資料來源:明報
2003年3月7日
【明報專訊】人類打從出現文明,一直試圖揭開宇宙神秘面紗。隨 著科技發展,人們已知地球是個球體,那麼宇宙呢﹖它也是圓的嗎 ﹖它為何會在150億年前一次大爆炸後出現﹖在此之前,又是什麼 光景﹖美國為此在2001年發射太空觀測船MAP,也有科學家在地球 以先進望遠鏡尋找答案。最近,天文學界就憑高科技蒐集得來的資 料,推斷出宇宙整體形狀其實「幾近扁平」,且在永無止境地擴展 中,為人類對宇宙的認知開拓新境界。 (亞視國際台今晚9﹕00將播出相關節目《虛無星界》) 最先提出 宇宙或呈曲線的人,是科學家愛因斯坦。他在著名的相對論學說, 提到重力能令太空呈曲線,是控制宇宙形狀的主要力量。他甚至指 出,光線也一樣,巨大的引力會令光線彎曲。事實上,從架設在智 利阿塔卡馬沙漠的全球最大型望遠鏡1998年11月拍得的照片,清楚 見到光線呈弧狀及遙遠的星系圖像。這為巨大而無形的引力能令太 空扭曲變形提供重要證據。 宇宙未夠引力拉成球體 然而,整個宇宙又是什麼形狀﹖是平面帶皺摺的﹖抑或呈球體狀﹖ 要找出答案,必須先知道全宇宙的總引力有多少。由於質量愈大, 引力也愈大,在澳洲新南威爾士的天文學家博伊爾便�茪漍q度宇宙 的重量,以查看宇宙是否有足夠物質,從而有足夠引力,把宇宙拉 引成球體。 為此,博伊爾的研究小組研製出一個叫「二度場」的觀星儀。儀器 以機械化調較位置,配備激光導向鏡片及無數光纖,每條光纖負責 蒐集來自一整個星系的光線。儀器在同一時間內,能分析來自400 個星系的光線。 博氏利用這些資料,做出前所未見的大型宇宙立體圖,指示出宇宙 內逾10萬個星系的確實位置,從而計算出出人意表的答案——他發 現宇宙看來雖很大,但它的重量卻比想像輕,這意味所有星系的總 質量,並沒構成一股足以把宇宙拉引成圓體的拉力。 博伊爾還相信,另有兩種神秘力量,使宇宙呈扁平狀態。它們就是 「黑暗物質」(DarkMatter)和「黑暗能量」(DarkEngery)。 神秘引力助穩定星體 黑暗物質是指那些反射不到光線的物質,人們無法以肉眼看見它, 之所以知道它存在,是由於人們觀察星體、星系和超星系團時,發 現它們不存在足夠物質以提供足夠引力,理應無力阻止所有星體不 飄離分開。科學家因而推斷除發光物質外,該另有一些物質發出引 力,而這些物質就是黑暗物質。 至於黑暗能量,天文學家在透過微波背景輻射去發掘宇宙未知一面 時,找到證據,證明它的確存在。根據宇宙起源「大爆炸」理論, 宇宙在大爆炸後初期,處於高溫、混沌和漆黑狀態,內�堣ㄕs光線 ,只充斥微波輻射,可說這種輻射從宇宙誕生那刻開始,便穿梭於 太空之間。 大爆炸後宇宙高速膨脹 當設在西班牙特內里費島的望遠鏡接收到從太空經數億計光年而來 的微波輻射時,其輻射熱點的大小,能說明它所穿過的太空是什麼 形狀。若宇宙彎曲,熱點會因被扭曲放大,使之看來較大。但依科 學家桑德斯所見,那些熱點沒因經歷長途旅程而變形。他說﹕「我 們至今研究得,太空幾近平坦。」 天文學家又發現宇宙在不斷膨脹。宇宙在大爆炸後即高速膨脹,然 後物質開始冷卻,聚成球體,慢慢地發展成今天的模樣,人們現今 相信宇宙不斷膨脹了150億年。又正如先前的星系研究所說,星系 沒足夠物質和引力,無法阻止宇宙停止膨脹。即是說,科學家相信 宇宙會永無止境地膨脹下去。 引力如剎車掣延緩膨脹 而且,根據「二度場」觀星儀記錄下來的星系移動,宇宙似乎在40 億年前起,膨脹速度愈來愈快。英國宇宙哲學家戴維斯說﹕「(宇 宙)膨脹的速度不斷加快,這顯示有些東西,如反引力,一種抗衡 正常引力的力量,把星系拉扯分開得愈來愈快。」這種反引力就是 黑暗能量,他們相信宇宙正被這種無形的力量拉扯,加上由物質引 發的引力,兩種宇宙間的力量正進行「戰爭」。 博伊爾說﹕「這�埵釣滫悇菑洈漱O量令宇宙不斷膨脹。所有星體、 類星體、星系,以至全宇宙都包含�茠娃銵A它們就像煞車掣,以引 力減慢膨脹速度。至於另一力量,即所謂黑暗能量,就是宇宙的油 門,那是一種試圖加快宇宙擴展的力量。而在爭拼中,黑暗力量贏 了,皆因宇宙在膨脹中,且不斷脹至無限大,直至永遠。」 黑暗能量如油門加速膨脹 那即是說,在每個星系�堙A引力足令所有星體聚集在一起,但星系 之間的空間,因黑暗能量太大,令太空不斷被拉扯。戴維斯預計, 宇宙未來會出現一大片空蕩蕩的空間。他說﹕「其他星系與超星系 之間,將完全不相往來。可見宇宙的未來會是個非常孤寂的地方。 」當然,這些宇宙理論都仍待太空觀測船的驗證。 |