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神秘暗能量主宰宇宙命运:可以把宇宙撕碎(8)

  宇宙学家发现无论把望远镜对准哪里,无论看得多远,宇宙看上去总是相似的——这是他们尤为关注的,也是一直在努力解释的疑惑。这个谜团是在天文学家测量宇宙微波背景辐射(宇宙大爆炸后残留的辐射)之后跃入眼帘的。在整个天空中,微波背景辐射的温度仅存在非常微小的差异。

  两个方向相反的点限制了我们能观测到的范围——北面140亿光年的地方和南面140亿光年的地方。在这两端之间,微波背景辐射温度仅相差万分之一。问题来了,相隔280亿光年远的两个区域何以拥有相同的温度?

  古斯和林德的答案很优雅:我们的宇宙曾经历一段暴涨时期,即在宇宙大爆炸后的10-30秒,处于婴儿阶段的宇宙扩张速度超越了光速。如果真是这样,这两个端点在暴涨之前一定挨得很近,有足够的时间在热传递中保持一致的温度。接着,暴涨撕裂了所有温度大致相同的点,把它们掷向相反的两端——这就解释了为什么宇宙在每个方向都如此相似。

  重要的是,数学推导表明宇宙中被“熨平”的温度同样会导致宇宙处于临界密度,即微妙地保持在继续膨胀和向内坍缩之间的平衡状态。但至今为止,天文学家所发现的物质仅占临界密度的30%,这意味着还有70%的宇宙在和我们躲猫猫。

  里斯很想找到这个问题的答案。

  寻找暗物质

  对天文学家来说,未能在可见的宇宙中观测到那70%的物质似乎是个巨大的疏漏。天文学家明白,望远镜不可能捕捉到潜伏在宇宙中的一切。当他们发现大量星系外围物质的旋转速度都快得不可想象时,才意识到宇宙中多数物质都是不可见的。

  星系外围的恒星似乎被更强大的引力拖拽着,而这个更强大的力,比根据可见的恒星数量计算出来的引力还要大。最可信的解释是星系中也包含着我们无法用传统方式观测到的“暗物质”,它们对外围恒星也施加了引力。

  里斯想知道宇宙中是否存在足够多的暗物质来填补那70%的不可见的质量。他认为这可根据宇宙膨胀速度减缓的幅度来证明。如果宇宙膨胀速度显著变慢,则可认为宇宙中存在着未观测到的引力,它阻碍了宇宙扩张,而大量的暗物质便是罪魁祸首。暗物质的多少是支配宇宙继续膨胀或反向坍缩的原因。

  两组科学家通过长期的望远镜观测和数据分析,竞相测量宇宙膨胀的速度。在1977年初,波尔马特找到了从未预料到的第一个证据。他通过观测超新星的亮度,发现在红移给定的条件下,这些超新星比人们预测的更遥远。如果这是事实,则能推导出一个令人震惊的结论:宇宙并不像过去认为的那样在减速膨胀,而是膨胀得越来越快。波尔马特在发布这个结论之前需要不断检验它的正确性。

  里斯则创造了一套测量宇宙密度的计算机程序,并得到了相同的怪异结论。结论并非指向一个由30%的物质组成的宇宙(即他所期望的永久膨胀情形所需要的条件),而是-30%——仿佛是对他的讥讽。这个数值与任何情况都不相符,也不具有物理意义。

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