首頁 危機四伏的宇宙

第十九章 太陽的聲音

如果太空中滿是氣體,那會如何?

科幻片裏有一個典型錯誤:某個物體在太空爆炸,而我們觀眾能夠聽見聲音。為什麽說它錯了呢?因為要聽見聲音,必須得有聲波從源頭通過介質傳播到我們的耳朵裏。地球上有種介質能傳播聲波:空氣。但太空中沒有空氣,也沒有任何其他介質。而沒有介質就沒有任何聲波。做一個合理的設想:縱使你們看見了一起太空爆炸,那也聽不見爆炸聲。

但如果太空中也有空氣,那會發生什麽?肯定有聽見太空船爆炸的可能。但可惜不會有太空船,也不會有我們,更主要的是,宇宙本身都不會存在。問題不在於空氣本身,而是它的質量。

這裏需要提到一位不同尋常的先生,名叫阿爾伯特(Albert)。這個人的職業是物理學家,姓愛因斯坦(Einstein),他在1915年完善的理論無疑是其代表作:廣義相對論。這是一條關於引力的理論,描述了質量(以及能量)與時空幾何的關係。愛因斯坦認為,引力並非傳統意義上的力,而是時空扭曲的結果。有質量的物體扭曲周圍時空,進而改變附近物體的運動軌跡。這些物體穿梭的那部分時空是彎的,而不是平的。樹上掉下來的蘋果是因為地球產生的時空扭曲;月亮繞地球轉動,是因為雖然它原本想走直線,但其軌道最終卻被困在一個彎曲的時空裏,有點像一顆彈珠落在了一張因放置重物而下沉的塑料皮上。

有質量的物體控製著時空曲率,而時空曲率又控製著這些物體的軌道。不過,會移動的並不僅僅是有質量的物體:光也在運動,所以它也受引力作用改變方向。宇宙自身也是運動的:它在膨脹。而引力一點也不喜歡這樣,它“喜歡”的是附近的物體,並盡可能把物體留在附近。

跳躍時,重力阻止我們離開地球,它希望我們離地球重心越近越好。同樣的道理,引力對時空所起的作用是阻礙其膨脹。宇宙的質量越大,引力就越大;引力越大,宇宙膨脹得就越慢。超過一定質量時,引力作用便會戰勝膨脹的傾向,最終使宇宙收縮成一個奇點,類似於導致宇宙大爆炸的那個奇點。