黑洞的由來(lái)與宇宙理論

1、我們從哪里來(lái)？宇宙是什么樣的？這自有人類(lèi)以來(lái)的永恒疑問(wèn)。從托勒密的地心說(shuō)到哥白尼的日心說(shuō)，再到十七世紀(jì)，開(kāi)普勒、胡克等人繼續(xù)為太陽(yáng)系勾勒大概 的輪廓。最終偉大的牛頓建立了完美的經(jīng)典力學(xué)大廈。 但是用牛頓力學(xué)解釋宇宙 有個(gè)致命的疑問(wèn)，如果萬(wàn)有引力是正確的，為什么星系不會(huì)因?yàn)槿f(wàn)有引力聚攏到 一起？要解決這個(gè)問(wèn)題，要從哈勃的發(fā)現(xiàn)說(shuō)起。光是一種電磁波，根據(jù)多普勒效應(yīng)，恒星如果向地球而來(lái)，則光頻上升，光 波長(zhǎng)向短波移動(dòng)，稱(chēng)為藍(lán)移。若恒星遠(yuǎn)離地球而去，則光頻下降，光波長(zhǎng)向長(zhǎng)波 移動(dòng)，稱(chēng)為紅移。如果宇宙是穩(wěn)定的，遠(yuǎn)離我們的恒星數(shù)目和向我們而來(lái)的恒星 數(shù)目應(yīng)該差不多。結(jié)果哈勃的觀測(cè)表明，絕大多數(shù)恒星都發(fā)生紅移

2、，而且距離越 遠(yuǎn)的恒星遠(yuǎn)離的速度越快。這個(gè)發(fā)現(xiàn)非同小可，似乎暗示地球又成了宇宙的中心 了，其實(shí)不然。打個(gè)比方，就像氣球上任意兩個(gè)點(diǎn)，吹氣球時(shí)，隨著氣球的膨脹， 氣球上任意兩個(gè)點(diǎn)間的距離會(huì)迅速拉大， 但氣球上任意一點(diǎn)都不是中心。所以結(jié) 論是：我們的宇宙正在膨。如果宇宙現(xiàn)在正在膨脹，那么沿時(shí)間回溯，以前宇宙 肯定比現(xiàn)在小，則肯定有那么一個(gè)時(shí)刻，宇宙中所有東西都聚集在一起，宇宙必 然有個(gè)起點(diǎn)！根據(jù)霍金的宇宙理論，宇宙是在一次大爆炸中產(chǎn)生的。 大爆炸開(kāi)始時(shí)，宇宙體積被認(rèn)為是 零，所以是無(wú)限熱。但是，輻射的溫度隨著宇宙的膨脹而降低。宇宙誕生1微秒后，隨宇宙膨脹，溫度下降到1萬(wàn)億度，光開(kāi)始轉(zhuǎn)化成最基本的物

3、質(zhì)，如電子正電子中 子質(zhì)子中微子等。大爆炸后的1秒鐘，溫度降低到約為 100億度。此刻宇宙主要包含光 子、電子和中微子和它們的反粒子，還有一些質(zhì)子和中子。在大爆炸后的大約 100秒，溫度降到了 10億度，也即最熱的恒星內(nèi)部的溫度。 在此溫度 下，質(zhì)子和中子不再有足夠的能量逃脫強(qiáng)核力的吸引，所以開(kāi)始結(jié)合產(chǎn)生氘（重氫）的原子核。然后，氘核和更多的質(zhì)子中子相結(jié)合形成氦核， 還產(chǎn)生了少量的兩種更重的元素鋰和鈹。大爆炸后的幾個(gè)鐘頭之內(nèi)，氦和其他元素的產(chǎn)生就停止了。之后的100萬(wàn)年左右，宇宙僅僅只是繼續(xù)膨脹， 沒(méi)有發(fā)生什么事。最后， 一旦溫度降低到幾千度，電子和核子不再有足夠能量去抵抗它們之間的電磁吸引力

