宇宙怎么是扁平的?

 

从我懂事时起,就认为宇宙无边无际,没有形状。后来,听说宇宙可能是在140亿年前的一次“大爆炸”后,不断膨胀而形成的。那么,它应该像是个被吹大的气球一样,是圆球状的。

但是,最近看到一些资料说,宇宙是平坦的,像是烙饼!请看一段资料的描述:宇宙将像现在这样一直膨胀下去,还是逐渐停止膨胀开始收缩?宇宙结构是弯曲的,还是平坦的?这些问题一直困扰着科学家。27日天文学家在英国《自然》杂志上发表论文宣布,根据最新观测,宇宙结构是平坦的,而且将永远膨胀下去。这一发现有助于科学家进一步揭示宇宙诞生和演化之谜。”

宇宙是平坦的?怎么是平坦的?为什么是平坦的?太不可思议了。这不能不引发我的兴趣,反正退休以后没事干,搞一点业余研究,也是一种乐趣啊。

下面,就谈几点看法,算是抛砖引玉吧。

A、你抽过烟吗?

我抽过香烟,是当兵时学会的,现在戒了。不过,我还记得,如果把嘴噘起来,形成“喇叭口”形状,再把一口烟吐出去,你会看到什么?烟就会像一个平面的圆圈,飘起来,并不断扩大。

资料表明,科学家发现宇宙在“大爆炸”以前,是一个温度极高、密度极大的火球。“大爆炸”发生以后,火球就像是从嘴里喷出的“烟圈儿”,由于温度和密度下降了,所以必然会不断膨胀开去。同时,宇宙也如同“烟圈儿”一样,保持着平面的状态。请看两张类似“烟圈儿”的星云照片(图一:平坦的星云)(图二:像土豆片的星),是不是很像“烙饼”,或者略有不平的“土豆片”呢?

也许你会说,在“烙饼”或“土豆片”的上下左右,不是还分布着许多星体吗?他们并不在一个平面上,而是有上、有下的。确实如此,在太阳系和银河系的图片中也是这样的。虽然围绕太阳旋转的几大行星,是在同一个平面上运行的,但是围绕地球和土星的卫星(如月球),却按照他们自己的轨道旋转,并没有与行星运行的平面和方向保持一致。不过,从太阳系和银河系的总体来看,他们仍然是个大“烙饼”,只不过这个“烙饼”的厚度很大,也可以说是个大“馅儿饼”,中间夹杂着许多不同方向飞行的星体或小星云。请看太阳系和银河系的照片(图三:太阳系)、(图四:银河系)不难看出,他们是多么平坦啊。(银河系的直径约为十万“光年”,“光年”即光在宇宙中行走一年的距离)

那么,为什么这些巨大的星云往往呈现出平坦的圆盘状呢?这可能与引力的作用有关。无论是太阳系、银河系、或者其它巨大的星云,它们都有一个恒星作为核心,其他行星、卫星都围绕恒星旋转。但是,恒星本身也是在运动着的,并围绕着更大的宇宙中心体旋转。可以想象,当宇宙的中心按照一定的方向旋转时,那么围绕它旋转的所有天体在引力的作用下,也会与宇宙中心的旋转方向保持一致。这样,就很容易形成一个圆盘形的状态了。但是不要忘记,宇宙中还有“斥力”,它会让星体之间保持一定的距离,甚至会允许一些星体有一些小的“自由”。所以,宇宙中也会有一些“我行我素”的星体。这也叫“求大同,存小异”吧?

 

B、宇宙是“吹”出来的吗?

