張燕平

宇宙是人類(lèi)想象的永恒主題，有關(guān)宇宙的神話傳說(shuō)奇妙變幻、瑰麗多彩，這些往往被歸結(jié)于人們的豐富聯(lián)想。其實(shí)，宇宙比我們的想象更加神奇，更加不可思議。

微塵中的世界

佛教傳說(shuō)中，釋迦牟尼曾經(jīng)施展神通，在一粒微塵中創(chuàng)造了一個(gè)世界。然而，比起這樣的神通，我們所處的宇宙也并不遜色。我們的宇宙存在于虛無(wú)之中，在它之外沒(méi)有空間和時(shí)間，宇宙的邊緣僅僅是人們的想象，實(shí)際是不存在的。如果以我們所處的位置為中心，把離我們最遠(yuǎn)的位置當(dāng)做宇宙的邊緣，這個(gè)邊緣是重合在一起的，是一個(gè)點(diǎn)，因?yàn)樵谒^的邊緣之外是沒(méi)有空間的，邊緣上任何兩點(diǎn)間的距離都是零。從這點(diǎn)上理解，我們的宇宙被封閉在一個(gè)點(diǎn)里，這個(gè)點(diǎn)只是一個(gè)概念，它沒(méi)有大小，沒(méi)有實(shí)體的存在；但這個(gè)點(diǎn)里別有洞天，存在著一個(gè)宇宙。

當(dāng)你看到陽(yáng)光中浮動(dòng)的一粒微塵，或許里面也隱藏著一個(gè)宇宙呢！也有氣勢(shì)磅礴的創(chuàng)世，一樣或不一樣的風(fēng)花雪月，以及無(wú)數(shù)人的悲歡離合；同樣必不可少的，還應(yīng)該有一些人——像我們現(xiàn)在一樣——正在對(duì)自己所存身的宇宙展開(kāi)想象和思索。

“環(huán)繞”宇宙，回到起點(diǎn)？

我們知道環(huán)繞地球航行的故事，這個(gè)壯舉證明了地球是圓的。如果我們?cè)谟钪嬷邢蛑粋€(gè)方向沿直線飛行，重復(fù)這個(gè)壯舉，最終會(huì)怎樣？是又回到起點(diǎn)，還是從此杳無(wú)音訊，不知所終？茫茫的宇宙，漫長(zhǎng)的時(shí)間，大概后一種結(jié)果更容易被接受。但是，我們要探討這個(gè)問(wèn)題，需要假設(shè)一個(gè)理想的狀態(tài)，比如，不考慮時(shí)間的因素等，這樣會(huì)使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單。

在地球儀上，離北極點(diǎn)最遠(yuǎn)的一定是南極點(diǎn)，在球面上任何一點(diǎn)都能找到與之相對(duì)應(yīng)的距離最遠(yuǎn)的一個(gè)點(diǎn)。在宇宙中也是如此。假定地球是在宇宙的中心，我們測(cè)量周?chē)臻g，找出距離地球最遠(yuǎn)的地方，當(dāng)做宇宙的邊緣，宇宙邊緣之外是沒(méi)有空間的，這個(gè)距離地球最遠(yuǎn)的邊緣其實(shí)就是重合在一起的一個(gè)點(diǎn)。我們從地球出發(fā)，沿直線向一個(gè)方向移動(dòng)，就一定能到達(dá)距離最遠(yuǎn)的那個(gè)點(diǎn)，就像是從北極出發(fā)，沿著地球表面無(wú)論哪條經(jīng)線，一直向前，肯定會(huì)到達(dá)南極一樣。從地球出發(fā)直線前進(jìn)，不管朝向哪個(gè)方向，肯定會(huì)到達(dá)同一個(gè)點(diǎn)，就像光線匯聚在焦點(diǎn)一樣。我們可以把宇宙中與地球位置相對(duì)的那個(gè)最遠(yuǎn)的點(diǎn)稱(chēng)為“焦點(diǎn)”，宇宙中各個(gè)不同的位置都有其相應(yīng)的焦點(diǎn)。

