宇宙會(huì)變回一個(gè)點(diǎn)嗎

我們今天的宇宙是在137億年前從一個(gè)很小很小，但是質(zhì)量很大很大的奇點(diǎn)變出來(lái)的，奇點(diǎn)先是暴漲，以匪夷所思的超越光速的速度擴(kuò)大了自己，然后進(jìn)入膨脹時(shí)期，一直到今天，宇宙依然在膨脹。這就是上個(gè)世紀(jì)中葉提出的宇宙大爆炸理論告訴我們的宇宙起源和演化過(guò)程。

絕大多數(shù)天文學(xué)家都接受了宇宙大爆炸、宇宙膨脹的解釋，因?yàn)槟壳斑@是解釋宇宙來(lái)龍去脈最合理的一種解釋。但天文學(xué)家也對(duì)這個(gè)解釋不太滿意，因?yàn)橛钪骈_(kāi)始于一個(gè)體積無(wú)限小、質(zhì)量無(wú)限大的奇點(diǎn)，這就很古怪；然后宇宙膨脹又曾經(jīng)有超越光速的時(shí)期，這更加古怪，與物理學(xué)基本規(guī)律是相違背的。

粒子質(zhì)量在不斷增加

許多天文學(xué)家試圖修正大爆炸理論，來(lái)解釋這些古怪現(xiàn)象。德國(guó)海德堡大學(xué)的一位理論物理學(xué)家則干脆推翻了宇宙膨脹的說(shuō)法，從理論上建立了一種新的宇宙演化模型，解決了古怪的奇點(diǎn)和超光速問(wèn)題。

這位物理學(xué)家叫克里斯托弗·維特里克，他的模型最核心的一點(diǎn)是，宇宙中粒子的質(zhì)量在不斷增加，而宇宙如今并沒(méi)有膨脹。

我們知道，說(shuō)到宇宙膨脹，最重要的證據(jù)是天體的紅移。上世紀(jì)20年代，美國(guó)天文學(xué)家埃德溫·哈勃通過(guò)研究星系的光譜發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)星系的光譜都向紅端移動(dòng)，而且星系距離地球越遠(yuǎn)，紅移的量就越大。哈勃認(rèn)為，正是因?yàn)橛钪嬖谂蛎浿?，所以星系都在彼此遠(yuǎn)離，那么從地球看過(guò)去，星系發(fā)出的光譜就出現(xiàn)了紅移的現(xiàn)象。

維特里克要推翻宇宙膨脹的說(shuō)法，就必須重新解釋星系的紅移現(xiàn)象。

他指出，原子釋放出什么樣的光，其實(shí)是與組成原子的基本粒子的質(zhì)量有關(guān)的。如果某個(gè)原子的質(zhì)量增加了，那么它釋放出的光的能量也會(huì)變得更高。光的能量越高，頻率就會(huì)越大，光譜就會(huì)向藍(lán)色端移動(dòng)；反之，如果粒子質(zhì)量減少，則光的能量也下降，光譜就會(huì)向紅色端移動(dòng)。

既然宇宙中粒子的質(zhì)量在不斷增加，那么對(duì)于一個(gè)星系來(lái)說(shuō)，過(guò)去的質(zhì)量要比現(xiàn)在小。我們還知道，光速雖然非常快，但畢竟速度是一定的，當(dāng)我們看遙遠(yuǎn)的星系時(shí)，實(shí)際上看到的是星系過(guò)去的樣子。根據(jù)維特里克的模型，星系也是由無(wú)數(shù)的原子構(gòu)成的，我們看到的是星系質(zhì)量小的時(shí)候的樣子。于是，我們看到越古老的星系，紅移就越大。其實(shí)星系到我們地球的距離并沒(méi)有什么變化，它們只是現(xiàn)在的質(zhì)量比過(guò)去變大了。

宇宙膨脹的腳步已經(jīng)停止

由于基本粒子質(zhì)量是在不斷增加的，那么回溯到宇宙開(kāi)始的時(shí)候，粒子的質(zhì)量比起現(xiàn)在要輕得多，所以奇點(diǎn)并不像大爆炸理論所描述的是那副質(zhì)量無(wú)限大的樣子，即使真的存在一個(gè)奇點(diǎn)，質(zhì)量也是很有限的，甚至奇點(diǎn)都可能是無(wú)中生有，從一片虛無(wú)中冒出來(lái)的。

維特里克并不完全否定宇宙膨脹，只是他認(rèn)為宇宙膨脹只發(fā)生在宇宙剛開(kāi)始的那段時(shí)期，也就是大爆炸理論所說(shuō)的暴漲時(shí)期。根據(jù)他的模型，那段時(shí)期宇宙的確在膨脹，但是考慮到當(dāng)時(shí)基本粒子質(zhì)量很輕，宇宙的膨脹并沒(méi)有超過(guò)光速，宇宙的膨脹是符合物理學(xué)基本規(guī)律的。

這位德國(guó)物理學(xué)家還認(rèn)為，經(jīng)過(guò)那段短暫的宇宙膨脹時(shí)期之后，隨著基本粒子質(zhì)量的增加，對(duì)膨脹產(chǎn)生了反作用，今天的宇宙其實(shí)已經(jīng)停止了擴(kuò)張的腳步，甚至可能有所收縮了。

怎么檢驗(yàn)是個(gè)大麻煩

維特里克對(duì)宇宙的解釋一推出，就引起了天文學(xué)家的廣泛討論。這個(gè)理論的一個(gè)問(wèn)題是，目前我們似乎無(wú)法檢驗(yàn)它的對(duì)錯(cuò)。如果基本粒子的質(zhì)量在不斷增加，那么我們用來(lái)稱量質(zhì)量的國(guó)際千克容器的質(zhì)量其實(shí)也在隨著時(shí)間的流逝而增加，因此我們可能無(wú)法測(cè)量出物體質(zhì)量的增加。

維特里克倒不是很擔(dān)心檢驗(yàn)的問(wèn)題，他覺(jué)得未來(lái)人們一定可以找到好的方法來(lái)檢驗(yàn)粒子質(zhì)量是否在增加。他的新模型既可以解決奇點(diǎn)的難題，也可以解釋宇宙暴漲時(shí)超光速的難題，這已經(jīng)很成功了。

如果他的模型是正確的，那么我們就可以很容易推出宇宙的未來(lái)。隨著基本粒子質(zhì)量越來(lái)越大，宇宙將由目前的停止擴(kuò)張狀態(tài)逆轉(zhuǎn)為開(kāi)始收縮，越來(lái)越小。

最終宇宙還會(huì)變回一個(gè)很小很小的點(diǎn)嗎？