宇宙的命運

吳向東

1916年愛因斯坦在廣義相對論中曾預言：人類所處的宇宙是不斷在膨脹的。盡管愛因斯坦對此充滿信心，但眾多的科學家對此卻漠然處之。

1929年一位名叫哈勃的美國天文學家第一次為宇宙膨脹模型提供了實驗依據。原來哈勃在研究河外星系的光譜時驚奇地發現，所有譜線都向長波位置發生了偏移，即所謂科學家們常談到的“紅移”，而按照多普勒的理論，只有當光源遠離觀察者時，“紅移”才可能發生。這難道不意味著整個河外星系在遠離我們而去嗎？哈勃為自己能將他所敬重的老師的預言從寂寞中解救出來而感到自豪。

時隔36年，美國另外兩個年輕科學家威爾遜、彭齊阿斯又從另一個角度為宇宙膨脹提供了佐證。彭、威兩個是宇宙大爆炸的信奉者，即他們認為宇宙起始于一個高溫高密度的“原始火球”的爆炸。倘若宇宙是膨脹的，則爆炸后宇宙空間隨著膨脹輻射溫度降低。不久，他們果然在天文觀測中發現了所預言的輻射波。兩位年輕人的努力使宇宙膨脹大爆炸理論獲得了極高的科學名譽，同時他們自己也榮獲了1978年諾貝爾獎。

然而善于思索的人類馬上又提出了尖銳的問題。假若宇宙是膨脹的，那么它這樣無限膨脹下去，宇宙最終不是一片寒冷和死寂嗎？的確，這既是棘手的科學問題，又很有點哲學問題的味道。哲學家們眾說紛紜，表現出前所未有的熱情和關切，都企圖將已有的事實納入自己的哲學范疇，但對于大多數自然科學家來說，他們認為自己的工作是進一步探索，而不是紙上談兵的歸納和抽象。宇宙最終膨脹的命運如何，將由宇宙斥力和物質密度決定的宇宙引力的大小決定。通過計算，科學家們發現宇宙現在的物質密度為10*千克／米*，這個數值決定的宇宙引力遠遠不能阻止今天宇宙的膨脹。但也有人認為10**千克／米*這個數值不準確，因為宇宙存在著許多人類尚未發現的密度極大的“暗物質”如“黑洞”等，因此他們認為宇宙最終膨脹到臨界值后又會在引力的作用下收縮，最終回到“原始火球”狀態。

總之，無論科學與哲學的最終結果如何，人類畢竟在經驗和理性上向認識宇宙王國邁出了劃時代的一步。