從山大王喜歡Star War開始
山寨家開始重新對抬頭天空外的宇宙又開始探索
爸鼻對山大王說黑洞比Darth Vader更要具強大的能量
山大王開始對黑洞產生興趣
於是上星期媽咪帶山大王到圖書館借了
Stephen Hawking的宇宙簡史PBS錄影帶還有
給青少年看的Stephen Hawking自傳
山大王跟著爸鼻媽咪看PBS的Stephen Hawking's Universe
一面提出許多問題
他也從Stephen Hawking自傳標題裡問說
Black Hole is not Black
媽咪邊看自傳邊看PBS錄影帶也跟爸鼻討論
時間空間的宇宙觀
對Stephen Hawking學生Fay Dowker
在PBS裏解說愛因斯坦的相對論
也讓媽咪對這位女教授清晰的說明感到興趣
山大妞則是霧裏看花一直問
坐在輪椅上的Hawking生病了嗎?
黑夜裡的星空竟是如此引人入勝
我們看到的星光是如此古老
宇宙的動力與時空又是如此的奧妙
因為研究物理和宇宙學要對數學,對論和量子引力有足夠的了解
又讓爸鼻媽咪想起在WA州帶我們去露營的好朋友
還有去年八月去Kirk creek露營時看到的銀河
所有人類的爭吵戰爭相較下顯得如此微不足道
媽咪也可以體會為何
Dr. Fay Dowker會將她的網站
極力反對英美入侵伊拉克
以下是摘錄Stephen Hawking自傳討論
宇宙黑洞在相對論和量子引力之間:
The central problem remains the fact that the two theories--the very foundations of modern physics--are utterly incompatible in their original mathematical formulation and underlying philosophy. Michio Kaku of the City University of New York lamented that it is
as if Nature had two minds, each working independently of the other in its own particular domain, operating in total isolation of the other. Why shouldf Nature, at its deepest and most fundamental level, require two totally distinct frameworks, with two sets of mathematics, two sets of assumptions, and two sets of physical principles?
According to Einstein's special theory of relativity, mass can be converted into energy (such as in an atomic bomb) and energy can be converted into mass (specially a pair of massive objects, one being made of matter and the other its antimatter mirror image, or antiparticle). According to one of the most startling predictions of quantum mechanics (called the Heisenberg uncertainty principle), it is possible to create energy out of nothing so long as the energy debt is paid back in a very short period of time. This is similar to a bank loan, except that there is no interest, but the due date is absolute!
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1988年，霍金的科普著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》發行，從研究黑洞出發，探索了宇宙的起源和歸宿，該書被譯成40餘種文字，出版逾1000餘萬冊，但因書中內容極其艱深，在西方被戲稱為「讀不來的暢銷書」(Unread Bestseller)，有學者曾指這種書之所以仍可以如此暢銷，是因為書本嘗試解答過去只有神學才能觸及的題材：時間有沒有開端，空間有沒有邊界。