4、，它們就開(kāi)始結(jié)合形成原子。宇宙作為整體，繼續(xù)膨脹變冷，但在一個(gè)略比平均更密集的區(qū)域，膨脹就會(huì)由于額外的引力吸引而慢下來(lái)。在一些區(qū)域膨脹會(huì)最終停止并開(kāi)始坍縮。當(dāng)它們坍縮時(shí)，在這些區(qū)域外的物體的引力拉力使它們開(kāi)始很慢地旋轉(zhuǎn)；當(dāng)坍縮的區(qū)域變得更小， 它會(huì)自轉(zhuǎn)得更快 一一正如在冰上自轉(zhuǎn)的滑冰者， 縮回 手臂時(shí)會(huì)自轉(zhuǎn)得更快；最終，當(dāng)這些區(qū)域變得足夠小，自轉(zhuǎn)的速度就足以平衡引力的吸引， 碟狀的旋轉(zhuǎn)星系就以這種方式誕生了。另外一些區(qū)域剛好沒(méi)有得到旋轉(zhuǎn)，就形成了叫做橢圓星系的橢球狀物體。隨著時(shí)間流逝，星系中的氫和氦氣體被分割成更小的星云，它們?cè)谧陨硪ο绿s。 當(dāng)它們收縮時(shí)，其中的原子相碰撞，氣體溫度升高，直

5、到最后，熱得足以開(kāi)始熱驟變反應(yīng)。這些 反應(yīng)將更多的氫轉(zhuǎn)變成氦，釋放出的熱升高了壓力，因此使星云不再繼續(xù)收縮。它們會(huì)穩(wěn)定 地在這種狀態(tài)下停留一段很長(zhǎng)的時(shí)間，直至它們將氫用光；然后，它們會(huì)稍微收縮一點(diǎn)。當(dāng)它們進(jìn)一步變熱，就開(kāi)始將氦轉(zhuǎn)變成像碳和氧這樣更重的元素。一些恒星接近生命終點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的重元素就拋回到星系里的氣體中去，為下一代恒星提供一些原料。大部分氣體形成了恒星或者噴到外面去，但是少量的重元素集聚在一起，形成了像我們的地球這樣的、現(xiàn)在繞 太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的物體。于是我們的地球便產(chǎn)生了。四、大爆炸理論及其反對(duì)者大爆炸的猜想正式登臺(tái)。這個(gè)起點(diǎn)，人們猜想宇宙起始于一個(gè)非常小的點(diǎn)（奇點(diǎn)）， 并在一次驚天動(dòng)地的大

6、爆炸中誕生， 之后一直膨脹至今。有人肯定要問(wèn)，那宇宙 誕生之前有什么？宇宙之外有什么呢？大爆炸理論認(rèn)為，這種問(wèn)法是錯(cuò)誤的。按照愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，時(shí)間和空間是合為一體的四維時(shí)空， 則大爆炸的奇異點(diǎn)既 是空間的起始點(diǎn)，又是時(shí)間的起始點(diǎn)。宇宙包含一切，沒(méi)有宇宙之前，也沒(méi)有宇 宙之外。從星系退行的速度和星系間的距離可以反推宇宙的年齡，現(xiàn)在的看法， 宇宙年齡大概為140億年左右。任何新理論的出現(xiàn)都要遭到保守者的反對(duì)，也只有經(jīng)受這些考驗(yàn)，一個(gè)科學(xué)理論 才能走向成熟。大爆炸理論也不例外，它提出之初，就不斷遭到多數(shù)物理學(xué)家的 反對(duì)，認(rèn)為太違背永恒宇宙的信仰。相反大爆炸理論受到羅馬教廷的歡迎， 認(rèn)為 是上帝創(chuàng)造

7、世界的間接證明。愛(ài)因斯坦也是穩(wěn)恒宇宙的支持者，他為了得出了一 個(gè)符合廣義相對(duì)論的穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型，不惜假設(shè)了一個(gè)宇宙常數(shù)產(chǎn)生斥力以抵消 引力的影響。這個(gè)憑空假設(shè)的宇宙常數(shù)使整個(gè)理論顯得可疑。很多年后，當(dāng)大爆 炸理論最終被大家接受時(shí)，愛(ài)因斯坦稱(chēng)這個(gè)假設(shè)是他一生中犯的最大錯(cuò)誤。穩(wěn)恒態(tài)宇宙理論另一個(gè)無(wú)法解釋的問(wèn)題是， 夜空為什么這么黑？什么意思呢，如 果宇宙永恒存在，按照目前觀察到的恒星分布的密度，夜晚的星光應(yīng)該很亮很密 集，夜空將亮如白晝，而實(shí)際上我們只看到稀疏的星光。 有人反駁說(shuō)遠(yuǎn)處星星的 光在傳播途中被星際塵埃吸收了， 但如果宇宙永恒存在，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，塵 ?？倳?huì)被加熱到足夠熱，也會(huì)發(fā)光，天