难道宇宙真的像“烟圈儿”那样,是靠“大爆炸”吹出来的吗?从一些资料来看,确实是有可能的。请看一张科学家对宇宙形成的示意图(图五:宇宙的历史)。在图中,显示了宇宙从“大爆炸”开始,到今天宇宙形成的发展过程,大约经历了140亿年的时间(也有人说宇宙的寿命已经超过了200亿年,因为最近又发现了距离我们200亿光年以上的新的星云存在,我们下面再讨论这个问题)。

从以上的示意图来看,宇宙确实是从小到,不断膨胀的一个平坦的“大星云”。这个“大星云”不会停留在一个地方,而会被“大爆炸”的“排斥力”推向某个方向去,就像我们吐出的“烟圈儿”,会向前运动和扩散。但是,科学家已经证实,宇宙还具有“引力”,宇宙中的星云和星体,也不会很快“解散”,而会相互吸引和制约,使宇宙能够保持某种“队形”,这是与“烟圈儿”很不同的地方。

 

C、“馅饼”里面有什么?

如果把宇宙比喻成一个大“馅饼”,那么它会包含什么“馅儿”呢?我们一般人认为,宇宙中只有大大小小的星球,包括恒星、行星、流星等。总之,他们是由各种“可见”物质构成的,是可以通过科学手段观察到的。但是,自从爱因斯坦提出“相对论”以来,科学界又提出了所谓“暗物质”和“暗能量”等新概念。并且,科学家认为,在构成宇宙的物质中,“可见”的一般物质仅占4%的比例,而“暗物质”占22%,“暗能量”占74%之多!(图六:宇宙物质构成图

我们从下面的另外两张图可以看到,这种充满宇宙空间的看不见的“暗物质”和“暗能量”,是使宇宙不断加速膨胀的动力。(图七:“暗物质”和“暗能量”

看来,在宇宙这个大“馅饼”里面,充满了许多看不见的“暗物质”和“暗能量”。之所以称为“暗”,是因为目前的科学手段还无法看到它们。我相信,将来人类总能看到它们,并得出解释。

 

D、宇宙会缩小吗?

现在天文学家们在争论。有人认为宇宙将不断膨胀下去,又有人说宇宙将停止膨胀,并会收缩“塌陷”。也有人提出,这要看宇宙中的“斥力”和“引力”究竟是谁能占上风?“斥力”大于“引力”时,宇宙就会不断膨胀;反之,宇宙就会停止膨胀,甚至缩小。

不过,一些资料表明,宇宙似乎仍然在快速地膨胀着(图八:宇宙膨胀图解)。从图解中可以看出,如果宇宙不断膨胀下去的话,各个星云团将会逐渐拉开距离,各奔东西。同时,也会给我们带来一些问题。比如,太阳系或银河系也会膨胀吗?地球与太阳、月球的距离会延长吗?地球的温度和环境会因此改变吗?今后我们能够看见的星体会越来越少吗?等等。

如果宇宙会不断膨胀,密度减少,也许是好事。因为,地球附近的星球或天体将会减少,它们撞击地球的可能性会下降。但是,宇宙的膨胀也会延长地球与月球、火星的距离,这对人类登月或登上火星是不利的。同时,也会使我们与“外星人”(如果有的话)的联系更加困难。

 

E、宇宙是唯一的吗?

上面我们曾经提到,最近科学家又发现了一个新的星团,它与地球的距离竟然超过了200亿光年。换句话说,它发出的光线到达地球的时间超过了200亿年!这就推翻了宇宙寿命为140亿年的说法。

不过,我倒是不这么看。也许,宇宙寿命为140亿年的说法并没有错;错误在于,我们以为宇宙是唯一的,这并不正确。

难道在我们生存的宇宙以外,还存在着其他的宇宙吗?我的推测是肯定的。道理很简单,产生宇宙的“大爆炸”为什么仅仅向一个方向膨胀呢?难道不可能向多个方向膨胀吗?另外,这种“大爆炸”仅仅有一次吗?如果发生过多次“大爆炸”,并且向多个方向膨胀,那么就很可能会形成多个独立的宇宙平面体,而我们所生存的宇宙,仅仅是多个宇宙中的一个而已(图九:多个宇宙的形成图)。

就像一个人先后吐出几个“烟圈儿”一样,宇宙也可能不止有一个。由于科学家把我们的宇宙定义为“年轮”有140亿年的平面体,那么,对于超过我们已知宇宙范围的、运行角度完全不同的遥远星云团,是否可以说它们是位于“第二宇宙”或“第三宇宙”之中呢?

