2011年诺贝尔物理学奖引发热议：宇宙毁于冰or火？

2011年10月20日 08:25
来源：时代周报 作者：赵妍

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20世纪20年代，当时世界上最大的望远镜（位于美国加利福尼亚威尔逊山上）投入使用，这让天文学家能够证明，几乎所有的星系都在远离我们而去。他们研究的是一种叫做“红移”（redshift）的现象，这一现象当光源远离我们而去时就会出现。光的波长会被拉长，而波长越长，它的颜色就越红。天文学家得出的结论是，星系不仅在离我们而去，彼此之间也在相互远离，而且距离越远，它们彼此逃离的速度就越快—这被称为哈勃定律（Hubble’s law），这一定律说明：宇宙正在膨胀。

实际上，在理论计算中，宇宙膨胀已经被人提出过了—不是别人，正是现代物理学的奠基人物爱因斯坦。1915年，爱因斯坦发表了他的广义相对论，按照该理论，宇宙只能收缩或者膨胀，不可能稳定不变。

这个结论的提出比天文学家发现星系远离早了差不多10年，但爱因斯坦无法忍受宇宙不可能稳定不变这一事实。为了消灭他不想要的宇宙膨胀，爱因斯坦在他的方程里加了一个常数，他称之为“宇宙学常数” （cosmological constant）。当年爱因斯坦加入宇宙学常数的目的，是为了引入一种能够与物质之间的引力相抗衡的斥力，从而创造出一个静态的宇宙。后来，哈勃定律的发现让爱因斯坦认为，加上这个宇宙学常数是一个大错误，于是便将其删除。

究竟是什么在加速宇宙膨胀？目前主流的解释引入了“暗能量”的概念。暗能量(dark energy)一词是美国宇宙学家M迈克特纳引入的。它实际上也是物质的一种形式，与暗物质一样不可见，可以理解成是与万有引力相对的“斥力”，从而导致宇宙加速膨胀。

根据现有理论预测表明，宇宙中75%左右的物质是暗能量，此外还有21%左右是不发光的暗物质，而我们熟悉的普通物质仅占4%多一点。也就是说，本届诺贝尔物理学奖的获得者们，向人类揭露了一个近96%的成分仍然未知的宇宙。

冰与火之歌

根据普林斯顿大学物理学教授保罗斯坦哈特解释，根据“宇宙加速膨胀”理论，一亿万年之后，宇宙的规模将远远大于当下，且星系间的距离更加遥远。逐渐增大的膨胀速度将会导致我们无法再看到其他星星发出的光芒。这就好像人口密集的城市忽然变成了沙漠，而人们散落于无边无际的沙漠之中，再也无法看到对方一样。另一方面，加速膨胀将意味着宇宙毁灭于冰，持这种观点的是诺贝尔物理学委员会秘书拉尔斯伯格斯特龙，他的观点为大部分国外媒体引用。

其他观点同时存在。有人认为，如果承认暗能量的存在，那么宇宙在遥远的未来不会塌缩也不存在终结，会一直膨胀、存在下去，温度极低，物质稀薄。还有一种较为“激进”的看法则认为，随着宇宙的膨胀，暗能量将越来越多。由于暗能量产生的强大“斥力”，宇宙最终将经历一场极为惨烈的“大撕裂”，届时所有的天体包括地球在内都将不复存在，甚至连原子与原子核也都被撕裂。

对于普通人而言，宇宙将往何处去倒更像一个哲学问题。此时，也许重温美国著名诗人罗伯特弗罗斯特的诗句会更为震撼：

有人说世界将毁灭于火，有人说毁灭于冰。根据我对于欲望的体验，我同意毁灭于火的观点。但如果它必须毁灭两次．则我想我对于恨有足够的认识可以说在破坏一方面，冰也同样伟大，且能够胜任。