主题：【评论】霍金的宇宙 -- 不爱吱声

基于这样的考虑，爱因斯坦又提出了一个重要观点，认为所有的非惯性系也都是等价的。在这样一种认识的基础上，爱因斯坦又提出了广义相对论。但是，爱因斯坦在他的广义相对论中，进一步思考引力的本质是什么。爱因斯坦发现，引力可以看做时空在物质作用下发生的弯曲效应。

　　另外，还在19世纪后期，美国物理学家迈克尔逊和莫霄就以实验证明了真空中光速的不变性，即不管在什么参考系中光都有相同的传播速度。而根据爱因斯坦的狭义相对论，这种光速不变性是理所当然的。由于光速不变，光速就把时间和空间联系了起来，因为光速乘以时间，就是空间的距离，两者之间有着确定的对应关系。于是，可以把时间看做空间的三维之外的第四维，把时间和空间合起来构成四维的时空。爱因斯坦的广义相对论，就是关于四维时空结构的理论。

　　1929年，美国天文学家哈勃和他的同事发现，我们的宇宙正在膨胀。在宇宙膨胀发现以后，人们于是就认识到时间也许确实有个起点。既然宇宙中星系之间的距离由于宇宙的膨胀在不断增大，那么反过来，在过去的某个时间，这些星系似乎应该靠在一起，甚至只是一个点，宇宙就是从这个点开始膨胀的。

　　比利时天文学家勒梅特从这样的考虑出发，提出了宇宙开始于一次“原始火球”的大爆炸学说。这次大爆炸，就是时间的起点。那时候时间为零，宇宙间所有物质集中在一个点，这个点的大小为零，也就是说那时候空间的大小也为零。因此，这个点的物质密度应该是无限大。

　　彭罗斯和霍金证明，广义相对论确实能够预言宇宙开始于大爆炸，即时间有个起点。广义相对论还预言，当物质密集到一定程度，会形成一个所谓“黑洞”，黑洞的引力无比强大，以至光都不能克服它的引力逃逸出来。因此，黑洞存在一个“视界”，视界内的情况我们用任何办法都不可能看到。视界内的物质集中于一个大小为零的点，那里的物质密度是无限大。彭罗斯和霍金证明，时间在那里将达到终点。

　　在时间的起点和终点，空间为零，物理定律在这种情况下将不复成立。物理学家当然不能接受这种情况，因此把这样的点称为奇点。据此，物理学家认为，我们所能观测到的宇宙不但在大的方向是有限的，而且在小的方向也是有限的，当小到一定程度时，我们就没有办法准确地观测它们的物理状况，这称为不确定性原理。这个小的方向的时间极限，称为普朗克时间，它等于5.4×10的负44次方秒(即略大于万亿亿亿亿亿分之五秒)。最小的空间距离极限称为普朗克长度，等于1.6×10的负35次方米(即不到千亿亿亿亿分之二米)。当小到接近这样的极限时，广义相对论的引力理论将不再适用，需要代之以量子引力理论。依靠尚在发展完善之中的量子引力理论，物理学家有可能避免遇到奇点的尴尬。

　　“要理解宇宙的起源，我们需要一个量子引力理论”

　　宇宙大爆炸理论认为，整个宇宙都聚集成一个单一的点，即大爆炸的奇点。从这一点产生了从无到有的过渡，形成了我们所描绘的宇宙。

　　物理学家认为，奇点并不是幻想的产物。他们借助黑洞对奇点的概念进行解释。当一颗具有足够大质量的恒星到了生命的最后时期，由于万有引力作用而发生坍缩时就形成了黑洞。黑洞巨大的引力使得其周围的空间弯曲，以至于物质极度收缩：邻近的恒星也被吸了进来，最终成千上万颗恒星都被卷入这宇宙的旋涡之中，于是就产生了一个具有巨大质量的集合体。物理学家将这个集合体视为大爆炸奇点的模式。