宇古往今来,人类对
宇宙探索的热情从未减退,然而人类科技尚不能支持我们走出
银河系的一隅,因此宇宙中存在诸多人类尚未探索的
奥秘。
宇宙的起源与发展、
外星生命都是值得探讨的问题。科学家已提出诸多猜想,试图探索宇宙中的谜题,而各国对于宇宙的探索,也从
月球转向火星、
木星,未来还将继续向深空发展,揭开更多宇宙的秘密。
起源之谜
宇宙是空间、时间、物质和能量构成的统一体, 它从何而来, 有多大, 如何演化, 求知的欲望迫使人类在不停地探索。从古代的神话传说到
地心说、
日心说和著名物理学家勒梅特、
伽莫夫提出的
宇宙大爆炸理论。人类对宇宙的认识越来越深刻, 特别是近百年来, 随着科学技术的进步, 通过望远镜我们可以看到100多亿光年的天体, 看到数千亿的
星系, 能从更深的领域、层次和科学的角度去探索宇宙的奥秘。大多数的人都同意宇宙大爆炸理论, 但仍存在很多让人迷惑的地方, 如奇点的产生和大爆炸,
反物质是什么,
暗物质和
暗能量之秘等。宇宙大膨胀假设是
宇宙起源的另一种解释, 该假设对宇宙的诞生、
宇宙加速膨胀等提出了不同的观点, 为我们探索宇宙打开了一扇新的窗子。
宇宙大膨胀假设是在
大爆炸理论基础上设想出来的, 它们的共同之处在于宇宙不是
稳恒态的, 由非常小的尺寸爆炸膨胀而成的, 爆炸产生了物质、能量、空间、时间、温度等, 宇宙仍在加速膨胀中。不同之处主要在于大爆炸理论认为宇宙是密度极大、温度极高的奇点爆炸而诞生, 爆炸时间非常长, 宇宙仍在爆炸的过程中。大膨胀假设认为宇宙由非常微弱的始粒子出现后引发爆炸而诞生, 爆炸由中心向外连续发生, 每一次爆炸时间很短, 爆炸的位置在宇宙边缘物质与太初世界交汇处, 经过膨胀到达现在的状态。
宇宙大膨胀假设认为在宇宙诞生之前是太初世界, 太初世界无限大, 空无一物, 没有物质、没有能量、没有光、没有温度、没有时间, 是一切都为零的世界。由于太初世界什么也没有, 要讨论太初世界空间有多大, 存在多长时间是无意义的, 如果真要定个大小和时间, 那就是无限大和无穷长。我们的宇宙将在太初世界中诞生。
爆炸从宇宙诞生时一直在持续着, 经过了上百亿年, 我们的宇宙边缘仍在爆炸, 宇宙在永不停息地爆炸和膨胀, 产生更多的物质, 形成无数的星系, 现在宇宙已形成了上千亿的星系。
宇宙大膨胀是宇宙起源的另一种假设, 对宇宙起源的提出了新的解释, 特别是始粒子的提出相比大爆炸理论的奇点让人更容易理解。但是此假设还存在很多问题和疑问, 如物质在太初世界如何爆炸、宇宙如何膨胀、暗物质之秘、宇宙的未来等需要我们进一步的深入探索。
宇宙形态
加来道雄在其著作《
平行宇宙》中指出,可用米什内尔(Misner)模型来参考宇宙形态,米什内尔空间是一个理想的空间,在这个空间中,你的卧室成为整个宇宙。假定卧室左墙的每一点与右墙的相应点是相同的。这意味着你向左墙走,你不会碰得头破血流,而是穿过墙重新出右墙。这意味着,在某种意义上左墙和右墙是连接在一起的,像一个
圆柱体。
宇宙学家认为
平行宇宙有可能被探测到,当人们所在的宇宙与另一个平行宇宙之间发生碰撞时,会在宇宙微波
背景辐射中留下痕迹。一旦轨道望远镜发现背景辐射中的可疑痕迹,暗示这可能是来自另一个平行宇宙。英国天文学家称找到了支持平行宇宙论的证据。通过对
宇宙微波背景辐射图的研究,他们发现了四个由“宇宙摩擦”形成的圆形图案,这表明我们的宇宙可能至少4次进入过其他宇宙。
2007年8月,科学家在研究宇宙微波
背景辐射(CMB)信号时发现了一个巨大的冷斑(cold spot),其中完全是“空”的,没有任何的
正常物质或者暗物质,也没有辐射信号,为什么宇宙
中会存在如此怪异的时空。为了寻找这个答案,科学家认为这是另一个宇宙的证据,冷斑现象可能使得宇宙学家推出一种结论,暗示人们所处的宇宙之外还存在平行宇宙。科学家通过
普朗克望远镜观测到的辐射数据发现我们的宇宙可能是10亿个宇宙中的一个,第一次有证据显示平行宇宙是存在的。
2015年,西班牙《趣味》月刊1月号报道,该领域的两大专家、物理学家安德烈·林德和阿兰·古思认为,即便存在其他的宇宙,也是在离我们非常遥远的空间,我们永远不会与其发生接触;他们的同行保罗·J·斯坦哈特和尼尔·图罗克择坚持认为平行宇宙存在于不同的
时间点;而马克斯·特格马克和已故科学家丹尼斯·夏默则认为其他的宇宙与我们所在的时空是彻底远离的。
外星生命
在
银河系180亿个
行星系中,假如1%的星系有生命的可能,那么概率是1.8亿多;在这1.8亿中,假如1%有生物,那么概率是180多万;在180万中,假如有1%是有智慧生物,那么概率是1.8万。如果算上
河外星系20世纪六、七十年代科学人士掀起寻找
地外文明热潮之后, 对地外文明的探索一直没有停止。但与此同时, 争议也开始出现。据穆蕴秋与
江晓原的文章介绍, 搜寻来自地外文明的讯息, 或是主动向地外文明发送信息在
欧美科学界都引起了较大争议, 尤其是METI。METI基于如下猜想:
外星文明尚不知晓人类的存在, 人类可通过向外太空发射定位无线电信号, 主动告知地外文明人类存在的信息。1974年, 在第一个星际无线电信息通过
阿雷西博雷达被送往
球状星团M13后, 当年诺奖得主、射电天文学家Martin Ryle随即发表反对声明, 并呼吁颁布国际禁令, 禁止人们与
地外生命建立联系和向其传送信号。这项声明随后得到了一些科学人士声援, 他们认为, METI有可能是一项因少数人不计后果的好奇和偏执, 而将为整个人类带来灭顶之灾的冒险行为。因为, 人类并不清楚, 地外文明是否都是仁慈的, 或者说即便真的和一个仁慈的地外文明进行了接触, 也不一定会得到严肃回应。在此种情形下, 处于宇宙
文明等级最低端的人类贸然向外太空
发射信号, 将会泄密自己在太空中的位置, 从而招致有侵略性的文明的攻击。