宇宙全景图:最前沿的宇宙未解之谜

宇宙全景图:最前沿的宇宙未解之谜

宇宙全景图

宇宙全景图:最前沿的宇宙未解之谜

宇宙全景图:最前沿的宇宙未解之谜

宇宙学的魅力就是,如果它能走上红毯的话,天文学家将为它谋杀掉所有的菲林。甚至,我们在不能完全理解的情况下,也丝毫不妨碍去欣赏它的美——

几个世纪以来,人们对宇宙了解得越多,反而越惊恐地发现自己对宇宙是怎样的无知。毕竟,人类探索宇宙的历史,和宇宙自身的经历相比起来,实在沧海一粟。

但现在,深空探测工具正以不可想象的速度发展着,它们代替人类的眼睛去望向广袤无垠的深处,返回地球的大量数据不断完善甚至更改着人们对宇宙的理论推测。

譬如说,在15年前,有一小群科学家改变了一些长久以来被人们认作公理的东西——那就是关于宇宙是如何运行的认知。

一直以来人们的观点是,宇宙起源于大爆炸,并且其随后的碰撞过程正因为无数宇宙的重力影响而逐渐变慢的论调,一直占据着天体物理学界乃至普通人的思想高地。但实际上恰恰相反,宇宙碰撞的速率不仅没有减缓,反而正在逐渐加快;此前人们也一直认定暗物质决定着宇宙的整体运动,但事实上,并非“物质”而是暗能量在主导着这一膨胀过程。

美国《探索》杂志五月刊的封面故事就详细记述了以上理念被扭转的历史进程,并且论述了关于暗能量的定义及其如何影响宇宙的最新理论。文章刊发后,在学者群体中引起了巨大的反响,以至于《探索》杂志社的收件箱里堆满了要求了解更多更详细内容的来信。于是,《探索》的编辑们决定选取当今宇宙学中几个影响最广泛的命题,附以篇章对其进行解答。?

而这些所谓新世纪的“宇宙之谜”,即便命题再大,它的答案也绝不会是泛泛之论,而是经过不断修正的或仍在讨论中的那些最前沿的论述。

问题一:人们已经得到宇宙的全景图,但是并不知晓它的起始点在哪里。是否有一种方法可以让人们通过各个星系的演化轨迹,逆向倒推到这个点呢?

这个问题,以及其他相似的提问,可以说都涉及到了当今宇宙学研究中一条最为复杂、深奥的基础性理念。一直以来,大爆炸常被人们误解为发生在空间中的膨胀,而事实上,它是空间本身的膨胀。换句话说,大爆炸每时每刻都在发生,因为空间与物质、能量一样,作为大爆炸的产物而与前两者同时产生。从这个意义上而言,不存在所谓的供宇宙向其延展的“外部空间”,人们也不可能找到宇宙大爆炸发生的具体位置。每个人随意席地而坐,都可以把自己当前的坐标看做是大爆炸的中心——这个看似不严肃的回答,就是最严肃的答案。

我们认为,当前的星系,总体上呈现出向各个方向散逸的状态。无论从宇宙中的哪个位置进行观察,都能够得到相同的结果。实际上观察者的位置毫无意义,对于一个全部处于膨胀状态中的宇宙而言,任何位置都是中心。因而试图通过星系运动轨迹来逆向推算大爆炸起始位置是徒劳的,人们绕了半天只会发现又回到了出发的地方。

也许有人会问,为何星系们都能够以非常齐整的形式,在空间中运行不悖?回答这个问题,需要首先抛弃将空间看做固定、僵化事物的思维。只有这样,才能够真正理解星系在空间中高速运行只是一种表象,其后的实质依然是空间本身的膨胀。

问题二:宇宙具有怎样的外形?“气球类比”似乎将其形容为一个中空的球体,但是看起来不会这么简单。