书城童书太空迷幻漫游
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第29章 整个宇宙正在悄悄增肥

宇宙还在膨胀吗?它是活的吗?

宇宙自形成之日起就一直处于不断的运动变化之中,按照现代流行的观点,宇宙在不断地膨胀,也就是说,宇宙在逐渐变大。

宇宙的运动是绝对的,静止是相对的。正如行星有自转和公转,恒星亦有自转和公转,而星系也是在做快速的旋转一样,宇宙也必然在不停地运动和变化。而且我们已经知道,地球过去和现在的运动速度、轨道和形状是不同的,北斗七星几万年前的开头和现在也是不同的,所有这些证据都说明了宇宙在进行不停地运动和变化。

我们人类是生活在地球上,更确切说实际上是生活在一个运动不止、噪声干扰不断的行星上,时时刻刻在作宇宙旅行,并且随时都有与其他小行星相撞的可能(据天文计算得知,与10千米直径的小行星相撞的概率是106年一次;与100千米直径小行星相撞的概率是107年一次),碰撞后必将产生爆炸,产生声、光、电效应,所有行星(如火星、金星、水星等)及卫星(如月亮)都遭遇到上述来自宇宙炮弹——陨石、小行星的轰击,因此这些星球上都有环形山的痕迹。此外,宇宙中还有无数的周期和非周期彗星在穿行。太空中充满各种光子流、粒子流、宇宙尘埃……我们所不知道的可能比我们所知道的还多得多。神秘的宇宙就是有如此奥妙的结构,有如此神奇的运动,如脉动机般地运行,变化万千,运作不止。可以说,宇宙中几乎没有不运动的星体。

根据科学家们的观测,远方的银河正在以极高的速度远离我们,这说明宇宙正在不断地膨胀着,就像我们站在一个正在充气的气球上,宇宙间绝大多数星系都在飞离我们而去。而且从时间上来说,“大爆炸宇宙论”认为,宇宙总是周而复始地从诞生到消亡,再诞生,再消亡,我们现在这个宇宙只是从过去到未来的无限多的宇宙中的一个而已。

所以宇宙从运动上来说是不断膨胀的,而从时间上来说则是循环的,只不过这个循环的周期很长而已。

一个不为世人熟知的前苏联数学家弗利德曼应用不加宇宙项的场方程,得到一个膨胀的或脉动的宇宙模型。弗利德曼宇宙在三维空间上也是均匀、各向同性的,然而,它不是静止不变的。这个宇宙模型随时间变化分三种情况。第一种情况,三维空间的曲率是负的;再一种情况,三维空间的曲率为零,也就是说,三维空间是平直的;最后一种情况,三维空间的曲率是正的。前两种情况,宇宙不停地膨胀;最后一种情况,宇宙先膨胀,到达一个极大值后开始收缩,然后再膨胀,再收缩……因此第三种宇宙是脉动的。弗利德曼的宇宙学说最初发表在一个不太著名的杂志上。后来,西欧越来越多的数学家物理学家得到类似的宇宙模型。爱因斯坦在知道这类膨胀或脉动的宇宙模型后,兴奋不已。他认为自己的模型不太合理,应该放弃,弗利德曼模型才是正确的宇宙模型。

按照宇宙大爆炸的理论,宇宙目前正处在不断的膨胀中。因此科学家推测,宇宙的未来要么是继续不断地膨胀下去,要么逐渐会收缩。究竟会怎样,关键在于整个宇宙的物质总量有多少。人们通过计算发现,如果宇宙间物质的总量不够多,那么物质产生的总引力就不够强,宇宙就会继续膨胀下去;相反,如果物质的总量足够多,在引力的作用下,膨胀就可能逐渐停止,转向收缩。计算表明,要使引力大到足以制止膨胀,宇宙间物质的平均密度应该是每立方米有3个质子。但事实上,根据目前的观测结果,宇宙间物质的平均密度只有每立方米0.06个质子。这么说来,宇宙将会不断地膨胀下去?

不!天文学家指出,事实上,宇宙空间还存有大量我们所观测不到的不会发光的所谓“暗物质”,如黑洞、黑矮星、星际尘埃、各种分子,等等,它们的总量可能远远超过已被观测到的宇宙物质。所以,实际上宇宙物质的平均密度可能超过已被观测到的宇宙物质。所以,实际上宇宙物质的平均密度可能超过每立方米3个质子。假如真是这样,宇宙就会有一天停止膨胀,转向收缩。于是目前膨胀的宇宙就会变为坍缩的宇宙,直到最后一天,宇宙又回到它在大爆炸前的那种温度极高、直径极小、密度极大、近于一点的状态,并酝酿着另一次大爆炸和另一个宇宙的重新诞生。

反之,若宇宙间物质的平均密度到不了每立方米3个质子,则宇宙将继续不断地膨胀下去,所有的物质都将逃脱不了膨胀分散的命运。如果地球那时还存在,也将因膨胀而崩溃。宇宙最后将变成由几种最简单的粒子所组成的稀薄气体,弥散在空间,呈现白茫茫一片真干净的混沌景象。