到達(dá)地球的焦點(diǎn)之后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在距離我們最遠(yuǎn)的點(diǎn)是地球，地球是我們現(xiàn)在所處位置的焦點(diǎn)，我們向任何方向前進(jìn)，都會(huì)到達(dá)地球。

如果沿著來(lái)的方向繼續(xù)前進(jìn)，我們到達(dá)地球的路線和我們離開(kāi)地球出發(fā)的路線會(huì)在一條直線上。也就是說(shuō)，我們?cè)谟钪嬷醒刂粭l直線前進(jìn)，最后到達(dá)了原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)，完成了環(huán)繞宇宙的壯舉，從而證明宇宙是圓的。

看見(jiàn)自己的背影？

記得以前看過(guò)一幅畫(huà)，一個(gè)人手拿單筒望遠(yuǎn)鏡，把綴滿(mǎn)星辰的天空像帷幕一樣揭起一角，伸出頭向外看。宇宙太大了，觀察起來(lái)實(shí)在不方便。我們假設(shè)宇宙是靜止的，光線不會(huì)被遮擋或吸收，不考慮時(shí)間的因素，或者干脆讓宇宙變得只有電影院那么大，我們站在中央會(huì)看見(jiàn)什么？

均勻的背景——焦點(diǎn)。我們會(huì)看到，自己在一個(gè)被均勻背景包裹成的球里面。我們向前后左右上下看，到處都能看到這個(gè)背景，這個(gè)背景其實(shí)只是一個(gè)點(diǎn)，是與我們位置相對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)。不論向哪個(gè)方向看，我們的目光肯定要經(jīng)過(guò)這個(gè)點(diǎn)。確切地說(shuō)，是焦點(diǎn)位置所發(fā)出的光，在我們所處的位置匯聚。也就是說(shuō)，我們?cè)谥車(chē)匆?jiàn)的其實(shí)都只是這一個(gè)點(diǎn)。

地球在宇宙中也是如此。與地球相對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)發(fā)出的電磁波在各個(gè)方向上把地球包裹起來(lái)，從地球上看，這個(gè)點(diǎn)就是整個(gè)宇宙的背景。

我們看到的這個(gè)背景有兩個(gè)特點(diǎn)：一是均勻，因?yàn)楦鱾€(gè)方向上看到的都是同一個(gè)點(diǎn)（這個(gè)點(diǎn)對(duì)于地球來(lái)說(shuō)比較大，但在宇宙中只能算是個(gè)點(diǎn)），沒(méi)有區(qū)別；二是宇宙中所有的物質(zhì)都存在于背景所構(gòu)成的界限之內(nèi)。這個(gè)背景對(duì)我們來(lái)說(shuō)，就相當(dāng)于宇宙的邊緣，因?yàn)檫@個(gè)宇宙的所有內(nèi)容，都在這個(gè)焦點(diǎn)包裹的范圍內(nèi)了。

看到了影子。如果我們發(fā)現(xiàn)了比背景更遠(yuǎn)的物體，我們?cè)谙喾吹姆较蛏?，一定能在背景之?nèi)找到它，前者只是后者的倒影。因?yàn)榍罢呃@過(guò)了更遠(yuǎn)的距離，所以比后者看起來(lái)更古老，二者時(shí)間的差距是光通過(guò)物體與背景之間2倍距離的時(shí)間。也就是說(shuō)，假設(shè)在距離地球相對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)1光年處有顆超新星爆發(fā)，2年之后，我們應(yīng)該能夠從天空中相反的位置再次看到它的爆發(fā)。