霍金宇宙論
自1970年代，霍金先後與不同學者，提出多項學說，改變人類對宇宙誕生的看法。其中由他與另一名學者彭羅斯(Roger Penrose)合著的奇點定理，提出時間及宇宙是有起點和終點，肯定了同時代其他人開創的宇宙大爆炸學說，推翻古典物理學有關時空是永恒存在的學說；按照該項定理，他進一步提出具有革命意義的「宇宙無邊論」（No Boundary Proposal)，該論說指出，在擴張中的宇宙外，並沒有任何人類認知的「空間」存在。
在黑洞研究上，他亦提出多重創見，認為黑洞並非完全漆黑一片，相反，黑洞會發出一種輻射（後來被稱為霍金輻射），這種輻射（能量）以極緩慢的速度離開黑洞後，亦即意味黑洞能量會耗盡，造成黑洞蒸發現象。
[编辑] 學說背景
在古典物理學中，一般相信時間和空間，是一個獨立於自然界的概念，可以永久存在，但1915年，愛因斯坦發表廣義相對論中提出，時間和空間並非絕對，不再是獨立於事件的背景，人類對時間的看法出現革命性的轉變。
1920年代，埃德溫·哈勃利用100英寸的望遠鏡觀天時，發現恒星並非均勻分佈於整個空間，而是聚集在稱為星系的集團之中。他同時發現幾乎所有星系，都出現紅移現象，即它們即飛離我們，而星系離開我們越遠，飛離的速度亦越快。這項發現帶來新的問題:在更早的時候，所有星系是否離我們更近，甚至有一個宇宙的開端。
當時科學家曾嘗試解釋這種現象。1948年英國學者邦迪、高爾德和霍伊爾提出的穩恒態理論，提出宇宙會穿梭於擴張和收縮兩種狀態，但並沒有開端；俄國學者利弗席茲和哈拉尼科夫則提出，物質若沒有嚴格對稱的收縮，最終會引起反彈，而密度保持有限，這亦避免了宇宙有開端的說法。這理論提出時，霍金當時21歲，正在攻讀博士學位。
[编辑] 奇點定理
霍金當時並不相信這些學者的證明，於是聯同當時已研究奇點的彭羅斯發展一套數學公式，證明宇宙不能反彈。該學說認為，如果廣義相對論正確，宇宙起源將在存在一個奇點。當時，奇點一般被視作黑洞的中心，內裡有密度無限強、引力無限重、時空曲率無限大，霍金當時設想，若重新走回宇宙誕生之時，全部物質聚成一點，這亦即為奇點。
1965年10月，人類發現一種散佈於空間的的微波背景輻射。這些能量極度微弱，能量值遠低於一台微波爐，但科學家發現，要合理解釋這種輻射，宇宙早期必定非常熱，隨著宇宙膨脹，輻射持續冷卻，最終才會有出現微波背景。這一學說，進一步確認宇宙早期曾經出現大爆炸。
不過，霍金因應廣義相對論，雖然解釋了宇宙源自一個「奇點」，這些定理未能說明宇宙如何開始。霍金認為，這代表廣義相對論在「奇點」中失效，該理論只能預測宇宙如何演化，未能預言它如何起始，霍金於是試圖合併量子理論及廣義相對論，期望能解釋整個宇宙從誕生、以至演化的過程。
簡而言之，廣義相對論是處理極大的物理現象，而量子力學則處理極小尺度的結構。直至今日，科學家相信，若有人成功合併兩套理論，則有可能成為一套更具一般性的理論，解釋空間中任何物理現象，這亦即物理學界一直追求的所謂大一統理論。霍金至今仍未能發展出這套理論，但科學界一般認為他的研究，為人類邁向大一統理論踏出重要一步。
[编辑] 黑洞蒸發
1970 年中以前，科學家一直相信黑洞只會吸進物質，四周「漆黑」一片，當吸引更多物質時，黑洞的質量亦隨之上升，霍金另一創見是指出，黑洞不是真的很黑（Black Hole ain't so black），而且黑洞內存在溫度。有溫度的物質自然會釋放輻射，由於輻射是一種能量，黑洞最終因耗盡能量而消失，即所謂「黑洞蒸發論」。
霍金這次發現，拜量子力學所賜。過去科學家以為黑洞內的「真空狀態」，代表內裡沒有任何物質，但霍金約 1974∼1976 年指出，如果量子力學正確，人類從極度微觀中觀看宇宙的「真空」時，會發現一對對的光子不斷產生，但能量在真空中無法保持固定值，令這些成相成對的光子不斷搖晃，最終消滅。他相信，當黑洞質量越少，釋放光子的速度越快，加速黑洞的消失。
這種從黑洞中釋出的能量，被稱為霍金輻射，但由於這種輻射極其微弱，科學界至今雖然公認它在理論上可行，仍未能從觀察中發現它的存在。這亦說明，即使霍金輻射是真實存在，但其能量過弱，意味黑洞要經過極長時間後，才能耗盡能量，造成蒸發。
[编辑] 應用性未確立
若比照相對論及霍金的學說，前者對重力及能量的描述，為人類帶來核電、核彈，但霍金的宇宙論，仍未能直接應用於現代科技。霍金亦曾自言，雖然近年宇宙論有長足發展，但仍有多個宇宙謎團並未解開：「我們觀察到，宇宙的膨脹在長期的變緩之後，再次加速。對此理論還不能理解清楚。缺乏這種理解，對宇宙的未來還無法確定。它會繼續地無限地膨脹下去嗎？暴脹是一個自然定律嗎？或者宇宙最終會再次坍縮嗎？新的觀測結果，理論的進步正迅速湧來。」[4]
[编辑] 霍金三大學術賭注
霍金除了喜愛看脫衣舞表演（據說是為了研究），他亦喜歡就一些科學命題，與其他學者開賭，一時成為科學界美談。[5]
[编辑] 黑洞是否存在?
