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第2節(jié):萬物肇始 大爆炸后10-43~10-32 秒(2)

大爆炸:宇宙通史 作者:(英)帕特里克·摩爾


談?wù)摼哂杏邢薮笮〉挠钪媪⒓磿谷寺?lián)想到邊界。如果我們走得足夠遠,會撞到一堵磚墻嗎?答案是否定的。宇宙具有數(shù)學(xué)家們所說的“有限而無界”的性質(zhì)。一個有用的類比是一只在圓球上漫步的螞蟻。要是它在這個彎曲的表面上一直朝著一個方向前行,就永遠也不會遇到障礙,能夠游蕩無窮的距離。所以雖然球的尺寸是有限的,但螞蟻覺察不出來。類似地,如果我們登上一艘無比先進的飛船沿著直線航行,我們也永遠不可能到達宇宙的邊界,但這并不意味著宇宙是無限的。隨后我們還會看到空間也可以被看作是彎曲的。

讓我們把自己限定在能夠做出科學(xué)回答的問題上,即能夠通過和觀測結(jié)果對比來回答的問題。我們可以確定地說可觀測的宇宙(顧名思義,即發(fā)出的光線有可能到達我們的那部分宇宙)在尺寸上是有限的。因為我們目前最好的估計是宇宙的年齡為137億年,這樣可觀測宇宙的邊緣(從那里發(fā)出的光剛剛到達我們)離我們有137億光年遠,而且還在以每年1光年的速度擴展。實際上后面還要談到為什么我們永遠不可能看到這么遠。宇宙一定比我們能看到的要大,這是我們能夠確定回答的全部。

宇宙的同謀論

讓我們暫時回到現(xiàn)在。想象兩個從地球上看去處于相反方向上的距離我們90億光年的星系,它們之間的距離是180億光年。泛泛而言,在最大的尺度上,它們身處的宇宙區(qū)域看起來是一樣的。其中一個可能位于星系團的中心深處,就像我們附近的室女座星系團,另一個可能孤立得多;但是在第一個星系團附近會有孤立的星系,而在第二個星系的附近則不可避免地存在著星系團。所以每個區(qū)域都有相同比例的相同類型的星系,而且本地的溫度也是一樣的。

這就產(chǎn)生出一個被稱為“宇宙同謀”的問題。宇宙年齡目前最好的估計是137億年,不到180億年,所以光還沒有足夠的時間從一個星系傳到另一個星系。而根據(jù)相對論,光是宇宙中最快的東西。如果連光都沒有時間穿過兩個區(qū)域中間的空間,其他任何事情也不可能發(fā)生,沒有任何東西能夠從一個區(qū)域傳遞到另一個,所以兩個區(qū)域之間的任何差異都無法消除。但是,無論我們朝哪個方向看,宇宙似乎都一樣,有同樣類型的星系,幾乎按照一樣的模式分布,好像它們曾經(jīng)互相商量過一樣。這個事實變得令人不解,被稱作“宇宙同謀”。


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