真空中的粒子

在探討這個問題之前，我們首先應(yīng)該了解一下量子力學(xué)的一些觀點。量子力學(xué)是物理學(xué)的一個重要分支，主要適用于非常微觀的世界，如原子甚至更加微小的粒子。這是一個極為成功的理論，它實際上構(gòu)成了現(xiàn)在我們使用的大部分電子器件背后的理論基礎(chǔ)。

量子力學(xué)告訴我們，并不存在所謂的“真空”。即便是最完美的真空之中實際上也充斥著粒子與反粒子，它們不斷誕生，然后幾乎在同時不斷湮滅。

這些所謂的“虛粒子”(virtual particles)存在的時間太過短暫，因而無法被直接測量到，但通過一些效應(yīng)，我們可以確信它們的確存在。

時空——從零空間和零時間開始

從微觀事物，如原子，到宏觀事物，如星系。與描述微觀世界的量子力學(xué)不同，我們用于描述宏觀世界的理論則是廣義相對論。這是愛因斯坦一生最重要的成就，該理論描述了空間，時間和引力是如何運作的。

相對論與量子力學(xué)不同，并且迄今都沒有任何人能夠?qū)⑦@兩者成功地統(tǒng)一起來。然而借助謹慎的近似方法，一些理論科學(xué)家的確已經(jīng)成功地在某些具體問題上同時應(yīng)用這兩大理論。比如英國劍橋大學(xué)的史蒂芬·霍金教授對于黑洞的研究便是如此。

在這樣嘗試的過程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的一個情況就是，當將量子力學(xué)應(yīng)用到在可能范圍內(nèi)最小尺度的空間中時，空間本身將變得不穩(wěn)定。在這樣的尺度上，空間不再顯示完美的平滑和連續(xù)，空間和時間都失去了其穩(wěn)定性，它們混雜在一起，形成了時空的泡沫。

換句話說，微小的時空泡沫是可以自發(fā)形成的。美國亞利桑那州立大學(xué)坦普爾分校的勞倫斯·克勞斯(Lawrence Krauss)表示：“如果時空是量子化的，它們就會發(fā)生漲落。因此正如你可以創(chuàng)造出虛粒子一樣，你也可以創(chuàng)造出虛時空。”

除此之外，如果這些時空泡沫的形成是可能的，那么它們就一定會形成。美國波士頓塔夫茨大學(xué)的亞歷山大·維蘭金(Alexander Vilenkin)指出：“在量子物理學(xué)中，如果某件事并非是被禁止的，那么它真的發(fā)生的概率就不為零。”