从不可思议的高温开始

虽然生理感官不能直接感觉到,我们应当承认存在更短的时间．但是10-44 秒,用语言描述的话就是1 秒的1 亿分之1 的1 亿分之1、再1 亿分之1 的1 亿分之1、再1 亿分之1 的1 万分之1,如此短暂的时间的确超出了一般人的想象,然而却绝对不容忽略．霍金指出: 正是因为时间是如此的短暂,根据量子力学原理才能爆发出巨大的能量。

从宇宙诞生至大爆炸开始的10-44 秒称为普朗克时间,我们也可以把它理解为光通过宇宙的最小长度10-35 米所需要的时间(在这里不必计较多少存在的一些误差)。

物理学研究从早期的宇宙论发展到当今的大爆炸理论,有理论根据的最小长度与最短时间就是上述两个数值。

大约30 年前,基本粒子理论曾经一度走进了死胡同．按照当时的理论,电子与电子或电子与光子的相互作用应该发生在时空中的一个点上,那么在该点上就不可避免地出现了无限大……特别是能量无限大的问题。

朝永振一郎博士等人利用重整化理论克服了这个困难,但是并没有彻底解决问题,原因在于,只要仍把空间与时间看作是连续的量就总会与无限大的困难纠缠在一块．根据量子理论,能量、电荷以及角动量都是量子化的量,同样地,用量子观点看待时间与空间的话,又该怎样修正物理理论呢? 科学家们在这方面做了大量的工作。

世界上的物理现象(比如粒子之间的相互作用)不是发生在一个点上,而是发生在一定的区域内(尽管该区域很狭小),以汤川秀树为代表的京都学派从上述观点出发,提出并发展了非局限场理论．不过在当时还没有夸克的概念,因此,最小长度只能是基本粒子的大小——10-15 米(1 飞米),相应地最短时间则是光通过该长度的时间——10-24 秒。

后来,人们出于利用统一场理论解决不可思议的巨大能量的来源问题的需要,提出了比非局限场理论中的最小单位更小得多的普朗克尺度．粒子生成时的能量越大,所要求的时间就越短,由于普朗克常数与这类微小的量(正确地说是两个量的乘积——详见本书第四章)相当,最近十几年来,科学家们对普朗克尺度进行了研究。

此外,我们还必须研究宇宙诞生时的温度．摄氏零度相当于绝对温度273 度(记为273K),不过对于一万度、十万度的高温来说,使用摄氏温度也罢,绝对温度也罢,几乎没有差别．所以从现在开始,我们只使用绝对温度。

诞生时的宇宙是个无比炽热的火球,温度高达1032K(1 亿度的1 亿倍的1 亿倍的1 亿倍),它是有史以来所有物理学领域中存在过的最高温度,与它相比,核聚变或氢弹爆炸所产生的高温显得根本不值一提。

由伽莫夫创立的大爆炸理论指出: 宇宙从如此不可思议的高温开始,发生了大膨胀．过去相当长的时期里,人们采用的宇宙模型是: 象爆炸一样,＂普通地＂越变越大。

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