夏日的夜晚仰望星空,你也许有过疑问:广阔的宇宙有无数颗恒星,这些恒星发出的亮光以光速在宇宙中穿行,我们的视野中应该充满星光,甚至亮如白昼才对,为什么眼前的天空如此黑暗呢?
这个问题就是著名的奥伯斯佯谬。实际上,漆黑一片的夜空不仅证明宇宙的年龄是有限的,背后还隐藏着一个无情的事实:整个宇宙正在加速膨胀,我们能够看到的恒星越来越少,满天星光正在逐渐消失!
1913年,天文学家Vesto Slipher在观测遥远的星系时,发现它们释放的光线正在向光谱的红端延伸。埃德温·哈勃将星系的红移和相对距离作比较,得出一个惊人的结论:宇宙正在膨胀!
既然是膨胀,那么肯定有个起点,也就是说宇宙并非无限,而是有年龄的。综合各种理论模型和天文观测数据,科学家给出的答案是宇宙诞生于137.99亿年(误差不超过2100万年)前。
起初人们以为,由于万有引力的作用,宇宙膨胀的速度正在减缓。20世纪末,天文学家开始测量1a型超新星的距离以及它们远离地球的速度。由于宇宙中所有的1a型超新星爆发光度完全相同,相当于一把标准的量天尺,通过测量超新星光变,科学家就可以得到它们的精确距离。
研究结果显示,宇宙膨胀的速度不但没有减缓,还在持续加速!和地球相距越远的星系,远离我们的速度越快,当它的距离在140亿光年之外时,抛弃我们的速度就超过了光速!由于大爆炸不久的宇宙暴胀速度远超光速,可观测宇宙的实际半径至少有460亿光年。在这个球体以外的区域,恒星发出的光线还没来得及进入我们的视线,就被膨胀的空间远远推开了——这就是夜空一片漆黑的真正原因!
即使今天乘坐光速飞船离开地球,我们也只能到达可观测宇宙中3%的星系,其他97%的星系已经永远超出我们力所能及的范围——人类相当于被禁锢在一个140亿光年的球体中。随着时间的流逝,每天都有一部分星系退出这个球体,永远消失在黑暗的宇宙中。
如果宇宙没有加速膨胀,那么我们终有一天能够看清所有的星光,甚至一睹宇宙边缘的奇异景象,但在无情的暗能量驱使下,所有摆脱引力束缚的星系都将离我们远去,最终只剩下银河系以及附近的几十个星系,如同无边海洋中的孤岛一样——这就是未来人类眼中的全部宇宙。
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