊。有的人把大爆炸歸因於所謂的"偽真空"，或"標量場"，或"真空能"--反正是某種物質或東西，將一定量的不穩定性帶進了當時的不存在。從不存在獲得某種存在，這似乎不大可能，但過去什麽也不存在，現在有了個宇宙，事實證明這顯然是可能的。情況也許是，我們的宇宙隻是眾多更大的、大小不等的宇宙的部分，大爆炸到處不停地發生。要不然也許是，在那次大爆炸之前，時間和空間具有某種完全不同的形式--那些形式我們非常不熟悉，因此無法想像--大爆炸代表某個過渡階段，宇宙從一種我們無法理解的形式過渡到一種我們幾乎可以理解的形式。"這與宗教問題很相似。"斯坦福大學的宇宙學家安德烈·林德博士2001年對《紐約時報》的記者說。
大爆炸理論並不是關於爆炸本身，而是關於爆炸以後發生的事。注意，是爆炸以後不久。科學家們做了大量計算，仔細觀察粒子加速器裏的情況，然後認為，他們可以回顧爆炸發生10－43秒之後的情況，當時宇宙仍然很小，要用顯微鏡才看得見。對於每個出現在我們麵前的非同尋常的數字，我們無須把自己搞得頭昏腦漲，但有時候也許不妨理解一個，隻是為了不忘其難以掌握、令人驚奇的程度。於是，10－43秒就是0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 1秒，或者是一千億億億億分之一秒。我們知道的或認為知道的有關宇宙初期的大部分情況，都要歸功於一位年輕的粒子物理學家於1979年首先提出的膨脹理論。他的名字叫艾倫·古思，他當時在斯坦福大學工作，現在任職於麻省理工學院。他當時32歲，自己承認以前從沒有作出過很大的成績。要是他沒有恰好去聽那個關於大爆炸的講座的話，很可能永遠也提不出那個偉大的理論。開那個講座的不是別人，正是羅伯特·迪克。講座使古思對宇宙學，尤其是對宇宙的形成產生了興趣。
最後，他提出了膨脹理論。該理論認為，在爆炸後的刹那間，宇宙突然經曆了戲劇性的擴大。它不停地膨脹--實際上是帶著自身逃跑，每10－34秒它的大小就翻一番。整個過程也許隻持續了不到10－30秒--也就是一百萬億億億分之一秒--但是，宇宙從手都拿得住的東西變成了至少10億億億倍大的東西。膨脹理論解釋了使我們的宇宙成為可能的脈動和旋轉。要是沒有這種脈動和旋轉的話，就不會有物質團塊，因此也就沒有星星，而隻有飄浮的氣體和永恒的黑暗。
根據古思的理論，在一千億億億億億分之一秒之內產生了引力。又過了極其短暫的時刻，又產生了電磁以及強核力和弱核力--物理學的材料。之後，又很快出現了大批基本粒子--材料的材料。從無到有，突然有了大批光子、質子、電子、中子和許多別的東西--根據標準的大爆炸理論，每種達1079-1089個之多。
這麽大的數量當然是難以理解的。我們隻要知道，刹那間，我們有了一個巨大的宇宙，這就夠了--根據該理論，這個宇宙是如此之大，直徑至少有1
000億光年，但有可能是從任何大小直至無窮大--安排得非常完美，為恒星、星係和其他複雜體係的創建準備了條件。
從我們的角度來看，令人不可思議的是，這個結果對我們來說是那麽完美。隻要宇宙的形式稍稍不同--隻要引力稍稍強一點或弱一點，隻要膨脹稍稍慢一點或快一點--那麽，也許就永遠不會有穩定的元素來製造你和我，製造我們腳底下的地麵。隻要引力稍稍強一點，宇宙本身會像個沒有支好的帳篷那樣塌下來，也就沒有恰到好處的值來賦予自己必要的大小、密度和組成部分。然而，要是弱了一點，什麽東西也不會聚集在一起。宇宙會永遠是單調、分散、虛空的。
彭齊亞斯和威爾遜仍然找不到噪聲的原因，便打電話給普林斯頓大學的迪克，向他描述了他們遇到的問題，希望他能作出一種解釋。迪克馬上意識到兩位年輕人發現了什麽。"哎呀，好家夥，人家搶在我們前麵了。"他一麵掛電話，一麵對他的同事們說。
此後不久，《天體物理學》雜誌刊登了兩篇文章：一篇為彭齊亞斯和威爾遜所作，描述了聽到噝噝聲的經曆；另一篇為迪克小組所作，解釋了它的性質。盡管彭齊亞斯和威爾遜並不是在尋找宇宙的本底輻射，發現的時候也不知道是什麽東西，也沒有發表任何論文來描述或解釋它的性質，但他們獲得了1978年諾貝爾物理學獎。普林斯頓大學的研究人員隻獲得了同情。據丹尼斯·奧弗比在《宇宙孤心》一文中說，彭齊亞斯和威爾遜都不清楚自己這一發現的重要意義，直到看到《紐約時報》上的一篇報道。
