解密《时间简史》都讲了些什么之三(2)膨胀中的宇宙将何去何从

宇宙从何而来,又向何处去?宇宙有开端吗?如果有的话,在开端之前发生了什么?时间的本质是什么?它可以倒流吗?它会有一个终结吗?宇宙在不断膨胀中意味着什么?

上一章中我们讲到,宇宙仍旧在膨胀中。这是20世纪最伟大的智力革命之一。

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宇宙仍旧在越来越快的速度膨胀,这就有点像地球表面引燃火箭上天时的情形,如果火箭的速度相对较小,那么地心引力会最终使火箭返回地面。另一方面,如果火箭有比某一临界值更大的速度(大约每秒7英里)引力的轻度就不足以将其拉回,这样它将永远飞离地球。

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1965年,美国新泽西州贝尔电话实验室的两位美国阿诺.彭齐亚斯和罗伯特威尔逊在检测一个非常灵敏的声波探测仪。(微波正如光波,但是它的波长大概是1cm )他们的探测器收到了比预想还要大的噪声。经分析,这噪声是从大气层以外来的,并且,它在白天,夜晚,整年都是一样,这表明噪声是来自太阳系外甚至是星系之外,否则地球运动使探测器指向不同的方向时,噪声就会发生变化。

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从而证明,无论从任何方向上观察,宇宙都大致是一样的。然而宇宙并非在某一个方向上,而是在大尺度的平均上完全相同,所以微波也不可能在每一个方向上完全相同。在不同方向之间必须有着微小的变化。

1992年,宇宙背景探险者(COBE),首次把他们探测到,其幅度大约为十万分之一。尽管这些变化很小,在以后的章节中我们将解释,它们非常的重要。

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一个美国物理学家提出了这样的观点,我们应当能看到宇宙在大爆炸初期的白热,这是因为这是从非常远的地方来的光,刚好现在才来到我们这里。然而由于宇宙膨胀把光红移的如此厉害,现在只能通过微波辐射被我们观察到。

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宇宙状态在任何方向看都是一样的,这样的理论让我们觉得似乎我们在宇宙中的位置有点特殊,似乎是我们必须是宇宙的中心,才能观察到这种一致 。然而,另外的解释是,从任何其他星系上看宇宙,在任何方向上也都一样。

这种说法,都是一个假设,无法进行证实也无法进行反驳。可以想象一个画满无数斑点的圆形的气球,当气球吹起膨胀时,两个斑点之间的距离加大,但是没有一个斑点能认为自己是膨胀的中心。

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如今关于宇宙的运动有三个假设:1.宇宙膨胀的足够慢,这样,不同星系间的引力使膨胀减缓,并最终中止。然后星系开始相互靠近而宇宙收缩。2. 宇宙膨胀的如此之快,引力虽然能使之缓慢一些,但永远不能使之停止。3. 最后还有第三类解释,宇宙的膨胀快到足以刚好避免坍缩。

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那么,宇宙到底发生了什么?宇宙的开端到底是怎样的,为何它在膨胀?它的结局到底会是什么?

下一章为大家揭晓:《时间简史》都讲了些什么:之三:膨胀中的宇宙:大爆炸理论与宇宙开始的时间奇点。

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小编寄语:《时间简史》是霍金先生伟大的科学巨著.它从各种物理学的研究中探索时间的由来以及对我们人类的影响及意义. 天文物理学也许离我们的日常生活很远,但是,他可以打开我们用另一种方式看世界的大门,更高的,更深远的角度,让我们意识到那些日常的琐事其实是微不足道的.

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