宇宙不是惟一的

刘元江

“我们的面前是一个荒谬的理论。问题在于，它虽然相当荒谬，然而又有规律可循。”——发表这番自相矛盾的见解之人乃是丹麦物理学家尼尔斯·玻尔(1885～1962)，触及到所有科学的原子理论的奠基者之一。也许，玻尔所论及的这一荒谬的理论特别与那种专门观察研究人类所无法感知的自然现象的现代科学有关，譬如原子和基本粒子的性质、遗传学、天文学。本文所论述的，便是专家们如何通过“荒谬的”试验来阐述宇宙的诞生，以及如何论证我们的宇宙不是孤零零的。

“20年前，天文学家们借助天文望远镜，在最好的天气状况下也只能观测到我们这个宇宙中的不到2％的天体，”世界上最大的天文台之一，南欧天文台的研究人员A甭灼肜如是说，“而如今，我们能够观测到宇宙中90％的天体，我们能够看清几乎所有我们所能观察到的一切天体。我们观察遥远的宇宙深处的爆炸就如同进行一次在时空隧道里的旅行一样。”

望远镜实际上可以说就是一架“时间机器”。当天文学家们借助哈勃轨道望远镜观察到距地球120亿光年之遥的银河系深处时，我们所看到的实质上是宇宙的“幼年时代”，即宇宙才30亿岁时的实际状况。当时银河系刚诞生于宇宙的大爆炸之后，而那次大爆炸之前宇宙才只是一个比原子核还小的质点。

科学家们深信，在大爆炸过后所诞生的宇宙之幼年时期，应当保留下来一种仿佛是大爆炸的“回声”。而且这种“回声”实际上不应当消失。在宇宙中漫游的、如今已贯穿整个宇宙空间的电磁振荡便可以看成是这样的一种“回声”。当然，今天这种“回声”已不再具有当初宇宙大爆炸时所具有的那种巨大而惊人的能造就一个包容天地万物的宇宙的能量。

为了深入研究漫游于宇宙空间的电磁振荡，前苏联发射了一系列配备有“遗物2”号专用仪表的“进步”号航天器，美国也发射了简称为“科别”(Cosmic Background Explorer)的宇宙背景探测器。经上述这些航天器的探测业已查明：宇宙大爆炸初期释放出来的贯穿宇宙各个方向的电磁辐射绝大部分都是格外匀速的电磁辐射流，其中仅有0001％的电磁辐射属于非匀速的电磁辐射流。

经专家们对宇宙辐射的这种奇特现象进行分析研究后认定，宇宙在自己的“襁褓时期”应该是以高于光速的极高速度向四面八方膨胀的，即宇宙在十亿分之一秒的时间内便从一粒比原子核还小的质点迅速膨胀为具有天文数字般范围的空间。宇宙大爆炸的这种奇特现象并没有同相对论中关于极限光速的假说相矛盾，爱因斯坦认为，物体在空间的运动不可能超越光速。然而宇宙大爆炸的瞬间却是其自身的“小空间”在迅速消失的同时又与爆炸生成物一起迅速膨胀开来。

还在各种航天器查明宇宙诞生初期遗留下来的电磁辐射的特性之前，已有不少天体物理学家，其中包括在美国加利福尼亚工作的俄罗斯数字物理科学博士安德列·德米特里耶维奇·林德就提出了宇宙起源于一个极微小的时空点的假说。

据林德后来继续进行的研究表明，他的研究之所以有所建树，大概是缘于他比其他人更深入地洞察了宇宙的起源之谜(在林德所撰写的《宇宙大爆炸》一文中，他为普及宇宙知识方面的复杂的理论结构而吸收了若干高能物理学方面的最新成就)。

“现在我可是知道上帝是怎样创造世界的了!”安德列·德米特里耶维奇在1983年发出这样的感叹。就在那一年，他发现了揭示混沌膨胀(指宇宙大爆炸)机理的线索。他认为，宇宙初期的这种膨胀是一种带加速度的膨胀。他在多次国际学术会议上阐述了自己的这一观点，然而不少与会者却带着奚落的微笑听取了他的发言。“在那种场合，我常常感到自己是一个白痴。”A绷值氯缡撬怠Ｕ庵肿纯龌崛萌瞬挥傻叵氲侥岫斯·玻尔关于如何评价科学新观点的论述。

