第21章 宇宙的起源和命运(4)
但是，宇宙的汗青在实的时候里显得非常不一样。约莫在100亿年或200亿年之前，它有一个最小的标准，它即是汗青在虚时候里的最大半径。在厥后的及时候里，宇宙就会像由林德假想的浑沌暴胀模型那样地收缩（但是现在人们不必假定宇宙以某种体例从一类合适的状况产生出来）。宇宙会收缩到一个非常大的标准，并终究重新坍缩成为在及时候里看起来像是奇点的一个东西。如许，在某种意义上说，即便我们躲开黑洞，仍然是必定要毁灭的。
如果欧几里得时空延长到无穷的虚时候，或者在一个虚时候奇点处开端，我们就会碰到和典范实际中指定宇宙初态一样的题目：即上帝能够晓得宇宙如何开端，但是我们提不出任何特别启事，以为它应以这类而不是那种体例开端。另一方面，量子引力论斥地了另一种新的能够性，在这里时空没有鸿沟，以是没有需求指定鸿沟上的行动。
空间和时候能够构成一个没有鸿沟的闭曲面的思惟，对于上帝在宇宙事件中的感化另有一个深远的含义。跟着科学实际在描述事件方面的胜利，大部分人进而信赖上帝答应宇宙遵循一套定律来演变，而不参与其间使宇宙冒犯这些定律。但是，定律并没有奉告我们，宇宙的太初应当像甚么模样――它仍然要靠上帝去卷紧发条，并挑选如何去启动它。只要宇宙有一个开端，我们便能够假想存在一个造物主。但是，如果宇宙的的确确是完整自足的，没有鸿沟或边沿，它就既没有开端也没有闭幕：它就是存在。
我恰是在起初提到的那次梵蒂冈集会上初次提出，时候和空间能够会共同构成一个在标准上有限却没有任何鸿沟或边沿的面。但是我的论文数学气味太浓，以是文章中包含的上帝在创生宇宙的感化的含义在当时没被遍及认识到（对我也是如此）。在梵蒂冈集会期间，我不晓得如何用“无鸿沟”思惟去预言宇宙。但是，次年夏天我在加州大学的圣他巴巴拉分校度过。在那边，我的一名朋友兼合作者詹姆・哈特尔和我共同得出了如果时空没有鸿沟时宇宙应满足的前提。回到剑桥后，我和我的两个研讨生朱丽安・拉却尔和约纳逊・哈里威尔持续处置这项事情。
但是，遵循我在第一章描述的体例，科学实际只不过是我们用以描述本身察看的数学模型：它只存在于我们的脑筋中。以是去问诸如如许的题目是毫偶然义的：“实的”或“虚的”时候，哪一种是实在的？这仅仅是哪一种描述更加有效的题目。
人们还能够操纵对汗青乞降以及无鸿沟假想去发明宇宙的哪些性子很能够产生。比方，人们能够计算，当宇宙具有现在密度的某一时候，在统统方向上以几近划一速率收缩的概率。在迄今已被考查的简化的模型中，发明这个概率是高的；也就是说，无鸿沟假想导致一个预言，即宇宙现在在每一方向的收缩率几近不异是极其能够的。这与微波背景辐射的观察相分歧，它指出在任何方向上具有几近完整一样的强度。如果宇宙在某些方向比其他方向收缩得更快，一个附加的红移就会减小那些方向辐射的强度。
这里不存在在该处科学定律崩溃的奇点，也就是不存在在该处必须祈求上帝或某些新的定律给时空设定鸿沟前提的时空边沿。人们能够说：“宇宙的鸿沟前提是它没有鸿沟。”宇宙便是完整自足的，而不受任何外在于它的东西影响。它既不被创生，也不被毁灭。它就是存在。
只要当我们遵循虚时候来描画宇宙时才不会有奇点。
（因为我曾经环球观光过，以是晓得！）
人们正在研讨无鸿沟前提的进一步预言。一个特别风趣的题目是，初期宇宙中物质密度对其均匀密度的小幅度偏离。这些偏离起首引发星系，然后是恒星，最后是我们本身的构成。不肯定性道理意味着，初期宇宙不成能是完整均匀的，因为粒子的位置和速率必然存在一些不肯定性或起伏。操纵无鸿沟前提，我们发明，在究竟上，宇宙必须刚好从由不肯定性道理答应的最小能够的非均匀性开端。然后，正如在暴胀模型中预言的一样，宇宙经历了一段快速收缩期间。在这个期间，初始的非均匀性被放大到足以解释在我们四周察看到的布局的发源。1992年宇宙背景探险者卫星（COBE）初次检测到微波背景随方向的非常藐小的窜改。这类非均匀性随方向的窜改体例仿佛和暴胀模型以及无鸿沟假想的预言相合适。如许，在卡尔，波普的意义上，无鸿沟假想是一种好的科学实际：它能够被观察证伪，但是它的预言却被证明了。在一个各处物质密度稍有窜改的收缩宇宙中，引力使得较紧密地区的收缩减慢，并使之开端收缩。这就导致星系、恒星和终究乃至像我们本身如许微不敷道的生物的构成。如许，宇宙无鸿沟前提和量子力学中的不肯定性道理一道，能够解释我们在宇宙中看到的统统庞大的布局。
