大冻结难撼大爆炸

　　已经在人们心中根深蒂固的宇宙来自一场大爆炸的观念，如今遇到了严峻的挑战。2012年8月初，澳大利亚科学家在理论物理学期刊上发表的一篇论文，登上了各大国际媒体科学版的头条。由于目前大爆炸理论仍有一些尚待解决的缺陷，是否认大爆炸理论，用新的理论取代它，还是继续为它寻找新的证据，成为困扰科学家们的一大问题。根据澳大利亚科学家提出的最新理论，宇宙的诞生不是来自一场大爆炸，而是来自原先一团混沌的高温液体的冷却，是液体的冻结导致了“结晶”——这就是他们所理解的宇宙的出现。

　　不过，细读澳大利亚科学家的这篇论文，实际上他们是为2006年加拿大科学家提出的一个关于时空的新理论提供了一个证明方法。

　　这个新理论还只是一个假说，尚不能完全解释现有的物理现象，更谈不上解释宇宙的起源。而大爆炸理论则“久经考验”，只是存在一些缺陷。

宇宙来自相变？

　　2012年8月1日出版的理论物理期刊《物理学评论D》，发表了来自澳大利亚墨尔本大学和墨尔本理工学院三位科学家的论文，题目是《量子力学图论下的内部结构》。这个复杂但平淡的题目，在这本专门发表理论物理学家各种奇思妙想的学术期刊上，原本不会引起太多注意，但当墨尔本大学的媒体部门为这篇论文撰写了一篇通俗的新闻稿后，其重要性就被凸显出来。

　　论文第一作者，墨尔本大学研究生詹姆斯·考奇（James Quach）称，这个理论是人类寻找宇宙起源和本质过程中一个最新发现。

　　考奇说，现在的关于大爆炸的理论，需要被改写。大爆炸最大的问题，是大爆炸本身，在爆炸的瞬间，物理学是不成立的。现有的理论无法预测在大爆炸瞬间发生的任何事情。在这个点上，现有的数学和物理学的理论都是无效的。

　　他举例说，古希腊哲学家提出的关于宇宙是由连续的物质还是单独的原子构成的问题，在高清晰显微镜下，已经得到回答：物质是由一个个原子构成的。而对空间本身，爱因斯坦的广义相对论认为，时空是连续的。但是考奇指出，现在我们相信在极小的尺度下，爱因斯坦的假设是不成立的。

　　考奇等人的观点，是大爆炸并不存在。现在的时空，起源于原来没有任何结构的一团液体的相变。当液体中出现结晶的时候，空间和时间就出现了，这就是我们通常认为的发生大爆炸的瞬间。这种观点，实际上并不是他们提出来的，而是根据量子力学图论（ Quantum graphity ）的观点，该理论认为，空间是由看不见的砖块构成的，是砖块网络的断裂，形成了现在的时空。这些砖块就像是屏幕上的像素，因其非常小，以至于我们不可能直接观测到。

　　量子力学图论最早是由加拿大的圆周理论物理研究所的科学家们在2006年提出来的。这个理论认为，爱因斯坦所发现的四维空间几何（即“空间-时间”）没有说到根本上；相反，“空间-时间”应该更加类似于一个格架结构，每个部分都是独立的、不连续的，就像是物质，宏观上看是有序而连续，但实际上是由许多砖块构成的。

　　不过，这些砖块之间的相互作用，无法直接观测到。而从物理学的发展，尤其是宇宙学的发展上看，一种理论的提出，必须用相应的观测来证明。大爆炸学说的确立，也是在不断的观测，尤其是微波背景辐射发现的基础上，逐渐被主流科学界接受的。研究者们现在最需要的就是证明这些砖块存在。

　　考奇等人的理论，提出了一个间接观测到这些砖块的方法。因为宇宙初期就像是液体，随着宇宙的冷却，这些液体“凝结”成为三维空间和时间，而从理论上看，宇宙冷却的过程会像液体冻结的过程中一样，形成一些裂缝。

　　该论文的第三作者，墨尔本大学副教授安德鲁·格林切（Andrew Greentree）说，光在通过这些裂缝时，会发生折射或反射，通过观测这种折射和反射现象，就可以证明量子力学图论对宇宙的描述。

　　如果他们按照量子力学图论观点所做出的预测得到证实，就是发现光在空间裂缝中的折射或反射现象，那么量子力学图论就得到了证实，科学家就不必在其他方向上做无谓的努力了。

　　现在，他们在理论上更多的工作是要计算这些裂缝之间的平均距离，因为还不知道这个距离是微观尺度上的，还是像光年那么远。这个距离也将对空间中粒子的行为产生影响。