第2章 奇幻的宇宙時空(1)(2 / 3)

宇宙空間是有限無界的。我們的地球就是這樣一個有限的空間,你在它的表麵上無論朝哪個方向走,無論走多遠,你都不苛能找到它的“邊界”;地球的體積是有限的,它的半徑才6000多千米,所以最終你將回到出發點。愛因斯坦認為:在宇宙中無數巨大星係的巨大重力作用下,整個宇宙空間會發生彎曲,最終卷成一個球體,光線沿這個球麵空間的運動軌跡也是彎曲的,並且永遠到達不了宇宙的邊界。

宇宙之外那麼,宇宙之外又是什麼呢?那是人類目前還無法回答的問題,隻能請出“上帝”,或者說“上帝”本身就是答案。就連當今世界最傑出的“相對論”專家、劍橋大學的霍金教授也指出,追溯這類終極問題會使人感到,上帝存在的可能性至少有50%。

其實你完全可以站在“上帝的角度”來觀察這個“空心球”。你會發現它的體積並非固定不變,而是在不斷膨脹的,就像一個被逐漸吹脹的氣球一樣。

古時候就有了“宇宙”

這個詞,但其含義與今天的大不一樣。人類對“宇宙”

的認識從自身居住的附近地區到地球,到行星,到太陽,再到太陽係……宇宙的空間正隨人們的認識而逐漸“變大”。

在18世紀的人們眼裏,宇宙的大小還隻局限予太陽係。隨著科學技術的發展,人們逐漸認識到:地球不是太陽係的中心,太陽才是太陽係的中心,而太陽也隻是天空中數以萬計的恒星中的一顆。於是,人們心目中的“宇宙”開始逐漸擴展到了銀河係。18世紀之後,人們才弄清了太陽也隻不過是銀河係中眾多的恒星中的一顆而已。

銀河係的直徑約10萬光年,厚度約一萬光年,太陽繞銀河係中心旋轉一周約需兩億年。隨著人們的認識範圍逐漸擴大,人們心目中的“宇宙”已不再是銀河係——人類已經認識到,在銀河係以外,還有許多“河外星係”的存在。這些“河外星係”離我們很遠,即使通過大型的望遠鏡,也僅僅能看到一些模糊的光點。

十幾個或幾十個星係在一起組成了“星係群”。我們的銀河係就同它周圍的19個星係組成了一個“星係群”,這個星係群的直徑大約為260萬光年。

比“星係群”更高一級的星係組織是“星係團”,它由成百上千個星係組成。“室女星座”裏有一個星係團,包含1000個以上的星係,其中心離我們大約7000光年。“後發星座”裏,包含了2700個星係,距離我們大約2.4億光年。而為數不詳的“星係團”又構成了總星係。

宇宙的體積

通過了解人們認識宇宙的過程,我們已經可以初步地回答“宇宙有多大”這個問題了。人們從自身居住的區域認識到地球,又從地球認識到太陽係,眼界擴大了成百上千倍;又從太陽.係認識到銀河係,眼界擴大了1億倍;從銀河係認識到總星係,眼界擴大了10000億倍……隨著人們認識的不斷深化,宇宙的體積也在不斷擴大。幾十年前,總星係的半徑還隻有10億光年,現在卻已達到100億光年……愛因斯坦曾經“計算”出宇宙的半徑為10億光年,後來他又修訂了“計算結果”,認為宇宙的半徑是35億光年。事實證明,他所計算的宇宙大小的範圍一次又一次地被突破了。

無限的宇宙

從天文學的角度上看,宇宙是有限的。宇宙的大小,實際上可以認為是總星係的大小,是一個以一定長度為半徑的有限的時間和空間範圍。總星係是目前天文學所能探測到的最遠的世界。目前,人們對宇宙的認識隻能局限於總星係。從哲學角度上來講,宇宙不僅在空間上是無限的,在時間上也是無限的。時間上和空間上的無限,才使得宇宙能夠成為一個統一的整體而存在。

目前,人類認為總星係的半徑為700億~800億光年,也就是我們心目中宇宙的大小,但700億~800億光年以外,還可能有數不清的星係和星係團。總星係究竟有多大?它的邊緣在哪裏?它的中心又在何方?這些問題,人類何時能找到答案呢?

宇宙年齡之謎

所謂“宇宙的年齡”就是宇宙誕生至今的時間。美國天文學家哈勃發現宇宙誕生以來一直在急劇地膨脹著,這就使天體間都在相互退行。並且其退行的速度還與距離成正比。這個比例常數就叫“哈勃常數”,而它的倒數就是宇宙年齡。隻要我們測出了天體的退行速度和距離,就測出了哈勃常數,也就能夠知道宇宙的年齡了。

可是,不同的天文學家得出的宇宙年齡的結果卻相去甚遠,大致在100億~200億年的範圍內眾說不一。這是為什麼呢?這是因為天體退行速度的測定通常由紅移取得,比較一致,而天體距離的測定誤差就比較大了。