|
我们对宇宙观察得越深远，我们就能穿越到更早的时间，最后我们看到的就会是大爆炸的遗迹。天空中的星光点点也许能为我们探寻宇宙的邻居提供线索。 我们能够观察到的宇宙是浩瀚无边的。如果把整个地球缩小成为一颗连肉眼也看不见的尘土的话，那么即使最近的恒星也有好几英里远。这些恒星离地球有好几光年远，现在我们看到的亮光是它们几年前发出来的。 利用最先进的仪器，天文学家们可以穿越到137亿年以前，能看到距离我们450亿光年的宇宙的区域，噢，感谢宇宙大爆炸。 早期的宇宙非常稠密，连光也没有办法穿透，所以在此时期在各个方向形成了一个球体的边界。边界以内——如果你愿意的话，我们称它为“观测球”——包括了所有我们可以观察的东西。 天文学家们通过观察早期球体内的同心球壳来穿越深邃的宇宙：先穿越到了星系刚形成的时候，随后是在最早几个恒星形成前的“黑暗时刻”，最后来到了不透明的外壳。 从壳体内发出的光是畅通无阻的，但是被宇宙大爆炸拉伸成了微波。通过观察这个宇宙微波背景辐射（CMB），宇宙学家就可以很清楚地观察到早期的宇宙。 天文学家在绘制“观测球”方面的成就令人惊叹，在过去的几十年中，宇宙学家描摹出了一套非常坚实的大爆炸理论的标准模型，它很好很精确地描述了宇宙从CMB形成之日起或者更早的时候直到今日的演变过程。 现在我们熟知的“观测球”是漫无边际的。但是几乎可以肯定，所有存在的物质并不仅限于此，它的边界限制了我们的视野，但并没有妨碍其它物质的存在。 球体膨胀 球体之外是什么？哪里才是宇宙的边际呢？它又是怎么形成的呢？20世纪80年代发展起来的的“膨胀”说为我们提供了潜在的答案。这个理论提出在可观察到的宇宙的早期的历史时期，宇宙经历过指数级别的膨胀，它使得我们的观测球在当初变大了好多倍，从一个像原子核大小的小东西膨胀到了大概气球那么大。 这样的爆炸会拉伸宇宙并且使物质均匀分布，同时有遗留下来一小部分有密度差异的物质，它们在CMB中表现了出来。 这些预言的差异的物质的细节已经被威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）以及其它试验证实，普朗克卫星会进行进一步的测试，从它收集到的数据现在正在分析当中。 膨胀说为我们解释了观测球这一层面的状态，但它给我们透露出来的信息远远不止于这个层面那么简单。从头来说，如果膨胀创造了我们的球体，等膨胀持续很长时间后，有预言说，我们的整个宇宙会比现在大几百万倍左右。 膨胀会持续多久？很可能是永远。膨胀学说成功背后的同样的物理现象造成了一种奇怪的副作用：在大多数时候，膨胀不会在所有地方停止，总是在某个地方继续着。 在这“永恒膨胀”的背景下，膨胀会永远持续，并且形成了宇宙的总体大幕。膨胀在这里结束又在那里缓缓开始，或是可能形成物质、光、星系、恒星或者像我们一样的生物。在这个情况下，宇宙总是超出观测球边界一小步，它总是在没完没了地、暗地汹涌地膨胀，我们所能看到的一切也只是蕴藏在一个小小的漂浮气泡里面。 这样的想象并不是天马行空的。宇宙可以改变膨胀状态或者停止膨胀的关键机制就是泡泡的形成。这些泡泡自动形成，并且以光速膨胀，在泡泡内部可能在这里正在进行另一个膨胀的过程，或者在那里停止了膨胀，正如我们看到的那样。如果永恒的膨胀是对的话，我们的观测球可能就是这样的泡泡里面的一小片区域。 现在有这样一个问题——如果吹足够的泡泡，它们中间的一部分会互相挤碰。同样的道理，如果我们住在泡泡里面，我们的泡泡保证会擦碰到许多其它泡泡，泡泡内部的碰撞可能影响到我们的观测球。
当两个球形的泡泡在一个圆盘区域交汇时，由碰撞在观测球上可能留下圆盘状的擦伤会在CMB中造成稍热或稍冷的盘状区域。 这些盘状区域的数量、强度、大小由一些不为所知的细节决定，几个宇宙学家小组，特别是纽约大学的马修.科勒班和他的合作者已经找到了这种擦碰的足够的特定的迹象，通过这些细节我们可以搜寻到碰撞的存在。 这种研究一开始是由英国伦敦大学学院的Hiranya Peiris领导的团队开启的。他们在CMB里定位了几个候选的碰撞，但是没有一个拥有说服力。 这个团队现在正从普朗克分析数据来评估这些候选的碰撞，或者真实碰撞的存在或者找出它们存在的严格限制条件。 即使永恒的膨胀是真实的，探测宇宙泡泡的碰撞需要一些些运气——碰撞必须够频繁、够强力，并且没有被我们泡泡内部的膨胀抵消。 然而潜在的付出是巨大的，但另一个宇宙存在的证据对于我们的认知来说却会是一个划时代的重大发现。 即使我们一无所获，这样高度的可能性也会揭开一个众多问题演变的奇妙过程——从繁多的猜测直到确定的科学疑问。 |
|
|
