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第一章3（第1页）

第一章（3）

初始状态

弦论的巨大优势之一是大爆炸之前的历史时期自然而然地变成了宇宙的膨胀期，而且这段时间对于膨胀过程使宇宙各处的密度和温度变得均一来说绝对绰绰有余。但是对空间在大爆炸发生之前的演变情况进行描述只解决了一半的问题。为了解决其余部分的问题我们需要了解宇宙是从什么状态开始发展进化的——也就是宇宙的初始情形。当t=一∞时宇宙是什么样的?

在标准的大爆炸模型中，宇宙始于一种极其特殊的状态，在这种状态下，1093个相互独立的宇宙区域的温度和密度都经过精确的“调整”，因而达到了高度一致。在面对一种特殊状态的时候，物理学家总是会本能地寻找这种特殊状态的前身——个并不非常特殊的状态。韦内齐亚诺指出：“同样的道理，宇宙也一定是从我们可以想象的最简单、最普通的状态演变过来的。”韦内齐亚诺认为，空间无限广阔、空虚、寒冷而且“平坦”（意指空间的曲度非常小）的宇宙是可能出现的最简单的宇宙形态。韦内齐亚诺和他的同事——就职于加州理工学院的亚历山德拉‘博南诺和在巴黎附近的高级科学研究所工作的蒂博‘达穆尔称之为“渐近的过去平凡性，，原则。

事实上绝对的平坦并不能满足弦论的要求。韦内齐亚诺指出：“如果空间是绝对平坦的，那么从一个特殊的角度来看，它就会变得毫无变化可言。”

韦内齐亚诺和加斯佩里尼在过去的几年中已经证实在宇宙朝着t=0的方向扩张的过程中，时空的曲度变得越来越大，结果导致了温度和能量密度的显著增加。

预测未来

当然，根据任何一种理论设想出来的情形为了证明自己是正确的，都必须能够演绎出今天我们在自己周围看到的各种粒子。韦内齐亚诺指出，电子、正电子和光子等粒子是科学家根据宇宙几何结构中存在的波动推想出来的。在这种情况下量子力学理论就可以派上用场了。就像强电场可以产生正、负电子对一样，变化非常剧烈的引力场也会导致各种各样的粒子按照量子理论描述的方式产生。而且，这些粒子诞生时携带着巨大的动能，结果导致了宇宙的温度逐渐上升。韦内齐亚诺指出：“这与认为粒子的产生和温度的升高发生在膨胀结束之后的标准大爆炸理论正好相反。”

为了让大爆炸发生之前的情景不只停留在科学幻想的阶段，它必须能够对宇宙的未来作出预测。幸运的是，它确实作出了几个有办法加以检验的预测，而这些预测又与标准的膨胀模型所作的预测大相径庭。如果韦内齐亚诺是正确的，那么宇宙就应该是其“平凡”的过去遗留下来的引力波形成的“波涛汹涌”的海洋。这些引力波将会非常弱，利用目前的探测设备——或者在不久的将来将要问世新一代探测设备一来发现它们的可能性并不大。但是韦内齐亚诺坚持认为第三代探测设备应该有能力捕捉到这种引力波本底。

大爆炸之前的历史时期造成的影响应该也可以在宇宙微波本底，即大爆炸的余辉中看到。韦内齐亚诺预测说，与标准的大爆炸理论相比，宇宙本底能谱上的顶点应该有不同的角位置。美国预定于2001年11月发射的MAP人造卫星或者将于2007年发射升空的欧洲普朗克探测器也许可以对此进行检验。

如何拼接

另一个问题是时间开始的时候到底发生了什么?在大爆炸发生之前处于加速扩张状态的宇宙必须通过某种方式“天衣无缝”地变成我们现在在自己周围看到的以更为“悠闲”的方式扩张的宇宙。这个如何“拼接到一起”的问题正是“痛恨”奇特现象的弦论应该解决的问题。但是目前科学家并不十分清楚应该如何着手进行“拼接”工作。

虽然韦内齐亚诺目前还不能回答所有的问题，但是许多宇宙学家认为韦内齐亚诺已经给他们帮了一个大忙。加利福尼亚大学的安德烈亚斯·阿尔布雷克特指出：“目前存在着一种趋势，就是大多数对这一理论进行过思考的人都对它表现出非常怀疑的态度。但是其他人则很高兴听到有人正在设法进行一些与弦论有关的宇宙学研究。”

宇宙开发新发现

发现了“宇宙之壁”?

“字宙果然是无边无际的吗?”

直到今天，天文学家还坚持了一个看法，那就是有能够望多远的望远镜，就有能够望多远的天体。但这个看法却被美国的一位天文学博士打破了。

1974年，美国加利福尼亚州的海尔天文台阿朗·R．圣岱基博士发表“我们也许很快就能发现宇宙的边缘”的学说。

到今天为止，我们所能看到的最远的天体是距离地球120亿光年的准星，那是一种类似星球的新天体，被称为“OH471”。除此之外，再也没有发现比它距离地球更远的星体了。

我们现在使用的射电和光学望远镜，具有可以观察到比120亿光年的“01—1471”更远的地方的能力，可是，我们一无所获。正是根据这一点，圣岱基博士提出一种大胆的假设：“是否哪儿有一道‘壁’呢?那儿就是宇宙的尽头呢?”博士开始提出自己的疑问。

“比如在森林中，一棵一棵地观察树木，突然发现最远地方原来看见的树，其实并不存在。那么，到了那地方，那就是森林；的尽头。”博士作了这样的说明。

既然是一道“壁”，那一定有两面。那么让我们来想象一下，在“宇宙之壁”的另一端又是一个什么景象呢?

