第一章 探尋宇宙本原(2 / 3)

按照被眾多科學家認可的“宇宙膨脹說”來說,宇宙仍然在不斷地膨脹著,也就是說宇宙仍然在不斷地變大、延伸,因此我們無法得知它的盡頭在哪裏。也許有一天,宇宙不再膨脹了,我們就能得知宇宙的盡頭在哪裏了。當然,這還需要有未來的科技發展來支持,以目前人類的科技實力是做不到的。

宇宙有沒有盡頭?宇宙之外是什麼?是另一個宇宙嗎?

· 宇宙有中心嗎 ·

宇宙浩瀚無垠,那麼宇宙有沒有中心呢?

從古至今,人類不斷地探索、研究,關於宇宙中心的說法也在不斷地演變,最早提出的是“地心說”。

地心說是由古希臘學者歐多克斯提出的,然後經亞裏士多德、托勒密進一步發展而逐漸建立和完善起來。托勒密創立了完整的地心宇宙體係———托勒密體係。

地心說認為:地球是宇宙的中心,所有的星體大約1天圍繞地球公轉一周。這個理論符合人們的直觀感受,因而很多人接受了這個說法,當時中世紀歐洲教會還利用地心說來為自己服務,控製人們的意識。地心說被當作正式的宇宙觀,地球是宇宙的中心,這一說法延續了一千多年。

後來,隨著科技的不斷進步,科學家們對宇宙有了更深層次的認識,地心說逐漸暴露出很多問題,因此被科學家們質疑,但是由於這種觀點得到了教會的認可,因而科學家們即使懷疑,也沒有提出來,最後由波蘭科學家尼古拉·哥白尼掀起了反對地心說的熱潮。

1496年,哥白尼前往意大利求學,哥白尼勤奮好學,尤其喜歡古希臘的哲學著作,並且從中獲得了關於太陽中心說的知識,這為他以後反對地心說奠定了思想基礎。哥白尼在教堂擔當牧師期間,為了研究宇宙,就在教堂的箭樓上設置了一個天文台。為了能夠更好地觀測宇宙,他還親自設計製造了許多儀器。通過觀察,他發現地球本身在不停地轉動,太陽、月亮的升落也是地球自轉的結果,一年四季有序變化則是地球公轉的反映。根據觀察結果,哥白尼編寫了《天體運行論》,第一次提出“日心說”。日心說認為:太陽是宇宙的中心,一切星體包括地球都是圍繞太陽運動的。

這種觀點完全否認了地心說,而教會把地心說當作控製人們意識的手段,因而這種說法被教會當作邪說。哥白尼和他的學生經過多年努力宣傳,這本書終於得以出版,但教會千方百計地禁止日心說的傳播,迫害那些相信日心說的人。

不久後,意大利科學家的伽利略也加入了宣傳日心說的行列。他製作了高倍率的望遠鏡,發現月亮、金星、木星等都圍繞著太陽運動,這進一步證明了哥白尼日心說的正確。伽利略因為宣傳日心說遭到了教會的警告,但是伽利略毫不畏懼,並且出版了《關於托勒密和哥白尼兩大世界體係的對話》一書,由此,哥白尼的日心說得到了越來越多人的認可。

但是不久後日心說也遭到了人們的質疑,隨著科技的進步,科學家們能夠觀測到更遠的天空,突破恒星天層,發現銀河係,這時科學家們覺得銀河係才是宇宙的中心。銀河係是宇宙中心的說法提出後不久,科學家們又發現了許許多多的河外星係,發現宇宙浩瀚無邊,這段時間宇宙大爆炸理論、黑洞、宇宙膨脹說等觀點相繼提出,尤其是宇宙膨脹說徹底否定了銀河係中心說的觀點。眾多科學家們開始認為宇宙是無限的,是沒有中心的。

宇宙是不斷地膨脹的,宇宙中的各個星係都在互相遠離,離得越遠的星係遠離的速度越快,無論你處於宇宙中的任何一個位置都會發現,四周所有的星係都在不斷地遠離。宇宙就像不斷擴展的房間,房間中的桌椅,即各種星體並不是固定的,而是在彼此不斷地遠離,無論你坐在哪把椅子上,都會發現,其他桌椅逐漸地遠離你,而且位置越遠的桌椅遠離的速度越快。這是因為房間在不斷地膨脹,這樣的話,就無法知道房間的中心在哪裏。

關於宇宙是否能夠一直膨脹下去,科學家並沒有給出明確的答案,因為按照現有的技術條件和觀測結果還得不出確定的結論,科學家們隻能根據已有的事實進行推斷或者猜測。那麼,假設一下,如果宇宙停止膨脹,科學家們也許能夠找出宇宙的中心。當然,也有不少科學家根據很多星係的中心是黑洞,推斷宇宙的中心也是個黑洞;有的科學家認為,宇宙的任何一個位置都是中心;還有的科學家認為,宇宙中心是純正的暗物質;甚至有的科學家認為宇宙的中心是空氣……科學家們眾說紛紜,莫衷一是。

宇宙是否有中心,中心是什麼,隻能繼續等待科學家們的研究。

· 宇宙的維度之謎 ·

“維度”在物理學領域內,指獨立的時空坐標的數目。

假設你在打台球,球進了,那麼這個球就看不到了,但是我們知道這個球是存在的,而如果換成一些昆蟲來看,這個球就消失了。這是因為人們能夠看到三維空間,而一些昆蟲隻能看到二維空間。我們可以再舉個例子,以加深了解。如一隻螞蟻在地上行走,它隻能向前向後,或者向左向右走,高與低對螞蟻來說沒有任何意義。而對我們來說,高和低是存在的、是有意義的,因為我們的世界是由四維組成的,但是我們也難以察覺到四維以外的維度。因而我們也難以知道宇宙到底是幾維空間。

很多人認為宇宙是四維空間:一維空間是個直線坐標軸,類似於數軸;二維空間是個平麵坐標軸;三維空間是個空間坐標軸,有長、寬、高;四維空間就是指在三維空間的基礎上加上時間軸。四維空間得到了眾多科學家的認同,這個理論是愛因斯坦提出來的。

宇宙真的是四維空間嗎?還會不會存在五維空間、七維空間、十維空間?如果存在,依據又是什麼呢?

事實上,在20世紀60年代科學家們就提出了弦理論,這個理論認為,在每個基本粒子內部都有一條細細的線,就像光線一樣,科學家把它稱作“弦”。科學家們認為,粒子的性質不同源於弦的震動模式不同,如弦震動得越厲害,粒子的能量就會越大;反之,則小。這一點很好理解,就是宇宙中存在著不少細細的線,這些線的能量非常大,甚至可以造成時空的巨大彎曲。