美科學家算出宇宙只有28克，事實到底是怎樣?

這是一個兩年前的新聞了，美國知名物理學家愛德華·特賴恩通過一個複雜的算法，整個宇宙的總質量大約只有28克，而他的理論則認為萬有引力是能量的負數，因此宇宙中的能量和質量相互抵消之後，剩下真正的質量只有28克，那麼兩年過去了，他的理論得到廣泛認同了嗎？宇宙又是否真的只有28克呢？

關於宇宙的誕生

比較靠譜的猜出宇宙有一個誕生日期的是19世紀初德國天文學家奧伯斯，他假設了宇宙是無限且穩態的話，那麼晚上應該不存在，因為無限的光子到達地球，晚上也將變成白晝，所以他猜想宇宙肯定是動態的，也就是有一個誕生的日期。

當然這是沒有證據的猜測，但也不得不說奧伯斯果然是個大神，最簡單的例子闡述了最複雜的道理，時間到了愛因斯坦時代，他在1916年發表的廣義相對論引力場公式成了揭示宇宙真相的最好工具，但很可惜愛因斯坦自己發現了動態宇宙，卻因為世俗的靜態宇宙觀點而否定了自己，加入了宇宙常數項。

不過即使這個常數項仍然阻止不了宇宙的膨脹，弗裡德曼和勒梅特通過宇宙各向同性的假設，仍然得到了動態宇宙的結果，而勒梅特則更進一步，1927年他發表了宇宙可能誕生於一個質點爆炸的想法，並且解釋了河外星系的徑向速度，兩年和哈勃則通過觀測證明了這點。而後來伽莫夫和他的同事則為勒梅特的這個大爆炸說法奠定了太初核聚變和大爆炸餘暉的理論基礎。

當然後來這些數說法都被一一證實，所以現代宇宙的誕生的標準版本是宇宙大約誕生於138.2億年前一個質點的膨脹，經過最初的高溫和暴漲後，宇宙漸漸冷卻，物質衝一團低於相變溫度的能量中誕生出來，形成了夸克膠子，繼續形成重子物質，待繼續冷卻再發生了太初核聚變，形成物質的原子核，最後到宇宙大爆炸37萬年時，原子核捕獲電子正式誕生原子。物質就是這樣來的。

但這個理論中有一個問題，這團能量是哪裡來的？

量子論下的宇宙誕生

愛因斯坦是相對論的締造者，其實他也是量子論的鼻祖，他的光電理論和普朗克的黑體輻射中的能量子概念，就是量子論的兩位祖師爺，不過他們兩位都非常有趣，愛因斯坦後來走向了對立面，普朗克則對於量子世界非常保守。

不過這並不影響量子論的繼續發展，自盧瑟福發現原子核而提出原子模型後就被詬病，因為麥克斯韋電磁理論告訴我們，盧瑟福的電子繞原子核旋轉的模型不可能存在超過一秒，所以盧瑟福的學生玻爾打算改進這個模型而引進了量子的概念，他的半量子模型大獲成功。

不過還是高興得早了點，這個模型無法解決為什麼電子有各自軌道，泡利用不相容原理替玻爾解決了這個問題，但這個模型僅僅是半量子的半成品，一半還依附在麥克斯韋的電磁理論上，因此海森堡和薛丁格都都在試圖解決電子的位置和動量的問題，哈森堡提出了矩陣力學，薛丁格則提出了波動方程，儘管兩者在數學上完全等價，但波動方程似乎更簡單，而兩位大神的理論則又引出了兩個更為經典的量子世界解釋。

波恩認為薛丁格的波動方程中波函數Ψ是電子電荷在空間中的實際分布並不正確，而是電子的一種隨機概率，Ψ的平方，代表了電子在某個地方出現的概率！海森堡則在矩陣力學中的電子的位置和動量上獲得了突破，提出了不確定性理論，認為電子的位置和動量不可能同時獲得，這種有我問他的量被稱為「共軛量」，比如時間T和能量E也是一對共軛量，而量子論的宇宙誕生，也來自於海森堡的不確定性原理中的時間T和能量E這對共軛量。

不確定性和宇宙誕生

根據不確定性原理，真空中也有能量起伏，但在你發現它時，它有神秘消失了，因為在宏觀上必須遵守能量守恆定律！因此在上世紀六十年代，有科學家思考了這樣一個可能性：引力導致的是相互吸引，那麼假設無限遠的勢能是0，當物體靠近後因為引力做功使得其勢能為負值，得出的結論是引力是能量的負數，因此在時間非常非常確定的一剎那，產生的巨大能量產生了質量，而質量之間相互產生引力而抵消能量，因此總能量仍然為零，只是有個莫名其妙的事情，物質在空無一物的真空中誕生了！

麻省理工的物理學家阿蘭古斯就在這個思路上提出了暴漲理論，為抹平宇宙微波背景輻射上的差異做了一個宇宙學的解釋，早先在宇宙微波背景輻射發現後，如此均勻的背景輻射實在令人驚訝，但暴漲補丁解釋了這個原因，微波背景輻射的均勻則是宇宙各項同性的最好背書。

宇宙的28克一說

愛德華·特賴恩28克宇宙說是怎樣的呢？特賴恩認為暴脹發生前，大爆炸誕生了一個普朗克尺度的假真空，爆炸產生的物質密集地擠在裡面，正反物質的能量抵消後，質量和能量比很可能不到1盎司，密度卻達到驚人的每立方釐米10^80克，溫度達10^29開。假真空具有極大的能量密度和壓力，從而導致暴脹的發生，最終形成了我們今天的宇宙。

準確的說關於讓人目瞪口呆的宇宙質量中，除了愛德華·特賴恩28克的說法，還有一個弦理論的領軍人物布萊恩·格林的宇宙20磅理論，他認為宇宙的奇點由量子泡沫構成，最初的空間尺度可能只有10^-26釐米。

無論是假真空暴漲還是量子泡沫，箇中都是正反物質或者能量抵消，不過我們要說明的是其實質能其實是等價的，沒有正反物質抵消後質量消失的說法，否則質能守恆的定律就失效了！儘管是在說明宇宙誕生過程，但我們認為質能依然守恆。也許比較合適的解釋還是量子論中的宇宙誕生，至少做到了質能是守恆的。

真空量子漲落

這個說法是質量相當於負能量，從能量誕生質量，兩者完美抵消，所以宇宙擁有了物質，而我們現代宇宙中就是消耗這些能量帶來的質量，然後又將這些質量慢慢消耗成能量，但很顯然我們留下了大量的物質渣渣，這些渣渣最後誕生了各式天體，星系與人類。但28克和宇宙20磅的理論上是來自於能量的質量，應該完美等於能量才對，簡單的說宇宙可能根本就不存在質量，那麼兩位大佬所謂的28克和20磅質量又來自哪裡呢？

所以特賴恩寫的篇論文被《物理評論快報》給拒稿了，不過有意思的是被《自然》期刊發表了，儘管《自然》刊登了這篇論文，但並不表示大家都接受它，待見特賴恩28克宇宙論的科學家並不多，而萊恩·格林的20磅宇宙也是類似的命運，看來這個驚天之論還在天上飄。