为什么“大坍缩”现在看起来不太可能
就在90年前,许多科学家还持有宇宙形态亘古未改的假设。到了20世纪20年代晚期,爱德文·哈勃证明了那些科学家的想法是错误的,并提出宇宙实际上正在不断膨胀。后来,就在世纪之交,转折发生了——一些天体物理学家提出了“可见宇宙正在加速膨胀”的观点。
根据宇宙大爆炸理论,可见宇宙最初的体积极其微小,它膨胀的过程已经持续了数十亿年。但大多数科学家曾认为,宇宙膨胀的速度最终会慢下来。因为分布于宇宙空间中的所有物质之间都会相互吸引(参考阅读:牛顿万有引力定律,第116页),所以物质之间的引力作用应该会减慢宇宙膨胀的速度。甚至可以这样认为:可见宇宙包含的物质数量之多,最终会逆转膨胀现象,从而导致宇宙空间的收缩,结果就是宇宙中的一切都结束于一场“大坍缩”。
布莱恩·施密特和亚当·里斯所在的一个国际科学团队展开了研究,开始寻找支持这种减速现象的证据。他们集中精力研究了位于可见宇宙更深处的、亮度异常强烈的超新星。他们假定宇宙正在减速,计算出了超新星应当达到的亮度,但超新星实际的亮度比这暗淡(参考阅读:宇宙距离阶梯,第184页)。施密特和里斯等人认为,原因很明显:超新星到地球的实际距离要比天体物理学家们所假设的远。可见宇宙肯定正在加速膨胀,才会将超新星甩到距离地球那么远的地方。
研究团队很快就将这一观察结果视为支撑宇宙加速膨胀理论的关键证据。他们意识到,这一理论表明了宇宙中存在某种促使加速的神秘“反重力”。这种神秘力量有时也被称为“暗能量”。
各个星系似乎正加速远离彼此。
大多数物理学家不仅认可宇宙加速膨胀理论,甚至认为阿尔伯特·爱因斯坦在一个世纪前就在无意中预测过宇宙的加速膨胀。1917年,爱因斯坦发现,给广义相对论的方程式插入一个附加项,即“宇宙常数”(参考阅读:哈勃法则,第186页),该方程式仍然有效。虽然爱因斯坦在20世纪30年代放弃了这一附加项,但在现今的一些物理学家眼中,爱因斯坦其实不应该这么做。如果说宇宙常数有什么正面价值,我们可以说它预见到了宇宙的加速膨胀现象。一些物理学家认为,爱因斯坦的宇宙常数可以被视为对“暗能量”存在的最早提示。(www.daowen.com)
参考阅读//
No. 68 广义相对论,第140页
No. 91 哈 勃 法 则, 第186页
No. 92 宇宙大爆炸理论,第188页
20世纪末,许多物理学家认为,由大爆炸引起的可见宇宙膨胀最终会变慢下来,甚至发生逆转。
宇宙加速膨胀理论则表明,这种膨胀现象可能会永远保持加速的状态。
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