宇宙开发的意外难题

宇宙巴伊金1号、2号计划正在付诸实施，该项计划的中心--便是把人送上火星和金星。当一切就绪以后，宇宙科学家发现了一个意外问题：宇宙飞行员在经过6个月的失重状态下的飞行后，飞行员将会由于缺钙，骨头会一节节地断下来。

根据现在的技术程度，去火星和金星，一个单程就得花6个月。

这个奇怪现象是由美国NASA发现的，在推行“宇宙之爱”（宇宙实验室）计划时，发现飞行员在宇宙中活动的时间最长是84天。保健局局长皮克特·休乃德领导的医学小组进行了历时2年的研究，结果表明：“支撑整个人身体的是骨头，当钙质被汗和小便蒸发了以后，不管你怎样运动或者补充，骨头都会折断。”

“现在对此，人们还没有对策。想不到，宇宙开发还受到人类本身体质的局限。”美国NASA也正在为这个问题发愁。

月亮表面观察所被未知的力量所操纵

1971年，人类在月亮的表面设置了一个无人观察所，但是这个观察所出现了不寻常的奇怪现象。美国的科学家最近公开了这些情况。这个观察所是阿波罗宇宙飞船安置的，阿波罗宇宙飞船曾5次登上月球，在月球上设置了“月球表面科学实验函”（ALSEP），观察所只是其中的一个点，专门用来收集月亮的震动、热流动、太阳素粒子等等情况。

1971年2月阿波罗14号的飞行员没置了观察所以后，就一直不停地工作。但是在1972年3月地球上接受器突然发生了故障，没法听到休斯顿宇宙中心的指令；到了1973年1月18日，连发送器也停止活动了。

可是，令人不可思议的事情发生了11973年2月17日。突然一切恢复正常了，接受器与发送器都能够恢复正常功能了。奇怪的是，那段日子天气非常酷热，NASA的人没有动手去修复那些机器，而根据科学常识来说，机器在发生严重故障的情况下，臼动地恢复正常，于理不通。是不是有一股未知的力量控制了月球的观察所呢?因为当恢复正常使用后，“月球表面实验函”计划开始展开才1个月，月球观察所叉莫名其妙地突然停止了一切功能。

宇宙人的通信工具是电视

在生活中，我们常遇到这样的情况：比如我们正在收看奥运会节目，突然电视线路像受干扰一般，画面的转播中断。于是荧屏上出现了一些几何图形般的白雪花。

美国斯坦福特天文台世界级的天文学者罗那尔多。布莱斯文博士，对上面情况的解释是：“之所以发生这种情况，是因为不知在哪里的宇宙人想同我们人类交流……”根据博士的说法，正如我们地球在探索宇宙文明，宇宙文明也在试图同我们人类联系。为了探寻火星上是否有生命，我们发送了与地球同轨道的无人探测机，向火星发射电波，测试火星上有没有高智慧的生物。如果探测成功，就用电波与他们沟通。同未知之物打交道，当然用图形最好了。因此，此起无线电，还是电视更为适合。～探测机由计算机控制，我们可以同其他行星交换知识，也可以向它们播放我们的信息。只不过问题在于，当我们的信息到达行星，它们发回信息也许要花几十年的时问。不过，我相信，也许宇宙中的其他行星也已经像我们一样，在地球的周围布满了我们那样的探测机，可以自由地发送信息，说不定明天我们就可以受到宇宙人的信息。”布莱斯文如此充满自信地说。

火星表面起了可怕的变化

“火星表面遭受到超级台风的袭击，原来我们熟悉的地形已经完全消失了。”1975年，日本世界火星学者宫本正太郎教授（京都大学花山天文台长）发表了这个令人震惊的消息。

火星上被确定：没有一点水，空气是存在的；赤红色的花岗岩形成的沙漠，青绿色的玄武岩形成了坑坑洼洼的地面。有风吹，也有气候变化。凹下去的地方以前被认为是海，因此，命名了不少“海”、“湖”、“运河”之类的叫法。

表面产生异常变化的是指，从1941年起，火星表面上的四个地方突然消失了。“莫爱利斯湖”，“奈本第斯运河”和“达皮斯湖”一个接一个地消失。甚至连“塞伦海”都在扩大，“撒比乌斯湾”在原地打圈似地移动，造成一片混乱。那种地形变化，直到今天还在继续。

对于火星的观察是一百多年前开始的，这样的异常变化是首次发现。令人吃惊的是，最新发现的地形，同1877年英国发现的地形图居然完全一致。也就是说火星的“大变动”是以百年为周期。地球上的气象变化想必同火星的“异变”也有关系吧!