威克斯認為,盡管宇宙是有限的,但它沒有具備任何性質的邊界。如果一艘太空船像光一樣筆直前行,最終它將回到出發點,就像環繞地球航行一樣,沒有任何一個點標誌著你在哪裏重返。由於這個特殊效應,從一個星係發出的光沿著兩條不同的路徑抵達地球,在地球上的觀察者看來,同一個星係將出現在天空中的兩個不同的地方,而誤認為是兩個不同的星係,具有不同的年齡。這就好像一個鏡子迷宮,其中每一樣事物都會有許多鏡像。但是,要確認兩個在不同地方的星係影像其實是同一個星係卻比登天還難。
威克斯認為,由於宇宙存在返轉效應,我們觀察到的宇宙其實是一種幻覺,這個12麵體在無休無止地重複映現它自身,如果從其中一個五邊形中走出去,將從其另一麵重新回到同一個地方,並且還能再觀察到同樣的天空、同樣的星係。
關於宇宙有限無限問題的討論,人們隻是在進行著種種假設,這個問題還需要人類科學的進一步研究。
宇宙正在加速膨脹
自從哈勃發現宇宙在膨脹後,多年來,物理學界一直認為宇宙膨脹的速度是恒定的,或者是越來越慢的,但是這一認識在1998年被打破,最新的科學研究發現,宇宙正在加速膨脹。
宇宙在加速膨脹
認識Ia型超新星
由於超新星很亮,在極遠的地方都能看到,所以可用來研究宇宙學。對宇宙學最有用的超新星是Ia型超新星,由於物理上的原因,每顆“Ia型超新星”爆發時質量都一致,爆炸發出的能量和射線強度也一致,因此它們的絕對亮度總是固定的,大約為太陽亮度的50億倍。超新星離地球越遠,它的視覺亮度就越低,根據這一關係,可以把Ia型超新星當做“標準燭光”來使用:根據觀測到的超新星的視覺亮度,可以反推它到我們的距離。隨著宇宙的膨脹,星體發出的光的波長會變長,這就是物理學上的紅移。紅移的大小與星體的距離大致成正比,這就是著名的哈勃定律,宇宙學這一學科就是從哈勃的天文觀測開始發展起來的。美國天體物理學家珀爾馬特說“這些光線看起來有多紅就告訴了你自這個超新星爆炸以來宇宙究竟膨脹了多少。觀測不同的超新星,你就能夠確定出50億年、30億年或者10億年前宇宙有多大,由此就能確定出宇宙是如何隨著時間而膨脹的”。
宇宙正在加速膨脹
美國天體物理學家索爾·珀爾馬特是勞倫斯伯克利國家實驗室超新星宇宙學項目的負責人。該小隊與高紅移超新星搜尋隊一起找到了宇宙加速膨脹的證據。
“超新星宇宙學項目”於1988年啟動,經過一段時間後由於成效微弱,項目幾乎被停掉。危難時刻,索爾·珀爾馬特領導起了超新星觀測任務。通過一番努力,這一項目得以繼續下去。為了觀測超新星,珀爾馬特廣泛聯絡全世界各大天文台的望遠鏡使用者,懇請正在使用望遠鏡的人幫他進行觀測。早期超新星研究的一大困難在於如何保證找到超新星並拍攝到其光譜。這裏除了技術上的困難外,還有獲得望遠鏡觀測時間的困難。現代的天文望遠鏡都是由許多天文學家共用的。一位或一組天文學家要用望遠鏡,需要寫一份建議書,說明自己的科學目標和觀測方法,經過同行評議後,由望遠鏡時間分配委員會根據評議結果決定分配多少時間。這樣,大型望遠鏡的觀測時間表一般早就提前一年或半年定下來了。而在發現超新星之前,人們很難預先申請到這些觀測時間,發現超新星後往往隻好臨時借用別人的觀測時間進行後續觀測,這很難保證獲得大量數據。
珀爾馬特發展了一套“批處理”的方法:他們每隔一個月,用觀測條件最好的無月夜拍攝大片的星空,並立即與以往的觀測進行比較,找出可能的超新星候選者,這樣第二天他們就可以獲得一批超新星候選者樣本,然後再用10米的凱克望遠鏡等大型望遠鏡進行後續光譜觀測。恰好超新星的光變周期是幾個月,因此這一方法非常有效。由於一次可以得到多個超新星候選者,也就可以申請到大型望遠鏡的觀測時間。
另一個小組是“高紅移超信息研究組”,於1994年啟動,領導者是布萊恩·施密特,亞當·裏斯在其中起到了至關重要的作用。他們對選定天區進行曝光,然後再仔細比較和上次圖像的異同。一旦發現超新星,就拍下它們的光譜。