量子宇宙学(quantum cosmology)是将 量子物理学 应用于 宇宙起源 研究的试探性理论。按照 广义相对论 ,在 时间 的起始时刻必有一个 奇点 。但像所有 经典物理 理论一样,广义相对论在比 普朗克时间 (即10 -43 秒)更早的 时刻 是不适用的。那时 量子 现象将起重要作用。
英国 物理学家 S. 霍金 设想 宇宙 的状态能用 量子力学 波函数(称为宇宙 波函数 )来描述,而宇宙从一个状态A到另一个状态B的演化则可用R. 费因曼 路径积分 (或“历史求和”)方法来计算。霍金假设宇宙的初始状态(或 边界条件 )是“它没有边界”。令人吃惊的是,用所有可能边界条件中最简单的这一种,他竟然对宇宙作出了完全合理的描述,即宇宙是一个无边界、无奇点的 闭合系统 ,处于膨胀、收缩、再膨胀的无尽循环之中。 量子宇宙学
霍金的一个更大胆的观念认为,我们的宇宙和其他 逻辑 上可能的具有不同 自然常数 的宇宙都是从一个更大的母宇宙中产生出来的。母宇宙的 时空 从远处看时就像从高处看海洋表面一样平静,但从近处看时却沸腾着 量子涨落 ,张开一个个“ 虫洞 ”把各个不同的宇宙泡连接起来。虫洞打开或关闭的结果就是改变不同 场方程 中出现的自然常数。宇宙波函数破裂为许多项。每个项中自然常数以不同 概率 取不同数值,而我们恰好处在那个自然常数值允许演化出 智慧生命 的宇宙泡中(见 人择原理 )。