宇宙的邊疆-
宇宙的邊疆
【背景資料】
一、作者簡(jiǎn)介
卡爾•薩根（carl sagan，1934—1996），美國(guó)人，曾任美國(guó)康奈爾大學(xué)行星研究中心主任，被稱為“大眾天文學(xué)家”和“公眾科學(xué)家”。他以對(duì)科學(xué)的熱忱和個(gè)人巨大的影響力，引導(dǎo)幾代年輕人走上探索科學(xué)之路。他對(duì)人類將無(wú)人航天器發(fā)送到太空起過(guò)重要的作用，在行星科學(xué)、生命的起源、外星智能的探索方面也有諸多成就。他主持過(guò)電視科學(xué)節(jié)目，出版了大量科普文章和書籍，其《伊甸園的飛龍》曾獲得普里策獎(jiǎng)，電視系列節(jié)目《宇宙》在全世界取得熱烈反響。主要作品還有《宇宙聯(lián)結(jié)》《宇宙》《布盧卡的腦》《被遺忘前輩的陰影》《暗淡藍(lán)點(diǎn)》《數(shù)以十億計(jì)的星球》等。
二、宇宙誕生之爭(zhēng)（蒂姆•雷德福）
當(dāng)今世界上兩位研究宇宙的大師在時(shí)間的開(kāi)始與延續(xù)問(wèn)題上相持不下。數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家們正在閱讀兩篇論文，這兩篇論文在為什么宇宙可能永遠(yuǎn)沒(méi)有終點(diǎn)的問(wèn)題上各執(zhí)一詞。
一方是坐在輪椅上的宇宙學(xué)家斯蒂芬•霍金（他可能是仍然在世的最著名的科學(xué)家）及其劍橋大學(xué)的同事尼爾•圖羅克，他們?cè)趯⒂伞段锢砜靾?bào)》發(fā)表的論文中提出的論點(diǎn)是最初萬(wàn)萬(wàn)萬(wàn)億分之一秒時(shí)間里發(fā)生的一切可能決定了宇宙永恒不滅的本質(zhì)。
另一方是俄羅斯物理學(xué)家安德烈•林德（他是膨脹理論的泰斗之一，試圖解釋在最初的一剎那時(shí)間里發(fā)生的事情），他在已發(fā)表的論文中說(shuō)，霍金和圖羅克理解錯(cuò)了，因?yàn)轭愃朴谖覀兯幍倪@個(gè)砰然一聲就誕生的宇宙時(shí)時(shí)刻刻都在出現(xiàn)，因此試圖找到時(shí)間的開(kāi)始或終止是毫無(wú)意義的。
這一爭(zhēng)論的實(shí)質(zhì)是個(gè)重大問(wèn)題。所有證據(jù)都表明我們的宇宙有一個(gè)開(kāi)始，而且這種開(kāi)始包括空間和時(shí)間這兩方面。我們的宇宙150億年來(lái)一直在膨脹。那么，存在著早于我們的宇宙誕生時(shí)刻“之前”的宇宙嗎？宇宙膨脹會(huì)終止嗎？
天文學(xué)家們一再提出的假設(shè)認(rèn)為，我們的宇宙密度還不足以使其自身的擴(kuò)張停下來(lái)。再過(guò)數(shù)十億年之后，所有星系都將會(huì)衰頹，但是尚有余燼的星系殘骸還將永恒飄蕩，彼此間的距離越來(lái)越遠(yuǎn)。霍金在其最新寫就的論文中檢驗(yàn)了愛(ài)因斯坦的某些思想，并利用純理論得出同樣的結(jié)論：我們宇宙的未來(lái)是由其誕生時(shí)的條件決定的。
天文學(xué)家馬丁•里斯教授最近說(shuō)：“他們聲稱以某種比其他關(guān)于這些問(wèn)題的設(shè)想更自然的方式建立了低密度宇宙理論的模型。這是一個(gè)變異理論，利用了霍金早些時(shí)候提出的某些思想。”他還說(shuō)，林德認(rèn)為霍金和圖羅克的理論模型沒(méi)有給出正確的宇宙密度。“他們的理論已受到天文學(xué)泰斗林德的抨擊”。
這兩種論點(diǎn)都以名為宇宙膨脹的瞬間為論據(jù)。在宇宙膨脹的瞬間，宇宙砰地一聲從無(wú)到有誕生了，并以比光速快得多的速度自我膨脹。這種膨脹是一種反引力。但是這種論點(diǎn)認(rèn)為，由于引力是負(fù)能量，所以這種反引力肯定代表正能量。愛(ài)因斯坦的理論認(rèn)為，物質(zhì)只不過(guò)是凍結(jié)的能量，因此，所有恒星及星系在這種膨脹瞬間都因?yàn)槠涔逃械哪芰慷霈F(xiàn)塌縮。
宇宙膨脹問(wèn)題已經(jīng)讓天文學(xué)家們著迷了17年之久。它會(huì)形成一個(gè)在擴(kuò)張和崩潰之間實(shí)現(xiàn)臨界平衡的宇宙嗎？或者會(huì)形成一個(gè)具有“負(fù)曲線”和無(wú)限未來(lái)的宇宙嗎？馬丁•里斯教授說(shuō)：“這正是林德以及霍金和圖羅克試圖要弄明白的問(wèn)題。他們都在想方設(shè)法得出不同的膨脹結(jié)果，使我們能夠推導(dǎo)出最終統(tǒng)一的但是擁有負(fù)曲線的宇宙。霍金一圖羅克論文中的新東西將證明，你也能夠更自然地做到這一點(diǎn)。”