鄧雪梅/編譯

在公布BICEP2觀(guān)測(cè)結(jié)果之前，林德正在炫耀他的二頭?。ㄇ芭抛笠唬?/p>

3月17日，哈佛大學(xué)史密森天體物理中心的天文學(xué)家約翰·科瓦奇（John Kovac）宣布了關(guān)于引力波的期待已久的證據(jù)——時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪起源于宇宙大爆炸并經(jīng)歷了急劇膨脹的暴漲階段——當(dāng)晚，詳解這一發(fā)現(xiàn)結(jié)果的首篇論文被放到了網(wǎng)上，作者是加拿大圓周理論物理研究所的大衛(wèi)·馬什（David Marsh）及其同事。

他們寫(xiě)道，科瓦奇小組使用的南極BICEP2望遠(yuǎn)鏡的測(cè)量結(jié)果幾乎排除掉了一類(lèi)模型，該模型基于一個(gè)被假設(shè)存在的基本粒子——軸子——來(lái)試圖解釋宇宙早期的暴漲以及宇宙中神秘暗物質(zhì)的特性。然而，論文作者并沒(méi)有排除掉所有的軸子模型，僅僅排除掉了“能夠彌補(bǔ)一小部分暗物質(zhì)的這類(lèi)特殊軸子”。

約翰·霍普金斯大學(xué)的宇宙學(xué)家馬克·卡米奧庫(kù)斯基（Marc Kamionkowski）認(rèn)為，BICEP2 的結(jié)果也排除了大量其他理論，包括驅(qū)使暴漲發(fā)生的能量場(chǎng)特性的幾個(gè)想法。“符合觀(guān)測(cè)結(jié)果的模型變得越來(lái)越少。”麻省理工學(xué)院宇宙學(xué)家馬克斯·特格馬克（Max Tegmark）說(shuō)：“這是物理學(xué)中的一次徹底大洗牌，幾乎一切都被排除掉了。這不僅僅動(dòng)搖了實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，同時(shí)也影響到了理論界?！?/p>

就在BICEP2觀(guān)測(cè)結(jié)果公布的第二天，斯坦福大學(xué)宇宙學(xué)家安德烈·林德 （Andrei Linde）認(rèn)為，許多模型并沒(méi)有產(chǎn)生可探測(cè)水平的引力波。同是暴漲理論奠基人之一的林德說(shuō)，BICEP2的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)將排除掉大約90%的暴漲模型。但他表示，這一觀(guān)測(cè)結(jié)果會(huì)同“混沌暴漲”符合得非常好。

在林德的模型中，暴漲并沒(méi)有完全地結(jié)束，它僅僅停留在有限的空間區(qū)域并隨著指數(shù)膨脹到其他地方。林德還指出，原始引力波的發(fā)現(xiàn)似乎排除了被稱(chēng)做循環(huán)宇宙的可選模型。在循環(huán)宇宙中，兩個(gè)“膜世界”的碰撞產(chǎn)生了宇宙大爆炸，這兩個(gè)“膜世界”鑲嵌在一個(gè)更高維時(shí)空中。這個(gè)理論并不能產(chǎn)生引力波。

普林斯頓大學(xué)理論物理學(xué)家保羅·斯坦哈特（Paul Steinhardt）是循環(huán)宇宙的提出者，他坦承，如果BICEP2的觀(guān)測(cè)結(jié)果被證實(shí)的話(huà)，那么他的理論就徹底被推翻了。但他并沒(méi)有因此放棄希望，因?yàn)檠h(huán)宇宙的一個(gè)變種可能會(huì)產(chǎn)生引力波。

與此同時(shí)，諾獎(jiǎng)得主、麻省理工學(xué)院的弗蘭克·韋爾切克（Frank Wilczek）認(rèn)為，BICEP2的觀(guān)測(cè)結(jié)果會(huì)讓一些弦理論學(xué)家“另起爐灶”。弦理論假定基本粒子是由微小振動(dòng)的能量環(huán)構(gòu)成。他說(shuō)，將弦理論同宇宙學(xué)結(jié)合起來(lái)會(huì)使其中的暴漲模型所產(chǎn)生的引力波能量比BICEP2探測(cè)到的低得多。

對(duì)于是否要放棄弦理論，林德認(rèn)為沒(méi)有必要?！斑@僅僅是了解哪種理論更好的一種正常過(guò)程，”他同時(shí)說(shuō)，“我們所有的人，不僅僅是弦理論學(xué)家，都應(yīng)當(dāng)重新啟航。并不是因?yàn)槲覀兪×?，而是因?yàn)槲覀兊玫搅烁又匾臇|西”