均勻的宇宙

　　長(zhǎng)期以來(lái)，人們相信地球是宇宙的中心。哥白尼把這個(gè)觀點(diǎn)顛倒了過(guò)來(lái)，他認(rèn)為太陽(yáng)才是宇宙的中心。地球和其他行星都圍繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，恒星則鑲嵌在天球的最外層上。布魯諾進(jìn)一步認(rèn)為，宇宙沒(méi)有中心，恒星都是遙遠(yuǎn)的太陽(yáng)。無(wú)論是托勒密的地心說(shuō)還是哥白尼的日心說(shuō)，都認(rèn)為宇宙是有限的。教會(huì)支持宇宙有限的論點(diǎn)。但是，布魯諾居然敢說(shuō)宇宙是無(wú)限的，從而挑起了宇宙究竟有限還是無(wú)限的長(zhǎng)期論戰(zhàn)。這場(chǎng)論戰(zhàn)并沒(méi)有因?yàn)榻虝?huì)燒死布魯諾而停止下來(lái)。主張宇宙有限的人說(shuō)“：宇宙怎么可能是無(wú)限的呢？”這個(gè)問(wèn)題確實(shí)不容易說(shuō)清楚。主張宇宙無(wú)限的人則反問(wèn)“：宇宙怎么可能是有限的呢？”這個(gè)問(wèn)題同樣也不好回答。隨著天文觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，人們看到，確實(shí)像布魯諾所說(shuō)的那樣，恒星是遙遠(yuǎn)的太陽(yáng)。人們還進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，銀河是由無(wú)數(shù)個(gè)太陽(yáng)系組成的大星系，我們的太陽(yáng)系處在銀河系的邊緣，圍繞著銀河系的中心旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速大約每秒250公里，圍繞銀心轉(zhuǎn)一圈約需2.5億年。太陽(yáng)系的直徑充其量約1光年，而銀河系的直徑則高達(dá)10萬(wàn)光年。銀河系由100多億顆恒星組成，太陽(yáng)系在銀河系中的地位，真像一粒砂子處在北京城中。后來(lái)又發(fā)現(xiàn)，我們的銀河系還與其他銀河系組成更大的星系團(tuán)，星系團(tuán)的直徑約為107光年（1000萬(wàn)光年）。目前，望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)距離已達(dá)100億光年以上，在所見(jiàn)的范圍內(nèi)，有無(wú)數(shù)的星系團(tuán)存在，這些星系團(tuán)不再組成更大的團(tuán)，而是均勻各向同性地分布著。這就是說(shuō)，在107光年的尺度以下，物質(zhì)是成團(tuán)分布的。衛(wèi)星繞著行星轉(zhuǎn)動(dòng)，行星、彗星則繞著恒星轉(zhuǎn)動(dòng)，形成一個(gè)個(gè)太陽(yáng)系。這些太陽(yáng)系分別由一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)太陽(yáng)以及它們的行星組成。有兩個(gè)太陽(yáng)的稱為雙星系，有三個(gè)以上太陽(yáng)的稱為聚星系。成千上億個(gè)太陽(yáng)系聚集在一起，形成銀河系，組成銀河系的恒星（太陽(yáng)系）都圍繞著共同的重心———銀心轉(zhuǎn)動(dòng)。無(wú)數(shù)的銀河系組成星系團(tuán)，團(tuán)中的各銀河系同樣也圍繞它們共同的重心轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，星系團(tuán)之間，不再有成團(tuán)結(jié)構(gòu)。各個(gè)星系團(tuán)均勻地分布著，無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)著。從我們地球上往四面八方看，情況都差不多。粗略地說(shuō)，星系團(tuán)有點(diǎn)像容器中的氣體分子，均勻分布著，做著無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。這就是說(shuō)，在108光年（一億光年）的尺度以上，宇宙中物質(zhì)的分布不再是成團(tuán)的，而是均勻分布的。由于光的傳播需要時(shí)間，我們看到的距離我們一億光年的星系，實(shí)際上是那個(gè)星系一億年以前的樣子。所以，我們用望遠(yuǎn)鏡看到的，不僅是空間距離遙遠(yuǎn)的星系，而且是它們的過(guò)去。從望遠(yuǎn)鏡看來(lái)，不管多遠(yuǎn)距離的星系團(tuán)，都均勻各向同性地分布著。因而我們可以認(rèn)為，宇觀尺度上（105光年以上）物質(zhì)分布的均勻狀態(tài)，不是現(xiàn)在才有的，而是早已如此。于是，天體物理學(xué)家提出一條規(guī)律，即所謂宇宙學(xué)原理。這條原理說(shuō)，在宇觀尺度上，三維空間在任何時(shí)刻都是均勻各向同性的。現(xiàn)在看來(lái)，宇宙學(xué)原理是對(duì)的。所有的星系都差不多，都有相似的演化歷程。因此我們用望遠(yuǎn)鏡看到的遙遠(yuǎn)星系，既是它們過(guò)去的形象，也是我們星系過(guò)去的形象。望遠(yuǎn)鏡不僅在看空間，而且在看時(shí)間，在看我們的歷史。