伽利略制造望远镜,发现月面的陨石坑和土星环,是在17世纪初的时候。 随后,望远镜的性能突飞猛进,连遥远的天体也能纳入人类的视野。 但是,随着科学的发展,人类逐渐明白,宇宙尽头的模样,是绝对不可能看到的。 因为,宇宙太过辽阔。辽阔到什么程度呢?我们看到的星系,是几亿光年甚至是100亿光年前的星系。 也就是,当我们看到它们的时候,它们已经存在了几亿年甚至是100亿年了。 不是地球年的概念,是光的速度跑一年! 光一年可跑大约10兆公里,即使是像光这么快的速度,飞到离地球最近的恒星也要花上大约4年时间! 可想而知,宇宙广阔到何种程度! 换句话说,在观看宇宙远方时,看到的距离越远,会看到越古老的模样。 现在我们所能观测到的最远天体,就是在看它100亿年前的模样。 一只蚂蚁一样,有可能看到整个地球的形状吗? 宇宙之于我们人类,也是一样的道理。 那么,随着望远镜性能的提升,我们能够观测的范围,是否可以无限扩展呢? 根据目前的宇宙论,宇宙在一百多亿年前,所有物体的原子都融成超高温、超高密度的明亮汤液状态(请想象一下太阳里面的状态) 这个时代的宇宙空间,由于光不能穿行其间,所以视线无法看透。 也就是说,从地球观看远方,最后会看到这种无法看透的宇宙,比这更远的地方,就看不到了。 那么,比这更远的,看不到的宇宙,究竟是个什么模样呢? 这个部分无法借助观测,必须靠理论上的推测来协助思考。 刚才曾经提过,宇宙会随着时间的经过而变化。 不过,在某个特定的时刻,只要是能够观测到的范围,那么宇宙的每个部分都应该在大同小异。 当然,其间掺杂着含有较多天体的部分和天体较少的部分。但笼统平均而言,宇宙的密度到处都很均匀。 因此,最可能的揣测这一是:看不到的部分,或许也是像这样吧! 这个推论称为宇宙原理。 但是,虽然冠上原理的称号,其实只是一种假设罢了。 也有人提出不同的看法,就像相同的物质也可以有固态、液态、气态等好几种不同的状态,宇宙空间也可能会依场所的不同而具有不同的状态。 如果状态不同,恐怕电子及质子的质量也会随之不同。 而且,这些粒子之间的作用力可能也不一样,物质的密度也变了。 换句话说,这是个完全不同的世界。 当然,在能够观测到的范围内,似乎还没有这样的异质世界。 但是,在无法观测到的部分,究竟有些什么东西存在呢? 谁也不敢妄下断论。 即使单就理论而言,现在也无法得到结论。 在宇宙中不断前进,最终会抵达什么地方? 不管有没有其他宇宙存在,如果在宇宙空间中不断前进,最后会抵达什么地方呢? 有可能会抵达完全没有天体存在的另一个宇宙。 但是,宇宙空间本身突然中断了,也就是说,空间有尽头的可能性。 这在理论上,确实难以想象。 假设空间没有尽头的话,那就剩下两个可能性: 第一,空间仍然像滔滔江水延绵不绝无限伸展 第二,不断前进的话,从相反侧回到原来的地方。 对于会回到原来地方的宇宙空间,不要把它想成三维,而是想成一维,或者二维的空间,比较容易理解。 一维的场合,可以把它想象成为一个圆,不断前进的话,就会回到原点。 二维的话,可以把它想象成为一个类似球表面,或是甜甜圈表面(也可称为圆环面)之类的东西。由于前进方向的关系,不一定会正确地回到起始点,但至少,它的面积是有限的。 同样地,对于三维,也可以想象成一个总体积有限的宇宙,这样的宇宙,称为封闭宇宙。 相对于此,无限伸展的宇宙,亦即体积无限的宇宙,称为开放宇宙。 我们的宇宙即使体积有限,也由于我们能够观测到的范围只有它的一小部分,所以,无法直接确认它究竟是否真的有限。 间接推测的方法之一,是假设宇宙原理。 例如,虽然我们无法看到整个地球,但根据局部的测量,可以得知地球的表面是弯曲的。 假设不管到哪里都同样地弯曲的话,亦即假设和宇宙原理同样的话,就能够推测到,地球表面是封闭的。 但是在现实宇宙中,这一点也是相当困难的。 如果地球很大,或者能够观测的范围非常狭窄的话,则地表看起来应该是一片平坦。 这么一来,便很难得到地表是封闭的结论。 同样地,现实的宇宙实在太大了。因此,我们现在并不知道现实的宇宙究竟有多么弯曲。 但是,随着观测精密度的提高,或许,在不久的将来,就能够知道宇宙弯曲的程度了。 各位看官,请利用你们聪明的头脑,想象一下,我们的宇宙,究竟是开放的,还是封闭的? 欢迎在留言区里发表你们的想象。让我们看到,即使咱们人类科技水平有限,但想象力是无限的! |
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