Physics 版 (精华区)
发信人: Rg (Gardenia), 信区: Physics
标 题: 宇宙的结构与未来(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年02月17日14:30:47 星期天), 站内信件
综述：关于宇宙结构和未来的最新发现
记者谢培 姜岩
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。
根据现代宇宙学中最有影响的大爆炸学说，我们的宇宙是大约１５０亿年前由一个
非常小的点爆炸产生的，目前宇宙仍在膨胀。这一学说得到大量天文观测的证实。
这一学说认为，宇宙诞生初期，温度非常高，随着宇宙的膨胀，温度开始降低，中
子、质子、电子产生了。此后，这些基本粒子就形成了各种元素，这些物质微粒相互吸
引、融合，形成越来越大的团块，这些团块又逐渐演化成星系、恒星、行星，在个别的
天体上还出现了生命现象，能够认识宇宙的人类最终诞生了。
关于宇宙的结构和未来，这一学说认为，如果宇宙总质量大于某一临界质量，那么
宇宙的结构是球形的，并且总有一天会在引力作用下收缩；如果宇宙总质量小于临界质
量，那么宇宙的结构是马鞍形的，宇宙内部的引力无法抵消宇宙膨胀的速度而使宇宙一
直膨胀下去；如果宇宙总质量恰好等于临界质量，那么宇宙的结构是平坦的，宇宙也将
像现在这样一直膨胀下去。
宇宙的结构实际上是时间和空间的结构，普通人很难想像。不过科学家提出一个衡
量宇宙结构的标准：如果两束平行光线越来越近，那么宇宙结构是球形的；如果两束平
行光线越来越远，那么宇宙结构是马鞍型的；如果两束平行光线永远平行下去，那么宇
宙结构则是平坦的。平坦宇宙的结构可以用欧几里德几何解释。
宇宙结构是平坦的这一结论是参加“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目
”的多国科学家得出的。这一项目的目的是研究宇宙背景辐射的详细情况。科学家在１
９９８年底将一些射电天文望远镜放置在氦气球顶部，随氦气球上升到距地面约４０公
里的高空，在那里对特定宇宙区域进行了１１天的观测，获得了迄今关于宇宙早期辐射
最详实的数据。
经过研究，科学家发现，在大尺度上，宇宙最初发出的光线并没有发生弯曲现象，
也就是说当初的两束平行光线一直保持平行状态，这说明宇宙结构是平坦的，也就是说
宇宙总质量恰好等于临界质量，宇宙将像现在这样一直膨胀下去。
早在１９６５年，科学家就已探测到宇宙空间中均匀分布着的宇宙背景辐射，其温
度为零下２７０摄氏度。大爆炸学说认为，这种辐射是宇宙大爆炸后的“余烬”。 从这
些“余烬”中，科学家可以推测大爆炸初期的情景。１９９１年，美国宇宙背景探测卫
星发现，宇宙背景辐射中存在着微小温度波动，如同在“余烬”中闪动着的微弱“火光
”，这表明那时宇宙内已存在密度非常小的物质云团。正是这些云团逐渐收缩形成了后
来的星系。“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目”是在该卫星发现的基础上
进行观测的。
此外，分别于１９９０年４月和１９９１年４月进入太空的“哈勃”天文望远镜和
伽马射线探测器以及其他一些观测仪器也对宇宙的结构和演化进行了观测，取得了大量
成果。这些成果较为一致地认为宇宙将一直膨胀下去。
