宇宙是如此神秘。我们真的理解它吗?根据上个世纪的天体物理学家的说法,宇宙的诞生始于大爆炸。经过哈勃、伽莫夫等物理学家的发展,这一假说在世界范围内得到了广泛的认可,并逐渐演变为宇宙起源假说。
探索宇宙是人类的终身任务。那么宇宙有多大?还有什么?我们对宇宙的观察是什么?粒子视界之下的宇宙是什么样子的?已知的宇宙直径为920亿光年,但与宇宙之外广阔的空间相比,它真的只有原子那么小吗?宇宙有多大?宇宙有多大?这个问题既简单又复杂,简单是因为只有一个数字可以回答,复杂是因为对人类来说没有真实而准确的数字。
根据光在宇宙中传播的时间和速度,科学家计算出可观测宇宙的半径和直径分别为460亿和920亿光年。这个数字已经十分之庞大了,但它在人类认知的范围内,但宇宙有那么大吗?不同的科学家对这个问题有不同的看法,但如果你从大约138亿年前发生的宇宙大爆炸的角度来看,物质在向不同的方向膨胀和运动。
当物质运动时,它会与周围的物质发生反应,形成不同的天体,形成不同的星系,最终形成整个宇宙。如今,哈勃望远镜可以观测到距离地球130亿光年的地方,但这还不是宇宙的边缘。与发现号航天飞机一起发射的哈勃太空望远镜爆炸后的138亿年里,宇宙仍在膨胀,星系的位置也在变化。
所以我们今天看到的星系可能并不长然后你就看不到了,星系不会消失在太空中,它们会消失在我们的视野中。现在我们知道宇宙正在膨胀,研究人员可以根据膨胀的速度来估计它的大小吗?这个问题很难回答。根据“光时间”,科学家计算出可观测宇宙的半径约为460亿光年。但如果有可观察的部分,就有不可观察的部分,而这部分超出了当前技术的范围。
最新理论
据英国《自然》杂志网站2013年7月16日报道,近百年来,标准宇宙学理论认为:宇宙源于一次大爆炸而且正在不断膨胀,这似乎已成了一个根深蒂固、颠扑不破的"真理",他认为,宇宙根本不是在膨胀,粒子质量的不断增加或可解释为一些距离地球遥远的星系似乎离地球越来越远。
德国海德堡大学的理论物理学家克里斯托弗·维特里克在arXiv上撰文指出,他已经构建出了一种完全不同的宇宙学框架,在这套框架内,宇宙并非在膨胀,而且,万事万物的质量一直在增加。这一理论或许有助于科学家们理解一些有争议的问题--比如宇宙大爆炸中出现的"奇点"等。
天文学家们通过分析物体的原子释放或吸收的光来测量物体是在远离还是接近地球,这些光会以独特的颜色或频率出现。当物体远离地球时,这些频率会移向光谱上的红色(低频)。上世纪20年代,包括埃德温·哈勃在内的很多科学家发现,大多数星系都展现出了这样一种红移,而且,星系距离地球越远,红移越大,据此,他们认为宇宙一定在不断膨胀。
正如维特里克所说的那样,原子释放出的这种独特的光也被组成原子的基本粒子尤其是电子的质量所控制。如果某一原子的质量增加,那么,其释放出的光子的能量也会变得更高。因为能量越高,频率越大,因此,释放和吸收频率将前移到光谱中蓝色的部分。相反,如果粒子变得越来越轻,频率将变成红移。
因为光速是有限的,当我们看着遥远的星系时,在时间上,我们是在朝后看。如果所有的质量一直在增加,那么。因此,红移将使星系似乎离人们越来越远,即使它们并非如此。
维特里克认为,在名为暴胀的短期之内,宇宙仍然在快速膨胀,在暴胀之前,宇宙大爆炸不再包含有一个宇宙密度无限大的"奇点"时刻。
这一想法听起来似乎合情合理,但它也有一个大问题:它无法被检验。地球上万事万物的质量最终都是相对于国际千克容器这一千克标准得出的数值。如果包括国际千克容器在内的万事万物的质量一直在随着时间的流逝而增加,那么,我们就找不到检验办法了。
而对维特里克来说,缺乏实验测试并非大事,新模型的主要优势在于摒弃了困扰物理学界的宇宙大爆炸奇点。
尽管该文还没有经过同行评议,但有些《自然》杂志的评审专家认为,这一想法值得深究。英国圣安德鲁斯大学的天文学家赵洪生(音译)表示:"我认为探究另一种解释是一件趣事。维特里克的解释似乎很严谨,值得推敲。"
也有科学家表示,最新解释或许可以帮助天文学家们避免落入单一思维的窠臼。英国爱丁堡大学的宇宙学家阿琼·贝雷拉表示:"现在,天文学家们在追寻一个以暴胀和大爆炸为中心的标准模型。在一切盖棺论定前,看看是否还存在另外一种解释至关重要。"