138億年前,一個神秘的奇點發生了超乎想象的大爆炸,爆炸發生後的10^(-35)秒至10^(-33)秒之間,宇宙發生了暴漲(inflation),從而誕生了基本粒子和各種作用力。
就是如此短暫的暴漲,宇宙空間就擴展到了1000萬光年的範圍,實在是一件不可想象的事情。宇宙誕生之後,並沒有停止膨脹,而是隨着時間的推移一直在膨脹,人類目前的930億可觀測範圍只是浩瀚宇宙的冰山一角。
科學家是如何發現宇宙在不斷膨脹?著名天文學家愛德文·哈勃在1929年建立了”哈勃定律“,通過觀測宇宙星系的不斷遠離,確定了宇宙在不斷膨脹,而且這個膨脹速度超越了光速。
科學家根據觀測獲得的大量數據,建立了宇宙膨脹標準模型,根據這個模型,我們對宇宙有了新的認知。那麼這個標準模型是否一直不變呢?如果宇宙的膨脹速度是一個較穩定的值,那麼科學家建立的標準模型就不會發生較大的變化。
可是在去年,科學家用一種新的望遠鏡觀測星空,收集了相關數據,根據這些數據驚奇地發現,宇宙的膨脹速度比科學家預測的要快得多,這與科學家用了數十年的標準模型並不符合。
在這項新研究中,科學家採用了位於夏威夷的凱克天文台的一套先進的望遠鏡系統。該設備使用了球差曲面鏡片,可以校正地球大氣造成的像的扭曲,得到太空天體的超清晰圖像。
通過觀測拍攝同一星體在不同時期的不同變形版本,可以大體算中宇宙膨脹的速度。通過計算的確發現宇宙的膨脹速度比標準模型預測的要快得多,這樣的結果對於人類研究探索宇宙星空非常重要,要知道膨脹是宇宙的基本特徵。
探索研究宇宙的各種奧秘,基本都要將宇宙的膨脹考慮進去,如果真實的膨脹速度跟幾十年來應用的標準模式有很大的差異,那麼我們就需要重新制定模型,很多過去的研究結論可能就要重新改寫。
那麼是什麼導致了宇宙的膨脹速度要比想象的快得多?對於宇宙的膨脹,它起源於138億年前,那麼宇宙為什麼會膨脹?對此,科學家認為跟暗物質,暗能量。暗能量是一種看不見的神秘力量,它佔到了宇宙空間的68%。
科學家認為,暗能量向外推,促使宇宙在加速膨脹,而且宇宙的引力作用有可能也跟暗能量,暗物質有密切的關係。看到宇宙的膨脹比預想的要快得多,在科學家的眼裏,這可不是一個好消息。
我們都知道,氣球的膨脹需要外部能量的不斷供應,當氣球膨脹到一定程度之後,它就會發生爆炸,然後氣球內部的整個空間就會坍塌毀滅。那麼宇宙的膨脹跟氣球的膨脹相似嗎?如果説完全不相似也不可能,它們之間還有一些相似之處,例如都需要能量來支撐。
宇宙的膨脹同樣需要能量來維持,目前科學家猜想的是暗能量。暗能量向外推,促使宇宙不斷膨脹,而內部的空間則不斷擴大,演化出了更多的星系,天體。那麼這種膨脹能夠一直進行下去嗎?恐怕很難,任何事物都是有始有終,宇宙也不例外。
宇宙儘早有膨脹到極限的那一天,如果宇宙膨脹到了極限會發生什麼?可能會有兩個結果,一個是如氣球膨脹到極限發生爆炸,整個宇宙空間毀滅。另一個則是宇宙膨脹到極限之後,停止膨脹然後不斷向內坍縮,最後重新歸於一個時空奇點。
不管是哪一個結果,都表示宇宙的未來會有終結的一天,只不過第二種方式或許是比較好的結局,宇宙坍縮回歸奇點,同樣是一個漫長的過程,可以讓人類在宇宙中生存更長的時間。可如果是第一種,那人類文明的日子將會大幅縮短。
而且宇宙加速膨脹,這會不會就是宇宙快要到達膨脹極限的一個前期表現?如果是這樣,那人類真的要引起重視。可能有很多朋友會説了,宇宙加速膨脹,加速走向終點,那人類能有什麼辦法?宇宙都毀滅了,人類還能夠生存下去?自然也會跟着宇宙一起毀滅。
可事實真的如此悲觀嗎?可能未必,如果宇宙是唯一的,那一旦它走到終點,那人類將真的沒有退路,只能隨大勢走向終結。可如果宇宙是多元的呢?科學家曾經提出了宇宙多元論,認為我們的宇宙之外還有空間,還有數不盡的宇宙存在。
如果宇宙是多元的,那麼這個宇宙走向終點,並不意味着人類就會走向終結,我們還有希望,那就是走出宇宙去其他的宇宙生存發展。當然,要走出宇宙可不是件容易的事情,要知道人類現在的科技連小小的太陽系都走不出去,常規的星際航行根本走不出去宇宙,或許只有目前還在理論研究的蟲洞才有可能。
蟲洞能夠打破空間,或許也能夠打破宇宙跟外空間的壁壘,當然要走出宇宙,前提條件是要證明多元宇宙論的正確性。如果未來科學家否定了多元宇宙論,證明宇宙是唯一的,那麼我們也就不要抱有期望了,只能跟宇宙共存亡。