○王貞虎
中年發(fā)福,不外乎是運(yùn)動(dòng)太少,飲食太好。隨著年紀(jì)的增長,身體的新陳代謝變慢,只進(jìn)不出,變胖是免不了的。宇宙的發(fā)福就不一樣,宇宙的總能量是不變的,沒有額外的能量注入宇宙內(nèi),但宇宙仍舊不斷地膨脹。宇宙膨脹算是很新的觀念,即便是愛因斯坦也曾認(rèn)為宇宙是靜態(tài)的,直到天文學(xué)家哈勃觀測(cè)證據(jù)的出現(xiàn),證實(shí)了宇宙是膨脹的,成了“宇宙大霹靂學(xué)說”的重要證據(jù)之一。
該如何想象一個(gè)膨脹的宇宙?首先我們看看哈勃有怎樣的證據(jù)顯示宇宙正在膨脹。之前我們提到哈勃測(cè)量出仙女座星系距離地球的距離,得知星系是在銀河的外頭。除了可以測(cè)量距離外,天文學(xué)家還有辦法知道星系沿著我們視線方向的運(yùn)動(dòng)速度,這得靠19世紀(jì)奧地利數(shù)學(xué)家多普勒的發(fā)現(xiàn)。多普勒發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生聲波的來源如果和收聽者有相對(duì)運(yùn)動(dòng),則聲波的頻率會(huì)隨著相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度大小而改變,現(xiàn)稱之為“多普勒效應(yīng)”。
光也有多普勒效應(yīng)。在可見光范圍內(nèi),藍(lán)光屬于短波(高頻率)的光,紅光則是長波(低頻率)的光,如果發(fā)光源朝向我們運(yùn)動(dòng),我們看到的光會(huì)趨向藍(lán)光(短波、高頻率),而遠(yuǎn)離我們,就趨向紅光(長波、低頻率)。趨向藍(lán)光,我們稱之為“藍(lán)移”,反之則稱為“紅移”。我們?cè)谌粘I钪胁蝗菀卓吹竭@種現(xiàn)象,因?yàn)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng)的速度太小,但星系的運(yùn)動(dòng)速度很快,這種紅移和藍(lán)移的現(xiàn)象就很明顯。哈勃利用星光的多普勒效應(yīng)計(jì)算出星系的視向速度,將星系的距離和視向速度畫在圖表上,他發(fā)現(xiàn)一個(gè)驚人的規(guī)律,大多數(shù)的星系都是遠(yuǎn)離我們的,并且離我們愈遠(yuǎn)的星系,遠(yuǎn)離我們的速度愈大,這就是所謂的“哈勃定律”。
哈勃定律代表了宇宙的某種特性——一個(gè)爆炸性的宇宙,現(xiàn)在的問題是宇宙如何“爆炸”。想象宇宙是從某一點(diǎn)開始,像爆竹般爆炸,爆竹碎片四散紛飛,站在爆炸點(diǎn)的位置,檢查飛出去的碎片的距離和飛離速度,離爆炸點(diǎn)愈遠(yuǎn)的碎片,由于速度較大,所以跑得比較遠(yuǎn),這和哈勃定律的特征相同。那這是否意味著我們的地球在宇宙中心?根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),我們不該再幻想地球處在宇宙的中心,一定有其他的方式解釋哈勃定律。
讓我們換個(gè)角度想象我們的宇宙。如果宇宙像個(gè)包子,一開始師傅捏好的包子比較小,當(dāng)放入蒸籠加熱后,包子膨脹起來。如果師傅在包子上畫了五個(gè)綠點(diǎn),膨脹后的包子上的五個(gè)綠點(diǎn)之間的距離也被拉長。假如站在其中一點(diǎn)上,觀察其他各點(diǎn),應(yīng)該也都滿足哈勃定律的特性——離得愈遠(yuǎn),遠(yuǎn)離速度愈大。因此,地球沒有必要處在宇宙的中心。
“這次閉關(guān)靜坐的時(shí)候,我一度進(jìn)入了一種很深的寂靜,我的周圍只有光,時(shí)間、空間都不存在了,我似乎觸到了師父從未指點(diǎn)過的境地。”電影《臥虎藏龍》中李慕白緩緩地說道。宇宙的開端的確如此,現(xiàn)今理論認(rèn)為時(shí)間和空間在大霹靂之后才開始產(chǎn)生,我們很難描述空間的全部之外還會(huì)有什么,也不知道沒有時(shí)間之前發(fā)生了什么,天文學(xué)家從觀測(cè)結(jié)果和理論知道宇宙是從一點(diǎn)開始產(chǎn)生,并不斷地膨脹,天文學(xué)家努力的結(jié)果似乎應(yīng)了俞秀蓮所說:“你得道了!”