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但这只不过引起了能量从何而来的问题。答案是,宇宙的总能量刚好是零。宇宙的物质是由正能量构成的;然而,所有物质都由引力互相吸引。两块互相靠近的物质比两块分得很开的物质具有更少的能量,因为你必须消耗能量去克服把它们拉在一起的引力而将其分开。这样,在一定意义上,引力场具有负能量。在空间上大体一致的宇宙的情形中,人们可以证明,这个负的引力能刚好抵消了物质所代表的正能量,所以宇宙的总能量为零。

零的两倍仍为零。这样宇宙可以同时将其正的物质能和负的引力能加倍,而不破坏其能量的守恒。在宇宙的正常膨胀时,这并没有发生。这时当宇宙变大时,物质能量密度下降。然而,这种情形确实发生于暴涨时期。因为宇宙膨胀时,过冷态的能量密度保持不变:当宇宙体积加倍时,正物质能和负引力能都加倍,总能量保持为零。在暴涨相,宇宙的尺度增大了一个非常大的倍数。这样,可用以制造粒子的总能量变得非常大。正如固斯所说的:“都说没有免费午餐这件事,但是宇宙是最彻底的免费午餐。”

今天宇宙不是以暴涨的方式膨胀。这样,必须有一种机制,它可以消去这一非常大的有效宇宙常数,从而使膨胀率从加速的状态,改变为正如同今天这样由引力减慢下的样子。人们可以预料,在宇宙暴涨时不同力之间的对称最终会被破坏,正如过冷的水最终会凝固一样。这样,未破缺的对称态的额外能量就会释放,并将宇宙重新加热到刚好低于使不同力对称的临界温度。以后,宇宙就以标准的大爆炸模式继续膨胀并变冷。但是,现在找到了何以宇宙刚好以临界速率膨胀,并在不同的区域具有相同温度的解释。

在固斯的原先设想中,有点像在非常冷的水中出现冰晶体,相变是突然发生的。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(本章未完,请翻页)

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