82、暴涨的宇宙（2/2）

科学的逻辑82、暴涨的宇宙：准备有声小说在线收听

当宇宙膨胀到其温度与此能标相当时，真空相变并不会马上发生，而是会存在一个短暂的过冷状态，在这个状态中，物质的能量密度随膨胀迅速降低，而真空能量密度不变，此时的真空能占主导，宇宙按照指数规律急剧暴涨，在大约10的-33次方秒的时间内宇宙尺度暴涨10的43次方倍，比此后的138亿年的膨胀倍数还高。暴涨结束时，真空相变发生了，两个不同的真空相态之间能量是不同的，因此真空相变释放出大量相变潜热，这些能量将真空中处于基态的大量量子场激发到激发态，因此产生了数量庞大的基本粒子。

从这样的分析中人们认识到，大统一的真空相变可以产生暴涨的图像，但是或许对大统一理论我们的认识还不够全面，这种暴涨图像与宇宙学的要求并不相符，因此人们引入了具有自作用的标量场，通过新的真空相变机制解释暴涨产生的原因。如今阐述暴涨机制的物理模型越来越多，也可以很好的符合观测数据，人们一般不再怀疑暴涨的确发生过，却对暴涨真实的机理难以选择。

在量子论与广义相对论描述的宇宙学的结合之处似乎存在某种混乱，这在极早期宇宙的物理模型中经常体现出来。大统一理论对质子寿命的预言被实验否定，让这个本该充满希望的理论蒙上了阴影；大统一真空相变过程可以提供宇宙暴涨的机制，却在细节上与宇宙学数据不符，似乎需要寻找新的暴涨机制；宇宙学数据要求存在一个很小但不是零的宇宙学常数，它似乎很显然应该代表真空能，而且预言真空能量密度应该很小，但是从量子论出发，无论如何都得不到很小的真空能，计算出的真空能量密度往往巨大的让人绝望。

一系列的反常现象让人预感到，物理学又来到了一个十字路口，广义相对论与量子论这两个绝顶高手由于内在的深刻矛盾注定要进行痛苦的较量，极早期的宇宙由于引力效应与量子效应均不可忽略，成为它们最主要的战场。引领人们走出混乱，化解量子论与相对论内在矛盾的关键思想仍然隐藏在迷雾之中。

20世纪初的紫外灾难让人记忆犹新，从严格的理论基础与逻辑出发，得到了与实验矛盾的结果，而那些理论与逻辑曾经经历过千锤百炼，很难从中发现破绽。如今的真空能量密度问题何尝不是又一场紫外灾难，好在我们有了暴涨的宇宙学模型，有了海量的天文观测数据，让我们有了真空能或者说暗能量的实验值。或许在不久的将来，或很久的将来，我们可以在一个全新的理论中，计算出真空能的实验值，甚至构造出在任意尺度上成立的新理论，解释宇宙中的一切过程。虽然这个新理论还远没有被发现，人们却早已为其起好了名字：统一场论。