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第19章 宇宙的起源和命运2（第3页）

也就是可以将温度降低到冰点（0°C）以下而不结冰。

固斯认为，宇宙的行为也很相似：宇宙温度可以降低到临界值以下，而各种力之间的对称没有受到破坏。

如果发生这种情形，宇宙就处于一个不稳定状态，其能量比对称破缺时更大。

可以指出，这特殊的额外能量呈现出反引力的效应：其作用如同一个宇宙常数。

宇宙常数是当爱因斯坦在试图建立一个稳定的宇宙模型时，引进广义相对论之中去的。

由于宇宙已经像大爆炸模型那样膨胀，所以这宇宙常数的排斥效应使得宇宙以不断增加的速度膨胀。

即使在一些物质粒子比平均数更多的区域，这一有效宇宙常数的排斥作用也超过了物质的引力吸引作用。

这样，这些区域也以加速暴胀的形式膨胀。

当它们膨胀时，物质粒子就越分越开，留下了一个几乎不包含任何粒子，并仍然处于过冷状态的膨胀的宇宙。

这种膨胀抹平了宇宙中的任何不规则性，正如当你吹胀气球时，它上面的皱纹就被抹平了。

这样，从许多不同的非均匀的初始状态可以演化出宇宙现在光滑均匀的状态。

在这样一个其膨胀由宇宙常数加速，而不因物质的引力吸引使之减慢的宇宙中，早期宇宙中的光线就有足够的时间从一个区域旅行到另一个区域。

这就解答了早先提出的，为何在早期宇宙中的不同区域具有同样性质的问题。

不但如此，宇宙的膨胀率也自动变得非常接近由宇宙的能量密度决定的临界值。

这就能够解释，不需假设宇宙初始膨胀率曾被非常仔细地选择过，为何现在的膨胀率仍然这么接近临界值。

暴胀的思想还能解释为何在宇宙中存在这么多物质。

在我们能观察到的宇宙中大约有1亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿（1后面跟80个0）个粒子。

它们从何而来？答案是，在量子理论中，粒子可以从粒子反粒子对的形式由能量中创生出来。

但这只不过引起能量从何而来的问题。

答案是，宇宙的总能量准确为零。

宇宙中的物质是由正能量产生的。

然而，物质本身由于引力总是吸引的。

两块相互靠近的物质比两块分得很开的物质具有较少的能量，因为你必须消耗能量去克服把它们拉在一起的引力才能将其分开。

这样，在一定意义上，引力场具有负能量。

在空间上大体一致的宇宙的情形中，人们可以证明，这个负的引力能刚好抵消了物质所代表的正能量。

这样，宇宙的总能量为零。

零的2倍仍为零。

这样，宇宙可以同时将其正的物质能和负的引力能加倍，而不违反能量守恒。

在宇宙正常膨胀时，这并没有发生。

这时当宇宙变大时，物质能量密度下降。

然而，这种情形确实发生于暴胀时期。

因为当宇宙膨胀时，过冷态的能量密度保持不变：当宇宙体积加倍时，正物质能和负引力能都加倍，这样总能量保持为零。

在暴胀相，宇宙的尺度增大了一个非常大的倍数。

这样，可用以制造粒子的总能量变得非常大。