探索宇宙的知識

四維的宇宙

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現在,隨著天文學家能夠看到的恒星的亮度越來越暗,他們看到的恒星也越來越多。視野的一步步擴展使宇宙無中心論逐漸站了上風。天文學家對宇宙無中心的解釋依賴於宇宙膨脹的觀點:宇宙的膨脹不是發生在三維空間中,而是發生在四維空間內的。它不僅包括普通的三維空間——長、寬、高,還包括第四維空間——時間。

描述一個四維空間的膨脹是非常困難的,科學家們常常用氣球的膨脹來形象地解釋。假設宇宙是一個正在膨脹的氣球,而眾多的星係是氣球上的斑斑點點,銀河係就是其中之一。這些斑點牢固地粘在氣球的表麵上,不會離開氣球的表麵進入氣球的內部或跑到外麵去。注意,氣球的球麵是沒有中心的,球麵上的任意一點的性質都相同。現在開始向氣球中不斷地注入空氣,使氣球的表麵不斷地向外膨脹,那麽表麵上的每個斑點彼此間離得越來越遠,這正是模擬宇宙膨脹和星係退行的情景。在氣球上的某一點上的某個人(一個二維的人!)將會看到,其它的所有斑點都在退行,而且離得越遠的點退行速度越快。讓我們回過頭去尋找氣球表麵上的斑點開始退行的地方,我們會發現,它已經不在氣球表麵的二維空間裏了,必須加上時間這一因素,我們才能重新發現它,斑點處在過去的時間和空間中。氣球的膨脹實際上是從內部的中心開始的,是在三維空間發生的,而氣球上的斑點是在二維空間上,所以二維空間的人不可能探測到三維空間內的斑點,或者說,是星係。

同樣,在宇宙中,我們生活在三維的空間中,星係在三維的空間內運動,而宇宙開始膨脹的地方是在過去的某個時間,即數百億年以前,雖然我們可以獲得關於宇宙膨脹的蛛絲馬跡,但卻無法回到那個神奇的時刻。我們處在一個巨大的三維氣球的表麵,這個表麵是沒有中心的。

聽上去宇宙的膨脹的確難以理解,但我們在日常生活中也不乏這樣的智慧。人們在茶餘飯後常常相互打趣, “上輩子你肯定沒吃飽,這輩子來補一補”, “下輩子我要變成一條魚”,其實人們都明白, “我”是活在現在的我,而不是活在過去或將來裏,正如展現在我們眼前的宇宙是現在的宇宙,而不是過去或將來的宇宙一樣。科學無法回答某個人上輩子是什麽形態,甚至人是否有輪回轉世也無法證明。隻有宗教才回答了這些問題,但那是以宗教的方式解決的。