我要侧重申明，时空是有限而“无界”的思惟仅仅是一个假想，它不能从其他道理导出。正如任何其他科学实际，它本来可由美学或形而上学的启事提出，但是它给出的预言是否与观察相分歧是对它的真正查验。不过，在量子引力的环境下，因为以下两个启事这很难肯定。起首，正如将要在第十一章解释的，固然我们对能将广义相对论和量子力学归并在一起的实际应具有的体例，已经晓得得相称多，但是还不能精确地晓得哪种实际能胜利地做到这一点。其次，任何详确描述全部宇宙的模型在数学上都过于庞大，使我们不能通过计算做出精确的预言。以是，人们不得不做简化的假定和近似――并且乃至如许，要从中引出预言还是令人生畏的课题。
在以实的时空为根本的典范引力论中，宇宙能够的行动只要两种体例：要么它已存在了无穷长时候，要么它在有限的畴昔的某一时候的奇点上有一个开端。而在量子引力论中，产生了第三种能够性。因为人们采取欧几里得时空，在这里时候方向和空间方向具有不异的职位，以是时空有能够在范围上是有限的，却没有构成鸿沟或边沿的奇点。时空就像是地球的大要，只不过量了两维。地球的大要在范围上是有限的，但它没有鸿沟或边沿：如果你朝着夕照的方向驾船，你不会掉到边沿内里或堕入奇点中去。
在及时候中，宇宙具有开端和闭幕的奇点，这奇点构成了科学定律在那边见效的时空鸿沟。但是，在虚时候里不存在奇点或鸿沟。以是，很能够我们称作虚时候的才真恰是更根基的看法，而我们称作及时候的反而是我们臆造的，它仅独一助于我们描述我们以为的宇宙模样，如此罢了。
如果宇宙确切处在如许的一个量子态，宇宙在虚时候里就没有奇点。是以，我近期的事情仿佛使我初期研讨奇点的事情服从完整付之东流。但是正如上面指出的，奇点定理的真正首要性在于，它们指出引力场必定会强到不能疏忽量子引力效应的程度。这接着导致或许在虚时候里宇宙的标准有限但没有鸿沟或奇点的看法。但是，当人们回到我们糊口此中的及时候时，那边仍会呈现奇点。陷进黑洞的那位不幸的航天员的结局仍然是极可悲的；只要当他在虚时候里糊口，才不会遭碰到奇点。
上述这些或许表示所谓的虚时候才是真正的及时候，而我们叫做及时候的东西恰好是子虚乌有的胡想的产品。
人们从“无鸿沟”假定得知，宇宙遵守大多数汗青的机遇是能够忽视不计的，但是有一族特别的汗青比其他的汗青有多很多的机遇。这些汗青能够描画得像地球的大要。在那边与北极的间隔代表虚的时候，并且离北极等间隔的圆周长代表宇宙的空间标准。宇宙作为伶仃一点从北极肇端。跟着人们往南走，分开北极等间隔的纬度圈变大，这和宇宙随虚时候的收缩相对应。宇宙在赤道处会达到最大的标准，并且跟着虚时候的持续增加而收缩，最后在南极收缩成一点。固然宇宙在南北二极的标准为零，但是这些点不是奇点，它们并不比地球上的北南二极更奇特。科学定律在它们那边有效，正如同它们在地球上的南北二极有效一样。
对汗青乞降中的每一个汗青不但描述时空，并且描述在此中的任何东西――包含像能察看宇宙汗青的人类那样庞大的生物。这可对人存道理供应另一个支撑，因为如果任何汗青都是能够的，便能够用人存道理去解释为何我们发明宇宙是当前这模样。对我们并不存在此中的其他汗青究竟对付与甚么意义还不清楚。但是，如果操纵对汗青乞降能够显现，我们的宇宙不但是一个能够的，并且是最有能够的汗青，则这个量子引力论的观点就会令人对劲很多。为此，我们必须对统统能够的没有鸿沟的欧几里得时空停止汗青乞降。
那么，还会有造物主存身之处吗？