有趣的是,暴胀理论还可以解释另一件一直让人们困惑的事情。多种不同的宇宙学测量告诉我们,今天我们身处的宇宙时空是平直的——换句话说,时空就像是拉平的一张床单。乍一看,这似乎没什么大不了。但稍微做一些不太复杂的计算,人们很快就认识到,要想保证今天宇宙时空大致平坦的话,宇宙诞生之初的时空就必须平坦到一个令人发指的地步才行。宇宙要么在诞生之初被“非常精细的微调”,不然非平坦性很容易在宇宙演化的过程中被不断放大。这被称之为“平直性困难”。
当然,我们可以要求宇宙非常严格地做到了精确平坦,这跟任何基础物理学都不矛盾。但是物理学家不喜欢这种“不自然”的事情,总觉得应该有一些未知的规律促成了这些“奇怪”的要求。你或许已经猜到了——暴胀理论的出现正好解决了这个问题!不论暴胀之前宇宙时空是不是平坦的——哪怕它长得奇形怪状,在时空被瞬时拉大一亿亿亿亿亿亿亿亿亿倍的时候,原来的样子你是肯定看不出来了。暴胀理论预言:宇宙的时空不仅应该是平直的,而且应该是精确平直的!今天的天文学观测告诉我们,宇宙时空的形状与完全平直之间的偏差,不超过千分之几。
暴胀过程的副产品也极其有趣:人们之前一直想不明白,各向同性均匀的大爆炸,怎么就产生了宇宙中如此丰富的结构?暴胀理论的回答是,急速的暴胀把量子尺度的微观扰动迅速拉大到宏观尺度,变成不可逆的密度涨落。这些涨落成为宇宙结构形成的关键“种子”。在引力的相互作用下,密度高的地方逐渐聚集了更多的物质,宇宙由此演化出星系、恒星、行星等结构,以及在一颗暗淡的行星上奔波的我们。
虽然暴胀的概念被提出了30多年,这个神奇得甚至有点离奇而不可想象的过程是否真的发生过,依然是一个谜团。人们找不到太多可以不采用这种假说去解释观测的办法,但也没有找到直接证据让人们确信,在宇宙诞生的极早期,真的存在过这么一段所谓的暴胀时期。我们对宇宙的理解,缺失了这段极其重要的信息。