神秘暗能量主宰宇宙命运：可以把宇宙撕碎(5)

　　第一个暗示宇宙膨胀的证据可追溯到几乎一个世纪前。在这个证据出现之前，物理学家仍然死死握住200多年前艾萨克·牛顿提出的宇宙模型，其中，空间和时间都是永恒稳定的，并可用严格的尺规和时钟精确测量。根据牛顿的理论，引力是一种能够在虚无的空间中穿行的力，这种无形的力量将天体拉扯到了一起。

　　爱因斯坦在1915年提出的另一个关于引力的理论——相对论，挑战了牛顿的宇宙模型。在爱因斯坦的理论框架中，三维的时空交织在一起创造了一个四维的大尺度网状结构，这成了引力的发源地。时空在大质量天体(如恒星)周围会发生扭曲;而更小的天体，比如行星，则嵌入时空，仿佛被一种力量推向更大的宇宙结构。

　　起初，爱因斯坦想象中的宇宙是球状且静止的，不会膨胀也不会收缩。令他吃惊的是，广义相对论导出的却是一个不稳定的宇宙：一个微小的变化就能打破辐射(如光)和物质之间的平衡，使宇宙向外膨胀或向内收缩。爱因斯坦为了坚持它的静止宇宙模型，便引入了一个稳定的参数，称为“宇宙常数”——它能抵消宇宙随引力收缩的趋势。宇宙常数只不过是一个为了使宇宙保持静止而捏造出来的参数。

　　但静止宇宙模型是错误的。

　　直到1930年，美国天文学家维斯托·梅尔文·斯里弗和埃德温·哈勃测量了遥远星系的运动，说服了所有人——包括爱因斯坦——不论如何，宇宙在膨胀。斯里弗和哈勃为人类开启了一扇崭新的宇宙之窗，迄今为止，天文学家仍旧通过这扇天窗观测宇宙的过去和现在。

　　斯里弗和哈勃的结论基于多普勒效应，就是使鸣笛的汽车在接近和远离我们时音调发生变化的效应。声音和光都由波组成，你听见的声音和你看见的颜色取决于它们的波长，即两个连续波峰之间的距离。

　　19世纪的奥地利物理学家克里斯琴·多普勒发现，当你所观测的波源相对于你处于运动状态，它的波长就会发生变化。离你远去的波源发出的波会延长到达你处的时间，因而降低声波的音高，或将光的颜色向更长波长的光谱移动，即红移;向你靠近的波源发出的波则会被挤压，因而提升声波的音高，或使光发生蓝移。

　　1912年，斯里弗发现所有他能观测到的星系的光都比预期的更“红”，表明光波被拉伸了。红移意味着这些星系都朝远离地球的方向移动，而红移的大小则揭示它们的退行速度。

　　我们很难测量出星系的距离，施密特补充道，“因为你不可能放把尺子在星系和地球之间。”哈勃的推算基于每个星系中拥有相同光度的明亮恒星，它们就像相同瓦数的灯泡一般，越暗淡，距离越远。

　　这是一个非常粗糙的假设，因为不是所有恒星都具有相同的亮度，但这个假设基本成立。哈勃发现遥远星系发出的光越“红”，星系退行的速度就越快。1929年，他将宇宙膨胀的证据公之于众。

　　“用气球做比喻更容易理解，气球上事先画好的点就相当于宇宙中的星系。”施密特解释：“把气球吹起来，气球上的点开始相互远离——它们离得越远，相互退行的速度就越快。”哈勃的发现同这样的宇宙模型相契合：宇宙诞生初期非常紧凑，如今就好比一个不断膨胀的气球。