解密《時間簡史》都講了些什麼之三(2)膨脹中的宇宙將何去何從

宇宙從何而來,又向何處去?宇宙有開端嗎?如果有的話,在開端之前發生了什麼?時間的本質是什麼?它可以倒流嗎?它會有一個終結嗎?宇宙在不斷膨脹中意味著什麼?

上一章中我們講到,宇宙仍舊在膨脹中。這是20世紀最偉大的智力革命之一。

解密《時間簡史》都講了些什麼之三(2)膨脹中的宇宙將何去何從

宇宙仍舊在越來越快的速度膨脹,這就有點像地球表面引燃火箭上天時的情形,如果火箭的速度相對較小,那麼地心引力會最終使火箭返回地面。另一方面,如果火箭有比某一臨界值更大的速度(大約每秒7英里)引力的輕度就不足以將其拉回,這樣它將永遠飛離地球。

解密《時間簡史》都講了些什麼之三(2)膨脹中的宇宙將何去何從

1965年,美國新澤西州貝爾電話實驗室的兩位美國阿諾.彭齊亞斯和羅伯特威爾遜在檢測一個非常靈敏的聲波探測儀。(微波正如光波,但是它的波長大概是1cm )他們的探測器收到了比預想還要大的噪聲。經分析,這噪聲是從大氣層以外來的,並且,它在白天,夜晚,整年都是一樣,這表明噪聲是來自太陽系外甚至是星系之外,否則地球運動使探測器指向不同的方向時,噪聲就會發生變化。

解密《時間簡史》都講了些什麼之三(2)膨脹中的宇宙將何去何從

從而證明,無論從任何方向上觀察,宇宙都大致是一樣的。然而宇宙並非在某一個方向上,而是在大尺度的平均上完全相同,所以微波也不可能在每一個方向上完全相同。在不同方向之間必須有著微小的變化。

1992年,宇宙背景探險者(COBE),首次把他們探測到,其幅度大約為十萬分之一。儘管這些變化很小,在以後的章節中我們將解釋,它們非常的重要。

解密《時間簡史》都講了些什麼之三(2)膨脹中的宇宙將何去何從

一個美國物理學家提出了這樣的觀點,我們應當能看到宇宙在大爆炸初期的白熱,這是因為這是從非常遠的地方來的光,剛好現在才來到我們這裡。然而由於宇宙膨脹把光紅移的如此厲害,現在只能通過微波輻射被我們觀察到。

解密《時間簡史》都講了些什麼之三(2)膨脹中的宇宙將何去何從

宇宙狀態在任何方向看都是一樣的,這樣的理論讓我們覺得似乎我們在宇宙中的位置有點特殊,似乎是我們必須是宇宙的中心,才能觀察到這種一致 。然而,另外的解釋是,從任何其他星系上看宇宙,在任何方向上也都一樣。

這種說法,都是一個假設,無法進行證實也無法進行反駁。可以想象一個畫滿無數斑點的圓形的氣球,當氣球吹起膨脹時,兩個斑點之間的距離加大,但是沒有一個斑點能認為自己是膨脹的中心。

解密《時間簡史》都講了些什麼之三(2)膨脹中的宇宙將何去何從

如今關於宇宙的運動有三個假設:1.宇宙膨脹的足夠慢,這樣,不同星系間的引力使膨脹減緩,並最終中止。然後星系開始相互靠近而宇宙收縮。2. 宇宙膨脹的如此之快,引力雖然能使之緩慢一些,但永遠不能使之停止。3. 最後還有第三類解釋,宇宙的膨脹快到足以剛好避免坍縮。

解密《時間簡史》都講了些什麼之三(2)膨脹中的宇宙將何去何從

那麼,宇宙到底發生了什麼?宇宙的開端到底是怎樣的,為何它在膨脹?它的結局到底會是什麼?

下一章為大家揭曉:《時間簡史》都講了些什麼:之三:膨脹中的宇宙:大爆炸理論與宇宙開始的時間奇點。

解密《時間簡史》都講了些什麼之三(2)膨脹中的宇宙將何去何從

小編寄語:《時間簡史》是霍金先生偉大的科學鉅著.它從各種物理學的研究中探索時間的由來以及對我們人類的影響及意義. 天文物理學也許離我們的日常生活很遠,但是,他可以打開我們用另一種方式看世界的大門,更高的,更深遠的角度,讓我們意識到那些日常的瑣事其實是微不足道的.

知識改變命運,讀書使人優雅. 歡迎大家訂閱火星報社讀書頻道!


分享到:


相關文章: