我們的宇宙從大爆炸開始，就以驚人的速度膨脹並冷卻下來。也許這個過程實在太快了。一些物理學家認為，快速冷卻可能破壞了宇宙的結構。
這些細線狀的裂痕可能仍然存在於時空中，我們稱之為宇宙弦。在現有的數學模型中，宇宙弦被看作是由純能量組成的隱形弦，這些弦的直徑比原子小但長度可達數光年。它們所含的巨大能量使其非常沉重：幾釐米的宇宙弦可能和珠穆朗瑪峰一樣重。
一些宇宙弦的支持者，例如法國高等科學研究所的理論物理學家蒂奧·達穆爾（Thibault Damour）是被始終預測其存在的數學計算說服的。「事實上，理論計算中總是會出現宇宙弦，這讓我更加相信它們的存在。」他說。
然而，作為早期宇宙留下的時間膠囊，宇宙弦應該蘊含巨大的能量——比大型強子對撞機中砸碎粒子所釋放的能量高10億倍以上。在塔夫茨大學研究了20多年宇宙弦的理論物理學家肯·奧盧姆（Ken Olum）說：「你無法通過加速器來檢驗這個能量尺度上的物理。」
任何現有的天文儀器都沒法檢測到這些在星系之間穿越的細絲。對一部分物理學家來說，一個無法被檢驗的理論是不值得追求的。這使得宇宙弦被歸入了與「弦理論」相同的範疇，後者也是個飽受爭議的理論，與宇宙弦同名，其尺度卻是另一個極端。
按照弦理論，比任何亞原子粒子都小的振動弦是構成宇宙的基本零件。對於墨爾本斯威本科技大學的天體物理學家馬修·拜萊斯（Matthew Bailes）而言，宇宙弦只是「在數學上令人好奇」，或者更糟糕的說法是「奇異的幻想」。
但是這一切可能即將改變。年僅兩歲的引力波天文學可能會最終驗證宇宙弦的存在。我們無法看到宇宙弦，但引力波探測器也許能夠聽到在它們在太空中揮動時發出的聲響。
大爆炸後的宇宙裂縫
你可能會想知道空間是如何破裂的。用量子場論物理學家的視角觀察宇宙，會對理解這個概念有所幫助。黑客帝國中的尼奧已經很接近這個境界，在他看來，世界是由綠色的1和0組成的透明織物。而量子場論將宇宙看作是由無處不在的場編織成的。
場像流體一樣填充空間，我們所說的「粒子」是流體內的漣漪。一個光子是電磁場中的漣漪（我們體驗到的是光），電子是在「電場」中的漣漪，希格斯玻色子是在希格斯場中的漣漪……「除了場，別無其他。」已經退休的普林斯頓物理學家弗裡曼·戴森（Freeman Dyson）這樣說過。
2016年去世的英國理論物理學家湯姆·基布爾（Tom Kibble）在1976年提出了關於宇宙弦的想法。他認為，在宇宙大爆炸之後的第一秒，宇宙就快速膨脹然後迅速冷卻，這導致量子場的相變，如同水凍結成冰一般。
在一塊冰中，一些區域凝結時形成的晶體朝向是不同的，就像從房間的不同角落同時開始鋪設瓷磚。在相遇的地方，它們不能完美貼合，導致裂縫出現。同樣，基布爾猜測，早期宇宙中的量子相變會讓方向不同的場拼在一起，造成裂縫——也就是宇宙弦。
許多關於宇宙誕生的理論表明，宇宙是被宇宙弦穿過的：在大爆炸之後快速冷卻期間產生的時空裂縫。該模型展示了弦（橙色）和許多較小的閉環（綠色）。
基布爾過去的一些預測已經得到了證實。他獨立預測了一個可以將質量賦予其他粒子的基本粒子，現在稱為希格斯玻色子。2012年該粒子被發現，提出希格斯理論的其他科學家後來獲得了諾貝爾物理學獎。
然而，宇宙弦的驗證極其困難。它們只會出現在與可觀測宇宙一樣大的廣大區域的邊緣。這就是為什麼基布爾在1976年最初的計劃中寫道：「直接尋找宇宙弦將毫無意義」。
要不是5年後烏克蘭物理學家亞歷山大·維連金（Alexander Vilenkin）得到有說服力的計算結果，宇宙弦的故事可能已經結束了。（感謝大家的閱讀！您能將本文分享是對我最大的鼓勵。）