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设想宇宙是无限的某种混沌的随机初始状态。某些空间区域中的条件容许出现相当规模的暴胀,以产生一个尺度恰如我们今日所见的可观测宇宙。在其他区域中则不然。
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暴胀一旦开始,它似乎就会永远继续下去。在我们的视界以外,必定存在着仍在经历暴胀的区域。
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图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 9 引起暴胀的原因 与引力相反的作用力
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要产生暴胀理论中的必要的加速膨胀,必须有特别的作用力。这个力究竟具有怎样的性质呢?要了解它,首先要了解现在的宇宙减速膨胀的原因。
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宇宙膨胀减速
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随着时间的推移,宇宙膨胀的速度渐渐变小,是因为宇宙中物质的引力阻碍了膨胀。
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我们前面已经讨论过,正如地球的引力会使抛向天空的球变慢一样,宇宙中物质的万有引力也会使宇宙膨胀减速。在过去数十年间,天文学家将他们的望远镜对准了宇宙的边缘,以图探测到宇宙膨胀减速效应。通过测量宇宙膨胀的减慢程度,他们希望能够确定宇宙的命运。也就是我们前面提到的开放宇宙和闭合宇宙,到底哪一种才是宇宙的终结。宇宙膨胀减速是否能够制止膨胀,并最终导致宇宙收缩?
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宇宙斥力
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那么,要引起宇宙的加速膨胀,就需要与引力相反,与其抗衡的作用力,才能达至暴胀的境界。最先提出这个力的是爱因斯坦,他在宇宙膨胀被发现之前,制作了宇宙模型。他当时认为,宇宙既不膨胀也不收缩,是永恒不变的。
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可是引力会破坏宇宙的这种永恒,于是他在1917年提出,“空间自身具有一种斥力效应,能够抵消物质万有引力的那种吸引效应”。他把宇宙空间具有的这种斥力叫作“宇宙斥力”,或者叫作“宇宙常数(宇宙项)”。到后来宇宙膨胀被证实,爱因斯坦曾感叹导入这个多余的排斥力是他人生最大的失败。
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到现在,我们还不知道是否存在爱因斯坦所想象的排斥力。但是,如果宇宙早期有这样的一个宇宙斥力存在的话,就可以使得宇宙的暴胀理论成立。
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图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 宇宙常数
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目前,有科学家认为,提供这种排斥力的是巨大的暗能量。
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