互动科普

宇宙虽然浩瀚无涯，但也应该有一个开端。那么，宇宙，也就是我们今天生活在其中的这个世界，在它开始的一瞬间究竟发生过什么样的事情呢？物理学家对此有种种猜测。

广义相对论和量子论是现代物理学的两大支柱理论，早在20世纪80年代就有物理学家利用这两个理论认真推测过在宇宙诞生的那一瞬间所发生的事情。得到的结论是，我们所在的这个宇宙是从连时间和空间都没有的“无”诞生出来的。

不过，这种猜测还只是一种假说。事实上，即使同时利用这两个理论也不可能完全搞清楚在宇宙诞生那一瞬间所发生的事情。现在，被认为最接近于解决这个谜团的理论是将万物都视为极其微小的弦的“超弦理论”。基于超弦理论所提出的宇宙创生假说更加离奇，它认为在我们这个宇宙之“外”还存在着其他的宇宙，我们这个宇宙则是从其他宇宙而来。

搞清楚宇宙诞生瞬间所发生的事情后，一定会迎来我们人类认知上的一场大革命。

宇宙有“开端”吗？

这里讨论的当然是很久很久以前的事情，久到远早于我们的地球出现以前，即整个宇宙开始出现的那一瞬间。

如此浩瀚的宇宙究竟是如何诞生出来的呢？

这是一个非常难以回答的问题。先有古代的宗教家和哲学家，后有物理学家，全都绞尽脑汁想要解开这个谜团。然而，这个问题涉及的过去实在过于久远，即使有人给出回答，要想找到能够揭示当时情况的确切证据也是一件极其困难的事情。探索的现实情况是，进入20世纪以后，物理学家通过复杂的推理和演算，对于宇宙在诞生一瞬间所发生的事情总算形成了一些假说。

图解表现的是探究宇宙诞生一瞬间所得到的诸多假说中的一种。按照这种假说，先出现的是许许多多极其微小的宇宙“蛋”，这其中，偶然有一个“蛋”以惊人的势头急遽膨胀，于是便有了我们这个宇宙。

真的曾经有过宇宙的存在不能确定的“涨落”状态吗？

这里图解显示的是英国物理学家史蒂芬·霍金和美国物理学家亚力山大·维兰金两人分别独立提出的一种关于“宇宙诞生瞬间发生过什么”的假说。做出这种假说的依据就是物理学的两大基础理论广义相对论和量子论。

按照这种假说，在宇宙即将诞生前是一种宇宙自身存在不能确定的“涨落”状态。我们在水面上看见的波浪就是一种其存在不能确定的“涨落”状态（波浪不是实体)。在这种状态下，有许多非常小的宇宙“蛋”不断地产生出来又立即消失。这些宇宙“蛋”中偶然有一个生成后没有破灭，不断膨胀（图中央)，于是便形成了我们这个宇宙。

（本文发表于《科学世界》2013年第7期）