第9章 膨胀的宇宙(2)[第1页/共5页]

在第一类弗里德曼模型中，宇宙收缩后又坍缩，空间如同地球大要那样，曲折后又折回到本身。在第二类永久收缩的模型中，空间以别的的体例曲折，如同一个马鞍面。以是，在这类景象下，空间是无穷的。最后，在第三类刚好以临界速率收缩的弗里德曼模型中，空间是平坦的（而是以也是无穷的）。

别的的一个解释是，宇宙在射电波向我们解缆的畴昔的那一时候具有比现在更麋集的源。任何一种解释都和稳态实际相冲突。别的，1965年彭齐亚斯和威尔逊的微波背景辐射的发明还指出，宇宙在畴昔必然麋集很多。是以必须丢弃稳态实际。

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。

但是究竟何种弗里德曼模型描述我们的宇宙呢？宇宙终究会停止收缩并开端收缩，还是将永久收缩下去吗？要答复这个题目，我们必须晓得现在的宇宙收缩速率和它现在的均匀密度。如果密度比一个由收缩率决定的临界值还小，则引力太弱不敷以将收缩停止；如果密度比这临界值大，则引力会在将来的某一时候将收缩停止并使宇宙坍缩。

1963年，两位苏联科学家欧格尼・利弗席兹和艾萨克・哈拉尼可夫做了别的的尝试，设法制止存在大爆炸并是以引发时候起点的题目。他们提出，大爆炸能够只是弗里德曼模型的特性，这个模型毕竟只是实在宇宙的近似。

呼应地，如果，究竟也恰是如此，我们只晓得在大爆炸后产生的事件，我们就不能肯定在这之前产生甚么。就我们而言，产生于大爆炸之前的事件不能有结果，以是并不构成我们宇宙的科学模型的一部分。是以，我们应将它们从模型中割撤除，并宣称时候是从大爆炸开端的。

彭罗斯的成果乍看起来只合用于恒星，它并没有触及任何干于全部宇宙的畴昔是否有个大爆炸奇点的题目。但是，当彭罗斯在创作他的定理之时，我还是一名研讨生，正在极力寻求一个完成博士论文的题目。两年之前我即被诊断得了肌萎缩性（脊椎）侧索硬化症，凡是又称为卢伽雷病或活动神经细胞病，并且得知只要一两年可活了。

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。

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。