大爆炸宇宙論

根據現有的理論，我們的宇宙誕生於大約137億年前。那個時候，宇宙所有的能量集中於一個沒有體積的奇點內。然後，這個奇點突然爆炸，迅速膨脹，形成了今天的宇宙。

（圖片說明：宇宙大爆炸歷程示意圖）

這個理論聽起來有些難以接受，但它的確有著大量的理論支撐。大約一百年前，科學家們發現了宇宙是在膨脹的。隨後有人反推後得出結論，那就是宇宙曾經聚集在一個點內，然後透過大爆炸形成，並且將膨脹的狀態延續到今天。

奇點，是透過愛因斯坦的

廣義相對論

推匯出來的一個概念，由於沒有體積，奇點的密度無限大，溫度無限高，時空曲率也無限大。

另外，作為描述相鄰物質運動模式的

雷喬杜裡方程

能夠預測物質的軌跡是收斂還是發散，它也是大爆炸理論的佐證之一。

（圖片說明：直到今天，我們的宇宙仍然在不斷膨脹）

正是在這些理論向前的推導下，科學家們也更加相信了宇宙大爆炸理論。

大爆炸宇宙論的問題

但是，這裡也有一個問題。根據愛因斯坦的理論，

在奇點裡或者接近奇點的狀態下，我們已知的所有物理定律就會失效

。然而，科學家們在繼續推測時，又似乎發現物理定律不會瓦解，這就出現了矛盾。

正因如此，位於蒙特利爾的麥吉爾大學理論宇宙學家Robert Brandenberger才指出：“所以說，在討論宇宙從大爆炸中誕生時，我們還真的無權說得如此肯定。”

同時，在討論黑洞的奇點時，科學家們還會面臨另一個巨大的矛盾，那就是廣義相對論和量子力學之間的矛盾。這個矛盾我們已經並不陌生了，這也是愛因斯坦和玻爾之間辯論的焦點。

廣義相對論是一種確定的理論，也就是說當我們知道某個天體在某時刻的相關引數，那麼它在下一秒會如何執行就已經明確了。而量子力學則大不相同，在微觀世界，即使我們知道足夠多的引數，也無法判斷一個粒子下一秒會出現在什麼位置上，而只是知道它可能出現在哪些位置上，以及出現在某個位置的機率有多大，絕對無法保證它一定在哪裡。

這就是廣義相對論和量子力學之間的矛盾之一，而且在討論奇點時，二者的矛盾也尤為明顯。那麼，科學家們是否有好的辦法呢？

量子修正

來自於加拿大阿爾伯塔省萊斯布里奇大學的理論物理學家Saurya Das和他的同事們對這個問題非常感興趣，為了找尋這個問題的答案，他們找到了一個比哥本哈根學派更早的理論，那就是

玻姆力學

（Bohmian mechanics）。

在這個理論中，還有一個隱藏的變數可以影響微觀粒子的詭異行為。和量子力學所提出的不確定性相反，該理論認為這個隱變數可以使得量子同時具有確定的位置和動量，也就是說可以用明確的軌跡線來進行描述。

正是利用了這個理論的形式，Das等人計算出了一個修正項，而這個修正項又可以包含在愛因斯坦的廣義相對論中。

於是，驚人的結果出現了：當他們將時間延續到極長的尺度下後，竟然發現宇宙並不會被追溯到一個奇點，而是擁有著無限的過去。也就是說，這個理論的結果暗示我們：宇宙沒有起點，它的歷史沒有盡頭，是無限古老的！

Das表明：“我們的理論指出：宇宙的年齡或許是無限大的。”

理論驗證

儘管這個理論結果令人震驚，但確確實實是他們推匯出來的。而且，Das還發現，他們這個方程中的量子修正項還可以解釋宇宙中的暗物質。

我們知道，

宇宙中有一種暗物質，佔宇宙總質量的85%左右。它們可以提供引力，但是不與可見物質發生其他相互作用，因此極難被我們觀測到

。而且不論是相對論還是量子力學，都沒有闡釋暗物質的本質是什麼，而Das等人的研究在暗物質方面也有所貢獻。

他指出，如果他們的理論是正確的，那麼宇宙中可能就充滿了由一種假設的粒子所組成的超流體，這種粒子可能是所謂的

引力子

，也就是可以形成引力的一種粒子；也可能是傳說中的軸子，同樣是一種存在於理論上但仍然沒有被發現的

神秘粒子

。

研究團隊認為，透過這個推論，我們就可以利用暗物質在宇宙中的分佈情況，看它是否符合他們修正的量子理論所描述的超流體特性，來判斷這個理論的正確性。“如果我們的結果與此相匹配，甚至僅僅是大致匹配，那就是一個足夠好的訊息了。”他說。

宇宙的起點

當然，這也不是唯一能夠調和相對論與量子力學的理論。眾所周知，目前最有希望統一它們的，就是弦理論了。

弦理論中有一個弦氣宇宙學的分支，它也對宇宙的演化歷程有過描述，認為宇宙曾經在相當長的一段時間裡處於一個相對靜止的狀態。這一點非常特別，因為其他理論幾乎都是認為宇宙曾經不止靜止，甚至還有一段收縮的狀態，在收縮到非常小的時候重新開始膨脹。

不論是哪種理論，不論奇點是否真的存在過，但這些理論都達成了一個共識，那就是我們的宇宙的確經歷過空間非常小、物質非常密集、溫度非常高的時期。

那麼，當我們再往前追溯，宇宙到底有沒有過那一次大爆炸呢？如果沒有經歷，那麼宇宙在進入到這個收縮到極限的時期之前，又經歷過什麼呢？難道它真的擁有一個無限遠的過去嗎？

這些問題恐怕都將在相當長的一段時間裡懸而未決了，也許我們需要從更高的維度才能理解這個宇宙的誕生和時空的概念，那這個答案的浮現恐怕真的要等到很遠之後了。