窮一生精力研究黑洞的霍金，曾擔心黑洞可能只是理論上的概念，現實中根本不存在。他為免到時自己變得一無所有，1975年他與另一名物理學家索恩（Kip Thorne）開賭：究竟黑洞是否存在。
為了進行「對沖」，霍金押注黑洞不存在。如果他「不幸」贏了，霍金雖然一生心血被毀，但索恩要向他贈上專門踼爆英國皇室醜聞的《Private Eye》雜誌4年訂閱，如果霍金「幸運」輸了，他就要向索恩送贈色情雜誌《Penthouse》的一年贈閱。
霍金在《時間簡史》(1988年）曾說：「當我們1975年打賭時，我們80%肯定天鵝座X-1是黑洞，現在我會說有95%肯定，但這場賭局仍未有結果。」
[编辑] 裸奇點是否存在?
1991年，霍金又要求開賭，今次索恩與他站在同一陣線，對賭一方是物理學家裴士基(John Preskill)。當時的命題是，奇點應該被黑洞圍繞，但沒有被黑洞包圍的「裸奇點」(naked singularities)是否存在。
霍金與索恩押注：裸奇點並不存在，隨即與裴士基立下賭據，誰輸了要向對方送上一件用來「遮蔽裸體」的T恤衫，寫上適當的服輸字眼。霍金於1997年修正他的理論，指出裸點有可能存在。
[编辑] 信息會否在黑洞消失?
霍金在裸奇點的賭局輸了，但這位好賭成癮的物理學家即時要求再開賭。物理學家相信所有信息一經出現，雖然會改變成不同形態，但本質上會「永恆」存在。
霍金及索恩當時指出，任何物質掉進黑洞後將會消失，黑洞中產生的輻射是「全新製造」的，與掉進黑洞中的物質無關；這一項命題，違反了量子力學，若命題正確，量子力學或要重寫。裴士基反駁這項命題，雙方於是開賭。[6]
2004年，霍金出席研究會時，承認賭輸了，要向對方賠上棒球百科全書《Total Baseball: the Ultimate Baseball Encyclopedia》。勝出的裴士基親身在學術會議上，高舉這本著作，霍金在台上只顧著笑。被問到為何挑選這套百科全書做戰利品時，裴士基事後說：「這本書重得像黑洞，亦要更長時間才可以趕走書中的資料，有如黑洞一樣。」
[编辑] 作品列表
[编辑] 科普作品
1988年：《时间简史》(A brief History of Time)
1993年：《黑洞、嬰兒宇宙及其他》（Black Holes and Baby Universes and Other Essays)
2005年：《時間簡史（普及版）》(A briefer History of Time)
2001年：《果實中的宇宙》（The Universe in a Nutshell)
2002年：《在巨人的肩膊上》(On The Shoulders of Giants. The Great Works of Physics and Astronomy)
[编辑] 論文
The Large Scale Structure of Spacetime with George Ellis
The Large, the Small, and the Human Mind, (with Abner Shimony, Nancy Cartwright, and Roger Penrose), Cambridge University Press, 1997, ISBN 0-521-56330-5 (hardback), ISBN 0-521-65538-2 (paperback), Canto edition: ISBN 0-521-78572-3
全部作品：PDF檔案
史蒂芬•霍金
