寻找新的爱因斯坦

在过去40年里，天文观测工具性能的改进，不仅使宇宙哲学从一门理论科学变成有实际意义的科学，而且还迫使科学家们对爱因斯坦的结论进行重新检验

【英国《星期日泰晤士报》9月9日文章】题：大自然重写宇宙法则，物理学寻找新的爱因斯坦（作者　乔纳森·利克）
一个由天文学家和宇宙学家组成的研究小组警告说，科学家们必须修改那些被认为一直在支配宇宙的法则，其中包括艾伯特·爱因斯坦的相对论。
这个包括斯蒂芬·霍金教授和皇家天文学家马丁·里斯爵士在内的研究小组指出，这些法则也许只能在我们的宇宙中起作用。科学家现在认为还有其他一些宇宙存在，但在这些宇宙中，我们的宇宙法则根本不起作用。
将于下个月出版一本新书《我们的宇宙栖息地》的里斯说：“我们原来认为不因时间和空间的改变而改变的基本法则，事实上可能只是我们宇宙中的‘地方法’，而且这种可能性正在变得越来越大。现在我们逐渐发现，宇宙比我们原来认为的还要奇异。”
需要作出修改的理念之一，是爱因斯坦的光速恒定不变的观点。有越来越多的证据表明，在我们的宇宙形成的初期，光的传播速度要快得多。
爱因斯坦的相对论（对万有引力如何控制我们宇宙的行为进行了描述）是宇宙哲学最伟大的成就之一。但是爱因斯坦认为还有一个更深层次的问题，他称之为“上帝是否有别的选择”。换言之，支配我们的宇宙在大爆炸之后的形成方式的法则是否有可能以别的方式发挥作用？他最后得出结论认为，这是不可能的。
但是，在过去40年里，天文观测工具性能的改进，不仅使宇宙哲学从一门理论科学变成有实际意义的科学，而且还迫使科学家们对爱因斯坦的结论进行重新检验。最惊人的观点之一，是我们的宇宙之所以会存在，只是因为几个至关重要的因素相互之间达到了精确的平衡。
其中一个因素是，像太阳一样的恒星上的核聚变释放能量的比率。天文学家发现，恰好有0.7%的氢元素被转换成了恒星的光芒，只要这一比率出现微小变化，碳和其他基本的生命元素就永远不会形成了。
另一个谜题是天文学家通常所说的宇宙的“平坦”，他们所说的“平坦”指的是物质和辐射的分配。从理论上说，宇宙在大爆炸中诞生后，宇宙中所有的物质可能会最终聚集成几个黑洞，或者均匀地散开，成为一团稀薄的气体。
里斯、霍金与剑桥大学数学和物理学教授尼尔·图罗克等科学家目前正在研究的想法是：我们的宇宙只是无数宇宙中的一个，其中每一个宇宙都有不同的自然法则。
在一些宇宙中，所有物质可能已经聚集成几个巨大的黑洞，而另一些宇宙则只是一团稀薄、均一、冰冷的气体。
但是，霍金和他的同事们在如何解释这个“多宇宙”的问题上分歧越来越大。最近在剑桥大学举行的有30多位著名宇宙学家参加的研讨会上，霍金否定了曾发生过一系列大爆炸的观点，理由是这种观点一直延伸到无限的过去，因此也就永远不可能有一个始点。
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这是美国航天局科学家绘制的深空一号航天器，它将于2001年9月22日飞近博雷利彗星，以便近距离地观察这颗发光的“雪球”。对于航天器来说，能近距离进行这种观察的机会是不多见的。（美联社）