8、空應(yīng)該還是很亮。大爆炸理論解釋說(shuō)，由 于宇宙膨脹得很快，恒星年齡也有限，目前遠(yuǎn)處恒星的光線(xiàn)還沒(méi)來(lái)得及傳到地球 上，所以我們看不到太多的星星。另一位穩(wěn)恒宇宙的支持者質(zhì)霍伊爾質(zhì)疑大爆炸理論無(wú)法解釋構(gòu)成我們宇宙的各 種元素是如何形成的，他提出了一個(gè)恒星爐模型。在這個(gè)模型中恒星是個(gè)大氫氣 球，在萬(wàn)有引力作用下，氫氣聚集成恒星，恒星中心高溫高壓，氫原子在這里發(fā) 生核聚變反應(yīng)生成氦，反應(yīng)產(chǎn)生的壓力正好抵抗外有引力，產(chǎn)生的熱使恒星發(fā)光。 在恒星老年，氦元素繼續(xù)聚變成氮、氧、硫，最終合成鐵。當(dāng)核聚變?nèi)剂蠠陼r(shí)， 質(zhì)量較小的恒星會(huì)先膨脹成一顆紅巨星， 再變成一顆黯淡的白矮星，主要由碳和 氧構(gòu)成，依靠電子簡(jiǎn)并壓來(lái)

9、抵抗萬(wàn)有引力。而超過(guò)錢(qián)德拉塞卡極限（約1.38倍太陽(yáng)質(zhì)量）的恒星會(huì)死于一場(chǎng)劇烈爆炸，亮度急劇上升（太陽(yáng)亮度的50億倍）， 此時(shí)的恒星稱(chēng)為 超新星”名字叫新星，其實(shí)是垂死的掙扎。根據(jù)史書(shū)記載，公 元185年，中國(guó)人觀察到半人馬座超新星爆發(fā)， 亮度超過(guò)金星（后漢書(shū)：客 星出南門(mén)中，大如半筵，五色喜怒，稍小，至后年六月消”），369年又發(fā)現(xiàn)仙后座超新星爆發(fā)，亮度超過(guò)木星，其后又分別在 1006 （宋史：景德三年四 月戊寅，周伯星見(jiàn)，出氐南，騎官西一度，狀如半月，有芒角，煌煌然可以鑒物， 歷庫(kù)樓東”、1054 （宋會(huì)要：至和元年五月己酉，出天關(guān)東南可數(shù)寸，歲 余稍沒(méi)?！焙?604年觀察到豺狼座、金牛座

10、和蛇夫座超新星爆發(fā)。恒星死亡時(shí)，將這些核聚變合成元素噴發(fā)出來(lái)，再經(jīng)過(guò)凝結(jié)形成新的恒星或行星。 地球也是在恒星爐中鍛造出來(lái)的，我們身上每個(gè)原子，都曾經(jīng)是某顆恒星的一部 分。行星被別的恒星俘獲，構(gòu)成了包括我們太陽(yáng)系在內(nèi)的星系。 超新星的結(jié)局為 中子星或黑洞。由于萬(wàn)有引力的壓力太大，超新星在短暫的爆發(fā)后朝中心 坍塌” 連電子都被擠壓到原子核中，電子與質(zhì)子中和變成中子，整個(gè)星體變成一個(gè)挨一 個(gè)的中子形成的中子星，其密度如此大，一調(diào)羹這種物質(zhì)就比地球總質(zhì)量大好多 倍。某些中子星由于自傳和復(fù)雜的磁場(chǎng)作用， 會(huì)周期性輻射高能射線(xiàn)脈沖，又稱(chēng) 為脈沖星。恒星爐模型非常好的解釋了構(gòu)成行星的各種元素的由來(lái)，但沒(méi)法解

11、釋形成恒星的氫是如何來(lái)的，而且按照這個(gè)理論的計(jì)算，宇宙中恒星爐產(chǎn)生的元素氦的豐度（就 是所占總物質(zhì)的比例）沒(méi)有實(shí)際上觀察到的那么大?；粢翣栍旨僭O(shè)氫是持續(xù)不斷 的從宇宙中創(chuàng)造出來(lái)的，這個(gè)憑空的假設(shè)和愛(ài)因斯坦的宇宙常數(shù)一樣缺乏依據(jù)。 而大爆炸理論認(rèn)為，氫和氦都是在宇宙誕生后極短時(shí)間內(nèi)被制造出來(lái)的。圣經(jīng)創(chuàng)世紀(jì)中說(shuō) 上帝說(shuō)要有光，于是便有了光”按照大爆炸理論，宇宙誕生 之初，沒(méi)有物質(zhì)，只有以輻射形式存在的能量。在宇宙早期極高的能量密度下， 愛(ài)因斯坦著名的質(zhì)能方程（E=mc2，原子彈和氫彈就是一丁點(diǎn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成能量 的結(jié)果）使得能量與物質(zhì)間維持持續(xù)不斷的相互轉(zhuǎn)化，達(dá)到一種熱平衡，光子與 核子間的比例約為1