后来没有几年，各种航天探测器的观测试验表明，宇宙膨胀的理论是正确的，这时已没有人再怀疑A绷值碌穆呒推论。而林德也在自己的阐述中进一步向人们揭示了宇宙何以如此广袤无边，一团混沌的物质何以会产生出星球天体和银河系——这些全都是因为宇宙在瞬间爆炸膨胀的结果。

按照林德的论点，当宇宙还是一粒比原子核还小的元质点时，它仍然受基本粒子微观世界的规律支配，即其内部是不平静的——它内部的能量如同海洋中的波浪一样在不断地波动，有时甚至会产生中等程度偏移的波动。而宇宙的突然爆炸和急速膨胀，其原因就在于这种波动偏移的幅度惊人地增大，于是便产生了银河系和星球天体的雏形。

于是，一粒不可思议的、极其微小的核子(微观世界)瞬间膨胀为一个不可思议的、广袤无边的宇宙(宏观世界)。而宇宙中的诸物质都具有原子核，在这里，最大的和最小的历史在重演。

通过对“科别”宇宙背景探测器所观测到的资料进行分析理解，专家们确认了A绷值滤提出的宇宙混沌膨胀的模型：在宇宙的初始辐射(即大爆炸的“回声”)里发现了极其细微的涡旋，而这些涡旋的不均衡性则反映出了宇宙刚开始膨胀后的原始星云的分隔状况。这些涡旋实际上相当于微宇宙(即诞生我们大宇宙的那粒原子核)里的波动。

在宇宙形成初期所产生的各种物质结构形态中，有一种对天文学家们来说眼下还是谜一般的物质——“暗物质”。这些看不见的物质据认为充斥着整个宇宙空间。暗物质的存在同整个宇宙结构的构成一样，全都是待解之谜。

然而据最新的研究表明，这种无形的暗物质实质上乃是占宇宙之组成大部分的一种物质，只是天文学家们关于暗物质在宇宙组成物质的所占比率有所出入：一部分科学家认为暗物质占宇宙物质组成的90％，而另一部分科学家则认为暗物质占整个宇宙物质组成的95％甚至99％。

银河系中的螺旋、星团，以及在夜空中闪耀发光的众多恒星、行星，组成了一幅美妙的图景，这可以比拟为一台轻盈的舞台布景，或者在一般巧克力蛋糕上饰以奶油的花纹图案。

天体物理学家们经过对银河系的多次观测，查明宇宙天体的结构形式乃是由暗物质确定的。因为如果银河系里只有发光物质，那么位于银河系边缘的一些星球在围绕银河系中心快速运转的过程中早已被离心力抛散于茫茫宇宙深处，然而正由于有暗物质这种引力的主要能源存在才能使银河系保持现有的结构形式。在这里，暗物质起着一种银河系中黏合剂的作用。

星团、带卫星的单星、白矮星、彗星、黑洞——所有这些天体的总和也仅仅是能固结整个银河系的巨大引力的一小部分，即它们的总能量还不足以形成能主宰银河系的如此巨大的引力。于是，某些天体物理学家认为还存在一种特殊的物质——重光。不久前在瑞士欧洲核研究中心开始运转的一种新型加速器有可能揭示重光之谜。物理学家们对这台加速器寄以很大的期望，他们认为该加速器能打开迄今为止基本粒子未知世界的大门。

此外还有一个自然之谜，这就是不久前科学家们提出的反引力。这是一种未知力。反引力究竟存在于何方?天体物理学家们已经测定宇宙的年龄为150亿年。我们的银河系正以高速“逃离”宇宙大爆炸的中心，而且这种逃离速度愈来愈快，简直不能想像能“刹住车”而退回去，仿佛什么地方有一台特殊的加速器，正在向已经远离宇宙大爆炸中心的天体施加反引力。是什么原因在迫使宇宙加速膨胀?看来很可能就是反引力在起作用。

这种不可知的反引力能在不可思议的遥远距离外起作用。当然，这一神秘力的存在暂时还仅仅是一种假设。提出这种假设的科学家中有德国天体物理学家莱伊本德古图。他认为在银河系之间的空间有一种内能，这种内能充塞着真空并不断膨胀，“力图”去占据更多的空间。意大利的研究人员马里奥·利维奥早先对这种假设持怀疑态度，后来他不得不承认：“如果有关的数据可以相信，那么充塞宇宙真空中的这种不可知力应该是存在的。”而最新的观测研究资料表明，宇宙中几乎有3/4的总能量属于与真空中的“不可知力”有关联的神秘力量。

有趣的是，A绷值鹿赜谟钪嫫鹪吹募偎狄嘤胝庑“不可知力”有联系，而且其在他的假说中起主导作用：即整个宇宙都是从“不可知力”中产生出来的。按照林德的假说，当充塞真空的能量发生颤动和震荡时，宇宙大爆炸便发生了，于是诞生了银河系、星球、气状星云，一句话，诞生了整个我们现在已知的宇宙。根据计算，真空中的能量在发生震荡时并没有太大的损耗，因此我们可以假设，“不可知力”所蕴含的巨大能量并不局限于只产生出一个宇宙，而是可能“制造”出多个宇宙!

