已知的物理定律都不能推导“大爆炸之前”(如果我们能说“之前”的话)宇宙的状态:为什么就炸了?怎么炸的?宇宙是唯一的吗?是有无数个宇宙大泡泡,我们只是其中之一吗?我们是不是在一个巨大的黑洞里,却以为这是宇宙?目前所有的理论都还停留在假说阶段。
然而对于比较有把握的部分,“大爆炸”理论有一些好玩的推论,比如,虽然“大爆炸”距我们只有 140 亿年,却因为宇宙膨胀,我们能感知的“宇宙边缘”早已距离我们 460 亿光年了。越来越多的星系会因为宇宙的不断膨胀而红移得越来越厉害,最终从视线中消失,变得不可观测。
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韦布首张“宇宙深场”照片,迄今为止人类在红外波段拍到的最清晰、最古老的宇宙景象。图片来源:webbtelescope.org
宇宙的未来会是什么样子呢?宇宙学家曾经认为宇宙的未来有两种可能:第一种是它的平均密度高于某一临界密度,使得它膨胀到最大体积后败给自身的引力,造成坍缩式的“大挤压”。第二种,则认为它的膨胀会不断减速,但永远不会停止,最后宇宙在不断膨胀的过程中不断冷却,渐渐趋于绝对零度,也就是“大冻结”。
现代观测发现宇宙的加速膨胀之后,人们意识到可观测的宇宙会渐渐退出我们的视野。有的理论认为,基本物质可能会在持续膨胀中被撕裂,但这些就需要更多的观测证据来验证或否定了。
我们的文章是从“韦布”望远镜说起的,就再说说它吧。“韦布”太空望远镜的任务是做宇宙早期发展史的考古工作,它的任务就是“往远处看,往久远之前看,那里有‘大爆炸’后几亿年内的婴儿宇宙的景象”。所以“韦布”望远镜的波段通过周密的理论计算,被仔细调整到 0.6 到 28 微米。这种定量计算,可不是“宇宙没膨胀!红移是因为光线累到了!”这种拍脑袋的胡话。它的初期观测数据,也完美地夯实了“大爆炸”理论的基础,无数科学家为之兴奋不已,并期待着它更多更新更全面的发现,为揭示宇宙演化史的工作提供更多依据。
作者 | 曲 炯 科普作家 作品发表于国家博物馆、国家航天局等
审核 | 刘 茜 北京天文馆研究员 科普影片编导和科普作家
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