12、0億比1。而且高溫下物質(zhì)也表現(xiàn)得極像輻射，可以認(rèn)為宇 宙此時(shí)是一鍋炙熱的宇宙湯。具體來(lái)說(shuō)，宇宙誕生 1微秒后，隨宇宙膨脹，溫度 下降到1萬(wàn)億度，光開(kāi)始轉(zhuǎn)化成最基本的物質(zhì)，如電子正電子中子質(zhì)子中微子等。 3分鐘后，溫度下降到1千萬(wàn)度左右，這時(shí)基本粒子開(kāi)始結(jié)合形成最基本的原子 核氫、氦以及少量的鋰，宇宙的基本成分從此固定了。但直到約38萬(wàn)年之后，宇宙溫度變成1萬(wàn)度時(shí)，原子核才能和電子結(jié)合形成原子。 再往后，它們隨宇宙 膨脹而分散，但相鄰的星云又在引力作用下聚集、 凝結(jié)成恒星，大約在宇宙誕生 后10億年，宇宙中第一個(gè)星系形成，此時(shí)溫度已經(jīng)下降到零下200度。150億年后的今天，溫度約零下270度，我

13、們的太陽(yáng)是第二或第三代恒星了。在這一 f 模型下計(jì)算得到元素氦的豐度正和我們今天的觀測(cè)相符，從而霍伊爾的恒星爐理 論反過(guò)來(lái)進(jìn)一步支持了大爆炸理論。恒星爐模型還有更深刻的意義，在研究恒星演化過(guò)程中，彭羅斯發(fā)現(xiàn)約數(shù)倍于太 陽(yáng)質(zhì)量的大質(zhì)量恒星不可避免的要崩塌到一個(gè)奇點(diǎn)上去形成所謂的黑洞，將此過(guò)程的發(fā)生順序反過(guò)來(lái)就是一種爆炸?；艚饘⑴砹_斯的結(jié)果應(yīng)用在宇宙上，發(fā)現(xiàn)在 廣義相對(duì)論下，宇宙必然誕生于一次唯一的奇點(diǎn)大爆炸。這樣宇宙大爆炸理論終 于接近完善了。單單黑洞這個(gè)話(huà)題就值得開(kāi)個(gè)專(zhuān)題來(lái)講。黑洞，顧名思義，就是 某種不可見(jiàn)的空洞，最主要的性質(zhì)是其引力如此之大，以至于光線(xiàn)都無(wú)法從中逃 脫，空間彎曲為一個(gè)閉合曲

14、面。在黑洞中一切已知的物理定律都失效， 我們所能 觀察到的實(shí)際上是不可觀察的事件的集合的邊界，即黑洞的視界。黑洞無(wú)毛”一切物質(zhì)落入黑洞之后就喪失原有的信息，黑洞僅攜帶面積、質(zhì)量、溫度、自轉(zhuǎn) 等少數(shù)幾個(gè)可觀測(cè)量，這似乎違反熱力學(xué)第二定律 一一孤立系統(tǒng)熵增原理。然而 黑洞有溫度和熵，即也有輻射，以一種奇怪的方式遵從熱力學(xué)第二定律， 黑洞并 非那么黑的。物質(zhì)被吸入黑洞過(guò)程中被加速及加熱， 產(chǎn)生強(qiáng)烈輻射，以高能輻射 噴流形式從黑洞轉(zhuǎn)軸方向噴射出來(lái)，據(jù)信可產(chǎn)生可觀測(cè)的伽瑪射線(xiàn)。即使黑洞附 近空無(wú)一物，黑洞視界附近也會(huì)偶然產(chǎn)生虛實(shí)粒子對(duì)，具有負(fù)能量的粒子被黑洞吸收，正能量粒子逃離，從而使黑洞來(lái)起來(lái)有輻射，

