导言:我们正在探索我们现在的宇宙——这是一个奇怪的话题。因为我们正在探求这个宇宙的年龄。这也是人类尽自己的所能认识宇宙的尝试。宇宙到底多大了?2007年,天文学家们利用“哈勃”太空望远镜观测到了迄今所发现的银河系中最古老的白矮星,这为确定宇宙年龄提供了一种全新的途径。新推算出的宇宙年龄约为130亿~140亿年。
天文学家们在美国宇航局的新闻发布会上介绍说,这些古老白矮星是在位于天蝎星座、距地球7000光年的一个名为M4的球状星团中发现的。分析表明,这些白矮星的年龄约为120亿~130亿年。
白矮星是宇宙中早期恒星燃尽后的产物,随着它的年龄越来越大身体就逐渐冷却下来,因而被视为测量宇宙年龄的理想“时钟”。天文学家们比喻说,借助白矮星来估算宇宙的年龄,就好似通过余烬去推测一团炭火是何时熄灭的,原理上比较简单。但问题是白矮星会由于不断冷却而越来越黯淡,这在实际观测中是一个十分巨大的困难。
在观测M4球状星团的过程中,“哈勃”太空望远镜的观测能力发挥到了极限。
望远镜上的照相机在67天中累计用了8天的曝光时间,才拍摄下迄今最黯淡、温度最低的白矮星照片。这些白矮星光线极其微弱,亮度不及人的肉眼所能看到的最暗星体的十亿分之一。
新发现的白矮星前身是宇宙中的第一批恒星。“哈勃”太空望远镜早先的观测结果显示,宇宙中的首批恒星,最早可能是在诞生宇宙的“大爆炸”后不到10亿年间形成的。现在我们把这10亿年考虑进去,结合最新的白矮星观测结果,推算出宇宙的年龄应该为130亿~140亿年,这与早先的一些结果基本相符。
过去关于宇宙年龄的推断,主要基于对宇宙膨胀速率的测算。天文学家们指出,白矮星观测提供的是一种完全不同的独立手段,将有助于验证和核对用其他方法得出的结果。
宇宙未大爆炸前是什么样子
导言:如果宇宙有年龄,那么在它诞生之前这空间又该是个什么样子,又该称为什么?请看科学家的描绘吧。现在学术界的大多数都认同宇宙在未爆炸前是一个奇点。当今学术界对于宇宙的观念,最基本最多获得认可的便是大爆炸理论,该理论为我们勾画出宇宙的轮廓,从而成为学术界的经典理论。
宇宙然而,要解开宇宙这个难题实在是不容易,它的演化过程是科学研究的永恒主题,其中最引人注目的课题就是宇宙的诞生了。大爆炸理论对此是这样描绘的:宇宙是由“奇点”诞生而来。“奇点”是一个温度和密度奇高的神奇小点,在约140亿年前,“奇点”突然爆发,从而形成了现在这个宇宙。但是,这个“奇点”被描绘成体积为零、时间停顿的“点”,似乎是一个不可想象、不可思议的点,其本身是一个无限大与无限小相结合的矛盾体,这就让它的过去未来成了一个谜。
黑洞理论是目前星体存在的最普遍认识。它的质量、密度奇大,温度奇高。按常规,这样的星体是发光的,可黑洞的引力奇强,非但本身不发光,就连外界的光也吸收了。它不断地吞噬着周围的物质,质量在不停地增加,但同时体积却因物质向中心塌陷而缩小,这种激烈塌缩的最终结果,使其中心部位形成一个“点”。
如果我们把一切天体的组合视为大宇宙,而把众多的黑洞看作是一个个小宇宙,我们就可以这样理解:我们所处的这个宇宙只是大宇宙中的一个宇宙而己,宇宙中心部位形成的点其实就是一个“奇点”,小宇宙在“奇点”之前曾经有过另外一番存在形式,曾经是一个巨大的黑洞。“奇点”是黑洞力量平衡后的存在形式。当黑洞收缩到相当的程度后,外围物质向内的收缩力与质向外的膨胀力相平衡时便不再收缩,状态相对会稳定下来,星体此时的状态就是“奇点”。“奇点”的温度、密度、质量奇高,但体积不可能会无限的小,而且时间是永恒的,并不以物质的存在形态来决定。
该状态存在的时间较短,一旦“奇点”内的膨胀力反超过收缩力后,外层物质会被内层的高压猛烈地抛向四周的深渊,大爆炸也就形成了,同时迸发出强大的能量和光芒,此时物质只进不出,这种状态就是“白洞”。黑洞与白洞是同一星体在不同时期的表现形式,是物质力量变化的结果。黑洞的最终结果又必将是黑洞。它们之间是相互循环的,如同《周易》中的阴鱼和阳鱼相互更迭一样,这个循环过程如下:奇点—自洞(大爆炸)—星系的演变—黑洞—奇点,这个过程是物质力量变化的结果,故而也可看做:膨胀—收缩—膨胀。该过程是小宇宙的一个循环,是个小循环,每个小宇宙都进行着这样的小循环。
这种小循环的现象也存在于我们现在所处的小宇宙中。在未来某个时期,这个小宇宙将停止膨胀,继而开始收缩,速度逐步加快,最后小宇宙内的各种物质都将聚集在一起,形成一个黑洞,经过“奇点”之后,又将是新一轮的大爆炸,开始小宇宙新一轮的演化。
宇宙中还有一种奇怪的星体叫类星体,距离我们十分遥远,其体积不大,但其质量、密度、温度奇高,发光强度是太阳的1000亿倍以上,它的存在时间在200亿光年以上。其实,这就是“白洞”,是不同于我们这个小宇宙的另一小宇宙某一轮循环的初期表现形式。
现在我们知道,我们所处的这个宇宙是所有小宇宙中的一分子,所有小宇宙的组合才构成大宇宙,每个小宇宙进行着小循环,而大宇宙亦同样经历着膨胀—收缩—膨胀的循环,这是超级大循环,规模和周期远在小循环之上。大宇宙的原始大黑洞才是众多小宇宙的宇宙之母,大宇宙的历史远在小宇宙之上。
各个小宇宙统一在大宇宙之中,相互之间并不是孤立的。从小循环来看,小宇宙之间是各自演化的;从全过程的大循环来看,众多小宇宙的质量大小不同,故而它们小循环的周期亦将不同,所以,它们的演化过程并不是同步的。另外,当大宇宙处于膨胀时期时,较大的小宇宙会分裂成若干个更小的小宇宙;而当大宇宙处于收缩时期时,小宇宙就会出现兼并的情况。
当众多小宇宙在进行着小循环的同时,也组成了大宇宙大循环的演化过程,大循环过程如下:大宇宙原始大黑洞—原始大爆炸—各个小宇宙的小循环(奇点—白洞—星系的演变—黑洞—奇点)—大宇宙大黑洞。大循环与小循环一起,周而复始。物质是永恒不灭的,只要物质存在,大宇宙循环将不停地轮回下去,永无止境。
注:这里小宇宙指的是银河系一类的星系,直径10万光年左右。宇宙有终结的一天吗?
