宇宙正在膨胀

○王贞虎

中年发福，不外乎是运动太少，饮食太好。随着年纪的增长，身体的新陈代谢变慢，只进不出，变胖是免不了的。宇宙的发福就不一样，宇宙的总能量是不变的，没有额外的能量注入宇宙内，但宇宙仍旧不断地膨胀。宇宙膨胀算是很新的观念，即便是爱因斯坦也曾认为宇宙是静态的，直到天文学家哈勃观测证据的出现，证实了宇宙是膨胀的，成了“宇宙大霹雳学说”的重要证据之一。

该如何想象一个膨胀的宇宙？首先我们看看哈勃有怎样的证据显示宇宙正在膨胀。之前我们提到哈勃测量出仙女座星系距离地球的距离，得知星系是在银河的外头。除了可以测量距离外，天文学家还有办法知道星系沿着我们视线方向的运动速度，这得靠19世纪奥地利数学家多普勒的发现。多普勒发现产生声波的来源如果和收听者有相对运动，则声波的频率会随着相对运动的速度大小而改变，现称之为“多普勒效应”。

光也有多普勒效应。在可见光范围内，蓝光属于短波（高频率）的光，红光则是长波（低频率）的光，如果发光源朝向我们运动，我们看到的光会趋向蓝光（短波、高频率），而远离我们，就趋向红光（长波、低频率）。趋向蓝光，我们称之为“蓝移”，反之则称为“红移”。我们在日常生活中不容易看到这种现象，因为相对运动的速度太小，但星系的运动速度很快，这种红移和蓝移的现象就很明显。哈勃利用星光的多普勒效应计算出星系的视向速度，将星系的距离和视向速度画在图表上，他发现一个惊人的规律，大多数的星系都是远离我们的，并且离我们愈远的星系，远离我们的速度愈大，这就是所谓的“哈勃定律”。

哈勃定律代表了宇宙的某种特性——一个爆炸性的宇宙，现在的问题是宇宙如何“爆炸”。想象宇宙是从某一点开始，像爆竹般爆炸，爆竹碎片四散纷飞，站在爆炸点的位置，检查飞出去的碎片的距离和飞离速度，离爆炸点愈远的碎片，由于速度较大，所以跑得比较远，这和哈勃定律的特征相同。那这是否意味着我们的地球在宇宙中心？根据以往的经验，我们不该再幻想地球处在宇宙的中心，一定有其他的方式解释哈勃定律。

让我们换个角度想象我们的宇宙。如果宇宙像个包子，一开始师傅捏好的包子比较小，当放入蒸笼加热后，包子膨胀起来。如果师傅在包子上画了五个绿点，膨胀后的包子上的五个绿点之间的距离也被拉长。假如站在其中一点上，观察其他各点，应该也都满足哈勃定律的特性——离得愈远，远离速度愈大。因此，地球没有必要处在宇宙的中心。

“这次闭关静坐的时候，我一度进入了一种很深的寂静，我的周围只有光，时间、空间都不存在了，我似乎触到了师父从未指点过的境地。”电影《卧虎藏龙》中李慕白缓缓地说道。宇宙的开端的确如此，现今理论认为时间和空间在大霹雳之后才开始产生，我们很难描述空间的全部之外还会有什么，也不知道没有时间之前发生了什么，天文学家从观测结果和理论知道宇宙是从一点开始产生，并不断地膨胀，天文学家努力的结果似乎应了俞秀莲所说：“你得道了！”