第9章 膨胀的宇宙(2)[第2页/共4页]

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。

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。

1965年，我读到彭罗斯关于任何物体遭到引力坍缩必然终究构成一个奇点的定理。我很称心识到，如果人们将彭罗斯定理中的时候方向倒置以使坍缩变成收缩，假定现在宇宙在大标准上大抵近似弗里德曼模型，这定理的前提仍然建立。彭罗斯定理已经指出，任何坍缩星必然闭幕于一个奇点；当时候倒置的论证则是，任何类弗里德曼收缩宇宙必然是从一个奇点开端。为了技能上的启事，彭罗斯定理需求宇宙在空间上是无穷的前提。因而，在本色上，我能用它来证明，只要当宇宙收缩得快到足以制止重新坍缩时（因为只要那些弗里德曼模型才是空间无穷的），才必然存在一个奇点。

统统的弗里德曼解都具有一个特性，即在畴昔的某一时候（约100至200亿年之前）邻近星系之间的间隔必然为零。在这被我们称之为大爆炸的那一时候，宇宙的密度和时空曲率都是无穷大。因为数学不能真正地措置无穷大的数，这意味着，广义相对论（弗里德曼解以此为根本）预言，在宇宙中存在一点，在该措置论本身崩溃。如许的点恰是数学中称为奇点的一个例子。究竟上，我们统统的科学实际都是基于时空是光滑的和几近平坦的根本上表述的，以是它们在时空曲率为无穷大的大爆炸奇点处崩溃。

或许，在统统大抵近似实在宇宙的模型中，只要弗里德曼模型包含大爆炸奇点。在弗里德曼模型中，统统星系都直接相互分开――以是一点都不奇特，在畴昔的某一时候它们必须在同一处。但是，在实际的宇宙中，星系不但仅直接相互分开――它们另有一些斜向速率。以是，在实际上它们向来没需求刚幸亏同一处，只不过非常靠近罢了。或许，现在收缩着的宇宙不是来自于大爆炸奇点，而是来自于更初期的收缩相；当宇宙坍缩时，此中的粒子能够不都碰撞，而是相互离得很近飞过然后又分开，产生了现在的宇宙收缩。那么何故得知这实际的宇宙是否从大爆炸肇端的呢？利弗席兹和哈拉尼可夫所做的，是去研讨大抵和弗里德曼模型相像的宇宙模型，但是考虑了实际宇宙中的星系的不法则性和混乱速率。他们指出，即便星系不再老是直接相互分开，如许的模型也能够从一个大爆炸开端。但是他们宣称，这只在某些例外的模型中仍然能够产生，那边统统星系都以精确的体例活动。他们论证道，仿佛没有大爆炸奇点的类弗里德曼模型比有此奇点的模型多无穷多倍，以是我们的结论应当是，在实际上并没有过大爆炸。