偉大的哥白尼於1473年2月19日誕生在波蘭西部維斯杜拉河畔的托倫城。21歲是,哥白尼求學於歐洲最文明的國家,也就是當時文藝複興的中心——意大利。
在意大利生活的10年當中,哥白尼深受當時文藝複興思想地影響,例如他曾拜訪過達·芬奇這位文藝複興的代表人物。年長他20歲的畫家兼科學家十分蔑視宗教神學,認為教會利用天堂來做買賣,而天堂全是虛構出來的。達·芬奇企圖恢複一些古典哲學家的天文學說,主張宇宙的中心不是地球。和達·芬奇一樣,意大利天文和數學家諾瓦拉也反對地心說,哥白尼經常和他在一起觀測天象,探討怎樣改進“地心說”。當時,哥倫布發現新大陸的消息也將哥白尼創立新的天文學說的熱情和勇氣激發出來了。
哥白尼仔細閱讀了各種古羅馬和古希臘的哲學著作後,初步提出了“地動”的思想。這個在今天看來十分古老的科學見解在當時卻顯得很新鮮。
回到波蘭後,哥白尼將全部的精力投入到天文學研究工作上。經過數十年的辛勤工作,他終於創立了新的宇宙結構理淪。哥白尼認為,巨大的天球並沒有動,人們看到的天球的運動隻是一種表麵現象。隻是因為地球在自轉,所以人們產生了錯覺,認為天球在動。他大膽指出,地球不是宇宙的中心,地球隻是繞著太陽存轉,太陽才是卞宙的真正中心。
隨著科學技術的發展,有人又提出一種新的觀點,認為太陽僅是太陽係的中心,銀河係也有中心,它周圍所有的恒星也都繞著銀河係的中心旋轉,但是寧宙是沒有中心的,即不存在一個中心,讓所有的星係圍著它轉。這咱觀點可用宇宙不斷膨脹的理論加以解釋。因為在三維空間內,宇宙的膨脹一般不發生,隻有在四維空間內寧宙才有可能膨脹。四維空間不僅包括普通三維空間的長度、寬度和高度,還包括時間。盡管描述四維空間的膨脹困難重重,但也許我們可以通過氣球的膨脹來解釋它。
假設宇宙是一個不斷膨脹的氣球,而星係遍布在氣球表麵的各個點上,我們人類就住在某個點上。此外還需要假設星係隻能沿著表麵移動而不能進入氣球內部,或向外運動而不會離開氣球的表麵,在某種意義上我們被描述為一個存在於二維空間的人。假如字宙不斷膨脹,即氣球的表麵不斷地變大,耶麼表麵上的每個點的距離就會越來越大。其中,若以某個人所在的某一點為定點,這個人將會看到其他所有的點都在後退,而且距離他越遠的點,其退行速度越快。
現在,倘若我們要尋找氣球表麵上的點的退行起點,那麼我們就會發現它其實已經不在氣球表麵上的二維空間內了。由於氣球的膨脹實際上是在三維空間內從內部的中心開始的,而我們所處的位置在二維空間上,所以我們無法將三維空間內的事物探測清楚。
同樣的道理,三維空間內部不是定宙膨脹的起點,而我們卻隻能在宇宙的三維空間內運動。在過去的某個時間,即宇宙開始膨脹的時候,或許是億萬年以前,雖然我們可以看到,“可以從中獲得有關的信息,而回到耶個時候卻是不可能的。所以說宇宙沒有中心。
但這種觀點同樣無法解釋所有的現象,宇宙到底有沒有中心仍仃待證明。
黑洞
為了研究太空中看不見的光線,美國宇航局研製發射了高能的天文觀察係統。在其發回的X射線宇宙照片中,天文學家發現了最驚人的一幕:那些人們認為已經湮滅了的星體,依然能放射出比太陽這樣的恒星體更為強烈的宇宙射線。這證明了長久以來人們的一個大膽設想:宇宙中確實存在著看不見的“黑洞”。
什麼是黑洞呢?要解釋這個問題,我們要先從萬有引力談起。
牛頓的萬有引力定律認為,地球和宇宙間的一切天體,都具有強大的相互吸引力,它們能牢牢地吸引住附近的一切物體。比如地球的引力吸引著地表的物質使之不能隨意地飛離地球;人們想要把人造衛星送上圍繞地球運行的軌道,至少要使發射的火箭有每秒8千米的速度。如若不然,因為地球的引力,人造衛星就會被拉回地麵,我們稱這個速度為第一宇宙速度;如果我們要把一隻飛船送到火星上去,也就是說要讓飛船擺脫地球引力的控製,那麼發射的火箭就要把速度提到每秒11千米,這個速度叫做第二宇宙速度,又被稱為天體的表麵脫離速度。不同天體的表麵脫離速度也不同,這與質量關係密切。比如說,月球的質量比地球小,表麵脫離速度就比地球的表麵脫離速度小很多;而太陽的質量比地球大許多倍,表麵脫離速度就會相應大許多。
那麼,人們不禁又要問:有沒有可能在宇宙中有這樣一些天體,它們的表麵脫離速度能超過每秒30萬千米,比光速還要大?它自己的引力如此之大,以至於連它所發射的光都跑不出來?