劍橋大學盧卡斯數學教授
（此文版權屬霍金教授所有）
（吳忠超譯）
根據中非Boshongo人的傳說，世界太初只有黑暗，水和偉大的Bumba上帝。一天，Bumba胃痛發作，嘔吐出太陽。太陽灼乾了一些水，留下土地。他仍然胃痛不止，又吐出了月亮和星辰，然後吐出一些動物，豹､鱷魚､烏龜､最後是人。
這個創世紀的神話，和其他許多神話一樣，試圖回答我們大家都想詰問的問題﹕為何我們在此？我們從何而來？一般的答案是，人類的起源是發生在比較近期的事。人類正在知識上和技術上不斷地取得進步。這樣，它不可能存在那麼久，否則的話，它應該取得更大的進步。這一點甚至在更早的時候就應該很清楚了。
例如，按照Usher主教的說法，<<創世紀>>把世界的創生定於西元前4004年10月23日上午9時。另一方面，諸如山嶽和河流的自然環境，在人的生命週期裏改變甚微。所以人們通常把它們當作不變的背景。要麼作為空洞的風景已經存在了無限久，要麼是和人類在相同的時刻被創生出來。
但是並非所有人都喜歡宇宙有個開端的思想。例如，希臘最著名的哲學家亞里士多德，相信宇宙已經存在了無限久的時間。某種永恆的東西比某種創生的東西更完美。他提出我們之所以看到發展處於這個情形，那是因為洪水或者其他自然災害，不斷重覆地讓文明回復到萌芽階段。信仰永恆宇宙的動機是想避免求助於神意的干涉，以創生宇宙並啟始運行。相反地，那些相信宇宙具有開端的人，將開端當作上帝存在的論據，把上帝當作宇宙的第一原因或者原動力。
如果人們相信宇宙有一個開端，那麼很明顯的問題是，在開端之前發生了甚麼﹖上帝在創造宇宙之前，他在做甚麼？他是在為那些詰問這類問題的人準備地獄嗎？德國哲學家伊曼努爾 · 康德十分關心宇宙有無開端的問題。他覺得，不管宇宙有無開端，都會引起邏輯矛盾或者二律背反。如果宇宙有一個開端，為何在它起始之前要等待無限久。他將此稱為正題。另一方面，如果宇宙已經存在無限久，為甚麼它要花費無限長的時間才達到現在這個階段。他把此稱為反題。無論正題還是反題，都是基於康德的假設，幾乎所有人也是這麼辦的，那就是，時間是絕對的，也就是說，時間從無限的過去向無限的將來流逝。時間獨立於宇宙，在這個背景中，宇宙可以存在，也可以不存在。
直至今天，在許多科學家的心中，仍然保持這樣的圖景。然而，1915年愛因斯坦提出他的革命性的廣義相對論。在該理論中，空間和時間不再是絕對的，不再是事件的固定背景。相反地，它們是動力量，宇宙中的物質和能量確定其形狀。它們只有在宇宙之中才能夠定義。這樣談論宇宙開端之前的時間是毫無意義的。這有點兒像去尋找比南極還南的一點沒有意義一樣。它是沒有定義的。
如果宇宙隨時間本質上不變，正如20世紀20年代之前一般認為的那樣，就沒有理由阻止在過去任意早的時刻定義時間。人們總可以將歷史往更早的時刻延展﹐在這個意義上﹐任何所謂的宇宙開端都是人為的。於是，情形可以是這樣，這個宇宙是去年創生的，但是所有記憶和物理證據都顯得它要古老得多。這就產生了有關存在意義的高深哲學問題。我將採用所謂的實證主義方法來對付這些問題。在這個方法中，其思想是，我們按照我們構造世界的模型來解釋自己感官的輸入。人們不能詢問這個模型是否代表實在,只能問它能否行得通。首先，如果按照一個簡單而優雅的模型可以解釋大量的觀測；其次，如果這個模型作出可能被觀察檢驗，也可能被證偽的明確預言，這個模型即是一個好模型。
根據實證主義方法，人們可以比較宇宙的兩個模型。第一個模型，宇宙是去年創生的，而另一個是宇宙已經存在了遠為長久的時間。一對孿生子在比一年前更早的時刻誕生﹐已經存在了久於一年的宇宙的模型能夠解釋像孿生子這樣的事物。
