自從人類發現地球不是平的、地球也不是宇宙的中心、太陽也不是宇宙的中心之後,就多了這個問題:宇宙到底有多大,有沒有邊緣?邊緣的“外面”又是什麼?這個問題困擾著一代又一代的科學家和學者,每個人的解釋都不能讓人信服。到底誰說得對?宇宙的邊界到底是什麼樣的,它又以什麼形式存在?

宇宙到底有多大,有沒有邊緣?邊緣的“外面”又是什麼?

古時候的中國,人們對大地的理解是,一個巨大的平板,四角被四隻巨大的烏龜託著,最上面還有一隻老鷹叼起來。而外國人的理解也差不多,只是烏龜換成了巨獸,老鷹變成了天使。

直到亞里士多德從月亮的弧形缺口推斷出地球是圓形這一概念,但基本沒人信,所有人都覺得我們站的地方是平的,怎麼可能是個圓形?但在兩千兩百多年前,古希臘的大天文學家埃拉託斯特尼就用更科學的方法證明了地球是圓的,而且還根據正午射向地球的太陽光和兩個觀測地點的距離,首次算出地球的周長。

二百六十多年前,德國著名大哲學家康德提出了太陽系存在的假說,這位哲學家同時也是天文學家,他的假說在拉普拉斯出書之後才被證實。人類的眼光越來越遠,從開始接受地球是圓的,到接受地球不是宇宙的中心,最後知道太陽居然也不是宇宙中心。

又過了三十年,天文學家赫歇爾用一種叫“恆星計數法”的方法提出了銀河系這一概念,但他認為太陽處在銀河系的中心。一百三十年後,沙普利用更科學的方法得出結論,說太陽系並不是銀河系的中心。但人們又發現,銀河系這個擁有一千兩百多億顆恆星的龐然大物,竟然也不是宇宙的中心!

宇宙到底有多大,有沒有邊緣?邊緣的“外面”又是什麼?

科學家們繼續尋找宇宙的中心,他們陸續發現,銀河系是處於一個叫“本星系群”的更大傢伙之內,這個大傢伙是由五十多個和銀河系差不多的星系組成。可這個本星系群又屬於室女座超星系團,而室女座超星系團也不是宇宙中心……

人們越來越恐懼,是對未知空間的那種無知的恐懼,沒有人知道,這個我們稱為宇宙的東西到底有多大。在科學如此發達的現在,人們用最先進的空間望遠鏡“詹姆斯·韋伯”號對宇宙進行射電觀測,已經能夠看到遠達一百三十億光年的宇宙,而整個宇宙的年齡也只有一百三十七億年。

從認為地球是平的,到知道宇宙的年齡和大爆炸學說,人們已經不滿足於現在的知識,而是提出了這個永遠沒人能解答的問題:宇宙到底有多大?它的邊界又在哪裡?

最小到底有多小,最大到底有多大,對於宇宙來說,其實這本身就是一種不太明顯的邏輯錯誤。無限是不可能用有限來衡量的,所以有人提出,關於宇宙到底有多大,這就像問“一條直線的體積是多少”那麼可笑。宇宙到底有多大?對於這個問題,從古至今誰也解釋不清,也沒人能給宇宙的大小下一個準確的定義。目前最有科學性權威的答案,也只能探測到一百三十億光年的宇宙空間,再遙遠的空間是什麼樣子,就只能靠人類自身的第一智慧“想象”來結合科學理論畫出宇宙模式了。

大科學家愛因斯坦說過,宇宙是一個無限大的宏觀空間,要想了解這個無限大的宏觀空間,就必須先用“相對論”去尋找一個與“無限大”相對的“無限小”微觀空間。可這個“無限小”的微觀空間在哪兒呢?

其實很容易找到,在我國古代,就有關“天有九層天,地有九層地”的傳說。這句話說明了天地間大小是對稱

宇宙到底有多大,有沒有邊緣?邊緣的“外面”又是什麼?

的,在大地上肯定還包含著一個“無限小”的微觀空間,它和“無限大”的宇宙相互對立而存在。毫無疑問,這個對稱點肯定在“地心”的某處,地球的最中心點應該是由最普通物質元素的“原子”為代表,這個“原子”和其他任何元素的“原子”都一樣,並沒有什麼特別之處。

2011年10月,諾貝爾物理學獎獲得者、美國麻省理工學院著名華裔教授丁肇中在山東大學召開了媒體見面會,有幾十名記者圍坐在圓桌旁,陸續向他提出很多問題。

身穿深藍色西裝外套搭配青綠色領帶、年逾七十的丁肇中說話簡單直率,對記者提出的科學問題基本上是有問必答。在整個採訪過程中,最讓丁肇中感興趣的話題顯然還是他的老本行:未知的宇宙。

宇宙到底有多大,有沒有邊緣?邊緣的“外面”又是什麼?

