早期宇宙与宇宙起源

普朗克时代

/ PLANK era /

想象把镜头对准大爆炸之后的最初一瞬,越拉越近,逼向时间的零点。在很长一段范围内,我们的物理依然有效——但有一堵墙,一个早得惊人的时刻,越过它,我们最好的理论便干脆崩溃、给不出合理的答案。那堵墙就是普朗克时代:宇宙存在的最初一丝光阴,那时它热得、密得难以想象,我们确实没有能够描述它的物理学。

普朗克时代指的是宇宙年龄达到约 10^-43 秒——「普朗克时间」——之前的那段时期;这个数字由引力、量子力学和光速这几个基本常数构造而成。为了让 10^-43 秒有个概念:它之于一秒,大致就如同一秒之于现今宇宙年龄的一亿亿亿倍。在这个时代,整个可观测宇宙被压进一个比质子还小的区域里,温度约为 10^32 度。在这样的尺度下,引力变得和其他作用力一样强,连时空那看似平滑的织体本身,也应当被量子不确定性搅得翻腾起伏。

为什么说这是一堵墙,而不只是一个很早的时刻?因为描述普朗克时代需要一套量子引力理论——把爱因斯坦的广义相对论(主管引力与空间形状)和量子力学(主管极小尺度)结合起来。我们至今还没有一套经过检验、能做到这一点的理论;弦论、圈量子引力之类的候选者虽然存在,却仍未被证实。所以普朗克时代标示的是当前知识的一条诚实边界,而不是一段已成定论的篇章。一切关于它的论述都只是有依据的推测,而时间零点那著名的、密度无穷大的「奇点」,被广泛认为是个信号:方程已经被推到了它适用范围之外。

普朗克时间约为 5.4 x 10^-44 秒,它只由牛顿的引力常数 G、量子常数 h 和光速 c 构造而成。值得注意的是,你仅凭这三个数字就能写下「有意义的最短时间」——而这正是物理学家怀疑:在它之下,时间和空间的通常概念便不再成立。

普朗克时间由引力、量子理论和光组合而成——暗示着三者交汇之处。

普朗克时代是一片无知的边疆,而不是一桩已知的事件。任何关于「普朗克时间之前」或 t=0 奇点的说法,都只是在等待一套尚未问世的、经过检验的量子引力理论的推测。

又称
Planck epochPlanck time普朗克纪元普朗克時期