人类对宇宙诞生和演化的观测研究刚刚起步，关于宇宙结构和未来的推测也仅仅是
初步结论。未来几年，科学家计划发射两颗卫星更精确地观测宇宙早期辐射的情况，此
外，科学家还将采取其他多种手段观测宇宙，宇宙诞生和结构之谜将被进一步揭开。（
新华社）
我们会否发现另一个宇宙
参考消息2000/5/27
[美国《时代》周刊4月10日一 期文章』题：我们是否会发现另一个 宇宙?(作者 迈
克尔·菜蒙尼克)
量子力学多宇宙体系
本世纪50年代初，年轻的物理学硕土研究生休· 埃弗里特在研究一些比量子力学本
身更为奇异的量子 力学的推论时，第—次提出了令人信服的多宇宙体系 可能存在的理
论。这个被所有严肃物理学家接受的理 论认为，人们永远无法确定无疑地对原子和亚原
予粒 子的运动进行预测，比如，你只能推断某个电子在千分 之一秒后大概会在哪里，
但是它也很可能会跑到别的 地方。
这一 重要的不确定性使我们掌握了亚原子世界的 一些基本特性，而这恰好是物理
学家们近几十年来— 直在苦苦思索的问题。例如，伟大的丹麦物理学家尼尔 斯·玻尔
认为：在你通过测量行为将某个粒子的位置确 定下来之前，这个粒子确实可以同时处于
几个位置。他 认为，测量行为本身迫使这个粒子选择其中的一个位 置，这个位置超越
了所有其他的位置。
但是埃弗里特却有另一种想法：他认为，在你将这 个电子的位置确定下来的同时，
世界会分裂成许多宇 宙。在每个宇宙中，这个电子都有一个不同的位置—— 而且所有
这些每一个都同样真实的世界会继续发展变 化并拥有其自己的未来。根据这个所谓的量
子力学的 多世界诠释，宇宙的多产性已经达到了难以置信的程 度，因为宇宙中的每一
个粒子在每一瞬间都会产生许 多新的宇宙——而在下一个瞬间，每一个新宇宙又会 再
次分裂。但是有许多物理学家认为，这是一个非常令 人信服的观点。如果这一理论是正
确的，正在平行发展 的宇宙的数量将远远超出我们的计算能力。
但是，这一理论完全是一种假设，因为我们目前还 想象不出任何可以使我们与这—
多宇宙体系中的任何 一个字宙进行接触的方式。因此，虽然我们每—个人都 可能会随
着我们体内粒子的分裂和再分裂而产生无数 的平行“自我”，但是我们了解其他“自我
”发展历史的 机会绝对为零——所以判断埃弗里特对量子力学所做 的这种解释是否正
确的机会也同样为零。
广义相对论多宇宙体系
第二种类型的多宇宙体系，看起来也像第一种多宇宙体系一样没有多少可以确定的
因素。这种类型的多宇宙体系的理论依据并不是量子力学，而是20世纪 物理学研究领域
的另外—项具有革命意义的成果——爱因斯坦的广义相对论。爱因斯坦认为，质量极大
或密度极高的物体可以使时空结构延长。如果我们能够找到密度接近无穷大的物质(比如
黑洞)，这种延长就可以变成一条裂缝。
这种时空裂缝被称为虫蚀洞，从理论上来说，人们也许可以将它作为—条捷径，通
过它到达宇宙中距离我们非常遥远的另—个地方。但是根据斯 俜 霍金在20世纪80年代
提出的观点，虫蚀洞也有可能使我们完全脱离我们生活的宇宙，从而创造出一个新生的
“小宇宙”，这个“小宇宙”诞生后会自行膨胀和发展，并形成自己独立的时空分支。
如果这一理论是正确的，那么现在我们应该以万亿为单位来计算这样的“小宇宙”
的数量，因为据认为我们生活的宇亩中存在数以万计的黑洞。而且这些“小宇宙”还只