“我一直認為研究宇宙的起源非常重要,我把十餘年的心血都投入在阿爾法磁譜儀實驗上,這個實驗我已經做了十六年。在這個時間裡,我其他什麼事都不做,我一向認為,集中所有時間做一件事才有成功的可能。”丁教授說。

2011年5月16日,阿爾法磁譜儀隨著美國“奮進”號航天飛機升上太空,用來尋找反物質組成的宇宙,還有暗物質的起源。這被認為是繼人類基因組計劃、國際空間站計劃和強子對撞機計劃後的又一大型國際科技合作項目,該項目負責人就是丁肇中教授。

早在1976年,丁肇中就因為發現了構成物質的第四種基本粒子J粒子而獲得諾貝爾物理學獎,到了1995年,丁肇中的研究又伸向另一個領域:利用國際太空站來偵測宇宙反物質。轉眼十六年過去了,丁肇中依然站在宇宙科學的最前沿進行研究著。

在媒體見面會上,有記者提出了時下最時髦的“宇宙大爆炸”理論,丁肇中回答:“如果能夠找到反物質,就是對宇宙大爆炸理論的最好證明,可是我們現在還沒有找到。”

就像歷史學家那樣,宇宙學家已經意識到,開啟未來的鑰匙就在於過去,那麼宇宙的起源到底是什麼?如果根據“宇宙大爆炸”理論,宇宙是在約一百四十億年前,由一個非常小的“奇點”爆炸而形成的,這個理論雖然沒有被直接證明,但大多數的頂尖科學家都承認,比如物理學天才霍金。

丁肇中說:“宇宙大爆炸以前的空間全是真空的,真空裡面什麼也沒有,大爆炸後才產生了正物質和反物質,否則不可能加起來為零。在銀河系裡,我們知道並沒有反物質,因為反物質和正物質相撞會產生大量的光,但我們沒找到這種光。”

“可是宇宙中有一億多個銀河系,我們這邊沒有,並不代表其他地方也沒有。阿爾法磁譜儀實驗就是要尋遍所有的銀河系,一直找到可見宇宙的邊緣,來尋找反物質。如果真的找不到反物質,那大爆炸理論就要引起懷疑了。”他又補充道。在科學麵前,無疑充滿了很多個未知數,路也是很艱難的,丁肇中曾經這樣解釋他所做的實驗:“我的實驗就像是在北京下了一場傾盆大雨,如果一百億個雨滴中只有一滴是彩色的,我們就是要把這滴給找出來。”

就在2011年9月,歐洲核子研究中心正式宣佈,他們發現了一部分中微子的速度比光速還快的現象,這在科學界引起軒然大波。一旦有物質超過光速的現象得到證明,那麼愛因斯坦的相對論就有可能是錯的,也會改變人類對宇宙的認知。

很多人都對宇宙的邊界做過猜想,有人說:“太陽系就是一個原子,銀河系就是一滴水珠,而地球可能只是個細胞核而已。”

宇宙到底有多大,有沒有邊緣?邊緣的“外面”又是什麼?

哈佛大學的工程物理學家布斯·查爾頓有個著名的“宇宙平行理論”,就像哲學中提到的“中國盒子”那樣:兩個盒子互相套著,裡面的盒子也是外面的盒子。他還說:“就算有那麼一天,假如人類真有了穿越宇宙的能力,宇航員在那瞬間可能會發現,他正在從兩粒水分子之間費力地爬出來。人類如果想利用速度這種東西來穿越宇宙的話,就像一隻繞著紐約公園某棵大樹轉圈的蒼蠅,它飛來飛去好幾天,就以為到了夏威夷呢!”

科學家們普遍認為,宇宙是有限而無界的,它就像一個氣球,我們都處在球體內部,這個球體空間是有限的,但我們永遠走不到它的邊界,就像在地球表面永遠走不到頭一樣。而在宇宙中飛行,就算已經到達宇宙的最遠處,我們也飛不出宇宙,因為空間本身就是扭曲的。就算一直朝相同的方向飛行,在這個扭曲空間中,飛行路線在其他空間看來也是彎曲的,只不過是在宇宙最遠處環繞飛行罷了。在宇宙的內部飛行,不管朝哪個方向,不管有多快,最終都會回到出發點。

可問題又出來了,就算宇宙和時間空間都是圓形的,但這個圓也有邊界,那麼圓之外的地方又算不算是宇宙?看來,我們這些普通人的思維,是無法解釋科學家們的大腦的,也許在幾千年之後的地球,人類才能發達到可以瞭解宇宙的邊界到底是什麼了吧!

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