15、并損失能量。黑洞蒸發(fā)速度 或輻射功率隨質(zhì)量的增大而減小。 大型黑洞質(zhì)量可有太陽(yáng)的一億倍，溫度甚至比 宇宙微波背景輻射還低，故其蒸發(fā)小于吸收。銀河系中心被懷疑存在這樣的巨型 黑洞，否則無(wú)法解釋銀河系本身自轉(zhuǎn)的速度為什么這么大。事實(shí)上，科學(xué)家甚至估計(jì)宇宙中黑洞的數(shù)量比恒星還多。某些微型黑洞可能產(chǎn)生于宇宙大爆炸初期偶 然的高溫高壓環(huán)境下，稱(chēng)為 太初黑洞”它有很強(qiáng)的輻射，實(shí)際上是白熱的。最 小的微型黑洞可能比原子還小。而一些中等大小的太初黑洞可能殘存到現(xiàn)在， 并 有可能通過(guò)伽瑪射線(xiàn)輻射觀察到。五、大爆炸的證據(jù)一一宇宙微波背景輻射經(jīng)過(guò)多個(gè)回合的較量，大爆炸理論逐漸占了上風(fēng)，然而還缺乏更直接的證據(jù)，物 理

16、不是宗教，需要切實(shí)的證明。前蘇聯(lián)物理學(xué)家伽莫夫（曾寫(xiě)過(guò)廣受歡迎的相對(duì) 論及量子論科普讀物物理世界奇遇記）相信，宇宙創(chuàng)生之初產(chǎn)生大量輻射， 很多輻射轉(zhuǎn)化成了物質(zhì)，但應(yīng)該還有些輻射殘存下來(lái)，而且應(yīng)該充斥整個(gè)宇宙空 間，像是宇宙的背景一樣。如果能觀察到這種輻射，就可有力的證明大爆炸理論 的正確性。由于宇宙的膨脹，這些大爆炸產(chǎn)生的背景輻射要在今天觀察到， 其波 長(zhǎng)應(yīng)強(qiáng)烈的紅移到微波波段，溫度冷卻到約 3K。美國(guó)兩位科學(xué)家彭齊亞斯和威 爾遜在調(diào)試貝爾實(shí)驗(yàn)室的微波衛(wèi)星通訊裝置時(shí)無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了這個(gè)輻射，大爆炸理論由此得到多數(shù)宇宙學(xué)家的認(rèn)同。好，如果宇宙是在某次大爆炸中形成的，那最初所有物質(zhì)應(yīng)該在空間中均勻分布

17、 著。那么隨著宇宙膨脹，宇宙中物質(zhì)的分布應(yīng)該也是很均勻才對(duì)，但為什么我們 看到的宇宙這么不均勻呢？有的地方星系密集， 有的地方空空如也。哈勃太空望 遠(yuǎn)鏡繪制出的宇宙圖像進(jìn)一步表明，宇宙存在著許多大尺度結(jié)構(gòu)。星系的分布并 非均勻，有長(zhǎng)河和巨洞。有些地方，上百萬(wàn)個(gè)星系聚集到一起形成巨大的星系團(tuán)。這種大尺度的不均勻性是哪里來(lái)的？大爆炸理論引入量子機(jī)制解釋這一問(wèn)題。量子力學(xué)中一個(gè)基本規(guī)律是不確定性原理，物質(zhì)的位置和速度不能同時(shí)精確測(cè)定， 具有一定的隨機(jī)漲落。由于宇宙誕生自一個(gè)比原子還小的奇點(diǎn)， 空間的局域?qū)е?量子漲落效應(yīng)特別明顯，所以容易由隨機(jī)漲落形成一點(diǎn)點(diǎn)不均勻， 進(jìn)而在宇宙迅 速膨脹過(guò)程中，這種

18、不均勻保留下來(lái)，形成我們看到的大尺度不均勻結(jié)構(gòu)。那么 又要問(wèn)，證據(jù)在哪里？ 1989年美國(guó)航空航天局（NASA ）專(zhuān)門(mén)為此發(fā)射 科 比”（COBE衛(wèi)星，全面探測(cè)了微波背景輻射在各個(gè)方向上的分布，繪制了宇宙早 期的輻射圖像（宇宙蛋），真的發(fā)現(xiàn)了微小的輻射強(qiáng)度起伏分布，證明宇宙早期 的確存在不均勻性，可形容為宇宙的褶皺”六、新的挑戰(zhàn)暗物質(zhì)、暗能量似乎理論已經(jīng)相當(dāng)完善，人們?cè)囍鴣?lái)回答幾個(gè)基本問(wèn)題。 首先，宇宙的形狀是什 么樣的？什么叫宇宙的形狀？打個(gè)比方， 一只螞蟻在地球儀上爬，在它看來(lái)，地 面是平的，但是我們站在三維空間里知道， 地球儀表面是彎曲的。如果螞蟻想要 知道它所處的面是不是彎曲，可以在地