是自然产生的一部分；原则上“小宇宙”也有可能通过人工方法制造出来。本世纪80年
代末，麻省理工学院物理学家艾伦·古思提出，人类也许可以在实验室中利用几磅重的
物质创造出一个“小宇宙”，方法是将这几磅重的物质压缩到与黑洞相当的密度。
在未来的100年时间里，我们是不会掌握这种技术的——甚至有可能在未来10亿年时
间里我们还是无法做到这—点。但是，—个足够先进的文明也许有能力掌握创造“小宇
宙”的复杂技术——甚至还有可能在科学博览会上出售制造“小宇宙”的成套工具。不
幸的是，容纳这样一个宇宙的新时空将由于黑洞瓶颈(它会破坏任何从其中穿过的东西)
的存在而同我们的宇宙永远割裂开来，因此这种新时空将像量子论的多世界诠释的那些
时空—样永远无法被人们发现。
“涡轮增压”多宇宙体系
但是除此之外还有另一种类型的多宇宙体系，而且这次人类有可能会发现它的存在
——尽管这种可能性受条件因素的影响很大。
自1965年以来，天文学家已经掌握了许多有力的证据证明宇宙始于创世大爆炸，自
那时起所有的东西一直都在向外扩张。但是在本世纪70年代和8O年代初，美俄两国的物
理学家(包括古思在内)认识到，在宇宙刚刚诞生的时候控制着宇宙的强大能量场也许对
宇宙的扩张产生过涡轮增压作用，这种作用迫使宇宙急速“爆裂”——或者称为“膨胀
”——其速度是光速的许多倍(光速上限 不能被在宇宙中运动的物体打破，但是宇宙本
身却不受这—普遍的速度极限的制约)。
到目前为止，我们谈论的还只是一个宇宙——尽管这个宇宙比我们目前所能看到的
一小块(跨度只有300亿光年)要大得多。但是后来，包括移居海外的俄 国人安德烈. 林
德在内的许多科学家意识到这种膨胀的可伸缩性比任何人以前想象的都要大，甚至在正
常宇宙中亚原子粒子大小的区域内也有可能纯粹由于偶然的原因而出现高强度能量场(强
度相当严宇宙形成初期的能量场)。
因此，我们的宇宙也许是在一个早就存在的宇宙中形成的不断膨胀的“泡泡”，我
们可以将这个早就存在的宇宙更好地称为元宇宙。同我们的宇宙一样，其他类似的“泡
泡”也可以很容易地形成。
但是如果膨胀产生的“泡泡”可以在—个早就存在的元宙宇中扩展开来，那么、它
也有可能突然从我们生活的宇宙中冒出来。我们的宇宙也许—直都在萌生新的宇宙，事
实上这些越吹越大的“泡泡”可以膨胀到不可思议的程度，而且它们可以沿着各自的前
进道路发展变化。这些新宇宙中的自然法则和物理现象也许同我们所熟悉的截然不同—
—举两个例子来说，也许这些宇宙中的引力非常强大以至于它们几乎立刻就发生了塌缩
，或者引力非常微弱以至于恒星永远无法形成。接下来、它们可能又会生出其地的宇宙
，因而自己也变成元宇宙，宇亩可以在这样的元宇宙中以一种无穷无尽的方式不断地萌
生出新的宇宙。
宇宙中有九成是看不见的暗物质
长久以来，人们一直对宇宙的起源抱有诸多疑问。宇宙大爆炸理论认为，宇宙诞生
之前，没有时间，没有空间，没有物质，也没有能量。约150亿年前，一个很小的点爆炸
了，逐渐膨胀，形成了空间和时间，宇宙随之诞生，并经过膨胀、冷却演化至今，星系
、地球、空气、水和生命便在这个不断膨胀的时空里逐渐形成。
最近的天文观测和暴胀宇宙论研究表明，宇宙的密度可能由约70%的暗能，5%的发光
和不发光物体，5%的热暗物质和20%的冷暗物质组成。也就是说，宇宙中竟有九成是看不
见的暗物质，其中被称做可能是宇宙早期遗留至今的一种看不见的弱相互作用的重粒子
