宇宙的密码——宇宙大爆炸(3)

宇宙的密码——宇宙大爆炸

（3）发现了大爆炸“痕迹”的彭齐亚斯和威尔逊，于1978年获得了诺贝尔物理学奖

发现时空的“奇点”——黑洞

宇宙微波背景辐射被发现的时候，斯蒂芬·霍金正在剑桥攻读博士学位，这件事情很可能促使他选择了大爆炸和爱因斯坦的相对论，作为博士论文的研究主题。

霍金刚到剑桥的时候是想拜霍伊尔为师的，但霍伊尔那时不收新学生，霍金转投到了丹尼斯·希尔玛门下。丹尼斯·希尔玛开始也是稳恒态理论的支持者，后来转为支持大爆炸理论了，他对霍金的帮助很大。

研究活动刚开始，霍金就遇到了很大的麻烦：在剑桥，霍金并没有一个好的开始，他刚被诊断出得了肌肉萎缩侧向硬化症，根本不知道能不能活到念完博士，而又一直找不到适当的论文题材（图4）。

（4）身患严重疾病的霍金仍顽强地为科学而努力

斯蒂芬·霍金当年的导师丹尼斯·希尔玛，晚年住在意大利的威尼斯。他回忆那时的情景说:博士论文必须要包含大量的原创知识，这是一个很大的负担。因为你必须要在3年时间内作出这样一篇论文，里面一定得要有成果。当时正是宇宙学不很兴盛的时候，斯蒂芬的进度很慢。他找不到好的论文题目，而希尔玛自己也没有好的东西给他。

时间越来越少，在剩下不到一年的时候，斯蒂芬·霍金受牛津大学数学教授罗杰·彭洛斯的启发，决定从爱因斯坦的相对论入手，看看它对宇宙还能预示些什么。霍金的导师希尔玛是彭洛斯的好朋友，希尔玛就决定到牛津去，听听彭洛斯的意见。

彭洛斯正在研究爱因斯坦方程可能导致的另一种结果，即由于引力的驱使，大量的物质，坠入一个密度极大的区域中，以致光都无法从中发出来，这个区域就是“黑洞”。黑洞中存在着一个密度无限大的点，在这里，一切已知的物理学定律，都要失效，这就是所谓时空的“奇点”（图5）。

（5）图组:（左）由于引力驱使，大量物质坠入了一个密度极大的区域——黑洞中

（右）黑洞中的所谓时空的“奇点”

彭洛斯的研究结果显示，宇宙中大质量的物质，即大质量的恒星会坍塌，并最后被压缩成“黑洞”，这一过程在所难免。霍金恰好就从这一点寻找到了突破，据他的导师希阿玛回忆，霍金意识到，如果把彭洛斯所描绘的坍塌过程反转过来，那么扩张的宇宙也就是正在反向的坍塌。这恰好就是大爆炸发生的过程。