普朗克時代
/ PLANK era /
想像把鏡頭對準大霹靂之後的最初一瞬,越拉越近,逼向時間的零點。在很長一段範圍內,我們的物理依然有效——但有一堵牆,一個早得驚人的時刻,越過它,我們最好的理論便乾脆崩潰、給不出合理的答案。那堵牆就是普朗克時代:宇宙存在的最初一絲光陰,那時它熱得、密得難以想像,我們確實沒有能夠描述它的物理學。
普朗克時代指的是宇宙年齡達到約 10^-43 秒——「普朗克時間」——之前的那段時期;這個數字由重力、量子力學和光速這幾個基本常數構造而成。為了讓 10^-43 秒有個概念:它之於一秒,大致就如同一秒之於現今宇宙年齡的一億億億倍。在這個時代,整個可觀測宇宙被壓進一個比質子還小的區域裡,溫度約為 10^32 度。在這樣的尺度下,重力變得和其他作用力一樣強,連時空那看似平滑的織體本身,也應當被量子不確定性攪得翻騰起伏。
為什麼說這是一堵牆,而不只是一個很早的時刻?因為描述普朗克時代需要一套量子重力理論——把愛因斯坦的廣義相對論(主管重力與空間形狀)和量子力學(主管極小尺度)結合起來。我們至今還沒有一套經過檢驗、能做到這一點的理論;弦論、圈量子重力之類的候選者雖然存在,卻仍未被證實。所以普朗克時代標示的是當前知識的一條誠實邊界,而不是一段已成定論的篇章。一切關於它的論述都只是有依據的推測,而時間零點那著名的、密度無窮大的「奇點」,被廣泛認為是個信號:方程已經被推到了它適用範圍之外。
普朗克時間約為 5.4 x 10^-44 秒,它只由牛頓的重力常數 G、量子常數 h 和光速 c 構造而成。值得注意的是,你僅憑這三個數字就能寫下「有意義的最短時間」——而這正是物理學家懷疑:在它之下,時間和空間的通常概念便不再成立。
普朗克時間由重力、量子理論和光組合而成——暗示著三者交匯之處。
普朗克時代是一片無知的邊疆,而不是一樁已知的事件。任何關於「普朗克時間之前」或 t=0 奇點的說法,都只是在等待一套尚未問世的、經過檢驗的量子重力理論的推測。