銀河系內(nèi)的一顆造父變星：船尾座RS，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝

宇宙在膨脹，而且，膨脹的太快了，為什么呢？沒(méi)人知道！

而現(xiàn)在，宇宙的膨脹速度甚至要比原先設(shè)想的更快！為什么？還是不知道！

對(duì)我們來(lái)說(shuō)，“宇宙會(huì)永遠(yuǎn)存續(xù)下去”這個(gè)概念可謂相當(dāng)費(fèi)解，因?yàn)槲覀兊拇竽X難以接受“無(wú)限”這樣的概念。

但還有一種可能：由于宇宙一直在擴(kuò)張，它會(huì)不會(huì)只是看似無(wú)限呢？

宇宙至今已有138億至140億年的歷史了，回溯到宇宙誕生的初期，也就是宇宙大爆炸之后不久，宇宙從一個(gè)質(zhì)量無(wú)限大，體積為零的點(diǎn)開(kāi)始爆發(fā)，迅速擴(kuò)張到今天的模樣。

事實(shí)上我們今天仍然可以看到當(dāng)初的這次“大爆炸”事件留下的光芒，觀測(cè)的方法是將先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡指向極為遙遠(yuǎn)的星系。那些星系發(fā)出的光要在太空中傳播數(shù)十億年之后才能抵達(dá)地球。

通過(guò)這種方式，我們可以觀測(cè)宇宙的膨脹速度——只要觀察各個(gè)方向上那些遙遠(yuǎn)星系遠(yuǎn)離我們的速度，我們就可以大致估算宇宙膨脹的速度。

天文學(xué)家們嘗試對(duì)宇宙觀測(cè)進(jìn)行直接測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)之前那種傳統(tǒng)方法估算出來(lái)的宇宙膨脹數(shù)值似乎偏小了，換句話說(shuō)，宇宙膨脹的速度超出了預(yù)估。

基于哈勃空間望遠(yuǎn)鏡開(kāi)展的高精度觀測(cè)結(jié)果得出一項(xiàng)結(jié)論：宇宙的膨脹速度比我們?cè)阮A(yù)計(jì)的高出大約9%。

但還是老問(wèn)題，沒(méi)人知道這是為什么。

這并非我們第一次觀測(cè)到這種膨脹的加速，但此前的觀測(cè)結(jié)果存在1/3000的誤差可能，在天體物理學(xué)研究中，這是一種相當(dāng)高的誤差結(jié)果。

諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)的天體物理學(xué)家亞當(dāng)·里斯最新發(fā)表的論文增強(qiáng)了天文學(xué)家們的信心，因?yàn)槠湔`差值僅有10萬(wàn)分之一，他表示：“（觀測(cè)上給出的）不吻合性在增長(zhǎng)，現(xiàn)在已經(jīng)到了再也不能用巧合或者誤差去進(jìn)行解釋的時(shí)候了。”

此次研究人員測(cè)算宇宙膨脹使用的方法，大體上與1929年埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的方法是一樣的，都是利用一類被稱作“造父變星”的特殊變星進(jìn)行觀測(cè)。

變星是一種亮度會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化的特殊恒星，而根據(jù)1908年著名的美國(guó)女天文學(xué)家亨利埃塔·勒維特給出的相關(guān)結(jié)果，造父變星的光變周期與其絕對(duì)星等之間存在相關(guān)性。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是造父變星的光變周期越長(zhǎng)，其光度越大。

這就意味著，天文學(xué)家只要觀察一顆造父變星的亮度變化周期長(zhǎng)短，便可以得知其真實(shí)亮度。而如果我們能夠知道一顆恒星的真實(shí)亮度，我們就可以直接根據(jù)從地球上看上去它有多亮，來(lái)直觀地得到其距離的遠(yuǎn)近。

而要想測(cè)量宇宙的膨脹速度，天文學(xué)家首先要測(cè)出很多星系內(nèi)部造父變星的距離。但要想做到測(cè)量的精準(zhǔn)性，需要長(zhǎng)期的耐心，因?yàn)榧幢闶枪臻g望遠(yuǎn)鏡，每一次觀測(cè)也只能測(cè)定一個(gè)造父變星。

好在研究團(tuán)隊(duì)巧妙地開(kāi)發(fā)出一種新的算法，讓哈勃望遠(yuǎn)鏡采用一種“漂移”觀測(cè)的方法，能夠一次拍攝時(shí)獲取多于一顆造父變星的圖像，并極大提升了觀測(cè)精準(zhǔn)度，從而大大加速了研究工作的進(jìn)行。

