中國日報網(wǎng)環(huán)球在線消息：100年前《科學(xué)美國人》上刊登的一篇有關(guān)宇宙歷史和大尺度結(jié)構(gòu)（large－scale structure）的文章，幾乎完全錯了。
1908年，科學(xué)家們相信，我們身處的這個星系就是整個宇宙。他們認(rèn)為宇宙就是被無盡的虛空包圍著的一群孤獨的恒星，因此宇宙又被稱為“宇宙島”（island universe）。現(xiàn)在我們知道，銀河系不過是目前能夠觀測到的4，000多億個星系之中的普通一員。
1908年，科學(xué)界一致認(rèn)為宇宙是靜態(tài)而永恒的。宇宙起源于一場熾熱的大爆炸，這樣的觀點哪怕是最瘋狂的幻想家也根本未曾想過。元素在大爆炸最初時刻產(chǎn)生，后來在恒星內(nèi)部合成的理念，在1908年還不為人知；空間會膨脹和彎曲、物質(zhì)決定空間曲率的說法更是天方夜譚。整個宇宙空間都沉浸在創(chuàng)世大爆炸的寒冷余輝留下的微波輻射之中這一事實，要等到現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展起來以后，才會被人發(fā)現(xiàn)。有趣的是，發(fā)明這種技術(shù)的目的，并不是為了探索宇宙，而是為了讓人們能夠打電話回家。
很難想象，在過去的一個世紀(jì)里，還會有哪個知識領(lǐng)域像宇宙學(xué)這樣，經(jīng)歷如此天翻地覆的變化，這種變化還改變了我們對世界的看法。不過，未來的科學(xué)一定比過去更能反映實際情況嗎？我們最近所作的一項研究暗示，在宇宙學(xué)時標(biāo)（cosmic timescale，足以明顯看出宇宙演化的時間尺度，動輒以億年為單位）上，這個問題的答案是否定的。我們極有可能生活在宇宙歷史上唯一一個，能夠讓科學(xué)家準(zhǔn)確了解宇宙真實情況的時代。
我們這項研究的起因，源于10年前天文學(xué)上一個引人注目的大發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時，兩個各自獨立的天文學(xué)家團(tuán)隊追溯了過去50億年宇宙的膨脹過程，發(fā)現(xiàn)宇宙似乎正在加速膨脹。科學(xué)家們認(rèn)為，這種讓宇宙對抗引力作用而加速膨脹的力量，源于一種與真空聯(lián)系在一起的“暗能量”（dark energy）。事實上，在此之前，包括本文作者克勞斯在內(nèi)的一些理論學(xué)家，就已經(jīng)通過間接測量預(yù)料到了這一結(jié)果。不過從物理學(xué)角度來說，這項發(fā)現(xiàn)應(yīng)該算是第一個直接觀測證據(jù)。宇宙的加速膨脹意味著真空中包含著大量能量：就算把當(dāng)前能夠觀測到的宇宙結(jié)構(gòu)，包括星系、星系團(tuán)和超星系團(tuán)等全加在一起，所含能量也僅僅相當(dāng)于真空能量的1／3。具有諷刺意味的是，這種形式的能量最早是愛因斯坦提出的，目的卻是為了維持一個靜態(tài)的宇宙。他把這種能量稱為“宇宙學(xué)常數(shù)”（cosmological constant）。
暗能量將對宇宙的未來產(chǎn)生巨大的影響。克勞斯曾經(jīng)和美國華盛頓天主教大學(xué)（Case Western Reserve University）的宇宙學(xué)家格倫·斯塔克曼（Glenn Starkman）一起，合作探討了這樣一個問題：在一個包含宇宙學(xué)常數(shù)的宇宙中，生命的最終命運將會如何。結(jié)論是：不太樂觀。這樣一個宇宙將演變成一個非常不適宜生存的地方。宇宙學(xué)常數(shù)會產(chǎn)生一個固定的“事件視界”（event horizon），在這種假想邊界以外，任何輻射或物質(zhì)都不可能被我們看到。宇宙看起來就像一個內(nèi)外顛倒的黑洞，物質(zhì)和輻射不斷被吸出視界，然后永不回頭。這一發(fā)現(xiàn)意味著，可觀測宇宙包含的信息是有限的，因此生命和信息處理過程都不可能永久持續(xù)下去。
不過，用不著擔(dān)心有限的信息可能會帶來麻煩，在信息極限成為問題之前很久，所有隨著宇宙一起膨脹的物質(zhì)就會被推到事件視界以外。美國哈佛大學(xué)的亞伯拉罕·洛布（Abraham Loeb）和長峰健太郎（Kentaro Nagamine）研究了這一過程。他們發(fā)現(xiàn)，我們所說的“本星系群”（Local Group of galaxies，由銀河系、仙女座星系和許多圍繞它們旋轉(zhuǎn)的矮星系構(gòu)成）將坍縮成一個巨大的超星系。所有其他的星系都將消失在事件視界以外。這個過程將歷時1，000億年，看起來也許很長，但與永恒的荒蕪相比，也只不過是轉(zhuǎn)瞬之間而已。
