第9章 膨胀的宇宙(2)[第1页/共4页]

我们在这一章已经看到，在不到半个世纪的时候里，人们几千年来构成的宇宙观被窜改了。哈勃关于宇宙收缩的发明，以及关于我们本身的行星在茫茫宇宙中微不敷道的熟谙，只不过是起点罢了。跟着尝试和实际证据的堆集，人们越来越清楚地熟谙到，宇宙在时候上必须有个开端。直到1970年，在爱因斯坦广义相对论的根本上，彭罗斯和我才证了然它。这个证较着示，广义相对论只是一个不完整的实际，它不能奉告我们宇宙是如何开端的，因为它预言，统统包含它本身在内的物理实际都在宇宙的开端见效。但是，广义相对论宣称本身只是一个部分实际，以是奇点定理真正显现的是，在极初期宇宙中必然有过一个时候，当时宇宙是如此之小，人们不能再不睬会20世纪另一个巨大的部分实际――量子力学的小标准效应。20世纪70年代初期，我们被迫从极其庞大范围的实际了解宇宙窜改到从极其藐小范围的实际了解宇宙。在我们尽力将这两个部分实际连络成一个单一的量子引力论之前，上面起首描述量子力学这个实际。

这意味着，即便在大爆炸前存在事件，人们也不能用它们去肯定厥后所要产生的事件，因为可预感性在大爆炸处崩溃了。

在第一类弗里德曼模型中，宇宙收缩后又坍缩，空间如同地球大要那样，曲折后又折回到本身。在第二类永久收缩的模型中，空间以别的的体例曲折，如同一个马鞍面。以是，在这类景象下，空间是无穷的。最后，在第三类刚好以临界速率收缩的弗里德曼模型中，空间是平坦的（而是以也是无穷的）。

固然弗里德曼只找到一个模型，实在满足他的两个根基假定的共有三类模型。在第一类模型（即弗里德曼找到的）中，宇宙收缩得充足慢，如许分歧星系之间的引力使收缩减缓，并终究停止。然后星系开端相互靠近，而宇宙收缩。刚开端时间隔为零，接着它增加到最大值，然后又减小到零；在第二类解中，宇宙收缩得如此之快，引力固然能使之迟缓一些，却永久不能使之停止。刚开端时间隔为零，最后星系以稳恒的速率相互分开；最后，另有第三类解，宇宙的收缩快到足以刚好制止坍缩。但是，固然星系分开的速率永久不会完整变成零，但是却会越变越小。

呼应地，如果，究竟也恰是如此，我们只晓得在大爆炸后产生的事件，我们就不能肯定在这之前产生甚么。就我们而言，产生于大爆炸之前的事件不能有结果，以是并不构成我们宇宙的科学模型的一部分。是以，我们应将它们从模型中割撤除，并宣称时候是从大爆炸开端的。

但是，他们厥后认识到，存在更加遍及的具有奇点的类弗里德曼模型，那边的星系不必以任何特别的体例活动。以是，他们在1970年撤回了本身的主张。

利弗席兹和哈拉尼科夫的事情是有代价的。因为它显现了，如果广义相对论是精确的，宇宙能够有过奇点，一个大爆炸。但是，它没有处理关头的题目：广义相对论是否预言我们的宇宙必然有过大爆炸或时候的开端？对于这个题目，英国数学家兼物理学家罗杰・彭罗斯在1965年以完整分歧的手腕给出了答复。操纵广义相对论中光锥行动的体例以及引力老是吸引这个究竟，他证了然，坍缩的恒星在本身的引力感化下堕入到一个地区当中，其大要终究缩小到零。并且因为这地区的大要缩小到零，它的体积也应如此。恒星中的统统物质将被紧缩到一个零体积的地区里，以是物质的密度和时空的曲率变成无穷大。换言之，人们获得了一个奇点，它被包含在一个叫做黑洞的时空地区中。