這項(xiàng)研究的結(jié)果與此前歐洲普朗克衛(wèi)星得到的結(jié)果出現(xiàn)了不一致的情況，歐洲的這顆先進(jìn)衛(wèi)星可以測(cè)量宇宙大爆炸之后38萬(wàn)年至今宇宙的膨脹速度。

那么，如果說(shuō)宇宙的膨脹速度“幾乎肯定”比我們?cè)纫詾楦欤@說(shuō)明什么？

這并非簡(jiǎn)單的兩次實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果不同的問(wèn)題。事實(shí)上我們所測(cè)量的是兩個(gè)非常不同的東西。其中一個(gè)是在測(cè)量今天宇宙的膨脹速度，而另一個(gè)則是一種預(yù)測(cè)，即基于我們對(duì)早期宇宙的認(rèn)識(shí)，對(duì)于宇宙膨脹速度給出的一種理論估算。而如果這兩個(gè)數(shù)值之間出現(xiàn)了差異，有很大的可能性是我們?cè)诂F(xiàn)有的宇宙模型中可能遺漏了某些東西，而正是借助宇宙模型，我們將理論與觀測(cè)實(shí)踐兩個(gè)領(lǐng)域聯(lián)系到一起。

至于這里究竟缺失了什么？天文學(xué)家們自己也不清楚，人類只能繼續(xù)進(jìn)行探索。

假如物質(zhì)不斷朝虛無(wú)中擴(kuò)張、并在坍縮后即刻形成新物質(zhì)，會(huì)怎么樣呢？

另外，由于宇宙在不斷擴(kuò)張，無(wú)論朝哪個(gè)方向看去，我們都只能看到4600萬(wàn)光年之內(nèi)的事物。假如你能使時(shí)間停止、宇宙的擴(kuò)張也因此停止，宇宙就會(huì)有可觸及的終點(diǎn)或邊界。

你可以把宇宙想成一個(gè)氣球。想象你自己就在這個(gè)氣球里，住在其內(nèi)表面上的二維空間之中。隨著越來(lái)越多的氣體進(jìn)入這個(gè)氣球，你就會(huì)看到宇宙的空間和表面都在擴(kuò)張，表面上的每一點(diǎn)都距離彼此越來(lái)越遠(yuǎn)。

這就產(chǎn)生了另一個(gè)問(wèn)題：宇宙停止擴(kuò)張之后，會(huì)發(fā)生什么事情呢？許多理論物理學(xué)家認(rèn)為，宇宙將在28億年至220億年后走向終結(jié)，所以我們大概活不到揭開(kāi)真相的那一天了。“大坍縮”可能就是宇宙最終可能面臨的幾種命運(yùn)之一。與大爆炸相反，大坍縮可能會(huì)導(dǎo)致物質(zhì)和時(shí)空朝自身的方向坍縮，形成奇點(diǎn)——一個(gè)類似于宇宙誕生之前的、無(wú)限致密的點(diǎn)。

有人提出，這種理論為多重宇宙的存在提供了可能。也許我們自己的宇宙將會(huì)不斷擴(kuò)張，然后轉(zhuǎn)而收縮，并發(fā)生大坍縮。而這又會(huì)導(dǎo)致另一次大爆炸的發(fā)生，再創(chuàng)造出一個(gè)全新的宇宙。就像一杯沸騰的水——水中除了水之外原本別無(wú)他物，但突然就憑空出現(xiàn)了一個(gè)氣泡。

而就在這個(gè)氣泡出現(xiàn)之后，越來(lái)越多的氣泡也會(huì)從水中相繼涌出。每個(gè)氣泡都由一次爆炸產(chǎn)生，然后在坍縮后消失。因此在空間中，我們的宇宙和其它宇宙也許并非從虛無(wú)中誕生、并不斷向虛無(wú)中擴(kuò)張。也許在這些宇宙的誕生之處，還存在其它事物，我們只是還沒(méi)弄清它們是什么而已。說(shuō)到這兒，你的思路還跟得上嗎？

這些概念對(duì)我們來(lái)說(shuō)很難真正理解，所以許多科學(xué)家會(huì)用氣球和沸騰的水來(lái)幫助我們理解。而一旦我們回答出了一個(gè)問(wèn)題，又會(huì)引申出更多我們尚未回答的問(wèn)題——就像水中不斷冒出的氣泡一樣。

宇宙也許是無(wú)限的，但希望和宇宙有關(guān)的問(wèn)題是有限的。