一則不爆炸的爆炸性新聞
天文學家們最近發現,宇宙中存在著一個巨大的“空洞”。這個空洞是如此之大,它的直徑將近3億光年,足以容納下2000個“中等”大小的星係。
這個發現對老百姓來說,可算是一則爆炸性新聞,但對天文學家來說,卻是意料之中,一點都不具備“爆炸性”,因為他們早已知道:也許宇宙就是一個多孔的怪物!
早在1976年,前蘇聯科學院院士就曾斷言,在星係分布上有可能存在“間斷”或“斷頭”。也就是說,宇宙中存在著“空洞”。前蘇聯科學家還預測,宇宙中存在這樣的“空洞”不下十個,這些“空洞”最終使得宇宙形成一個多孔的結構。當然,這種“空洞”與那種廣為人知的“黑洞”毫無共通之處。“黑洞”是一類超密度天體,它的引力是如此之大,以致連光線也發射不出來,而我們這裏所說的“洞”是指宇宙中既沒有恒星也沒有星係的區域,在這個區域裏一片空白,什麼東西也沒有。
宇宙還是均勻的嗎
如果說宇宙中存在著這麼多這種奇怪的“空洞”,那為什麼直到今天科學家們才能發現它們呢?這當然與我們人類的觀測能力有關。
當我們用肉眼觀察夜空時,我們隻能看到距離相當近的恒星,也就是距離地球1000光年以內的恒星。在沒有月亮的星空我們可以看到一條天河,它就是銀河。在銀河係中約有1000億顆恒星,其中大多數是肉眼看不清的,這是因為它們距離我們太遠——達到2.5萬光年,所以顯得很暗。
如果用高倍天文望遠鏡拍攝宇宙星空,會在照片上看到除一些小亮點外,還有一些模糊的亮斑,它們是遙遠星係的映像。隻有最巨大的現代天文望遠鏡,比如北高加索的米天文望遠鏡,才能看到它們結構上的細節。如果將一些個別的恒星除外,就會發現遙遠的星係在天空的分布大致是均勻的。當然,有些區域比較密,有些區域比較稀。但是絕對“空的”區域在宇宙中似乎是不存在的。
不過,這種宇宙圖像並不全麵,因為我們把見到的所有天體全部設想在一個天球表麵上,然而,實際上它們距離地球遠近是不等的。所以當測量這些或那些星係的距離之後,就可能把宇宙看成一個立體的空間結構了。不久前,大多數天文學家還認為,從天球表麵看星係的分布是均勻的,因此從宇宙深度上看,星係的分布也應該是均勻的。但是隨著對遙遠星係距離的測量,使天文學家們對宇宙的結構重新有了認識。天文學家發現了宇宙“空洞”!
當然,這些“空洞”並不意味著宇宙是不均勻的。我們可以用常見的一種泡沫塑料來做比喻。盡管它是由含有大量氣泡的物質構成的,但我們仍然認為這種塑料是均勻的。當然,泡沫塑料的聯結部分相當厚,但是如果把它減薄到肥皂泡壁那麼薄,那它就很像宇宙結構的直觀模型了。換句話說,盡管人們在宇宙間發現的“空洞”相當大——達3億光年,但與人們用巨大天文望遠鏡所探索的宇宙相比,它們仍然是非常渺小的。這也就是說,宇宙中可能有幾萬個這種“空白”區,它們是由星係這樣一些比較集中的聯結部分互隔開的。所以從整體來看,宇宙均勻性這一概念仍然是成立的。