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我们探索大爆炸,不是通过空间旅行,而是留在原地,回到过去的时间。大 爆炸无处不在,如果宇宙在空间无限延伸,那么大爆炸也一样。当我们走回 过去,宇宙学密度和温度持续增高,几十万年时,宇宙充满了辉煌的光。我 们站在辐射时代的门口。从这个时代开始出现的宇宙背景辐射随着膨胀而冷 却,直到今天我们看到的样子。在宇宙1秒钟时,温度为100亿开尔文,密 度比水重1百万倍,这时我们离开了辐射时代而进人轻子时代的奇妙世界。 一团团电子、μ子和它们的反粒子,为了生存而相互争斗。从这个轻子的战场 上流出一群魔幻的看不见的中微子,永不停息地在宇宙空间游荡。我们继续往 回走,经过重子时代和在强、弱和电磁力作用下相互争斗的物质和反物质。最 后,我们看到宇宙发生相变,通过暴张时代而进人一个由超弱力统治的物质与 反物没有分别的世界。我们的旅行最终在不可逾越的普朗克壁垒面前终止了。 在普朗克时代,宇宙年龄是1043秒,宇宙密度是水密度的10”倍。这时,空间和 时间的量子涨落是宇宙学尺度的,时空形成混乱的不连续的泡沫。 我们从早期宇宙回来,借助我们的时间机器转向未来,来到时间的终点。 我们发现宇宙也许会停止膨胀,然后坍缩,在新的大爆炸中终结;也许会永 远膨胀下去,在长长的一声叹息中消亡。在第一种情形,在宇宙坍缩中,星 8系被挤压在一起,在接下来的大毁灭中,破碎的恒星以接近光的速度穿过空 间。辐射时代的辉煌重新回来了,宇宙也回归到以前的原初状态。在第二种 可能中,星系继续退行,几千亿年之后,一片死寂,没有了生命。在随后的 漫长时间里,恒星系统和星系开始收缩,形成黑洞,粒子逐渐衰变,转化为 辐射。经过无数世代,所有黑洞都蒸发,多数形成低温辐射,宇宙几乎不含 任何物质,只有微弱的辐射越来越微弱。 第21章宇由的视界 我们在宇宙中能看多远?答案依赖于我们要看什么,它们是事件还是世 界线。我们讨论了事件和粒子(或世界线)视界,先在静态的牛顿宇宙中说 明它们的本质,然后在更一般的非静态宇宙模型中讨论。讨论了视界疑难、 视界问题、哈勃球等其他问题,还讨论了光子视界,从我们发出的光子在它 们之外实际上在退行。 第22章暴胀 也许宇宙始于一个极端对称的状态,通过一系列相变转化为低对称的多 样状态。在极早期宇宙中,最初诞生的有磁单极粒子。这些大质量单极子不 会衰变,因此应该还存在着,而且和宇宙背景辐射的光子一样多。暴胀时代 解释了为什么看不见它们。在大统一相变中,超弱力分化为电弱力和强力, 8宇宙学
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