不断膨胀与不断收缩的宇宙

萝莉Small_Lo

不断膨胀与不断收缩的宇宙

人们现阶段对宇宙的描绘是，它起于单一的一点，经过快速膨胀，达 到最大体积之后，就不断收缩变小，最终又成为一个点在研究宇宙膨 胀与收缩的模式时，需要掌握一个难懂的概念：空间本身就是先膨胀、 后收缩的。有人自然会问：空间怎么能变大又变小呢？它靠什么变大或 变小呢？原子本身不变大小，衡量的尺度也不会变长或变短，甚至太阳和 地球间的距离也不会增大，那么，空间膨胀之说又从何谈起呢？

假如把膨胀的空间宇宙设想成一只充气的气球，

那么就会对此略 知一二了。假如把一分硬币贴在气球表面，那么气球越大，硬币就相隔 越远，但硬币本身的大小不变。气球的表面代表整个宇宙，每个硬币

可代表一个星系，所以，星系相互越离越远，但每个星系本身则不变大或变小。
假想宇宙膨胀时你站在地球上，那就会出现一个有趣的问题。假设 我向空中发出一个光讯号，希望它能到达另一个星系，它到底会不会到达 那里呢？由于宇宙在不断膨胀之中，光讯号就必须在一个不断向前延伸 的空间中穿梭。利用气球模型宇宙，设想光讯号以不断扩大的圔圈向外运动，就像在平静湖水中投下一枚鹅卵石所引起的涟漪一样。

宇宙在 开始时要大于光讯息的圆圈，光讯号的周边就被限于圆形膨胀的宇宙表 面，仿佛是画在气球上的、可连动的纬线一样。于是，光圈的周围把宇宙 一分为二，一边是光圈圈住的地方，另一边则是未被光圈照到的地方。物 理学家把光圈的圆周称为光地平线（Light horizon)。

可以把这想像成赛跑。圆的表面不断扩大，它上面的纬线也不断运动，就像池水表面的涟漪向外波动一样。尽管这个讯号现在离开了地球 (距大爆炸后150亿年），但是，以我们使用的时间尺度来算的话（几百亿 亿年），还是离大爆炸的时候很近。根据模型显示，尽管宇宙不断膨胀，但 是光地平线将会恰好在宇宙气球膨胀到最大时，完全覆盖气球宇宙的表 面，也就是说，到那个时候，光会充满整个宇宙。