--冷暗物质（DAMA）正是支持暴胀宇宙论的关键。
宇宙中的暗能、暗物质的观测虽已获得一些可能的证据，但终究尚未被发现，这就
是至今尚未解决的宇宙中的暗物质问题。另一方面，冷暗物质粒子的形成及运动规律是
现有粒子物理标准模型所不能解释的，于是科学家们又找到一种新的物理模型--超对称
粒子物理模型。
寻找暗物质世界高能物理研究的热点之一，寻找的途径包括在超大型加速器上的实
验，也包括在地下、地面和宇宙空间对宇宙线粒子的测量。中国科学院高能物理研究所
在寻找暗物质的研究方面一直活跃在国际前沿。1972年高能所云南高山宇宙线观测站曾
观测到一个长寿命的重粒子的候选事例。许多科学家认为若此事例能被证实，则可能是
暗物质的粒子。
由于经费等种种原因，目前中科院高能所参加了由意大利罗马大学牵头的意中DAMA
合作组的冷暗物质粒子研究。为了避免各种信号干扰，意大利国家格朗萨索实验室建在
一个高速公路穿过的山洞的岩石厚度有1000米。中意科学家研制的100公斤低本底碘化纳
晶体阵列安装在意大利格朗萨索国家地下实验室，经过8年的实验，已经探测到这种物质
粒子偶尔碰撞碘化纳晶体中的原子核时发出的微弱光线，已获得了这种信息的3个年调制
变化周期，并据此推算出这种粒子很重，它的质量至少是质子的50倍。实验的初步结果
提供了宇宙中可能存在一种重粒子，即冷暗物质粒子的初步证据。
该研究组于今年2月25日在美国加州举行的第四届宇宙暗物质源和探测国际研讨会上
公布了他们的初步探测结果。该论文8名作者中的4位中国作者都是中科院高能所的科学
家，他们在系统设计、实验方法、部分低噪声的电子插件研制和实验数据的统计分析等
方面为此项合作研究作出了重要的贡献。
科学家们认为，这种粒子的存在将非常有力地支持暴胀宇宙论和超对称粒子模型，
困扰天文学家70多年的谜团就能澄清，粒子物理、天体物理、宇宙学将会有突破性发展
。
美国南卡罗来那大学的物理学家弗兰克说，如果这一发展属实，无疑是具有诺贝尔
奖水平的。因而这一研究备受国际科学家关注。
实验上要确认冷暗物质的存在及特性，尚需进一步的观测数据和可靠证据，美国斯
坦福大学的科学家作了与DAMA类似的实验，尚未能证实DAMA的结果。目前，美国、法国
、日本等国的物理学家们正在积极地观测研究宇宙冷暗物质。一个实验结果最终能被公
认，必须要有不同实验的验证。而实验晶体的用量越大，获取结论所需的年限越短，这
受国家实验经费投入所限。
目前，中科院高能所、清华大学、中国原子能研究院等9个单位的30多名专家建议，
在国内修建低本底实验室开展验证实验，探测器采用250公斤的低放射性的氟化钙晶体，
约用5年时间以不同作用模式的实验来检验中意合作组的结果，同时从更高的统计水平上
，更精确地确定这种粒子质量。
摘自：光明日报 2000-07-10 14:32:38
天文学家发现大量宇宙暗物质
河南日报 ( 99/11/3,10:1 )
30多年来，天文学家一直试图找到被称为“暗物质”的天体。现在，天文学家认为
，他们已发现大量的、以几万亿颗小白矮星形式出现的暗物质。这些白矮星被认为是普
通恒星演化的晚期天体。
暗物质问题是天文学家几大未解之谜之一。加拿大不列颠哥伦比亚大学天文学家运
用哈勃望远镜发现白矮星的小组成员里彻说，如果这一发现被证实，则要重新思考星系
是如何形成和宇宙从大爆炸开始是如何演化的理论。
