第9章 膨胀的宇宙(2)[第2页/共4页]

别的的一个解释是，宇宙在射电波向我们解缆的畴昔的那一时候具有比现在更麋集的源。任何一种解释都和稳态实际相冲突。别的，1965年彭齐亚斯和威尔逊的微波背景辐射的发明还指出，宇宙在畴昔必然麋集很多。是以必须丢弃稳态实际。

彭罗斯的成果乍看起来只合用于恒星，它并没有触及任何干于全部宇宙的畴昔是否有个大爆炸奇点的题目。但是，当彭罗斯在创作他的定理之时，我还是一名研讨生，正在极力寻求一个完成博士论文的题目。两年之前我即被诊断得了肌萎缩性（脊椎）侧索硬化症，凡是又称为卢伽雷病或活动神经细胞病，并且得知只要一两年可活了。

1963年，两位苏联科学家欧格尼・利弗席兹和艾萨克・哈拉尼可夫做了别的的尝试，设法制止存在大爆炸并是以引发时候起点的题目。他们提出，大爆炸能够只是弗里德曼模型的特性，这个模型毕竟只是实在宇宙的近似。

利弗席兹和哈拉尼科夫的事情是有代价的。因为它显现了，如果广义相对论是精确的，宇宙能够有过奇点，一个大爆炸。但是，它没有处理关头的题目：广义相对论是否预言我们的宇宙必然有过大爆炸或时候的开端？对于这个题目，英国数学家兼物理学家罗杰・彭罗斯在1965年以完整分歧的手腕给出了答复。操纵广义相对论中光锥行动的体例以及引力老是吸引这个究竟，他证了然，坍缩的恒星在本身的引力感化下堕入到一个地区当中，其大要终究缩小到零。并且因为这地区的大要缩小到零，它的体积也应如此。恒星中的统统物质将被紧缩到一个零体积的地区里，以是物质的密度和时空的曲率变成无穷大。换言之，人们获得了一个奇点，它被包含在一个叫做黑洞的时空地区中。

但是究竟何种弗里德曼模型描述我们的宇宙呢？宇宙终究会停止收缩并开端收缩，还是将永久收缩下去吗？要答复这个题目，我们必须晓得现在的宇宙收缩速率和它现在的均匀密度。如果密度比一个由收缩率决定的临界值还小，则引力太弱不敷以将收缩停止；如果密度比这临界值大，则引力会在将来的某一时候将收缩停止并使宇宙坍缩。

操纵多普勒效应，可由测量星系分开我们的速率来肯定现在的收缩速率。这能够非常切确地实现。但是，因为我们只能直接地测量星系的间隔，以是它们的间隔晓得得不很清楚。我们晓得的不过是，宇宙在每10亿年里收缩5%~10%。但是，我们对现在宇宙的均匀密度测量得更不精确。我们如果将银河系和其他星系的统统能看到恒星的质量加起来，乃至按对收缩率的最低的估值而言，其质量总量还不到用以禁止收缩的临界值的1%。但是，在我们以及其他星系里应当包含大量的“暗物质”，那是我们不能直接看到的，但因为它的引力对星系中恒星轨道的影响，我们晓得它必然存在。别的人们发明，大多数星系是成团的。我们能近似地推断，由其对星系活动的效应，在这些成团的星系之间还存在更多的暗物质。将统统这些暗物质加在一起，我们仍只能获得为停止收缩必须的密度的1/10摆布。但是，我们不能解除如许的能够性，能够另有我们尚未探测到的其他的物质情势，它们几近均匀地漫衍于全部宇宙中，它仍能够使得宇宙的均匀密度达到停止收缩所必须的临界值。以是，现在的证据表示，宇宙能够会永久地收缩下去。但是，统统我们能真正必定的是，既然它已经起码收缩了100亿年，即便宇宙将要坍缩，起码要再过这么久才有能够。这不该使我们过分忧愁――到当时候，除非我们已到太阳系以外开辟了殖民地，不然人类早就跟着太阳的毁灭而灭亡殆尽！