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赫特和里斯也在《自然》杂志上发表一项备受欢迎的积极证明。他们指出，宇宙线的能量早已超过我们在粒子加速器内所能获得的能量，而这些宇宙线几十亿年来一直在轰击地球大气中的原子核，却丝毫没有触发真空衰变。另一方面，随着加速器的改进，能量提高了大约几百倍，我们也许有能力产生出更大能量的撞击，它将超过任何宇宙线撞击地球时产生的能量。然而，现实问题不是真空泡的成核现象是否会在地球上出现，而是它是否会在大爆炸以后的某个时刻已经出现在可观测宇宙中的某个地方。赫特和里斯指出，两束宇宙线出现迎面碰撞的机会非常小。他们的计算得出，在宇宙的历史中，必定发生过能量比现有加速器大几十亿倍的碰撞事件。所以，我们还不需要制定一项权威性的规定。
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自相矛盾的是，尽管真空泡成核现象会威胁宇宙本身的存在，但就是同样的真空泡成核现象却在与此稍为不同的另一意义上却又证明是宇宙的唯一可能生路。摆脱宇宙死亡的万全之策是应该创造出一个新宇宙，并躲进这个宇宙中去。这听起来似乎是天方夜谭式的幻想，但“婴宇宙 ( Baby Universe )”的研究已成为近几年来广泛讨论的论题，而且这种讨论是严肃的。这个论题最初是由一个日本物理学家小组在 1981 年提出的，当时他们所做的是用一个简单的数学模型来研究受真真空泡包围的伪真空小泡的变化特性。因此，情况正好与我上面讨论的相反。他们得到的预期结果是，伪真空应当以第三章所描述的方式暴胀，在一场大爆炸中迅速膨胀成一个巨大的宇宙。初看起来，似乎是伪真空泡的暴胀必定造成泡壁极大地膨胀，结果伪真空区域增大的代价是牺牲了真真空区域。但它与下面这种预期的情况是矛盾的：真真空的能量比较低，它应当取代能量较高的伪真空，而不是相反。
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非常奇特的是，从真真空区域来观察的话，伪真空泡所占据的空间区域看来并不暴胀。事实上，看上去它更像是个黑洞，这种情况好像沃博士的时间机器塔迪斯( Tardis ，扫校者注：欧美科幻电视剧Dr. Who里的时间机器)，从里面看它会显得要比从外面看它来得大。一个位于泡内的假想观察者会看到宇宙膨胀到巨大的尺度，但从泡外来观察的话，宇宙仍是致密的。
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图 10-4 一个空间气泡像气球那样从母宇宙中长地来，这就形成了一个子宇宙，它通过脐带蛀洞与母体相连。从母宇宙的角度来看，蛀洞的嘴犹如一个黑洞。随着这个黑洞的蒸发，蛀洞的咽喉就掐断了，因此同母宇宙失却了联系。接着婴宇宙凭借自己的地位成为一个独立存在的宇宙。
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为了观察这种特殊事态，有一种方法是用一张橡皮来进行模拟。这张橡皮的某个地方鼓出了一个泡，并像气球那样向外膨胀（图 10- 4 ）。这个气球形成了一个婴宇宙，它通过一条脐带，也就是蛀洞与母宇宙相连。蛀洞的咽喉像一个黑洞那样从母宇宙中露出来。这种结构实际上是不稳定的。黑洞因霍金效应而很快地蒸发，使它完全从母宇宙中消失。结果，蛀洞被掐掉了，婴宇宙与母宇宙失去了联系，名正言顺地变成了一个新的独立的宇宙。这个子宇宙( Child Universe )从母胎中“发育”出来以后，发展过程和我们的宇宙是相同的：一个短暂的暴胀期后紧跟着的就是通常的热大爆炸。这种模型所包含的明显的言外之意是，我们自己的宇宙正是通过这条途径，作为另一个宇宙的后代而诞生出来的。
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暴胀理论创始人艾伦·古思( Alan Guth )和他的一些同事研究了上述演化图象是否允许出现一种异乎寻常的可能性，这就是通过审慎的操纵，也即在实验室里能否创造出一个新宇宙来。与伪真室衰变成真真空泡那种骇人的情况不同，创造出一个四周为真真空所包围的伪真空泡不会对整个宇宙的存在构成威胁。事实上，虽然这种实验也许会触发一次大爆炸，但就实验室来说，这种爆炸完全会受到限制，限制在一个马上会蒸发的微黑洞内。这个新宇宙应当创造出它自己的空间，而不会把我们空间的任何一部分吞食掉。