另一方面，宇宙去年創生的模型不能解釋這類事件，因此第二個模型更好。人們不能詰問宇宙是否在一年前確實存在過，或者僅僅顯得是那樣。在實證主義的方法中，它們沒有區別。
在一個不變的宇宙中，不存在一個自然的起始之點。然而，20世紀20年代當埃德溫 · 哈勃在在威爾遜山上開始利用100英寸的望遠鏡進行觀測時，情形發生了根本的改變。
哈勃發現，恒星並非均勻地分佈於整個空間，而是大量地聚集在稱為星系的集團之中。
哈勃測量來自星系的光，進而能夠確定它們的速度。他預料向我們飛來的星系和離我們飛去的星系一樣多。這是在一個隨時間不變的宇宙中應有的。但是令哈勃驚訝的是，他發現幾乎所有的星系都飛離我們而去。此外，星系離開我們越遠，則飛離得越快。宇宙不隨時間不變，不像原先所有人以為的那樣。它正在膨脹。星系之間的距離隨時間而增大。
宇宙膨脹是20世紀或者任何世紀最重要的智力發現之一。它轉變了宇宙是否有一個開端的爭論。如果星系現在正分開運動，那麼，它們在過去一定更加靠近。如果它們過去的速度一直不變，則大約在150億年之前，所有星系應該一個落在另一個上。這個時刻是宇宙的開端嗎？
許多科學家仍然不喜歡宇宙具有開端。因為這似乎意味著物理學崩潰了。人們就不得不去求助於外界的作用，為方便起見，可以把它稱作上帝﹐去確定宇宙如何起始。因此他們提出一些理論。在這些理論中，宇宙此刻正在膨脹，但是沒有開端。其中之一便是邦迪、高爾德和霍伊爾於1948年提出的穩恒態理論。
在穩恒態理論中，其思想是，隨著星系離開，由假設中的在整個空間連續創生的物質形成新的星系。宇宙會永遠存在，而且在所有時間中都顯得一樣。這最後的性質從實證主義的觀點來看，作為一個可以用觀測來檢驗的明確預言﹐具有巨大的優點。在馬丁 · 賴爾領導下的劍橋射電觀測天文小組在20世紀60年代早期對弱射電源進行了調查。這些源在天空分佈得相當均勻，表明大部分源位於銀河系之外。平均而言，較弱的源離得較遠。
穩恆態理論預言了源的數目對應於源強度的圖的形狀。 但是觀測表明﹐微弱的源比預言的更多﹐這表明在過去源的密度較高。這就和穩恆態理論的任何東西在時間中都是不變的基本假設相衝突。由於這個﹐也由於其他原因﹐穩恆態理論被拋棄了。
還有另一種避免宇宙有一開端的企圖是﹐建議存在一個早先的收縮相﹐但是由於旋轉和局部的無規性﹐物質不會落到同一點。相反﹐物質的不同部份會相互錯開﹐宇宙會重新膨脹﹐這時密度保持有限。兩位俄國人利弗席茲和哈拉尼科夫實際上聲稱﹐他們證明了﹐沒有嚴格對稱的一般收縮總會引起反彈﹐而密度保持有限。這個結果對於馬克思主義列寧主義的唯物辯証法十分便利﹐因為它避免了有關宇宙創生的難以應付的問題。因此﹐這對於蘇聯科學家而言成為一篇信仰的文章。
當利弗席茲和哈拉尼科夫發表其斷言時﹐我是一名21歲的研究生﹐為了完成博士論文﹐我正在尋找一個問題。我不相信他們所謂的證明﹐於是就著手和羅傑 · 彭羅斯一起發展新的數學方法去研究這個問題。我們證明了宇宙不能反彈。如果愛因斯坦的廣義相對論是正確的﹐就存在一個奇點﹐這是具有無限密度和無限時空曲率的點﹐時間在那裡有一個開端。
在我得到第一個奇點結果數月之後﹐即1965年10月﹐人們得到了確認宇宙有一個非常密集開端的思想的觀察證據﹐那是發現了貫穿整個空間的微弱的微波背景。這些微波和你使用的微波爐的微波是一樣的﹐但是比它微弱多了。它們只能將匹薩加熱到攝氏負270.4度, 甚至無法將匹薩化凍﹐更不用說烤熟它。實際上你自己就可以觀察到這些微波。把你的電視調到一個空的頻道去﹐在螢幕上看到的雪花的百分之幾就歸因於這個微波背景。早期非常熱和密集狀態遺留下的輻射是對這個背景的僅有的合理解釋。隨著宇宙膨脹﹐輻射一直冷卻下來﹐直至我們今天觀察到它的微弱的殘餘。