70年代初，当天文学家注意到，银河系外部的恒星绕银河系中心旋转时的速度比预
期的要快时，暗物质便成为一个研究的课题。对银河系质量的估计表明，银河系的某些
地方要有一个集中的引力，才能使外层恒星以高速度运行。当时科学家认为，一定有某
些物质没有被发现。
研究表明，几万亿颗比太阳质量小，但比木星质量大的天体，可能成为银河系暗物
质的主体。属于这一范围的天体包括白矮星、红矮星和褐矮星，而白矮星是最佳的待选
者。但由于发现不多，不能作出定论。当加拿大天文学家汉森对寿命为120亿年的白矮星
的温度进行重新计算时，
研究出现了重大突破。他发现白矮星表面的温度应比人们预测的高，且这些星体似乎是
暗蓝色，而不是人们认为的红色。借助于这一预测，里彻等人利用哈勃望远镜重新拍摄
所谓“哈勃深空间”，发现了两颗暗蓝色白矮星。与此同时，其他天文学家也拍摄到其
他的白矮星。通过外推方法，研究人员认为，银河系中大约有 5万亿颗白矮星已成为暗
物质的主体。
惊天奇闻：宇宙是平的！
一群科学家在最新一期英国《自然》（Nature）期刊中发表研究结果指出，整个宇
宙事实上是平坦且向外无限延伸的型态，并不像所谓部分宇宙学家所预测的「大崩坠」
（BigCrunch）学说一样，将会出现剧烈崩溃的情况。
据法新社自巴黎报导，上述结论是透过一种宇宙超音波，也就是分析微波能量细微
变化而得的结果。100到200亿年前发生「大爆炸」（BigBang）并产生宇宙之后，至今仍
能在太空中测得当时的微波能量。
研究人员指出，上述这种古老辐射的模式「为宇宙的欧几里德几何学提供有力的证
据」，也就是说，整个宇宙是平坦的。
这份资料来源是由罗马大学天体物理学者，在1998年12月到1999年元月所进行的「
回力镖」（BOOMERanG）研究中所推论而成。这项计画利用一颗装配无线电望远镜的固定
汽球，漂浮在南极上空将近40公里处进行侦测。
美国自然科学研究所（USSchoolofNaturalScience）研究员胡伟恩（WayneHu，音）
在期刊中一篇附带评论中指出，宇宙之所以是平坦的，是因为在波纹的直线路径中所出
现的偏倚，并不是由宇宙的曲度所造成的。
「研究结果支持宇宙为平面的这种说法，也意谓著宇宙的总质量和能量密度相当于
所谓的临界密度。」他说：「因为没有足够的物质能让宇宙在『大崩坠』中，一个完全
平面的宇宙会一直维持临界密度，并不断地向外扩张。」
最新研究表明宇 娉 扁平状并永远扩张
本报综合消息 宇宙是扁平的，并将永远扩张，而不是像某些宇宙哲学家预测的那样
，在一次“大危机”中发生灾难性塌陷。
上述结论，是从某种宇宙超声波中得出的。所谓宇宙超声波，是对100亿至200亿年
前宇宙在一声“大爆炸”中诞生后，仍然回荡于太空的微波能量的各种微小变体的分析
。
上述数据，是罗马大学天文学家在过去两年的研究中获得的。他们收集数据的方式
是让一个装有无线望远镜的拴绳气球，飘到南极近40公里的上空。
他们在今天出版的英国科学杂志《自然》中说，这种古老辐射的图案，“为一个欧
几里得几何的宇宙提供了证据”。换句话说，宇宙是扁平的。这是因为微波的直线途径
中的偏斜，不会是由宇宙的曲线造成的。
美国自然科学院的胡威尼对此发表评论，他说：“一个完美的扁平宇宙，将维持在
临界密度的状态中，并继续永远扩张，因为没有足够的物质使他在一次大危机中再次塌
陷。”
杨子晚报 2000/4/27