据A绷值伦允觯他关于多个宇宙的构思历经了长期甚至是折磨人的过程。这位学者曾一度陷入忧郁之中，仿佛在他面前立着一堵暗墙，似乎存在无法解开的矛盾。后来，在不经意间他终于豁然开朗，他开始理出了混沌膨胀，即如何发生宇宙大爆炸的头绪。大爆炸开始的瞬间犹如“不可知力”的一道闪电——林德这样描述混沌膨胀之前的波动(关于“不可知力”的波动最初是在欧洲核研究中心发现的)。林德认为，由于真空中充满了能量，在某种情况下它们会是一些能量的凝结块，而这种能量凝结块的寿命是极其短暂的，只有1／1015秒。

林德阐述道，当真空中能量凝结块的密度和压力达到一定程度时，即当能量凝结块的“块头”长到一定的程度时，大爆炸便发生了。一个极其微小的真空空间瞬间便膨胀成为一个具有天文学数字极限的大宇宙。据林德的估计，当宇宙诞生时其温度高达100亿摄氏度。

根据爱因斯坦的学说，能量和质量之间是互有关联的，譬如水蒸气能冷凝成水滴。那么大爆炸时的初始辐射也能冷凝为基本粒子和原子，而其开端便是氢和氦。

由于元质点内部的波动(即前述元质点内能的中等程度的偏移)，从一个方面看是宇宙大爆炸的开始，从另一个方面看这种波动(偏移)又是重复出现的，因此我们可以说宇宙大爆炸不是第一次发生的，即我们的宇宙不是惟一的。当元质点的内能每偏移、波动、碰撞一次，就会产生一个新的宇宙。因此林德确信宇宙是“无限多个”存在的。按照林德的论述，如果将我们所生活的宇宙比成一个泡沫，那么这个泡沫仅仅是大宇宙中不可思议的无限多的泡沫中的一个。对此，林德通过多次数学计算已进行了校核。

一些献身于宇宙探索的天文学家、天体物理学家和数学家纷纷发出感慨：近来展现在他们面前的新知识层出不穷，这说明人类越来越聪明智慧了，而宇宙则比以前他们所了解的更加扑朔迷离了。

A绷值滦称，天文学上的最新发现可以与哥白尼革命相提并论：日心说取代了地心说后，又发展到银河系乃至整个宇宙，而这一套学说已可以暂时告一段落了。很有可能，某个哥白尼的追随者已在思考：究竟宇宙泡沫的中心在哪里?

在无限多个宇宙之间可能存在着差异，即它们不完全等同于我们这个宇宙。也许其他宇宙存在着另外一种生命形式，存在着另外一种主宰自然的法则。至于A绷值滤展示的混沌膨胀的宇宙模型，则显示出其他宇宙也有着与我们这个宇宙一样的主宰自然的法则。

安德列·德米特里耶维奇的观点既遭遇到了一些专家的批评意见，同时也得到了不少专家的真诚的关注。许多专家均持有这样的看法：林德的假说并未得到很好的检验。其实这些专家的看法有误。

林德早在20世纪80年代已通过人造卫星的探测，将宇宙大爆炸时的“初始辐射”之相关资料“记录在案”，如今林德寄很大的希望于新一轮的人造卫星探测考察。

经改进后的新型宇宙探测器拟于2006年发射升空。林德认为，由于新型航天器具有很高的灵敏度，因此极有可能会捕捉到来自宇宙边缘的辐射线。与此同时，林德还期望新型航天器能成功地捕捉到来自相邻宇宙空间的辐射线。

也许，彻底揭开宇宙起源之谜以及弄清宇宙究竟有没有“兄弟姐妹”的那一天终将到来；同时要解答“为什么会发生宇宙大爆炸”这一最重要疑问的一天也不会太遥远了。