第一章 萬物肇始 大爆炸后10-43~10-32 秒
時間的開始:沒有昨天的那一天
讓我們回到緊鄰大爆炸之后宇宙的那個起始點(diǎn)。通常我們腦海中會閃現(xiàn)出這樣一幅場景:在一個廣闊的空間里宇宙突然地爆發(fā)了,但這是完全錯誤的。大爆炸的真實(shí)情景是:空間、物質(zhì)以及更為關(guān)鍵的時間,都是在這里同時產(chǎn)生的??臻g不是從虛無中產(chǎn)生的,在創(chuàng)世之前并沒有虛無。在大爆炸之前時間也還沒有開始,甚至談?wù)摯蟊ㄇ暗哪硞€時刻也是沒有意義的。即使莎士比亞或者愛因斯坦也無法用通常的語言來描繪這一情景,雖然他們擁有非凡的智慧。
這也意味著當(dāng)我們今天考察宇宙時,詢問“大爆炸”是在哪里發(fā)生的這個問題是沒有意義的??臻g自身也是隨著大爆炸產(chǎn)生的。因此,在大爆炸剛發(fā)生后的時刻,我們現(xiàn)在所見的整個宇宙蜷縮在一個極小的區(qū)域,比一個原子核還要小。大爆炸發(fā)生在每一個地方,這里沒有“爆心”。
對這點(diǎn)的一個很好的直觀描述是埃舍爾的一幅著名畫作,雖然它的名稱比較乏味:三維空間的分割。想象你站在任何一個位于網(wǎng)格交叉點(diǎn)的立方體上,每一個接到立方體上的直桿都延伸出去。在你的視野中所有的東西都從你這里延展出去,所以很自然地會首先感覺到自己正是位于一個特殊的地點(diǎn):擴(kuò)展的中心,但隨后你就能意識到無論你位于網(wǎng)格的哪一點(diǎn),看到的直桿向外擴(kuò)展的景象都是一樣的,事實(shí)上并沒有一個中心。宇宙的情況與此非常類似:每一個星系群看起來都在遠(yuǎn)離我們而去。如果有一個觀測者在這些遙遠(yuǎn)的星星上回望我們,他也會看到同樣的景象,也可能同樣地以為自己位于擴(kuò)張的中心。
另一個經(jīng)常被提到,而且乍看起來很有道理的問題是“宇宙有多大”。這里我們又遇到了一個大問題,就是有兩類可能的答案:宇宙是有限的,還是無限的?如果是有限的,那么它的外面是什么?實(shí)際上這個問題是沒有意義的。因?yàn)榭臻g自身僅存在于宇宙之中,所以從字面上來說根本就沒有“宇宙的外面”。另一方面,當(dāng)我們提到宇宙是無限的時候,實(shí)際指的是它的大小是無法限定的。我們無法用日常的語言來解釋“無限”,而且我們知道愛因斯坦也做不到——因?yàn)榕撂乩锟嗽?jīng)問過他!
還需要記住,我們要把時間看作是坐標(biāo)中的一維。也就是說,不能簡單地問“宇宙有多大”,因?yàn)榇鸢笗S時間變化。我們可以問“宇宙現(xiàn)在有多大”,但隨后我們會看到,相對論的一個結(jié)果就是不可能定義一個普遍適用于整個宇宙的叫做“現(xiàn)在”的時刻。