不测不知道宇宙“年轻”了
据新华社伦敦9月25日电美国科学家称，他们最近找到了新证据，显示宇宙膨胀速度
可能比人们预计的要快，宇宙可能比原先人们认为的要年轻。
目前科学家普遍接受的估计认为，宇宙年龄可能为150亿岁。但若根据美国科学家的研
究结果，这一估测可能要下调至120亿至130亿岁。该小组研究发现，所谓的造父变星测
量技术可能有不准确之处，从而导致对宇宙年龄的估计比实际偏大。造父变星是一种明
亮的脉冲星，它的亮度与其脉动速率密切相关。因此在地球上，根据造父变星的亮度就
可测算它与地球间的距离。
美国科学家借助哈勃太空望远镜，对代号为“NGC4258”的银河外星系中的造父变星进
行了观测，并利用传统造父变星技术，测算出该星系与地球间的距离。此前已有科学家
利用新型几何测量方法，测算出“NGC4258”星系与地球间距离，该项测算被认为是迄今
对银河系外天体进行的最精确和最可靠的测量。
造父变星测量法得出的数值比几何测量法的结果明显要大，两者之间差别达到12％
左右。此前利用造父变星得出的很多测量结果，可能都过高估计了天体之间的距离。新
结果意味着宇宙的实际膨胀速度可能比原先认为的要快，其年龄也可能比原先所估计的
更小。（文章版权及来源：河南日报）
科学家发现超远天体
宇宙诞生理论面临挑战
据新华社电 多国科学家最近利用美国哈勃太空望远镜拍摄到一个距地球260亿光
年的天体，比此前已知最远天体要远近1倍。目前，天文学界尚未能确定这一天体的性质
。专家指出，这一发现对现有解释宇宙的理论提出了挑战。
参加“斯隆数字天空探索”计划的研究人员是根据红移规律推定这一天体距离的
。红移是指从地球观测到的天体电磁波谱线向红端，即向波长较长一端的推移现象。它
由天体退行速度产生，天体越远，红移量越大。此前，天文学界观测到天体的最高红移
值为6．68，相当于距地球约140亿光年。此次哈勃太空望远镜拍摄到的这一天体的红移
值高达12．5，由此推算这一天体距地球的距离应为260亿光年。
据悉，此次发现使天文学家感到非常意外。根据目前公认的解释宇宙诞生的大爆
炸理论，宇宙是约140亿年前由一个小点爆炸而形成的，目前宇宙仍在膨胀。此前发现的
最远天体距地球约140亿光年，说明宇宙的年龄至少为140亿年。此次发现的最远天体距
离达260亿光年，说明这一天体发出的光经过260亿年的旅行才到达地球，也就是说宇宙
的年龄可能比原先认为的要大得多。
杨子晚报2000.4.17
宇宙：１４０亿岁了
文章来源: 新华社(8/10 17:17)
据英国天文学家计算，宇宙大约有１４ ０亿年的历史。这些天文学家试图通过这些
计算来解决宇宙学中一个争论最激烈的问题。
国际天文学联合会说，剑桥大学的天文学家通过比较美国和以色列科学家采用５种
不同方法所获得的数据，得出了这一结果。
该组织说，这些方法中有４种得出了一致的结论，即认为宇宙已有１４０亿年历史
，前后误差不超过两亿年。
联合会发言人杰奎琳·米顿说，这项研究成果将于１１日提交在英格兰曼彻斯特召
开的国际天文学联合会大会。
宇宙将如何终结？
[美国《时代》周刊4月lO日一期文章]题：宇宙将会如何终结?(是“砰’的一声大爆
炸还是在呜咽声中逐渐消亡?)(作者蒂莫西·费里斯)
原文提要 科学家利用天文望远镜获得的最新观测结果表明，宇宙最终不会变成一团
苋寄拥牧一穑腔嶂鸾ニケ涑捎篮愕摹⒈涞暮诎怠?
