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大爆炸理论的胜出, 以及宇宙中黑洞的发现, 似乎为这个问题做了一个了断 。 宇宙中充斥着奇点, 宇宙本身也可能遭遇各种令人不安的时间灾劫 。 就算躲过了大挤压, 宇宙也可能被大撕裂(big rip)、大冻结(big freeze)或大刹车(bigbrake)搞定 。 不过, 如果再追问一句, 奇点(不论大小)到底是什么, 答案就不那么明确了 。 “奇点的物理本质, 现在还没有定论, ”美国密歇根大学安阿伯分校的著名物理哲学家劳伦斯·斯克拉(Lawrence Sklar)说道 。
恰恰是招惹出奇点这些“怪物”的那个理论, 暗示它们无法真正存在 。 以大爆炸奇点为例:相对论说, 我们看到的每一个星系的前身都曾经被压缩到一点——不只是一个细微如针尖般大小的点, 而是一个数学意义上大小为零的点 。 与此类似, 不幸落入黑洞之中的宇航员身上的每一个粒子, 也都会被压缩到一个无限小的点中 。 在这两种情况下, 计算密度都意味着要用质量除以一个数值为零的体积, 得到的结果是无穷大 。 其他类型的奇点不会遇到无穷大的密度, 但总会遇到无穷大的其他物理量 。
尽管现代物理学家不像亚里士多德和康德那样讨厌“无限”, 但他们仍把“无限”视为一个信号, 表明他们把某个理论扩展运用到超出了极限 。 不妨回顾一下中学课堂上教过的光线折反射理论 。 这个理论完美地解释了眼镜和哈哈镜的成像原理 。 不过它也预言, 一块凸透镜会把遥远光源发出的平行光线聚焦到一点, 产生一个光强无限大的亮点 。 实际上, 光并不会聚焦到一点, 而是会形成一个牛眼状图案 。 它的光强或许很高, 但总归是有限的 。 光线理论的错误之处在于, 光实际上不是线, 而是波 。
基于类似的思路, 几乎所有物理学家都推测, 宇宙中的奇点实际上拥有一个就算很高但也有限的密度 。 相对论的错误之处在于, 它漏掉了引力或物质的某个重要属性——正是这个属性在奇点附近发挥作用, 把密度保持在了可以控制的范围之内 。 “大多数人会说, 它们(指奇点)标志着这个理论在那里崩溃了, ”美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的物理学家詹姆斯·B·哈特尔(James B. Hartle)说道 。 要想弄清楚到底发生了什么, 就必须用到一个更加完善的理论——量子引力论 。 物理学家还在苦苦钻研这样一个理论, 但他们估计, 这个理论会包容量子力学的一个重要见解——物质跟光一样, 拥有类似于波的性质 。 这些波动性应该会把假想的奇点“模糊”成小小的一团, 而不再是一点, 因而也就排除了“除以零”这样的错误 。 果真如此的话, 时间实际上或许就不会终结 。
关于这一点, 物理学家分成了两派 。 一些物理学家认为, 时间确实会终结 。 这种观点的问题在于, 已知的物理学定律都是在时间中运作的, 描述的也都是事物如何随时间移动和演化 。 时间的终点超出了已知物理学的范畴 。 负责掌管时间终点的, 必定不会是现有物理学体系中的某一条未知定律, 而应该是一套全新的物理学定律——它能避开运动和改变之类与时间有关的概念, 而是偏向于几何简洁性之类与时间无关的概念 。 3 年前, 借用量子引力论主流候选理论——弦论(string theory)中的一些观点, 新加坡国立大学的布雷特·麦金尼斯(Brett McInnes)提出了一个构想 。 他提出, 在宇宙还是最初那一小团的时候, 它的形状是一个圆环面;与圆环面有关的那些数学定理, 决定了当时的宇宙必定是完美均匀和完美平滑的 。 然而, 在大挤压或者某个黑洞的奇点处, 宇宙可能拥有任何形状, 同样的数学推理不一定仍然适用;此时的宇宙, 大体上可以说是极端的破烂不堪 。 这样一套几何物理学定律与通常的动力学定律有着本质的不同:它并不是时间对称的 。 换句话说, 终结不会仅仅是开端的反演 。
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