第9章 膨胀的宇宙(2)[第2页/共4页]

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！

我们在这一章已经看到，在不到半个世纪的时候里，人们几千年来构成的宇宙观被窜改了。哈勃关于宇宙收缩的发明，以及关于我们本身的行星在茫茫宇宙中微不敷道的熟谙，只不过是起点罢了。跟着尝试和实际证据的堆集，人们越来越清楚地熟谙到，宇宙在时候上必须有个开端。直到1970年，在爱因斯坦广义相对论的根本上，彭罗斯和我才证了然它。这个证较着示，广义相对论只是一个不完整的实际，它不能奉告我们宇宙是如何开端的，因为它预言，统统包含它本身在内的物理实际都在宇宙的开端见效。但是，广义相对论宣称本身只是一个部分实际，以是奇点定理真正显现的是，在极初期宇宙中必然有过一个时候，当时宇宙是如此之小，人们不能再不睬会20世纪另一个巨大的部分实际――量子力学的小标准效应。20世纪70年代初期，我们被迫从极其庞大范围的实际了解宇宙窜改到从极其藐小范围的实际了解宇宙。在我们尽力将这两个部分实际连络成一个单一的量子引力论之前，上面起首描述量子力学这个实际。

一小我能够绕宇宙一周终究回到解缆点的思惟是科学胡想的好题材，但它在实际上并没有多粗心义。因为能够证明，一小我还没来得及绕回一圈，宇宙已经坍缩到了零标准。你必须观光得比光还快，才气在宇宙闭幕之前绕回到你的解缆点――而这是不答应的！

或许，在统统大抵近似实在宇宙的模型中，只要弗里德曼模型包含大爆炸奇点。在弗里德曼模型中，统统星系都直接相互分开――以是一点都不奇特，在畴昔的某一时候它们必须在同一处。但是，在实际的宇宙中，星系不但仅直接相互分开――它们另有一些斜向速率。以是，在实际上它们向来没需求刚幸亏同一处，只不过非常靠近罢了。或许，现在收缩着的宇宙不是来自于大爆炸奇点，而是来自于更初期的收缩相；当宇宙坍缩时，此中的粒子能够不都碰撞，而是相互离得很近飞过然后又分开，产生了现在的宇宙收缩。那么何故得知这实际的宇宙是否从大爆炸肇端的呢？利弗席兹和哈拉尼可夫所做的，是去研讨大抵和弗里德曼模型相像的宇宙模型，但是考虑了实际宇宙中的星系的不法则性和混乱速率。他们指出，即便星系不再老是直接相互分开，如许的模型也能够从一个大爆炸开端。但是他们宣称，这只在某些例外的模型中仍然能够产生，那边统统星系都以精确的体例活动。他们论证道，仿佛没有大爆炸奇点的类弗里德曼模型比有此奇点的模型多无穷多倍，以是我们的结论应当是，在实际上并没有过大爆炸。