|
在20世纪，科学家业已证明，我们的宇宙起始于一场大爆炸，然后一直膨胀下去，形成了今天的模样，因此，宇宙是有限的。但这个有限的宇宙是什么样的形状呢?它有没有边界呢?如果有，其边界又在哪里?这是科学界一直争论不休、仍然难有定论的话题。 著名物理学家霍金曾提出“宇宙有限无界”的概念，其意思就是，宇宙有限，但没有边界。今天，一个没有边界的宇宙已为科学界所熟悉，但“有限无界”的宇宙是什么形状?连霍金也无法说清。 最近，美国数学家杰弗里·威克斯提出了一个令科学界震惊的新宇宙模型：宇宙其实只不过是一个大小有限、形状如同足球的镜子迷宫。宇宙之所以令人产生无边无界的“错觉”，是因为这个有限空间通过镜像效应无限重复映现自身。宇宙的无边无际其实是我们的错觉。当你置身于一个上下左右都被镜子包围的空间中，你会看到什么?那就是无数个你的影像。宇宙的情况竟然也与此相似!一个有限的宇宙空间被无数镜像包围着，造成观测者的错觉。这就是说，宇宙有限，镜像无限，那看似无限的宇宙其实只是无数星系、无数地球，一切都是相同的重复。 科学家用12个完全相同的五边形组成的、像足球一样的12面球体来形容和描述这样的宇宙。他们认为，宇宙之所以使人产生虚无飘渺、无边无界的“错觉”，是因为这个有限的空间就像一个有着许多面镜子的迷宫，在这座迷宫里，光线传过来又折射过去，通过“返转”效应无限重复映现自身，其中每一样事物都会产生出许多虚无的镜像，使得人们因此产生宇宙非常深邃幽远、难觅边际的错觉。 宇宙不仅是有限的，而且相对较小，直径不过70亿光年，并具有一种奇特的性质，即能够把自身反射回去。由于宇宙存在“返转”效应，如果你从这个宇宙其中任何的一个五边形中走出去，你将会从另一面重新回到同一个地方，并一再观察到同样的天空、同样的星系。举例来说，如果一艘太空船像光一样笔直前行，最终它将回到出发点，就像环绕地球航行一样，没有任何一个点标志着你在哪里“重返”。 由于这种奇异的折射效应，从一个星系发出的光，经过折射作用，将会循着两条乃至两条以上的不同的路径抵达地球。由于折射途径的不同，同一星球的不同折射光到达地球时，各条光线之间往往会有很大的差异，也从而会使人们产生出一种错觉。因此，每当我们在夜晚仰望天空，情不自禁地惊叹于苍穹中的星星是如此的浩繁无穷的时候，我们其实是正在被一种假象所迷惑，映入我们眼帘的那些熠熠生辉的星星的真正数量，并非真的如我们所看到的那样多，因为人们所看到的不同地方的两颗甚至更多的星光，其实往往是同一个星系所发出的。同一个星系往往会被人们误认为是两个甚至更多个不同的星系。 宇宙的“涟漪”其实很小，科学家根据对美国国家航空航天局发射升空的WMAP宇宙微波背景辐射探测器所获得的资料进行分析后，做出这样的推断：标志着宇宙大小的“涟漪”其实很小。WMAP探测器专门用于探查宇宙大爆炸遗留下来的热量痕迹——微波背景辐射。虽然宇宙微波背景辐射弥漫于整个宇宙，但并不是到处都呈静止均匀状态，而是有一些波动，这就如同大海，就是在最平静时也总是会水波荡漾一样。宇宙微波背景的这种“波浪起伏”，就形成了一圈圈的微波背景辐射“涟漪”。持宇宙有限论观点的人认为，探测这些“涟漪”的大小和强度，可推断宇宙早期的情况，也可以推断现今宇宙到底有多大。如果说宇宙是无限的，那么就会有各种大小的宇宙微波背景辐射“涟漪”，宇宙越大越“无限”，这种“涟漪”也就越大。而WMAP观察到的却是较小规模的微波背景辐射“涟漪”，但是大尺度范围的“涟漪”却没能观察到。其道理就像在一个小小的澡盆里掀不起巨浪一样，在一个有限的宇宙中也不会有无边的“涟漪”。 科学家的有限宇宙论模型还有另外一个检验方式。该模型预言，宇宙中的物质密度——其值决定宇宙的弯曲程度——等于1.013。宇宙物质密度值如果等于1，将导致完全平坦的宇宙，光线永远笔直前行，大于或小于1都意味着宇宙是弯曲的。目前对宇宙微波背景辐射的观测表明，该值范围在1.00至1.04之间，WMAP探测器和其它一些观测工具将在未来几个月内给出更精确的观测值，从而能够验证有限宇宙论是符合还是背离观测事实。 这些科学家也承认，尽管人们见到的许多星系其实是同一个星系的不同折射，但是，要确认两个在不同地方的星系影像其实是同一个星系却比登天还难。他们这样形容这种难度：这就像是一个人，你曾在一个地方看到了他的背影，觉得他像是50岁的老年人；又在另一个地方俯视了他的头顶，又觉得他像是20多岁的青年人，然后让你在数十亿拥挤的人群中从正面认出他来，这几乎是不可能的。 虽然有限宇宙论者提出的以上观点看起来似乎颇有道理，多数物理学家仍然对这种观点持怀疑态度。英国剑桥大学的一位宇宙学家就这样指出：“12面体虽说是一个能很好解答目前人们对宇宙存在的种种困惑的观点，但是宇宙选择如此一种完美的形式是很令人吃惊的。而且，我怀疑宇宙是否真那么小。” 与此同时，也有另外一些科学家也在寻找宇宙中是否存在着另外一些形式的“涟漪”，以试图利用这一点来研究分析宇宙尽管有限，却是否是和12面体不同的另外的一些形状。面对着诸多的怀疑和反对意见，认为宇宙是有限的这些科学家们并没有动摇他们的信念，他们正在加紧使用计算机对WMAP探测器所获得的数据和其它资料进行技术分析，以期获得更加翔实的、有说服力的证据。 名词解释: 宇宙微波背景辐射：是一种来自宇宙空间的电磁波。这种辐射的强度不随时间改变，在空间上具有很好的各向同性。这种辐射被认为是宇宙大爆炸的遗迹。此种辐射“余热”温度很低，约在绝对零度以上3度。微波背景辐射是20世纪60年代的一项重大发现。不过这次发现可是纯属巧合.贝尔实验室两位科学家在测试一种新型的低噪声天线时发现了一种奇怪的噪声信号，这种信号的强度不随时间改变，具有各向同性，而且还无法消除。当时他们完全不清楚这种噪声是什么，不过还是把这项发现写成论文登了出去，直到一些正在试图寻找微波背景辐射的天文学家得知此事，这项伟大的发现才被证实。 各向同性:指物体的物理、化学等方面的性质不会因方向的不同而有所变化的特性，即某一物体在不同方向所测得的性能数值全都相同。 |
|
|