导言:科学家实在是了不起,描绘了宇宙的诞生,自然也要推测它的死亡——终结。好在我们生命有限,活不过宇宙,否则,真不敢想世界末日会是什么样。宇宙最终会消失吗?宇宙将会如何终结?是“砰”的一声大爆炸,还是逐渐消亡?当地球人在无数个夜晚,悄悄地仰望灿烂星空,对生命、对宇宙浮想联翩的时候,总会从内心深处发出这样的疑问。
根据科学家利用天文望远镜获得的最新观测结果,宇宙最终不会变成一团熊熊燃烧的烈火,而是会逐渐衰变成永恒的、冰冷的黑暗。这听起来似乎太骇人听闻了,但这也许不是一个妄谈。因为地球人暂时还不会被宇宙“驱逐出境”。根据科学家的推测,宇宙很可能至少将目前这种适于生命存在的状态再维持1000亿年。这个庞大的数字相当于地球历史的20倍,或者,相当于智人(现代人的学名)历史的500万倍。我们不要担心这发生在遥远未来的事情,我们不会活到那个时候。
与此同时,科学家又指出:没有什么东西是可以永远存在的。宇宙也许不会突然消失。但是,随着时间的推移,它可能会让人觉得越来越不舒服,并且最终变得不再适于生命存在。
所有的人都在想,这种情况什么时候会出现呢?它出现的方式又是怎么样的呢?
自从20世纪20年代,天文学家哈勃发现宇宙正在膨胀以来,“大爆炸”理论一直没有摆脱被修改的命运。根据这一理论,科学家指出,宇宙的最终命运取决于两种相反力量长时间“角力”的结果:一种力量是宇宙的膨胀,在过去的100多亿年里,宇宙的扩张一直在使星系之间的距离拉大。另一种力量则是这些星系和宇宙中所有其他物质之间的万有引力,它会使宇宙扩张的速度逐渐放慢。如果万有引力足以使扩张最终停止,宇宙注定将会坍塌,最终变成一个大火球——“大崩坠”;如果万有引力不足以阻止宇宙的持续膨胀,它将最终变成一个漆黑的寒冷的世界。
无论哪种情况发生,我们这个宇宙的未来都是一个悲剧。不过,人类的最终命运还无法确定。因为目前,人们尚不能对扩张和万有引力作出精确的估测,更不知道谁将是最后的胜利者,天文学家的观测结果仍然存在着许多不确定的因素。
这种不确定因素又是什么呢?科学家指出,这一不确定的因素涉及到膨胀理论。根据这一理论,宇宙始于一个像气泡一样的虚无空间,在这个空间里,最初的膨胀速度要比光速快得多。然而,在膨胀结束之后,最终推动宇宙高速膨胀的力量也许并没有完全消退。它可能仍然存在于宇宙之中,潜伏在虚无的空间里,并在人们的意识之外不断推动宇宙的持续扩张。为了证实这种推测,科学家又对遥远的星系中正在爆发的恒星进行了多次观察。通过观察,他们认为这种正在发挥作用的膨胀推动力有可能确实存在。
如果这种假设成立,决定宇宙未来命运的就不仅仅是宇宙的扩张和万有引力,还与在宇宙中久久徘徊的膨胀推动力所产生的涡轮增压作用有关,而它可以使宇宙无限扩张下去。事实上,我们最该关心的是我们这种智慧生命的本身。人类将在宇宙中扮演什么角色呢?难道人类注定要灭亡吗?人类已经在越来越快地改变着地球,操纵着自己的生存环境,也许到那时,人类会以自己的聪明智慧获胜。谁知道呢?且让未来的地球人和地外一切生命拭目以待吧。人类对宇宙的认识永远没有终极,认识穷尽的那一天也许就是人类或宇宙毁灭的那一天。正如爱因斯坦在写给一个对世界的命运感到担忧的孩子的信中所说:“至于谈到世界末日的问题,我的意见是:我们只能等待!”