宇宙凈物質能量僅28克，無法解釋的東西只有20磅

給我一個支點，我可以撬動地球。阿基米德如是說。

給我一個天平，我可以稱量宇宙。你也可以如是說，這絕不是狂妄，如果你真能站到宇宙外的某個地方，用天平來稱一下宇宙的質量，你得準備多大的砝碼?你也許會說，多大的砝碼都不行，宇宙那麼大，怎麼可能稱得出來。

其實你只需要準備幾個能稱量1盎司質量的砝碼就行了，因為宇宙中所有物質/能量的總量很可能還不到1盎司(28.3485克)。

這個思想是美國物理學家愛德華·特賴恩提出來的，他認為，萬有引力產生負能量，和物質所包含的能量平衡下來，宇宙很可能只含有很少的凈物質能量，所以宇宙可能是從真空中無中生有偶然創生出來的。他是第一個提出宇宙誕生於真空量子漲落的人，他在宇宙學家丹尼斯·夏瑪的一次演講中間大聲說出這個觀點時，所有人都笑了，認為他在開玩笑。特賴恩認為，在暴脹發生前，大爆炸創生了一個普朗克尺度的假真空，爆炸產生的物質密集地擠在裡面，正反物質和能量抵消後，凈質量/能量很可能不到1盎司，密度卻達到驚人的10^80克/立方厘米，溫度達10^29開。假真空具有極大的能量密度和負壓力，從而導致暴脹的發生，形成我們今天的宇宙。

後來特賴恩寫了一篇論文投給物理評論快報，不過被乾脆利落地拒絕了。他不死心，又投給自然雜誌，原本只希望作為讀者來信發表，結果編輯不但接受了它，還把它作為專題文章發表。宇宙起源於真空量子漲落的思想後來受到廣泛歡迎，暴脹理論的創立者阿蘭·古斯說:宇宙可以是一頓免費的午餐。他解釋說，能量由兩部分構成，一部分是宇宙中物質和輻射包含的質量/能量，一部分是使所有物質互相吸引的引力場能量，具有負能量的性質，必須耗費物質的常規能量才能保持平衡，所以它們在宇宙中相互抵消了。嚴格地說，宇宙的總能量為零。

無獨有偶，弦理論的領軍人物布萊恩·格林也持類似的觀點，他認為宇宙的奇點由量子泡沫構成，最初的空間尺度可能只有10^-26厘米，重量不過20磅，但密度卻是原子核密度的10^67倍。在希格斯暴漲子場的作用下，宇宙開始暴漲，在極短的時間內空間至少擴張了10^90倍，由於暴漲子場的能量密度在整個暴漲期間保持不變，暴漲子場的總能量隨著空間膨脹成比例增加，製造出現今宇宙的全部物質和輻射。雖然我們還沒能解釋為什麼宇宙會暴漲，為什麼會有空間存在，但無法利用暴漲理論解釋的東西已經只有區區20磅了，這實在是一個驚人的進步。

宇宙那麼大，我想稱一下，請給我一磅砝碼!

推薦閱讀：