哈勃的观点是什么?
爱德温·哈勃因发现宇宙膨胀而被视为20世纪最伟大的天文学家。综合考虑各个方面,哈勃都是个令人印象深刻的人。高大的运动员身材,轮廓分明的容颜,哈勃并不是20世纪20年代学术界的老派典型。考虑到他那令人肃然起敬的学术高度,哈勃现在仍是科学编年史的风云人物,仍是天文学史上高深莫测的人物之一。
获得罗兹奖学金进入牛津大学后,哈勃在余生中一直保持着英式牛津口音,虽然他在美国的密苏里州长大,除了有限的在牛津的时光外一生都在美国度过。哈勃生性冷淡拒人千里之外,他鲜少能与一同工作的天文学家搞好关系。相反,他宁愿与20世纪三四十年代好莱坞的人交往。一张那个时代的照片生动地记录了哈勃与生物学家、科普作家居里安·赫胥黎的谈话场面,后者堪称那个时代的理查德·道金斯(英国著名演化生物学家)。照片中还有另外一个人与哈勃和赫胥黎共同交谈,他就是大名鼎鼎的华特·迪士尼(迪士尼公司创始人)。
当时世界上口径最大的100英寸反射望远镜位于威尔逊山,从洛杉矶开车去那也没有多远。利用这台望远镜,哈勃在20世纪20年代对几十个星系的红移进行了测量,确认星系不只是在远离我们,而且还在彼此远离,我们的宇宙在膨胀。
根据红移测量结果,已知的最遥远星系,距离地球为132亿光年。
从那时起直至20世纪90年代,人们都相信宇宙中所有星系叠加起来的万有引力作用,加上无论宇宙包含什么其他的物质,总的效应一定会减缓宇宙的膨胀。唯一的问题是这种减速是否足以让宇宙在某一时刻停止膨胀。现在大家已经把这种传统想法抛诸脑后了。暗能量并不是精确的反引力。与引力的性质相反,暗能量不会随着距离增大而减弱,它在近距离间的作用力很小,反而在距离越大时力量越强。换句话说,只有在几十亿光年这样的距离单位上,暗能量才会成为主导。对于那些纠结的研究者来说这很公平,因为这可以解释为什么这么长时间以来我们都未曾探测到暗能量的存在。
暗能量也有积极影响,当宇宙学家清楚地意识到现在发生了什么情况时,暗能量为几个与整体宇宙图景有关但长期得不到解答的问题提供了新思路。其中最重要的是,无论暗能量究竟是什么,它似乎是维持宇宙稳定的一股至关重要的力量。实际上,在宇宙的场方程中,一侧是引力和物质,为保持方程的平衡,另一侧就是暗能量。
现在,暗能量的存在已经被广泛接受,宇宙学家研究的焦点是试图解释到底暗能量是什么。主流理论认为真空本身蕴含着神秘的反引力,它只有在几十亿光年的距离上才可以被观测到。这个理论把我们带回阿尔伯特·爱因斯坦的年代。为了阻止宇宙膨胀或塌缩,爱因斯坦在他的方程式中加入了一种被称为宇宙常数的力。与同时代的其他人一样,爱因斯坦坚信稳恒态宇宙既不会膨胀也不会收缩。一旦得知宇宙确实在膨胀,爱因斯坦立刻摒弃了宇宙常数,认为它是没有必要的。
今天,爱因斯坦可以笑对这个略带失误的结果。但这个领域最新的研究表明暗能量一定是植入时空本身的一种力——这在本质上与爱因斯坦提出的宇宙常数所具备的性质完全一致,所以科学家在现在的研究中又重新引入了宇宙常数的概念。只不过爱因斯坦提出宇宙常数是为了建构一个静止的宇宙,但事实是宇宙常数正在帮助宇宙的膨胀而已。看来老天对爱因斯坦开了一个玩笑,使他虽然走在了正确的道路上,却得出了错误的结论,这导致他放弃了宇宙常数这个其实正确的观点。