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[自然科学] 你也误会了大霹雳(2)
宇宙的膨胀和气球的膨胀很像。我们与遥远星系的距离正不断地增加。天文学家常会脱口而出,说遥远的星系正在「后退」或是「远离」我们,不过那些星系不是大炸弹爆炸所产生的碎片,它们并没有穿越空间而远离我们,而是星系和我们之间的空间在膨胀。个别星系在所属的星系团内随处移动,但星系团本质上是静止的。「静止」这个字眼可以严格地定义。充塞于宇宙中的微波背景辐射,就如同气球的橡皮表面一样,定义出一个普适的参考座标,相对于它的运动是可以测量的。

不过这个关于气球的比喻可别引申过头了。由气球外的我们看来,弯曲的二维橡皮面是因为摆在三维的空间中,才得以膨胀。在三维空间中,气球确实有个中心,而在它膨胀的时候,表面也是向周围的空间扩张出去的。所以有人也许会急着下断语说,我们所处的三维空间,要膨胀就要有第四个维度存在。不过在近代宇宙学的基础──爱因斯坦的广义相对论中,空间是动态的。它自己可以膨胀、收缩与弯曲,并不需要摆在一个更高维度的空间里。

在此意义之下,宇宙是自给自足的。它既不需要一个中心点,来让膨胀由此开始,也不需要有外部的空间(不管在哪里),来容纳它的膨胀。当它膨胀时,并不必先要求周围要有尚未占满的空间。有些新潮的理论如弦论,的确假设了额外的维度,但是当我们的三维宇宙膨胀时,并不需要这些额外的维度供其扩张。

超新星,如图中位在仙女座星系团中的这颗(箭头所指),可做为宇宙膨胀的指标。由观测超新星所得到的性质,排除了宇宙学中主张空间并没有膨胀的理论。

到处存在的宇宙大塞车
就像气球表面一样,在我们的宇宙里,所有的东西彼此都在远离。因此,大霹雳不能说是一种空间中的爆炸;它比较像是空间本身的爆炸。它并不是在某个特定的位置发生,然后在某个原来便存在的空间中散开。它是同时发生在每一个地方。

不妨想像一下,将时间的流向倒转,于是宇宙中的每块区域都越缩越小,所有星系越来越靠近,直到挤在一起,造成宇宙大塞车──这就回到了大霹雳。这种大塞车的比喻,也许会让你以为它是一种局部的拥塞,只要听收音机的路况报导就可以避得开。但是大霹雳是一种逃不开的塞车。它就像是把地球的表面和表面上的所有公路都同时缩小,但车子却保持原来的尺寸。最后,每条路上的车子都会头尾相接。没有任何的收音机广播可以帮助你绕过这种塞车。到处都塞成一团。

同样地,大霹雳到处都在发生──在此刻你阅读本文的房间里,在半人马座α 星左侧的某块区域中,在每一个地方。它并不是一个从某特定点所爆发出来的炸弹,可让我们定出爆炸的中心。而在气球的比喻中也一样,气球表面并没有一个特别的位置是膨胀的中心。

不管宇宙有多大,也不管宇宙的大小是有限还是无限,大霹雳的遍存性都不受影响。宇宙学家有时会说,宇宙曾经只有一个葡萄柚那么小,但他们真正的意思是,宇宙中那个我们现在所能看得到的部份,也就是我们的可见宇宙,曾经只有葡萄柚般的大小。

来自 http://www.sciam.com.tw/read/reads...653&DocNo=1048



献花 x0 回到顶端 [楼 主] From:台湾中华电信 | Posted:2005-08-16 23:59 |

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