宇宙的起源與演化(1 / 2)

宇宙的樣子

1916年,愛因斯坦發表了著名的“廣義相對論”。應用這一理論,科學家們解決了恒星的演化問題。而宇宙是否是靜止的呢?對這一問題,連愛因斯坦也犯了一個大錯誤。他認為宇宙是靜止的,然而,1929年哈勃以不可辯駁的實驗,證明了宇宙不是靜止的,而是向外膨脹的。

“宇宙到底是什麼樣子?”目前尚無定論。值得一提的是,史蒂芬·霍金的觀點比較讓人容易接受:宇宙有限而無界,正如同地球,隻不過比地球多了幾維。比如,我們的地球就是有限而無界的。在地球上,無論從南極走到北極,還是從北極走到南極,你始終不可能找到地球的邊界,但你不能由此認為地球是無限的。實際上,我們都知道地球是有限的。地球如此,宇宙亦是如此。

以我們日常生活的尺度來看,地球已是龐然大物,它的平均半徑約6371千米,乘飛機繞地球一圈也得幾十個小時。太陽更是大得驚人,它的肚裏可以容納130萬個地球。然而,太陽卻隻是銀河係大家庭中的普通一員,銀河係裏有著千億顆像太陽這樣的恒星,要讓跑得最快的“光”橫穿銀河係,至少也得花上10萬年。天外有天,銀河係之外還有數不清的像銀河係一樣龐大的天體大家庭——星係。借助於越來越大的天文望遠鏡,我們可以看到越來越多、越來越遠的天體。目前至少已可以看到100億光年之外的天體,也就是說,我們目前所能觀測到的宇宙大小至少超過100億光年!然而,我們觀測到的宇宙還隻是真正宇宙的一部分,受到望遠鏡能力的限製,我們還看不到宇宙的全貌,還很難確定宇宙究竟有多大,更不用說描述宇宙的模樣。

由此看來,我們的宇宙實在已經夠大,遠遠超出我們的想象。但如果我們把宇宙定義成物理上可以理解的時間和空間的總和,它卻並非無限大。天文觀測表明,星係和星係之間都在彼此遠離,而且距離越遠,分離速度越快。這一現象,很像我們用力吹一個表麵帶花點的氣球,氣球越吹越大時,上麵的花點也彼此越離越開。現代天文學研究揭示出,我們的宇宙就很像這樣一個正在膨脹之中的氣球。既然在膨脹,反推回去就應該在遙遠的過去(至少100億年以上)縮成一點。所以,宇宙很可能誕生於一次超級規模的“大爆炸”,而從一個“點”中產生。雖然我們還不能確知宇宙究竟包含多少物質,但它無論在時間和空間上都肯定不是無限的。

但是這樣一個有限的宇宙,我們卻永遠找不到它的盡頭在哪裏,宇宙沒有邊緣!怎麼理解這種奇怪的現象呢?還是借助那個膨脹的氣球吧,假如我們變成一種沒有厚度的二維扁蟲(注意:在二維扁蟲的眼中隻有前後左右,而沒有上下),那麼我們在球麵上無論怎麼爬,都找不到哪兒是盡頭,對於這樣一個扁蟲來說,氣球麵就是有限而無邊的東西。現在回到立體世界來,由於宇宙物質的引力作用,愛因斯坦的廣義相對論已經證明,我們的三維立體世界在宇宙尺度上也是和氣球麵一樣是彎曲的(很難想象是嗎?可事實如此),正因為時空的彎曲,如果我們有機會在宇宙中航行,也一樣會遇到永遠走不到盡頭的現象,這就是“宇宙無邊”最基本的涵義。

宇宙的樣子

1916年,愛因斯坦發表了著名的“廣義相對論”。應用這一理論,科學家們解決了恒星的演化問題。而宇宙是否是靜止的呢?對這一問題,連愛因斯坦也犯了一個大錯誤。他認為宇宙是靜止的,然而,1929年哈勃以不可辯駁的實驗,證明了宇宙不是靜止的,而是向外膨脹的。

“宇宙到底是什麼樣子?”目前尚無定論。值得一提的是,史蒂芬·霍金的觀點比較讓人容易接受:宇宙有限而無界,正如同地球,隻不過比地球多了幾維。比如,我們的地球就是有限而無界的。在地球上,無論從南極走到北極,還是從北極走到南極,你始終不可能找到地球的邊界,但你不能由此認為地球是無限的。實際上,我們都知道地球是有限的。地球如此,宇宙亦是如此。