图解时间简史

视界疑难

我们回溯宇宙的历史，宇宙如果一直在膨胀，按照众所周知的热力学定律，该区域中辐射之温度反比于其体积而下降。这意味着我们可以利用辐射温度作为这一部分宇宙大小的量尺。若其体积加倍，则其温度减半。

可见宇宙

让我们想象一个非常早的时刻，当时的宇宙温度为约3×1028K。

这是宇宙开始膨胀后仅约10-35秒时的温度。现在，也就是膨胀开始之后约1017秒，辐射的温度已下降到了3K。所以，自从那个早期时刻以来，温度已经改变了1028倍，根据上面的理论，今天的可见宇宙所包容的事物，当时容纳在一个半径比今日之可见宇宙小1028倍的球中。

可见宇宙指的是我们周围的一个球形区域，自从宇宙开始膨胀以来，光刚好有足够的时间从该区域的外缘到达我们这里。也就是说，可见宇宙今天的尺度由其年龄乘以光速而给出，约为3×1027厘米。按照上面的所说的方法，用温度和体积的关系一换算，在宇宙早期时刻，我们这个可见宇宙内的一切东西都包容在一个半径为3毫米的球内。

疑问所在

3毫米这个数量听起来小得惊人，但问题却在于这实际上是太大了。因为，从宇宙开始膨胀直到那时，光能够行进的距离是光速（每秒3×1010厘米）乘以年龄（10-35秒），即3×10-25厘米。这是自从膨胀开始以来，任何信号所能传播的最大距离。它被称为视界距离。

这样一来，膨胀成我们今天的可见宇宙的那个区域，要比当时的视界的尺度大了很多倍。这就是热大爆炸理论无法解释的疑团之一。

大爆炸的视界疑难