雖然彭羅斯和我自己的奇性定理預言﹐宇宙有一個開端﹐這些定理並沒有告訴宇宙如何起始。廣義相對論方程在奇點處崩潰了。這樣﹐愛因斯坦理論不能預言宇宙如何起始﹐它只能預言一旦起始後如何演化。人們對彭羅斯和我的結果可有兩種態度。一種是上帝由於我們不能理解的原因，選擇宇宙的啟始方式。這是約翰 保羅教皇的觀點。在梵帝岡的一次宇宙論會議上，這位教皇告訴代表們，在宇宙起始之後，研究它是可以的。但是他們不應該探究起始的本身，因為這是創生的時刻，這是上帝的事體。我暗自慶幸，他沒有意識到，我在會議上發表了一篇論文﹐剛好提出宇宙如何起始。我可不想像伽利略那樣被遞交給宗教裁判廳。
對我們結果的另外解釋，這也是得到大多數科學家贊同的解釋。這個結果顯示，在早期宇宙中的非常強大的引力場中，廣義相對論崩潰了﹐必須用一個更完備的理論來取代它 。因為廣義相對論沒有注意到物質小尺度結構﹐而後者是由量子理論制約的﹐所以人們預料總要進行這種取代。在通常情況下，因為宇宙的尺度和量子理論的微觀尺度相比較極為巨大﹐所以是否取代無所謂。但是當宇宙處於普朗克尺度，也就是1千億億億億分之一米時﹐這兩個尺度變成相同，必須考慮量子理論。
為了理解宇宙的起源，我們必須把廣義相對論和量子理論相結合。里查德 · 費恩曼對歷史求和的思想似乎是實現這個目標的最佳方法。里查德 · 費恩曼是一位多姿多彩的人物。他在帕沙迪那的脫衣舞酒吧裡敲小鼓，又是加州理工學院卓越的物理學家。他提議一個系統從狀態A到狀態B經過所有可能的路徑或歷史。
每個路徑或者歷史都有一定的振幅和強度。而系統從A到B的概率是將每個路徑的振幅加起來。存在一個由蘭乾酪製成月亮的歷史。但是其振幅很低。這對於老鼠來說不是一個好消息。
宇宙現在狀態的概率可將結局為這個狀態的所有歷史疊加得到。但是這些歷史如何起始的呢？這是一個改頭換面的起源問題。是否需要一個造物主下達命令，宇宙如此這般起始呢﹖還是由科學定律來確定宇宙的初始條件呢﹖
事實上，即便宇宙的歷史回到無限的過去，這個問題仍然存在。但是如果宇宙只在150億年前起始，這個問題就更加急切。詢問在時間的開端會發生甚麼，有點像當人們認為世界是平坦的，詢問在世界的邊緣會發生甚麼一樣。世界是一塊平板嗎？海洋從它邊緣上傾瀉下去嗎﹖我已經用實驗對此驗證過。我環球旅行過，我並沒有掉下去。
正如大家知道的，當人們意識到世界不是一塊平板，而是一個彎曲的面時，在宇宙的邊緣發生甚麼的問題就被解決了。然而，時間似乎不同。它顯得和空間相分離。像是一個鐵軌模型。如果它有一個開端﹐就必須有人去啟動火車運行。
愛因斯坦的廣義相對論將時間和空間統一成時空。但是時間仍然和空間不同，它正像一個通道，要麼有開端和終結，要麼無限地伸展出去。然而，詹姆 哈特爾和我意識到，當廣義相對論和量子論相結合時，在極端情形下，時間可以像空間中另一方向那樣行為。這意味著，和我們擺脫世界邊緣的方法類似，可以擺脫時間具有開端的問題。
假定宇宙的開端正如地球的南極，其緯度取時間的角色。宇宙就在南極作為一個起始點。隨著往北運動，代表宇宙尺度的常緯度的圓就膨脹。詰問在宇宙開端之前發生了甚麼是沒有意義的問題。因為在南極的南邊沒有任何東西。
時間，用緯度來測量，在南極處有一個開端。但是南極和其他的點非常相像。至少我聽別人這麼講的。我去過南極洲，沒有去過南極。