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虽然这种思想仍然是高度猜测性的，而且完全建筑在数学推理的基础上，但某些研究表明，沿着这条途径，通过精心设计的方法把巨大的能量集中起来，也许有可能创造出一些新的宇宙。这就提出了一种令人神往的可能性：在遥远的未来，当我们自己的宇宙逐渐变得不适宜居住或向大危机逼近时，我们的后代也许会决定采用“出外寻找乐土”办法，启动新宇宙的发育过程，然后在蛀洞的脐带被掐掉之前通过它爬进邻近的宇宙。这必定是最终的移民。当然，没有人知道这些无畏的人类如何完成或是否能完成这项壮举。最低限度来说，通过蛀洞的旅行应当是相当不舒服的，除非他们需要进入的黑洞非常之大。
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撇开这些实际问题不谈，正是婴宇宙这种可能性不仅为我们的后裔，而且也为那种宇宙开辟了真正永垂不朽的前景。我们不应当去思考这个宇宙的诞生和死亡，而应当去思考正在无限繁殖的一个宇宙家庭，每个宇宙都生出一些新一代的宇宙，而且也许是成批地诞生出来。通过这种宇宙生育能力，宇宙集合，或真正意义上应称之为超宇宙( metaverse )，也许不会有任何开端和终结。每个单独的宇宙会按本书前几章所述的方式诞生、演化和死亡，但作为一个整体，这个集合应永远存在。
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这种演化图象留下一个悬而未决的问题：创造出一个像我们这样的宇宙是自然发生的事件（类似于自然出生的婴儿），还是人为操纵的结果（“试管”婴儿）。我们可以设想，在母宇宙中有一个充分先进而又无私的人类社会，他们也许会决定创造一批婴宇宙，这并不是为自己生存提供逃亡之路，而只是一旦它们自己的宇宙末日来临，使生命有可能在某个地方永恒地存在下去。这样就不需要对付上面提到的那些难以逾越的障碍，而这种障碍在企图筑造通往子宇宙的蛀洞通道时总是要遇到的。
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我们并不清楚婴宇宙会包含多少它母亲的遗传特征。物理学家也还没有理解自然界的各种力和物质粒子为什么会表现出现在所具有的属性。一方面，这些属性可能是自然规律的一部分，它们一旦被确认，任何宇宙中的所有东西都要受这些规律的制约。另一方面，其中某些属性也许是演化中偶然事件的结果。例如，很可能有不止一个“真”真空态，它们具有完全相同或几乎相同的能量。情况可能是这样，伪真空在衰减到暴胀纪元结束时，在这么多可能的真空态中，它简单地随意选择了其中的一个。就宇宙的物理学而言，真空态的选择决定了粒子和粒子之间作用力的属性，甚至可能决定空间的维数。所以，一个婴宇宙也许同它的母亲有着完全不同的性质。生命也许只可能出现在极少数后代之中，那里的物理学应该同我们宇宙的物理学非常类似。或者也许存在某种遗传原理，只要不出现离奇古怪的变种，它能保证婴宇宙继承它们母宇宙的几乎所有的性质。李·斯莫林( Lee Smolin )一直主张甚至可能有某种达尔文式的进化在宇宙中间起作用，它通过间接的方式促进了生命和意识的出现。更令人感兴趣的是，宇宙有可能通过母宇宙中智慧生物的操纵创造出来的，并有意把产生生命和意识的必要性质赋于宇宙。
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所有这些概念都不是毫无根据的胡思乱想，但宇宙学这门学科差不多完全处于摇篮时期。上面所考虑的种种异想天开式的推测，至少可以作为前几章悲观预测的某种安慰。这些推测表明，即使我们的后裔有一天必定会面临这最后的三分钟，某些理智生物仍有可能始终存在下去。
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宇宙的最后三分钟 [:1700906559]
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宇宙的最后三分钟 第十一章 世界无尽头吗
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人们一直在讨论各种可能性以找到摆脱宇宙末日的出路，而上一章所论述的那些奇特的想法并不是这类可能性的唯一代表。每当我作有关宇宙末日的演讲时，总会有人向我问到循环模型。这种模型认为，宇宙膨胀到极大尺度，然后再收缩到大危机，但它并没有完全湮没，由于某种原因它出现“反弹”，并开始另一轮由膨胀和再收缩组成的循环（图 11－1 ）。这个过程也许会永远进行下去。在这种情况下，宇宙就应当没有真正的开始或终结，不过每一次循环都会有特定的开始和结束而把它们区分开来。这种理论对一直受印度教和佛教神话影响的人特别有吸引力，在这类神话中明显地反映出生与死、创生与灭亡构成的轮回。
