漫聊时间简史13-暴涨

    有没有一种机制，让宇宙诞生的时候对那些初始化的参数不那么苛刻，慢慢的，宇宙也能演化成现在的样子？
    您还别说，多少还真有些眉目。其中，被接受度最高的，是1981年，麻省理工学院的科学家阿伦·固斯提出的，叫做“暴涨”理论。这个理论的设计是，认为在宇宙诞生早期，可能经历过一个短暂、但是非常快的、加速膨胀的阶段。这个“暴涨”，它到底有多“暴”呢？从宇宙诞生后的10的负35次方秒开始，持续了10的负33次方秒。当然了，关于这两个时间量，书上、网上，有很多不同的数值，我觉得都属正常。如果100%的能确定，那才值得怀疑，您说是不是。咱们这儿，采用的是中国科学院上海天文台的科学家傅承启在文章中给出的一组数据。不管是哪套数，暴涨也都是10的负几十次方秒的事儿。这段时间内，宇宙的半径增大了100万亿亿亿倍，也就是10的30次方倍。傅先生给的倍数是10的26次方，我们也不纠结于这个了。总之，就是时间极短，膨胀超快。快到什么程度呢？远远超过光速。话说本宇宙的的速度上限不是光速么？没错，不过那是物质穿越空间的速度限制，或者说是信息传递速度的上限。时空的膨胀不受光速制约。
    不过，话说回来。宇宙暴涨的速度如此之快，膨胀的倍数如此之高，可并不是说，宇宙从不可见的微观尺度一下子就变的无边无际，它的整体规模其实并不吓人。暴涨结束时，宇宙的半径大概10厘米左右。也就是从小于一个质子的体积，膨胀到柚子那么大。这么看，这个过程似乎也没那么暴力，还是比较容易接受的，是吧。
暴涨，让我们这个宇宙发展成今天这个样子这件事，必然了很多。
    由于暴涨的存在：
    暴涨前，宇宙如此之小，光有充足的时间从这头儿溜达到那头儿，从而完成热量交换，使宇宙热的很均匀。
    暴涨中，如果一些区域中的物质粒子的数量比平均值高点，产生的引力作用也扛不住暴涨的冲击；暴涨使物质粒子彼此远离，只留下一片几乎啥也没有的空间。这种宇宙的不规则，在暴涨中被迅速的抹平，或者说被稀释掉了。
    暴涨后，时空变得相当平坦。宇宙的膨胀率也自然接近临界值。这个是宇宙的物质密度决定的，我们宇宙中物质的密度非常接近平坦宇宙所需的临界密度所以，即便宇宙开始于混沌，也可以演化到目前的均匀、光滑、各向同性和平直的状态。
    暴涨理论还有一个作用，它解释了宇宙中的这老些物质，都是怎么来的。根据相对论，物质就是能量，把宇宙中的所有物质核算成粒子，估计有10的80次方个。这么多的能量从哪来呢？答案是，无中生有。因为引力发生在物质和物质之间，并且总是吸引的，要把两个物质分开就需要克服引力耗费能量，所以从某种意义上说，引力场的能量是负的；它与正的、物质代表的正能量精确相等，宇宙的总能量准确为零。宇宙一边儿创造物质，一边儿用引力场来中和它，所以固斯说：宇宙是最彻底的免费午餐!