宇宙

如果您喜歡這篇文章，請至下列網頁按〝like〞，以後就可以比較快得知此部落格的新動態。   July 18, 2014
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         最近十幾、二十年來，由於一些超級望遠鏡（像 Hubble Space Telescope）的傑出貢獻，使人類在天文學／宇宙學的觀察資料，有了爆炸性的增加。 這些新資料，回答了不少以前因為缺乏資料而無法回答問題，可是同時也讓一些更進一步的問題，越加浮近了台面。

         譬如說：經過一段長時間的討論和辯證，現今大多數的天文學家已經同意說：這個宇宙的年齡，大約是一百三十七億年（13.7 billion years）。也就是說，這個宇宙的起始事件——〝The Big Bang，〞大約發生於一百三十七億年前。而經過幾次維修和強化的太空船任務之後，Hubble Space Telescope 已經讓科學家能看到大約一百二十五億年前發生事件的遺跡。所以科學界和哲學界的注意力，開始轉移到更上一層樓的問題，例如說：這個宇宙在Big Bang之前又是如何呢？當然有許多理論性的猜測，其中一種和〝黑洞〞有關。

         〝黑洞理論〞起源於天文學家對恆星生命史的研究。他們發現，如果一顆恆星的質量夠大，那等到它老化時，它會不斷地收縮成密度超大的超小物體。而這樣的超大密度，會讓任何接近它的物質和光線，都無法逃離。同時這樣的物體附近，也會出現一些獨特的天文現象。

         最近幾十年的探索，已經讓天文學家觀察到宇宙裡有不少地方，有黑洞附近特有的天文現象。所以科學界和哲學界的注意力，開始轉移到更上一層樓的問題：黑洞的下一步又是如何呢？

          我想一些敏感的朋友已經猜到說：如果把上述的兩大問題聯結起來，似乎可以編出一樁有趣的故事。的確，流傳中的多種理論當中，有一種就是基於這樣的聯結。這種理論推測說：密度的增加不能是無限的，它最終會到達一個極限，例如因為量子力學所導致的極限。 而在黑洞衝抵此一極限時，會承受到反彈的力量，而開始類似Big Bang的擴張。

         就像許多其他天文學／宇宙學的理論一樣，這樣的理論也衍生出很多疑問和問題。例如說，我自己就很造次地想到兩組問題：（一）前面提到說，目前天文學家觀察到宇宙裡，有不少處有黑洞附近特有的天文現象。 這些黑洞會一起走上Big Bang這條路嗎？ 還是最早走上這條路的黑洞，會把其他的黑洞都吞噬了呢？ （二）要是第一個會走上Big Bang的黑洞，因為相距太遠，而來不及在另外一個黑洞變成Big Bang之前，就把它吞噬了，那這三個宇宙（原來的這個和兩個新的）之間的關係，又會是怎樣呢 ？ 舉例來說：各項物理常數，在這三個宇宙裡面會都一樣嗎？ 這三個宇宙的 space-time 彼此之間關係為何？它們最終會互相交錯嗎？ 有一種說法，可以避開上述的問題。那就是假設在下一個Big Bang發生之前，這個宇宙裡的各個黑洞會結合（coalesce），而整個宇宙會變成一個大黑洞。 這種理論被稱為〝Loop Quantum Cosmology〞，新的Big Bang之前的宇宙收縮被稱為〝Big Crunch〞，而新的Big Bang則被稱為〝Big Bounce〞。但是，這種理論也衍生出一些新的問題。

 

         當天文學家的一大樂趣，是終汝此生，都會有回答不完的問題。 其實，人類對Big Bang 和黑洞的瞭解都還很少。此外，對宇宙學很重要的〝Dark Energy〞和〝Dark Matter〞也剛被發現沒好幾年，科學界對它們的瞭解還很缺乏，而一些離成熟尚有一段距離的宇宙學理論（像上面所提的例子，還有一些其他例子，譬如〝Heat Death〞和〝Big Freeze〞。其實稱它們為〝假說〞，可能比較適切。），已然爭相出現，這顯示了人類想解釋未知世界的強烈慾望。

          每一次我接觸到天文學／宇宙學，就會想起古詩十九首裡面〝人生不滿百，常懷千歲憂。〞的句子。 現代天文學家所懷的〝憂〞，又何止千歲？有時候還超過一百三十七億歲呢！ 所以我對他們懷有無限的敬意。