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图 11-1 循环宇宙模型 宇宙的尺度以某种周期性的方式在非常致密的状态和极度膨胀的状态之间脉动。每轮循环都从大爆炸开始．以大灾难结束。在时间上它是对称的。
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我已经简要地描述了有关宇宙结局两种很不相同的科学演化图象。每一种结局都以它特有的方式使人深感寒心。宇宙在一场大危机中把自己完全湮没掉的预言是很吓人的，不过这种事件也许在遥远的将来才会发生。另一方面，一个宇宙在经历有限的辉煌活动时期后，永恒地堕入萧瑟荒芜状态却使人深感沮丧。每一种模型也许都有可能使超人类获得无限的信息处理能力，这个事实对于我们血气方刚的人类来说似乎可以算是一种勉强的安慰。循环模型的魅力在于它回避了彻底湮没这个幽灵，同时也不会出现永恒的退化和衰败。为避免无止境重复的缺陷，重要的问题是这些循环会因某种原因而使它们互不相同。在有关这类理论的一种流行的说法认为，每次新循环就像不死鸟一样，从燃烧中死去，然后在死去的躯壳中再生。它们从这种原始的条件出发，演变出一些新的体系和结构，并探索它们自己丰富多采的新世界，直到下一次大危机出现时再次把往事一笔勾销。
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虽然这种理论看上去似乎颇有吸引力，遗憾的是它会遇到一些难以逾越的物理学障碍。其中的一个问题是要找到一种能够说得通的过程，使得处于某种极高密度状态的坍缩宇宙能出现反弹，而不是在一场大危机中把自己湮没。这必须存在某种反引力，它在坍缩的最后阶段会增大而变得压倒一切从而把暴缩的动量反转过来，并能同正在向内挤压的巨大引力作用相抗衡。现在还不知道是否有这样的力，而且假如这种力存在的话，它的性质也必然是十分奇特的。
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也许可以重温一下，在大爆炸的暴胀理论中，所假定的恰恰是这样一种威力强大的斥力。但要记住，产生暴胀力的激发真空态是高度不稳定的，它会很快地衰退。虽然可以想象这种微小而又简单的新生宇宙应该起源于这样一种不稳定状态，但是，要求一个从某种很复杂的宏观条件下进行收缩的宇宙，能够设法使之都恢复到激发真空态，则完全是另外一回事。这种情况有点像笔尖朝下平衡一支铅笔。这支铅笔马上会倒下，倒下是很容易的，再要一下子把铅笔放回笔尖朝下的位置就难得多了。
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即使假定可以用某种办法克服这类难题，循环宇宙的概念仍存在一些严重的困难，其中之一我己在第一章中讨论过。要是有一些不可逆过程以有限的速度在向前发展，那么对于受这种过程支配的一些系统来说，经过一段有限的时间之后，这些系统就往往会趋近它们的最终状态。正是这条原理在 19 世纪引出了关于宇宙热寂的预言。宇宙循环的引入克服不了这个困难。我们可以用一个渐渐走得慢下来的钟来比作宇宙。这台钟的运动最终不可避免地要停下，除非有某种外因使它重新上紧发条。但是，有什么机制能够再把宇宙钟的发条上紧，而同时自己又不会受到不可逆变化的支配呢？
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初看起来，宇宙的坍缩阶段似乎是膨胀阶段出现的那些物理过程的某种反演。正在分散开去的星系被拉回到一起，正在冷却的背景辐射又重新变热，而复杂的元素则再次分裂成一锅基本粒子汤。大危机前夕宇宙的状态同刚刚发生大爆炸后的宇宙状态极其相似。但是，这种对称的印象仅仅是表面的。下面这个事实会使我们得到一点启发：当膨胀转变成收缩时，生活于时间反演中的天文学家在好几十亿年中还是看到遥远的星系在退行。宇宙看上去似乎仍在膨胀，尽管它已经在收缩。造成这种错觉的原因在于有限光速带来了表观上的滞后现象。
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宇宙学家理查德·托尔曼( Richard Tolman )在 30 年代已经指出，这种滞后现象是如何破坏循环宇宙的表观对称性的。理由很简单。宇宙是携带大爆炸后遗留的大量热辐射开始向外膨胀的。随着时光的流逝，星光使这种辐射增强，结果在几十亿年后，充满在宇宙空间中的累积星光所包含的能量几乎与背景热能一样多。当宇宙接下来进入收缩阶段时，星光产生得越来越多。这意味着宇宙在逼近大危机时，散布在整个宇宙中的辐射能比大爆炸刚发生后的辐射能要多得多。因此，当宇宙最后压缩到与今天相同的密度时，它将要稍微热一些。
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