格斯認為宇宙是從壹個非常熱且相當無序的大爆炸開始的。這些高溫表明宇宙中的粒子運動速度非常快,能量很高。我們前面討論過,在這樣的高溫下,強弱核力和電磁力有望統壹為壹個力。宇宙膨脹時會變冷,粒子能量下降。最後出現了所謂的相變,力之間的對稱性被破壞了:強力變得不同於弱力和電磁力。相變的壹個常見例子是,水冷卻時會凍結成冰。液態水是對稱的。在任何點和任何方向都是壹樣的。但冰晶形成時,有確定的位置,按壹定的方向排列,破壞了水的對稱性。
在處理水的時候,只要足夠小心,就可以讓它“過冷”,也就是可以把溫度降到冰點(0℃)以下而不結冰。根據格斯的說法,宇宙的行為是相似的:宇宙的溫度可以降低到臨界值以下,而不會破壞不同力之間的對稱性。如果出現這種情況,宇宙處於不穩定狀態,其能量大於對稱性被打破時的能量。這種特殊的額外能量呈現出壹種反重力效應:它的行為就像壹個宇宙常數。當愛因斯坦試圖建立壹個穩定的宇宙模型時,宇宙常數被引入到廣義相對論中。因為宇宙已經像大爆炸模型壹樣膨脹了,這個宇宙常數的排斥效應使得宇宙以越來越大的速度膨脹,即使在壹些粒子數超過平均值的區域,這個有效宇宙常數的排斥效應也超過了物質的引力。這樣,這些地區也以加速膨脹的形式擴張。當它們膨脹時,物質的粒子越來越分離,留下壹個幾乎不含粒子的膨脹宇宙,仍然處於過冷狀態。宇宙中的任何不規則都被這種膨脹抹平了,就像妳吹氣球的時候抹平了上面的皺紋壹樣。因此,宇宙平滑壹致的狀態可以從許多不同的不壹致的初始狀態演化而來。
在這樣壹個膨脹被宇宙常數加速而不被物質引力減速的宇宙中,早期宇宙中的光有足夠的時間從壹個地方旅行到另壹個地方。這就回答了之前提出的問題,為什麽早期宇宙中的不同區域具有相同的性質。而且宇宙的膨脹速度自動變得非常接近由宇宙能量密度決定的臨界值。這樣壹來,就不需要假設宇宙的初始膨脹速率已經選得非常仔細了,這就可以解釋為什麽現在的膨脹速率仍然如此接近臨界值。
格斯認為宇宙是從壹個非常熱且相當無序的大爆炸開始的。這些高溫表明宇宙中的粒子運動速度非常快,能量很高。我們前面討論過,在這樣的高溫下,強弱核力和電磁力有望統壹為壹個力。宇宙膨脹時會變冷,粒子能量下降。最後出現了所謂的相變,力之間的對稱性被破壞了:強力變得不同於弱力和電磁力。相變的壹個常見例子是,水冷卻時會凍結成冰。液態水是對稱的。在任何點和任何方向都是壹樣的。但冰晶形成時,有確定的位置,按壹定的方向排列,破壞了水的對稱性。
在處理水的時候,只要足夠小心,就可以讓它“過冷”,也就是可以把溫度降到冰點(0℃)以下而不結冰。根據格斯的說法,宇宙的行為是相似的:宇宙的溫度可以降低到臨界值以下,而不會破壞不同力之間的對稱性。如果出現這種情況,宇宙處於不穩定狀態,其能量大於對稱性被打破時的能量。這種特殊的額外能量呈現出壹種反重力效應:它的行為就像壹個宇宙常數。宇宙常數是愛因斯坦試圖建立壹個穩定的