中国有句老话说:“人上有人,天外有天”。如果把这个“天”看作是宇宙,也许是恰当的比喻。

 

F、小结一下:

1)我们所熟悉的宇宙,是一个不断膨胀的巨大平面星云体。

2)它是在大约140亿年前的一次“大爆炸”后形成的。

3)“大爆炸”有可能向不同方向膨胀,并形成多个宇宙体。

4)如果发生多次“大爆炸”,会形成多个寿命不同的宇宙体。

5)假设以上的推测成立,整个宇宙空间可能是“树状”的(可称为“宇宙树”)。“树叶”就是多个宇宙平面体(或多面体),“树枝”、“树干”就是不同宇宙形成的轨迹,“树根”是“大爆炸”的起源,在它的基础上形成了长短不同、方向各异的“树干”、“树枝”和“树叶”。

6)所谓的“宇宙树”,生长在一个不断膨胀的空间内。在这个空间里,充斥着“暗物质”和“暗能量”,它们决定了“宇宙树”的生长速度和形状。

 

G、宇宙、太阳、地球和人类的未来:

一般的说法是,宇宙的寿命已经有140亿年,太阳有53亿年,地球也有46亿年了。对于地球生命的说法有多种,有人认为在地球形成后几亿年就出现原始生命了,有人认为原始生命是在二十多亿年以前才出现。而恐龙是在两亿年前出现的,人类完成进化是250万年以前的事情。

那么,宇宙和人类的未来会如何?科学家也有许多说法。我们已经讨论过,认为宇宙不断膨胀的可能性会更大些。那么,所谓“宇宙树”就会继续长大,它的寿命可能是无限的。但是,具体到某个天体或生物群来说,可能就不那么乐观了。

科学家认为,太阳目前处于“中年”,它必然会走向老年和死亡。换句话说,太阳可能还有最长50亿年的寿命。如果是这样,地球的寿命则会更短些。因为,据说太阳在“临终”前,会产生极高的温度,足以吞噬地球和其他附近的星球。只要太阳的温度产生巨大的变化(无论是变冷,还是变热),地球生命就很难存活了。所以,地球生命和人类的命运,将取决于太阳和地球寿命的长短。

当然,人类移居到其他星球去的可能性是存在的。但是,是否能把几十亿的人口,都送往其他星球(或人造星球)上去?是个很大的难题呀!也许,选派一些代表去,继续在外星球繁衍人类后代,还是可能的。到那时,别忘记带上几对宠物去哟!

 

H、宇宙告诉我们什么?

宇宙是无限的,处于不停的变化之中。所以,宇宙首先告诉我们的是:万物都在变化。

“易经”,就是阐述变易、变化的规律。玄奘所翻译的“心经”中有一句话:“色即是空,空即是色”。这里的“色”,就是指万物之“表相”。而“空”字,并不是“空虚”或“不存在”,而是“变化”、“无常”和“运动”的意思。所以,佛教也主张“万物皆空”,皆处于变化和运动之中的哲理。

宇宙告诉我们的另一个道理,就是要“珍惜生命,保护地球和宇宙的自然环境”。

近年来,人们开始认识到,地球生态环境的破坏和恶化,完全是人类自己造成的。不仅如此,人类的不良行为还可能改变太阳系和宇宙的大环境。现在我们已经知道,宇宙主要是由“暗物质”和“暗能量”构成的。人类所搞的核爆炸、能源开发、工业污染、太空垃圾等,是否会改变太阳系和宇宙的结构呢?我们是否会因此而受到宇宙的惩罚呢?需要我们好好反思一下!

如果说地球和太阳系是我们的母亲,那么宇宙就是我们的父亲。我们可不要惹他老人家生气呀!

但愿我的“胡思乱想”能够给你带来些启发、遐想和乐趣,说的不对,也请指正。

                                                                                                      20091123