胸懷宇宙。在比背景更遠(yuǎn)的地方，我們能夠看到的是應(yīng)該存在于我們背后的物體遠(yuǎn)離我們的一面，但它的影像上下相反，左右也相反。

再向前看，我們就能看到自己的背影，這個(gè)背影的上下、左右也是相反的。同樣的道理，向上看，會(huì)看到自己的腳底；向下看，會(huì)看到自己的頭頂。我們站在宇宙的中心向周?chē)舷峦?，?huì)看到自己的巨大倒影將宇宙包裹在內(nèi)。很有趣吧，而實(shí)際上，我們不可能看到這樣有趣的現(xiàn)象。

我們?cè)谛稳菽橙诵男貙拸V時(shí)，經(jīng)常說(shuō)的一句話是“宰相肚里能撐船”，而在理論上我們的肚里能盛下宇宙！這個(gè)境界更高，所以愛(ài)好天文的人往往少有煩惱。

我們永遠(yuǎn)是宇宙的中心

也許有人會(huì)問(wèn)，如果我們站在宇宙的邊緣會(huì)看見(jiàn)什么？回答是：我們只能站在宇宙的中心，不管我們移動(dòng)到什么位置，從我們所在的位置看，我們永遠(yuǎn)是宇宙的中心。因?yàn)楫?dāng)我們移動(dòng)時(shí)，宇宙中與我們位置相對(duì)應(yīng)的那個(gè)焦點(diǎn)也在相應(yīng)移動(dòng)，它所構(gòu)成的宇宙的界限和背景也在移動(dòng)，我們永遠(yuǎn)處于背景所包裹范圍的正中央。

模擬宇宙旅行

讓我們來(lái)模擬一次宇宙旅行。假設(shè)我們從地球出發(fā)，沿一條直線前進(jìn)，在后方設(shè)置一個(gè)巨大的、尖端向上的圓錐體路標(biāo)，它能發(fā)出綠色的光。在飛行過(guò)程中，這個(gè)路標(biāo)距離我們?cè)絹?lái)越遠(yuǎn)，然后，我們會(huì)在更遙遠(yuǎn)的前方看見(jiàn)一個(gè)尖端向下的綠色路標(biāo)，它是后方路標(biāo)的倒影。我們繼續(xù)向前飛，當(dāng)飛到兩個(gè)路標(biāo)中間的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)路標(biāo)的綠光充滿(mǎn)了整個(gè)宇宙，整個(gè)宇宙的背景都是路標(biāo)發(fā)出的綠光。這是因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在的位置正是路標(biāo)在宇宙中所對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)，路標(biāo)發(fā)出的光經(jīng)過(guò)了整個(gè)宇宙，全都匯聚在這個(gè)點(diǎn)。

繼續(xù)向前，我們飛出了路標(biāo)焦點(diǎn)的范圍，周?chē)木G光消失了，前方綠光的來(lái)源是那個(gè)路標(biāo)，但是，它變成了尖端向上的，我們后方的路標(biāo)變成了尖端向下的倒影。繼續(xù)向前飛，我們會(huì)經(jīng)過(guò)路標(biāo)，又回到了地球。飛船的前方，就是我們當(dāng)初出發(fā)的方向。

宇宙旅行需要好運(yùn)氣

許多人都?jí)粝胱鲆淮斡钪媛眯?，其?shí)我們一直在搭乘地球做“集體宇宙旅行”。地球這艘“飛船”的生活設(shè)施很完備的，對(duì)宇航員也沒(méi)什么特別要求，所，以這樣的旅途是很輕松的。但是，對(duì)于一次完美的宇宙旅行來(lái)說(shuō)，好運(yùn)氣是必不可少的。比如，上一代宇航員恐龍運(yùn)氣不夠好，飛船外飄來(lái)的一塊石頭造成了一次不幸的事故。

希望我們的“飛船”運(yùn)氣足夠好，不會(huì)運(yùn)行到某一顆恒星的焦點(diǎn)位置，否則天空會(huì)被刺眼的陽(yáng)光永久占據(jù)，直到我們駛出這個(gè)區(qū)域——也許傳說(shuō)中的后羿遇到的就是這樣的麻煩。