将宇宙作为一个整体进行研究的宇宙哲学，对于我们这些生活在地球上的凡夫俗子
来说，还是一门崭新的科学，而在这门博大精深的科学中，我们对宇宙的最终命运之谜
了解得最少。但是人类至少已经发现了几条可以揭示宇宙命运的线索，其中一些线索可
以给我们带来希望，而另一些线索却只能使人觉得沮丧。
两条线索
好消息是我们暂时还不会被宇宙“驱逐出境”。宇宙很可能至少可以将目前这种适
于生命存在的状态再维持l000亿年。这相当于地球历史的2O培，或者相当于智人(现代人
的学名)历史的5O0万倍。如果人类在公元1000亿年的新年前夜到来之前就已经消亡，无
法施放焰火庆祝新年的到来，那绝对不会是宇宙本身的错。
坏消息是没有什么东西是可以永远存在的。宇宙也许不会消失，但是随着时间推移
，它可能会让入觉得越来越“不舒服”，并且最终变得不再适于生命存在。计算这种情
况何时会出现以及将会怎样出现确实是一门令人心情抑郁的科学，但是我们也不得不承
认这项研究本身也有一种冷酷的魅力。从天文学家埃德温·哈勃1929年发现宇宙正在膨
胀以来，经典的“创世大爆炸”理论经过了几十年的不断修改。根据这一理论，宇宙的
最终命运将取决于两种相反力量之间的“拔河比赛”的结果。一种力量是宇宙的膨胀，
在过去10O多亿年的时间里，宇宙的扩张一直在使星系之间的距离拉大。另一种力量是这
些星系和宇宙中所有其他物质之间的万有引力：它就像制动器一样使宇宙扩张的速度逐
渐放慢。
这个问题非常简单，如万有引力足以使扩张最终停止，那么宇宙就注定会发生坍缩
，最终变成一个大火球——同创业大爆炸相当，但过程正好相反的“大崩坠”。如果万
有引力不足以阻止宇宙的待续膨胀，那么它最终将变成一个令人感到“不快”的黑暗和
寒冷的世界。恒星是通过使轻原子核(主要是氢和氦)发生聚变反应形成较重的原子核来
产生能量的。当恒星内部储存的氢和氦消耗殆尽的时候，衰老的恒星上燃烧的火焰会因
为没有新的原子来替代已经消耗掉的原子而熄灭，同时宇宙也会逐渐衰变成一个漆黑一
团的空间。
一个结局
任何一种结局看起来好像都在预示生命的消亡。如果宇宙的最终命运是熊熊烈火，
“大崩坠”就会熔化一切，甚至亚原子粒子也难逃厄运。另一方面，如果宇宙以无边的
寒冷和黑暗而告终的话，宇宙中的生命形式就有可能存在很长一段时间——例如，智慧
生命可以通过从洞中提取引力能来获得能源从而维持自己的生存。但是，在所有的物体
都已经衰减到差不多相同温度(略高于绝对零度)的情况下设法维持生存，就像是要利用
—潭死水来推动水磨一样困难。
不过我们的最终命运目前还无法确定，部分原因是我们还不能判断扩张和有行引力
这两者谁会取得最后的胜利。大多数天文学观测的结果支持前者，但是目前仍然存在着
许多不确定的因素。其中之一是令人大伤脑筋的“暗物质”问题。对星系运动方式的研
究表明，星系中蕴藏着大量的非星系内部引力，这说明我们能够看到的恒星和星云仅占
宇宙物质总量的1％至10％。其余的物质是不可见的；这些物质并不发光。目前还没有人
知道这些暗物质到底是什么。—钟可能性是它是由弱相互作用大质量粒子(wIMp)构成的
。在我们能够确定暗物质的成分并用数学方法对其进行计算之前，以我们目前能够看到
的一切为基础对宇宙的未来进行预测是绝对靠不住的，这就像是首先在乡村俱乐部对几
个打高尔夫球的人进行民意测验，然后根据测验结果来预测全国大选的结果一样缺乏可
信性。
同时，讽刺文学作家和宿命论者对于这种“火或冰”的结局也感到了一种带有苦涩
