在浩瀚的宇宙中,地球渺小得如同一粒微塵,而這一?!拔m”,卻是人類(lèi)在宇宙中唯一的家園,對(duì)于人類(lèi)來(lái)講,這樣的情況著實(shí)有點(diǎn)尷尬。 或許我們可以樂(lè)觀地認(rèn)為,人類(lèi)的尷尬只是暫時(shí)的,隨著時(shí)間的推移,人類(lèi)的科技水平會(huì)越來(lái)越高,在宇宙中的活動(dòng)范圍也會(huì)越來(lái)越大,終有一天,人類(lèi)的足跡將會(huì)踏遍整個(gè)宇宙。 然而實(shí)際情況卻很可能并非如此樂(lè)觀,因?yàn)榭茖W(xué)家對(duì)宇宙的探索,揭示了一個(gè)令人難以接受,卻又無(wú)可奈何的事實(shí):人類(lèi)正在被宇宙慢慢地孤立。為什么這么說(shuō)呢?下面我們就來(lái)簡(jiǎn)單了解一下。 在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間里,人們都普遍認(rèn)為宇宙在整體上是靜態(tài)的,它既不會(huì)擴(kuò)張,也不會(huì)收縮,然而在進(jìn)入20世紀(jì)之后,科學(xué)家卻逐漸否定了這一觀點(diǎn),因?yàn)樵诮?jīng)過(guò)大量的觀測(cè)之后,科學(xué)家確認(rèn)一種現(xiàn)象,那就是宇宙其實(shí)是處于一種持續(xù)膨脹的狀態(tài)。 為了理解宇宙膨脹,我們可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的思想實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明。想象一把尺子,刻度線(xiàn)均勻分布,每一毫米都有一個(gè)刻度,現(xiàn)在這把尺子開(kāi)始均勻地膨脹,在1秒之后,它膨脹成原來(lái)的2倍(如下圖所示)。 很明顯,在這個(gè)過(guò)程中,尺子上的每個(gè)刻度就都會(huì)因?yàn)槌咦拥呐蛎浂邆湎嗷ミh(yuǎn)離的速度,并且距離越遠(yuǎn),這種相互遠(yuǎn)離的速度就會(huì)越快,例如兩個(gè)刻度線(xiàn)之間的距離為1毫米,它們相互遠(yuǎn)離的速度就為1毫米/秒,距離10毫米,則為10毫米/秒,距離50毫米,則為50毫米/秒。 據(jù)此我們不難想象,如果這把尺子的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng),比如超過(guò)30萬(wàn)公里,那么在它膨脹的過(guò)程中,其兩端相互遠(yuǎn)離的速度就會(huì)超過(guò)光速。 同樣的道理,宇宙的膨脹也類(lèi)似這把膨脹的尺子,簡(jiǎn)單來(lái)講就是,宇宙的持續(xù)膨脹也會(huì)導(dǎo)致我們與那些遙遠(yuǎn)的天體之間具備相互遠(yuǎn)離的“退行速度”,距離越遠(yuǎn),“退行速度”就越快,當(dāng)達(dá)到一定距離時(shí),“退行速度”就會(huì)超過(guò)光速。 看到這里,你可能會(huì)問(wèn)了,這不是違背了相對(duì)論了嗎?其實(shí)不然,因?yàn)橄鄬?duì)論只限制了物質(zhì)在空間中的運(yùn)動(dòng)速度,以及信息的傳播速度不能超過(guò)光速,而宇宙膨脹導(dǎo)致的“退行速度”,其本質(zhì)則是空間的擴(kuò)展,所以這并沒(méi)有違背相對(duì)論。 需要知道的是,當(dāng)我們觀測(cè)宇宙中的天體時(shí),實(shí)際上是在接收這些天體發(fā)出的光,所以如果某個(gè)天體相對(duì)于我們的“退行速度”超過(guò)了光速,就意味著它發(fā)出的光在向我們傳播的同時(shí),又會(huì)因?yàn)橛钪娴呐蛎浂猿馑龠h(yuǎn)離我們而去,結(jié)果就是:這個(gè)天體發(fā)出的光線(xiàn)將永遠(yuǎn)無(wú)法抵達(dá)地球,導(dǎo)致我們無(wú)法觀測(cè)到它的存在。 由于距離越遠(yuǎn),“退行速度”就越快,因此我們?nèi)祟?lèi)在宇宙中就只能夠觀測(cè)到一個(gè)有限的范圍,而這個(gè)范圍其實(shí)就是所謂的“可觀測(cè)宇宙”。 重要的是,宇宙的膨脹是持續(xù)的,并沒(méi)有任何停止的跡象,這就意味著,“可觀測(cè)宇宙”中的天體,其實(shí)也在因?yàn)橛钪娴呐蛎浿饾u遠(yuǎn)離我們而去,隨著時(shí)間的推移,它們會(huì)距離我們?cè)絹?lái)越遠(yuǎn),“退行速度”也越來(lái)越快,最終消失在可觀測(cè)宇宙之外,成為我們?cè)僖矡o(wú)法觀測(cè)到的存在。 由此可見(jiàn),人類(lèi)正在被宇宙慢慢地孤立,盡管這是一個(gè)緩慢的過(guò)程,但它一直在持續(xù)。 根據(jù)科學(xué)家的預(yù)測(cè),在遙遠(yuǎn)的未來(lái),除了人類(lèi)所在的“本星系群”(由銀河系、仙女座星系、三角座星系等數(shù)十個(gè)星系組成的結(jié)構(gòu))能夠依靠引力維系在一起之外,其他的星系都將在人類(lèi)的視野之中消失不見(jiàn)(如果那時(shí)還有人類(lèi)的話(huà))。 |
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