同樣的自然定律正如在其他地方一樣，在南極成立。長期以來﹐人們?t宙的開端是正常定律失效之處﹐所以宇宙不應該有開端。而現在﹐宇宙的開端由科學定律來制約﹐所以反對宇宙有開端的論證不再成立。
詹姆 · 哈特爾和我發展宇宙自發創生的圖景有一點像泡泡在沸騰的水中形成。
其思想是﹐宇宙最可能的歷史像是泡泡的表面。許多小泡泡出現﹐然後再消失。這些對應於微小的宇宙﹐它們膨脹﹐但在仍然處於微觀尺度時再次坍縮。它們是另外可能的宇宙﹐由於不能維持足夠長的時間﹐來不及發展星系和恆星﹐更不用說智慧生命了﹐所以我們對它們沒有多大興趣。然而﹐這些小泡泡中的一些會膨脹到一定的尺度﹐到那時可以安全地逃避坍縮。它們會繼續以不斷增大的速率膨脹﹐形成我們看到的泡泡。它們對應於開始以不斷增加的速率膨脹的宇宙。這就是所謂的暴脹﹐正如每年的價格上漲一樣。
通貨膨脹的世界記錄應歸一戰以後的德國。在18月期間價格增大了一千萬倍。但是﹐它和早期宇宙中的暴脹相比實在微不足道。宇宙在比一秒還微小得多的時間裡膨脹了十的30次方倍。和通貨膨脹不同﹐早期宇宙的暴脹是非常好的事情。它產生了一個非常巨大的均勻的宇宙﹐正如我們觀察到的。然而﹐它不是完全均勻的。在對歷史求和中﹐稍微具有無規性的歷史和完全均勻和規則歷史的概率幾乎相同。因此﹐理論預言早期宇宙很可能是稍微不均勻的。這些無規性在從不同方向來的微波背景強度上引起小的變化。利用MAP(微波各向異性) 衛星已經觀察到微波背景﹐發現了和預言完全一致的變化。這樣，我們知道自已正在正確的道路上前進。
早期宇宙中的無規性，意味著在有些區域的密度，比其他地方的稍高。這些額外密度的引力吸引使這個區域的膨脹減緩，而且最終能夠使這些區域坍縮形成星系和恒星。請仔細看這張微波天圖。它是宇宙中一切結構的藍圖。我們是極早期宇宙的量子起伏的產物。上帝的確在擲骰子。
在過去的百年間，我們在宇宙學中取得了驚人的進步。廣義相對論和宇宙膨脹的發現，粉碎了永遠存在並將永遠繼續存在的宇宙的古老圖像。取而代之，廣義相對論預言，宇宙和時間本身都在大爆炸處起始。它還預言時間在黑洞裏終結。宇宙微波背景的發現，以及黑洞的觀測，支持這些結論。這是我們的宇宙圖像和實在本身的一個深刻的改變。
雖然廣義相對論預言了，宇宙來自於過去一個高曲率的時期﹐但它不能預言宇宙如何從大爆炸形成。這樣﹐廣義相對論自身不能回答宇宙學的核心問題，為何宇宙如此這般。然而，如果廣義相對論和量子論相合併，就可能預言宇宙是如何起始的。它開始以不斷增大的速率膨脹。這兩個理論的結合預言，在這個稱作暴脹的時期，微小的起伏會發展，導致星系、恒星以及宇宙中所有其他結構的形成。對宇宙微波背景中的小的非均勻性的觀測，完全證實了預言的性質。這樣，我們似乎正朝著理解宇宙起源的正確方向前進，儘管還有許多工作要做。當我們通過精密測量空間航空器之間距離，進而能夠檢測到引力波，就會打開極早期宇宙的新窗口。引力波從最早的時刻自由地向我們傳播，所有介入的物質都無法阻礙它。與此相比較，自由電子多次地散射光。這種散射一直進行到30萬年後電子被凝結之前。
儘管我們已經取得了一些偉大成功，並非一切都已解決。我們觀察到，宇宙的膨脹在長期的變緩之後，再次加速。對此理論還不能理解清楚。缺乏這種理解，對宇宙的未來還無法確定。它會繼續地無限地膨脹下去嗎？暴脹是一個自然定律嗎？或者宇宙最終會再次坍縮嗎？新的觀測結果，理論的進步正迅速湧來。宇宙學是一個非常激動人心和活躍的學科。我們正接近回答這古老的問題﹕我們為何在此？我們從何而來？
謝謝各位。
