很長時間以來，科學家始終沒能弄清楚，宇宙之初迅速膨脹的一瞬間裡究竟發生了什麼。但如今有一位科學家認為，他終於明白了為何我們無法用物理語言對這一暴脹過程進行描述：因為宇宙不讓我們這麼做。這位科學家提出了一項猜想：在研究初生的宇宙時，“觀察者會受到屏蔽”，無法對宇宙中最微小的結構進行直接觀察。

換句話說，物理學家也許永遠都無法用常用工具建立起宇宙暴脹模型，必須找到更好的方法才行。

但為何不行呢？這一新猜想將其歸咎於許多宇宙暴脹模型的一項通病：它們總是抓住時空中的一些極其微小的波動，然後將其放大。但我們針對這些微小波動尚未建立起一套完整的物理理論，因此凡是有這一特徵的宇宙暴脹模型（幾乎無一倖免），都不可能走得通。

不過，弦理論或許能成為解開宇宙暴脹之謎的關鍵。

迅速膨脹

對宇宙中大型結構及宇宙大爆炸殘余光線的觀察顯示，宇宙在誕生之初也許經歷了一段速度極快的擴張期，名為“宇宙暴脹”，使得宇宙的體積在瞬息之間增長了數萬億倍。

在此過程中，宇宙變得“坑洼不平”了一些。隨著宇宙不斷膨脹，最微小的隨機性量子波動被成倍放大，意味著宇宙中部分區域的物質密度比其它區域高了一些。最終，這些微觀尺度上的區別逐漸擴大成了宏觀水平。在有些情況下，其尺度甚至大到橫跨宇宙兩端。數百萬年、乃至數十億年後，這些密度上的微小差別逐漸孕育成了恆星、星系、以及宇宙中那些最為龐大的結構。

天文學家強烈懷疑，類似這樣的暴脹過程是在當宇宙誕生尚不足一秒時發生的。儘管如此，他們並不知道是什麼激發了宇宙暴脹，不知道暴脹的能量來自何處，不知道它持續了多久，也不知道最終是何種力量使暴脹停了下來。換句話說，物理學家對這樣一起史詩級事件缺乏完整的物理描述。

不僅如此，在大多數宇宙暴脹模型中，極小尺度上的波動都會被放大到宏觀級別。這些波動原本有多小呢？比普朗克長度（約為1.6×10-35米）還要小。在這麼小的尺度上，起作用的就不僅是引力了，還有其它自然基本力。在這種情況下，為了描述現實，我們需要一套大一統物理理論才行。

但我們目前並沒有這種理論。

所以問題來了。絕大多數宇宙暴脹模型都需要宇宙增長到足夠大，這樣普朗克尺度的區別才能放大成宏觀尺度上的區別。但我們對普朗克尺度的物理機制並不了解。既然我們不懂內在的物理原理，又怎麼可能建立起宇宙的暴脹模型呢？

在普朗克尺度之上

也許答案是“永遠不可能”。這一理論被叫做“跨普朗克審查猜想”，簡稱TCC。其中“跨普朗克”指一切小於普朗克長度的尺度。

理論宇宙學家、加拿大麥吉爾大學教授羅伯特•布蘭登博格最近寫了一篇關於“跨普朗克審查猜想”的論文。他指出：“這條新原則對宇宙學提出了限制。”在他看來，這一猜想意味著，任何處於我們宏觀世界中的觀察者都永遠“看”不見跨普朗克尺度上發生的事情。且根據這一猜想，就算我們建立起了量子引力理論，跨普朗克尺度上的事物也永遠不可能“跨入”宏觀世界中。對宇宙暴脹模型來說，這可不是個好消息。

大多數宇宙暴脹理論都依賴一項名叫“有效場理論”的研究工具。既然我們沒有能將高能量、小尺度（宇宙暴脹就是這樣的情況）的物理機制統一起來的理論，物理學家試圖先從低能量的情況著手。但布蘭登博格指出，按照新提出的跨普朗克審查猜想，這類策略也不可行，因為當我們用該策略建立暴脹模型時，暴脹過程便會發生得太快，以致於將普朗克尺度的世界“暴露”在了宏觀觀察之下。

有鑑於此，一些物理學家不禁思考，我們是否應當採用一種截然不同的方法來研究早期宇宙呢？

走出“沼澤地”

弦理論是一套有望將經典物理與量子物理統一在一起的理論，而它的分支“弦氣體宇宙學”則有可能幫助我們建立起早期宇宙模型。在弦氣體模型中，宇宙從未經歷過所謂的快速暴脹期。相反，這一膨脹過程要溫和、緩慢得多，小於普朗克長度的波動也從未“暴露”在宏觀宇宙之中。普朗克尺度以下的物理事件絕不會放大到可被觀察的宏觀尺度，這就滿足了跨普朗克審查猜想的要求。不過，弦氣體模型目前還不夠詳細，還不足以挑戰目前觀察到的、與宇宙暴脹相關的證據。

跨普朗克審查猜想還與宇宙暴脹和弦理論等大一統理論之間的另一個癥結點有關。據弦理論預測，除了我們所在的宇宙（包括其中所含的力、粒子等物理元素）之外，還存在數量龐大的其它宇宙。乍看之下，絕大多數宇宙暴脹模型在基礎層面上似乎與弦理論都不兼容。但它們其實都屬於弦理論學家所謂的“沼澤地”——即在物理學上並不現實的、可能存在的其它宇宙。

我們仍有可能建立起一個滿足跨普朗克審查猜想的傳統宇宙暴脹模型（同時存在於弦理論的“沼澤地”之外）。但假如跨普朗克審查猜想是真的，物理學家能夠建立的模型類型便會大大遭到限制。假如宇宙暴脹的時間足夠短（就好像緩緩吹大一個氣球，然後在氣球爆炸之前及時停下），但同時保留孕育大型天體結構的條件，那這個暴脹模型或許便可說得通。

目前，跨普朗克審查猜想尚未得到證實，還僅僅是個猜想而已。它與弦理論倒是思路一致，但弦理論本身也未經證實（事實上，弦理論目前還不完善，甚至無法做出任何預測）。但這類猜想是很有用的，因為物理學家還並不理解宇宙暴脹的本質，因此任何能幫助他們打磨思路的理論都會受到物理學家的歡迎。（葉子）