均匀的宇宙

均匀的宇宙 长期以来, 人们相信地球是宇宙的中心。哥白尼把这个观点 颠倒了过来, 他认为太阳才是宇宙的中心。地球和其他行星都围 绕着太阳转动, 恒星则镶嵌在天球的最外层上。布鲁诺进一步认 为, 宇宙没有中心, 恒星都是遥远的太阳。 无论是托勒密的地心说还是哥白尼的日心说, 都认为宇宙是 有限的。教会支持宇宙有限的论点。但是, 布鲁诺居然敢说宇宙是无限的, 从而挑起了宇宙究竟有限还是无限的长期论战。这场论战并没有因为教会烧死布鲁诺而停止下来。 主张宇宙有限的人说“: 宇宙怎么可能是无限的呢 ?”这个问题 确实不容易说清楚。主张宇宙无限的人则反问“: 宇宙怎么可能是 有限的呢 ?”这个问题同样也不好回答。 随着天文观测技术的发展, 人们看到, 确实像布鲁诺所说的那 样 , 恒星是遥远的太阳。人们还进一步认识到, 银河是由无数个太阳系组成的大星系, 我们的太阳系处在银河系的边缘, 围绕着银河系的中心旋转, 转速大约每秒 250 公里, 围绕银心转一圈约需 2 .5 亿年。太阳系的直径充其量约 1 光年, 而银河系的直径则高达 10 万光年。银河系由 100 多亿颗恒星组成, 太阳系在银河系中的地 位 , 真像一粒砂子处在北京城中。后来又发现, 我们的银河系还与其他银河系组成更大的星系团, 星系团的直径约为 107 光年( 1000 · 8 · 　 　 万光年) 。目前, 望远镜观测距离已达 100 亿光年以上, 在所见的 范围内, 有无数的星系团存在, 这些星系团不再组成更大的团, 而是均匀各向同性地分布着。这就是说, 在 107 光年的尺度以下, 物 质是成团分布的。卫星绕着行星转动, 行星、彗星则绕着恒星转 动 , 形成一个个太阳系。这些太阳系分别由一个、两个、三个或更多个太阳以及它们的行星组成。有两个太阳的称为双星系, 有三个以上太阳的称为聚星系。成千上亿个太阳系聚集在一起, 形成银河系, 组成银河系的恒星( 太阳系) 都围绕着共同的重心———银心转动。无数的银河系组成星系团, 团中的各银河系同样也围绕它们共同的重心转动。但是, 星系团之间, 不再有成团结构。各个星系团均匀地分布着, 无规则地运动着。从我们地球上往四面八 方看, 情况都差不多。粗略地说, 星系团有点像容器中的气体分子, 均匀分布着, 做着无规则运动。这就是说, 在 108 光年( 一亿光年) 的尺度以上, 宇宙中物质的分布不再是成团的, 而是均匀分布的。 由于光的传播需要时间, 我们看到的距离我们一亿光年的星系, 实际上是那个星系一亿年以前的样子。所以, 我们用望远镜看到的, 不仅是空间距离遥远的星系, 而且是它们的过去。从望远镜看来, 不管多远距离的星系团, 都均匀各向同性地分布着。因而我们可以认为, 宇观尺度上(105 光年以上) 物质分布的均匀状态, 不是现在才有的, 而是早已如此。 于是, 天体物理学家提出一条规律, 即所谓宇宙学原理。这条原理说, 在宇观尺度上, 三维空间在任何时刻都是均匀各向同性的。现在看来, 宇宙学原理是对的。所有的星系都差不多, 都有相似的演化历程。因此我们用望远镜看到的遥远星系, 既是它们过去的形象, 也是我们星系过去的形象。望远镜不仅在看空间, 而且在看时间, 在看我们的历史。 　 · 9 · 　 　 2 .