順便說一句，來自宇宙本底輻射的幹擾，我們大家都經曆過。把你的電視機調到任何接收不著信號的頻道，你所看到的鋸齒形靜電中，大約有1％是由這種古老的大爆炸殘留物造成的。記住，下次你抱怨接收不到圖像的時候，你總能觀看到宇宙的誕生。
雖然人人都稱其為大爆炸，但許多書上都提醒我們，不要把它看做是普通意義上的爆炸，而是一次範圍和規模都極其大的突然爆炸。那麽，它的原因是什麽？
有人認為，那個奇點也許是早年業已毀滅的宇宙的殘餘--我們的宇宙隻是一係列宇宙中的一個。這些宇宙周而複始，不停地擴大和毀滅，就像一台製氧機上的氣囊。有的人把大爆炸歸因於所謂的"偽真空"，或"標量場"，或"真空能"--反正是某種物質或東西，將一定量的不穩定性帶進了當時的不存在。從不存在獲得某種存在，這似乎不大可能，但過去什麽也不存在，現在有了個宇宙，事實證明這顯然是可能的。情況也許是，我們的宇宙隻是眾多更大的、大小不等的宇宙的部分，大爆炸到處不停地發生。要不然也許是，在那次大爆炸之前，時間和空間具有某種完全不同的形式--那些形式我們非常不熟悉，因此無法想像--大爆炸代表某個過渡階段，宇宙從一種我們無法理解的形式過渡到一種我們幾乎可以理解的形式。"這與宗教問題很相似。"斯坦福大學的宇宙學家安德烈·林德博士2001年對《紐約時報》的記者說。
大爆炸理論並不是關於爆炸本身，而是關於爆炸以後發生的事。注意，是爆炸以後不久。科學家們做了大量計算，仔細觀察粒子加速器裏的情況，然後認為，他們可以回顧爆炸發生10－43秒之後的情況，當時宇宙仍然很小，要用顯微鏡才看得見。對於每個出現在我們麵前的非同尋常的數字，我們無須把自己搞得頭昏腦漲，但有時候也許不妨理解一個，隻是為了不忘其難以掌握、令人驚奇的程度。於是，10－43秒就是0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 1秒，或者是一千億億億億分之一秒。我們知道的或認為知道的有關宇宙初期的大部分情況，都要歸功於一位年輕的粒子物理學家於1979年首先提出的膨脹理論。他的名字叫艾倫·古思，他當時在斯坦福大學工作，現在任職於麻省理工學院。他當時32歲，自己承認以前從沒有作出過很大的成績。要是他沒有恰好去聽那個關於大爆炸的講座的話，很可能永遠也提不出那個偉大的理論。開那個講座的不是別人，正是羅伯特·迪克。講座使古思對宇宙學，尤其是對宇宙的形成產生了興趣。
最後，他提出了膨脹理論。該理論認為，在爆炸後的刹那間，宇宙突然經曆了戲劇性的擴大。它不停地膨脹--實際上是帶著自身逃跑，每10－34秒它的大小就翻一番。整個過程也許隻持續了不到10－30秒--也就是一百萬億億億分之一秒--但是，宇宙從手都拿得住的東西變成了至少10億億億倍大的東西。膨脹理論解釋了使我們的宇宙成為可能的脈動和旋轉。要是沒有這種脈動和旋轉的話，就不會有物質團塊，因此也就沒有星星，而隻有飄浮的氣體和永恒的黑暗。
根據古思的理論，在一千億億億億億分之一秒之內產生了引力。又過了極其短暫的時刻，又產生了電磁以及強核力和弱核力--物理學的材料。之後，又很快出現了大批基本粒子--材料的材料。從無到有，突然有了大批光子、質子、電子、中子和許多別的東西--根據標準的大爆炸理論，每種達1079-1089個之多。
這麽大的數量當然是難以理解的。我們隻要知道，刹那間，我們有了一個巨大的宇宙，這就夠了--根據該理論，這個宇宙是如此之大，直徑至少有1
000億光年，但有可能是從任何大小直至無窮大--安排得非常完美，為恒星、星係和其他複雜體係的創建準備了條件。
從我們的角度來看，令人不可思議的是，這個結果對我們來說是那麽完美。隻要宇宙的形式稍稍不同--隻要引力稍稍強一點或弱一點，隻要膨脹稍稍慢一點或快一點--那麽，也許就永遠不會有穩定的元素來製造你和我，製造我們腳底下的地麵。隻要引力稍稍強一點，宇宙本身會像個沒有支好的帳篷那樣塌下來，也就沒有恰到好處的值來賦予自己必要的大小、密度和組成部分。然而，要是弱了一點，什麽東西也不會聚集在一起。宇宙會永遠是單調、分散、虛空的。