宇宙会一直膨胀下去吗

1929 年，美国天文学家哈勃发现，河外星系普遍存在着红移现象。所谓红移，就是光谱线变长了，或者频率降低了，如果某种原子原来发射的一条谱线波长为λθ，那么从河外星系来的这种谱线波长λ总要比λθ大。红移现象说明，河外星系都在远离我们而去。也就是说，不管你站在宇宙间哪颗星 球上，都会发现所有的星星都在向四面八方飞散。

天文学家经过进一步观察发现，距离近的星系红移量小，距离远的星系红移量大，这种关系被称为“哈勃关系”。比如，离我们 5.7 亿光年的狮子

星座，正以每秒 1.95 万公里速度离去；而离我们 12.4 亿光年的牵牛星座，

正以每秒 3.94 万公里的惊人速度远离而去。照此推算，在离我们 100 亿光年

的地方它的速度将达到每秒 30 万公里，这与光速相等。再远的地方由于光无法到达，因而人们也就观测不到了。

星星与星星之间为什么互相远离呢？按照有些科学家的解释，其原因在于宇宙膨胀。举例来说，我们所处的宇宙好比一个带斑点的气球，星星就好比气球上的那些斑点，吹气以后，气球开始膨胀，那些斑点之间的距离就会跟着变大。你不妨想象自己站在气球上的某个点上，当气球膨胀时，你就会发

现别的点会慢慢地离开你站的那个点，越来越远。如果你换到其他任何一个点上，也都会看到同样的情景。

那么，是什么力量推动宇宙在不断膨胀呢？根据宇宙大爆炸的假说，科学家们推测，在很久很久以前，宇宙是很小很小的，就像一枚鸡蛋，宇宙学家把它形象地称为宇宙蛋。这枚宇宙蛋非常热，温度可达 1 万亿度左右，所以它又被称作“原始火球”。突然某一刻，这个原始火球爆炸了，于是物质就散开了，宇宙也就由此开始膨胀，一直持续到现在。

科学家们发现，宇宙在不断膨胀的同时，又在不断降温，宇宙空间的温度已经降到了-210℃。当然，这并不是说宇宙中任何地方都是这个温度，比如，恒星上的温度就很高，有的甚至达到几万度。但是在空旷的宇宙中，这些恒星就像寒夜中的篝火一样，温度再高也改变不了周围的低温世界。

既然宇宙从诞生到现在一直在膨胀，那么人们不禁要问，这种膨胀会不会有停止的那一天呢？这也和宇宙的有限与无限一样，是一个十分有趣而又极难回答的问题。

科学家们发现，宇宙虽然一直在膨胀，但膨胀的速度却在逐渐减缓，原因在于宇宙中的物质之间存在着万有引力。这种万有引力在将互相离开的物质往回拉。在这里难以估计的是万有引力的大小。如果引力不太强，那么膨胀速度虽然在减慢，但却永远不会变为零，这样宇宙就将无限地膨胀下去。如果引力很强，那么宇宙膨胀的速度就会逐渐减小到零，到那时候，宇宙的膨胀就会停止，并且开始收缩，越缩越小。

对于宇宙膨胀的前景，有的天文学家认为，宇宙中的物质

密度很小，因而引力也很弱，宇宙将无限地膨胀下去。而有些科学家却不同意这种观点，他们认为宇宙中的引力比我们知道的要大得多，足以使宇宙

停止膨胀，并开始收缩。

根据计算，如果宇宙的平均物质密度小于或等于 5×10^-27 千克／米 3（相

当于每立方米中有 3 个核子），那么，我们这个宇宙就会不断膨胀下去，星体之间的距离就会越来越远。

如果宇宙的平均密度大于 5×10^-27 千克／米 3，那么几十亿年以后，随着宇宙的膨胀，在引力的作用下，更多的星系将重新相互靠近，再靠近⋯⋯ 此时，由于星体间的碰撞，星空将越来越明亮，天空也会越来越灼热。最后， 所有的星体都被压缩在一个很小的范围内，这时，高温高密度所产生的巨大压强会阻止这个压缩过程的继续，从而有可能再产生一次“大爆炸”，使宇宙再度膨胀。

有的天文学家认为，宇宙从来就没有什么开端，它的物质一直就在反复地聚拢而又分开，分开而又聚拢，永无止境。这样一幅图景被称为“振荡宇宙”。

那么，宇宙的平均物质密度到底是多少呢？由于宇宙实在太大了，人们实在难以准确地测量出来，所以也就无法知道宇宙将来是不是会停止膨胀。假如宇宙真的开始收缩了，那么又会出现什么情况呢？比如，时间是不

是到那时就走到了尽头，开始往回退？随着时间的倒退，历史长河中已经发生过的一切会不会重演呢？这些深奥而奇妙的问题都在等待着青少年朋友们去探索。