19、球儀表面畫(huà)個(gè)三角形，測(cè)量三角形內(nèi)角和， 如果恰好等于180度，則稱(chēng)符合歐幾里德幾何，表面就是平的，如果不等于180 度，則符合非歐幾何，表面是彎曲的。物質(zhì)告訴空間如何彎曲，空間告訴物質(zhì)如何運(yùn)動(dòng)”根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，引力可以使空間彎曲，就像人走在一 個(gè)軟墊子上，人所處的位置總塌下去一塊。 在大質(zhì)量星體附近，我們可以看到這 種空間彎曲的效應(yīng)。廣義相對(duì)論被世界承認(rèn)正是通過(guò)愛(ài)丁頓在某次全日食時(shí)觀測(cè) 星光的偏移實(shí)驗(yàn)。星系或星系團(tuán)的質(zhì)量比單個(gè)恒星要大得多，可使周?chē)箍臻g彎 曲形成引力透鏡”星系背后的星光被重新聚焦，一顆星星可能形成多個(gè)像或弧 形的像。當(dāng)很大的質(zhì)量聚集在小的空間中時(shí)， 周?chē)目臻g被彎曲

20、得如此強(qiáng)烈，光 線(xiàn)不能從中逃脫，這就是黑洞。如果考慮整個(gè)宇宙，空間形狀也可能是彎曲的，但是我們?cè)谌S空間中不能直觀 感覺(jué)到這種彎曲，得想辦法測(cè)量。宇宙空間的形狀有開(kāi)放、平直和閉合三種可能， 取決于引力和膨脹速度之間的競(jìng)爭(zhēng)。其中使引力恰好與膨脹速度平衡的臨界質(zhì)量 可以計(jì)算出來(lái)，大約是每立方米一個(gè)核子。那么怎么測(cè)量整個(gè)宇宙的形狀呢？也 是靠測(cè)量廣大空間中的三角形內(nèi)角和。測(cè)量不同方向上的宇宙微波背景輻射來(lái)確 定三角形兩條邊，第三條邊靠背景輻射背景的不均勻性大小確定，背景的微小擾 動(dòng)以產(chǎn)生輻射時(shí)的聲速傳播，距今對(duì)應(yīng) 1度的觀測(cè)角。2001年MAP衛(wèi)星最終 測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)我們的宇宙確實(shí)是剛好平直的。如何解

21、釋?zhuān)坑纱斯潘继岢隽吮q”理論，認(rèn)為宇宙在誕生之初經(jīng)歷了一個(gè)急速膨脹的過(guò)程， 之后再以較慢的速度膨 脹。暴漲理論能解釋平直空間、宇宙年齡等重大問(wèn)題。宇宙開(kāi)始的可能彎曲由于 暴漲而拉平了，就像一個(gè)氣球越膨脹，氣球表面就越接近一個(gè)平面一樣。暴漲還 可以解釋磁單極問(wèn)題。宇宙誕生之初由于很高的能量密度，應(yīng)產(chǎn)生大量磁單極， 但目前地球上尚未觀察到。暴漲理論認(rèn)為宇宙的劇烈膨脹使磁單極密度迅速變得 稀疏，故地球上很難觀察到。既然已知我們的宇宙是平直的，那么整個(gè)宇宙的質(zhì)量密度應(yīng)該正好在臨界值，然 而把我們所能見(jiàn)的所有恒星行星星云都包括在內(nèi)，質(zhì)量密度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以使宇宙 呈平直形狀。由此推測(cè)，還有很多物質(zhì)以某種觀察不到的方式存在，稱(chēng)為暗物質(zhì)”盡管不能直接看到暗物質(zhì)，但它們通過(guò)引力與可見(jiàn)的星體作用，因此仍可 估算其多少，目前認(rèn)為，暗物質(zhì)是可見(jiàn)物質(zhì)質(zhì)量的幾十倍。然后，宇宙的年齡有多大？之前我們說(shuō)到過(guò)，通過(guò)星系間的距離和星系退行速度， 我們可以反推宇宙年齡，但是由于星系間引