互动科普

将量子论所预言的各种奇特效应考虑进来，美国物理学家亚历山大·维兰金（1949～）和英国物理学家史蒂芬·霍金他们两人各自独立提出了一个新的宇宙诞生模型。这两个模型基本相似，可以视为一种模型。

在他们提出的宇宙诞生模型中，都假定了在宇宙诞生时有大量的宇宙“蛋”在不停地生成和消失，并认为最后成为我们这个宇宙的那个宇宙蛋在产生出来之后，必定经历过一个急遽膨胀的过程才有可能变成现在这个样子。维兰金还猜测，新生成的宇宙蛋的命运应该取决于它的大小，也就是说，小的宇宙蛋会立即破灭，即刻夭折；只有足够大的宇宙蛋才能够急遽膨胀。然而，一个宇宙蛋成长到足够大小从而开始自行急遽膨胀，这个过程本身就需要有非常大的能量。换句话说，一个宇宙蛋有机会开始急遽膨胀而成为我们这个宇宙，前提是它必须要能够先翻越过能量“山”（能量壁垒）。

那么，宇宙蛋如何才能够翻越过能量“山”呢？维兰金想到，宇宙蛋可以利用某种“隧道效应”来轻而易举地翻越过能量“山”。他认为，“我们这个宇宙是当初的一个宇宙蛋利用隧道效应翻越过能量‘山’，逃过夭折的命运而成为急遽膨胀的宇宙，才变成了现在这个样子”。

即使大小为零也有隧道效应

维兰金更深入地思考这个问题：一个宇宙蛋要能够逃过夭折的命运而变为一个急遽膨胀的宇宙，它最低限度必须要有多大？他尝试着不断减小宇宙蛋的大小进行计算，看有什么结果。

结果出乎意料，即使宇宙蛋的大小为零，发生隧道效应的可能性也不为零（3）。事实上，假定宇宙蛋的大小为零，计算反而比较简单。正是根据这种计算，维兰金在1982年发表了他的“宇宙诞生自‘无’”的假说：我们这个宇宙诞生自连空间和时间也没有的“无”。

假设宇宙蛋的大小越来越小……

维兰金针对小宇宙蛋进行计算，想知道随着宇宙蛋的大小减小时会发生什么（1～3）。结果令人吃惊，即使宇宙蛋的大小为零，宇宙蛋通过隧道效应急遽膨胀而变成现在我们这个宇宙的概率也并不等于零。根据这个结果，维兰金指出，我们这个宇宙有可能诞生自大小为零的“无”。

（本文发表于《科学世界》2013年第7期）