意昧的满足，这充分反映出人类，思维意识的精髓：没有人可以活着脱离中活的苦海。
而这正是使我对这一宇宙的最终命运产生怀疑的原因。我们在开科学方法研究宇宙哲学
的过程中总结出来的重要经验是：宇宙的发展变化常常并不符合我们长期以来已经确立
的思维方式——要理解宇宙，我们需要新的思维方式。爱因斯坦的弯曲空间、海森伯格
的不确定原理等诞生于20世纪的概念使我们的思维方式发生了重大改变，同时人们也认
识到每时每刻都有数以万亿计的亚原子粒子在我们的身体里快速运动但却并未造成任何
损害，这些都是现代宇宙哲学不可或缺的组成部分，所以我认为我们有理由假设在即将
到来的新世纪里；人们将敞开大门接受一些更加奇异的概念。因此，我们或许有可能从
尚未开启的大门下面瞥见门后发出的几道光线，而在这儿道光线的帮助下我们也许就可
以对宇宙的未来作出更加准确的预测了
不确定因素
与宇宙最终命运有关的一个不确定因素涉及膨胀理论，根据这一理论，宇宙始于—
个像气泡一样的虚无空间，这个空间最初的膨胀速度要比光速快得多，宇宙学家之所以
相当重视膨胀理论是因为这一理论解决了一些创世大爆炸理论的早期版本所无法解决的
问题，此外，膨胀理论对于研究宇宙 的最终命运也有—些启示作用。其中包括：最初推
动宇宙高速膨胀的力量(有时根据它在爱因斯坦的广义相对论方程式中的代号用希腊字母
入表示)在宇宙像“打嗝”一样 膨胀结束之后也许并没有完全消退。它可能还存在于宇
宙中，伏在虚无的空间，不断推动宇宙 持续扩张，就像胡座员在幕间休息结束后斯文有
礼地引导观众回到剧场一样。对遥远的星系中正在爆发的恒星所做的观察表明，这种正
在发挥作用的膨胀推动力有可能确实存在。如果真是这样的话，决定宇宙未来命运的拔
河比赛”就不仅涉及宇宙的扩张和万有引力的制动作用，而且还与微妙的徘徊不去的膨
账推动力所产生的可以使宇宙无限扩张下去的涡轮增压作用有关。
但是，最能引起人们兴趣的未知数也许是智慧生命本身在宇宙中扮演着什么样的角
色。正如物理学家弗田曼·戴森所说：“如果不将生命和智慧的作用考虑在内，对遥远
的未来进行详细的预测是不可能的。”好坏姑且不论，地球相当大的一部分确实已经被
—种有能力为了自己的利益而操纵其生存环境的智能物种改变了。
与之相似，存在于遥远未来的先进文明也许有能力熔化许多恒星甚至整个星系，从
而生起一堆巨人的“营火”，或者使宇宙的长期发展朝着对这—文明有利的方向前进。
在宇宙逐渐衰亡的没落时期，生活也许会变得非常枯燥乏味，但是这种生活可能会持续
很长的时间。试想一下我们能够看到的宇宙在未来1万亿年时间里可以动用多少天然智能
和人工智能资源吧。你认为那种高度发展的智慧和以19世纪的热力学知识为基础、认为
人类注定会灭亡的观，点究竟谁会取得胜利呢?
所以．让我们拭目以待，正如爱因斯坦在写给一个对世界的命运感到担忧的孩子的
信中所说：“至于谈到世界末日的问题，我的意见是：等着瞧吧!”
--
朋友，你有二三十岁了吧，这些年你一定碰到过你的梦中情人，
你很想得到她，可是你不敢;
我有一位朋友，他经验实足，只是最近在忙于追一个女孩子，
但只要你肯向他讨教，
他一定可以帮你解决这个问题....
※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.229.179]
Powered by KBS BBS 2.0 (http://dev.kcn.cn)
页面执行时间：207.325毫秒