宇宙的命運(yùn)

吳向東

1916年愛因斯坦在廣義相對(duì)論中曾預(yù)言：人類所處的宇宙是不斷在膨脹的。盡管愛因斯坦對(duì)此充滿信心，但眾多的科學(xué)家對(duì)此卻漠然處之。

1929年一位名叫哈勃的美國(guó)天文學(xué)家第一次為宇宙膨脹模型提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。原來(lái)哈勃在研究河外星系的光譜時(shí)驚奇地發(fā)現(xiàn)，所有譜線都向長(zhǎng)波位置發(fā)生了偏移，即所謂科學(xué)家們常談到的“紅移”，而按照多普勒的理論，只有當(dāng)光源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，“紅移”才可能發(fā)生。這難道不意味著整個(gè)河外星系在遠(yuǎn)離我們而去嗎？哈勃為自己能將他所敬重的老師的預(yù)言從寂寞中解救出來(lái)而感到自豪。

時(shí)隔36年，美國(guó)另外兩個(gè)年輕科學(xué)家威爾遜、彭齊阿斯又從另一個(gè)角度為宇宙膨脹提供了佐證。彭、威兩個(gè)是宇宙大爆炸的信奉者，即他們認(rèn)為宇宙起始于一個(gè)高溫高密度的“原始火球”的爆炸。倘若宇宙是膨脹的，則爆炸后宇宙空間隨著膨脹輻射溫度降低。不久，他們果然在天文觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了所預(yù)言的輻射波。兩位年輕人的努力使宇宙膨脹大爆炸理論獲得了極高的科學(xué)名譽(yù)，同時(shí)他們自己也榮獲了1978年諾貝爾獎(jiǎng)。

然而善于思索的人類馬上又提出了尖銳的問題。假若宇宙是膨脹的，那么它這樣無(wú)限膨脹下去，宇宙最終不是一片寒冷和死寂嗎？的確，這既是棘手的科學(xué)問題，又很有點(diǎn)哲學(xué)問題的味道。哲學(xué)家們眾說(shuō)紛紜，表現(xiàn)出前所未有的熱情和關(guān)切，都企圖將已有的事實(shí)納入自己的哲學(xué)范疇，但對(duì)于大多數(shù)自然科學(xué)家來(lái)說(shuō)，他們認(rèn)為自己的工作是進(jìn)一步探索，而不是紙上談兵的歸納和抽象。宇宙最終膨脹的命運(yùn)如何，將由宇宙斥力和物質(zhì)密度決定的宇宙引力的大小決定。通過計(jì)算，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)宇宙現(xiàn)在的物質(zhì)密度為10*千克／米*，這個(gè)數(shù)值決定的宇宙引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能阻止今天宇宙的膨脹。但也有人認(rèn)為10**千克／米*這個(gè)數(shù)值不準(zhǔn)確，因?yàn)橛钪娲嬖谥S多人類尚未發(fā)現(xiàn)的密度極大的“暗物質(zhì)”如“黑洞”等，因此他們認(rèn)為宇宙最終膨脹到臨界值后又會(huì)在引力的作用下收縮，最終回到“原始火球”狀態(tài)。

總之，無(wú)論科學(xué)與哲學(xué)的最終結(jié)果如何，人類畢竟在經(jīng)驗(yàn)和理性上向認(rèn)識(shí)宇宙王國(guó)邁出了劃時(shí)代的一步。