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第九章 时间箭头(4 / 6)

以同样合理地从个非常波浪起伏无序状态开始。在那种情况下,宇宙已经处于种完全无序状态,所以无序度不会随时间而增加。或者它保持常数,这时就没有定义很好热力学时间箭头;或者它会减小,这时热力学时间箭头就会和宇宙学时间箭头相反向。任何这些可能性都不符合们所观察到情况。然而,正如们看到,经典广义相对论预言它自身崩溃。当时空曲率变大,量子引力效应变得重要,并且经典理论不再能很好地描述宇宙时,人们必须用量子引力论去理解宇宙是如何开始

正如们在上章看到,在量子引力论中,为指定宇宙态,人们仍然必须说清在过去空间-时间边界宇宙可能历史是如何行为。只有如果这些历史满足无边界条件,人们才可能避免这个不得不描述们不知道和无法知道东西困难:它们在尺度上有限,但是没有边界、边缘或奇点。在这种情形下,时间开端就会是规则、光滑空间-时间点,并且宇宙在个非常光滑和有序状态下开始它膨胀。它不可能是完全均匀,否则就违反量子理论不确定性原理。必然存在密度和粒子速度小起伏,然而无边界条件意味着,这些起伏又是在与不确定性原理相条件下尽可能小。

宇宙刚开始时有个指数或“,bao涨”时期,在这期间它尺度增加个非常大倍数。在膨胀时,密度起伏开始直很小,但是后来开始变大。在密度比平均值稍大区域,额外质量引力吸引使膨胀速度放慢。最终,这样区域停止膨胀,并坍缩形成星系、恒星以及们这样人类。宇宙开始时处于个光滑有序状态,随时间演化成波浪起伏无序状态。这就解释热力学时间箭头存在。

如果宇宙停止膨胀并开始收缩将会发生什呢?热力学箭头会不会倒转过来,而无序度开始随时间减少呢?这为从膨胀相存活到收缩相人们留下五花八门科学幻想可能性。他们是否会看到杯子碎片集合起来离开地板跳回到桌子上去?他们会不会记住明天价格,并在股票市场上发财致富?由于宇宙至少要再等百亿年之后才开始收缩,忧虑那时会发生什似乎有点学究气。但是有种更快办法去查明将来会发生什,即跳到黑洞里面去。恒星坍缩形成黑洞过程和整个宇宙坍缩后期相当类似;这样,如果在宇宙收缩相无序度减小,可以预料它在黑洞里面也会减小。所以,个落到黑洞里去航天员能在投赌金之前,也许能依靠记住轮赌盘上球儿走向而赢钱。(然而,不幸是,玩不多久,他就会变成意大利面条

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