一直以来,天文学家和我们一样,想知道宇宙究竟有多大。然而,在科技高度发达的今天,宇宙的大小仍然是一个难以定论的谜题。
古典力学创立者牛顿曾设想,宇宙是一个无边界的大箱子,无数恒星均匀地分布在这个无限空虚的箱子里,靠万有引力联系着。然而,这只是个设想而已。相对论大师爱因斯坦在1917年提出:“宇宙是一个在空间尺寸方面的有限闭合的连续区域。”他在数学上建立了一个前所未有的“无界而有限”、“有限而闭合”的“四维连续体”,即一个封闭的宇宙。爱因斯坦还曾预言,在宇宙任何一点上发出的光线都会沿着时空曲面在100亿年后返回它的出发点。这是近代人类第一次对宇宙的大小给出一个明确的答案。然而在宇宙的形状还没有确定之前,这个封闭宇宙的大小显然缺少说服力。
那么,宇宙究竟有多大呢?面对如此难以回答的问题,20世纪的许多科学家给出了丰富的答案。许多人认定宇宙是在大爆炸中诞生的,由此推断,它的体积一定是有限的。因为光速虽然很快,但即使它从大爆炸那一刻开始向四周传播,迄今也只能达到一个有限的距离。既然光是向四周球形传播的,那么,宇宙很可能是球形的。如果真是这样的话,“有限无边”就是宇宙的形状。至于这个球体有多大,现在还不好说。另一种说法是宇宙的直径至少600亿光年,它比我们想像的要大得多。
最近,天文学家们通过仔细观察微波射线的图谱,计算出宇宙的直径不小于780亿光年。这排除了过去的推断,称宇宙是一个直径仅仅为600亿光年的球形。蒙大拿国立大学物理学家耐尔·科尼什称:“现在留给小宇宙假说的空间已经不多了。”围绕宇宙的争论从未停止过。2003年底,美国的太空网报道,经过艰苦的计算工作,天文学家发现宇宙超乎寻常地大,其长度至少为l560亿光年。
究竟哪个答案是正确的,谁也拿不出让人信服的直接证据。
自1990年4月以来,进入太空的哈勃天文望远镜和伽马射线探测器以及其他一些观测仪器对宇宙的结构和演化进行了观测,取得了大量成果。这些成果较为一致地认为宇宙将一直膨胀下去。由此推断,宇宙的大小也在不断地变化着。宇宙的形状是球形的、马鞍形的,还是平坦的?宇宙究竟是有限的,还是无限的?只要人们找不到宇宙穷尽的迹象,我们就应该承认,对宇宙的大小的探索是没有止境的。
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