在很久以后,宇宙不仅会更黑,也会更加空荡。
站在沙滩上瞭望地平线,你只能看到有限远的地方。地球的曲线向下弯曲,把更远处的物体挡在视线之外。可见的地平线只有几英里,你无法看到更远的物体。
宇宙也有地平线。既然它是137亿岁,那么我们就无法看到137亿光年以外的任何物体。宇宙可能更大,不过来自远于这个距离的物体的光,没有足够的时间到达我们这里。
实际上,宇宙在扩张,空间的结构被拉伸。更远处的物体似乎在以更快的速度“撤退”。如果你朝着足够远的地方看,星系似乎在以光速离我们而去。我们无法观测到这种星系:它们的光接近我们的速度与空间扩张的速度相同。它们就像在跑步机上面,永远也无法到达我们这里。实际上,关于这个问题的解释要复杂得多,包括爱因斯坦相对论的有关内容。我省略了那些内容,只是用跑步机来比喻,不过这已足够说明问题。
不止如此。1998年,科学家们发现,宇宙不仅是在扩张,而且其扩张的速度在不断增加;宇宙不仅是在变大,且每天变大的程度都比之前大。
这使得之后的结果更加令人沮丧。由于宇宙在加速扩张,目前在我们视线内的星系(因为它们离去的速度慢于光速)最终将移出去(因为它们与我们的相对速度将超过光速)。记得吧,前面描述过,空间扩张的速度能够超越光速。遥远的星系移动的速度并不是真的比光速快;星系与我们之间的空间在扩张,因此看起来星系移动得似乎比光还快。想一下这种情况,当你在跑步机上跑时,轨道被拉伸了。这意味着过一段时间后,遥远的星系会随着宇宙的扩张而从我们的视线中消失。当时间继续前行,目前距离我们很近的星系也将“溜走”,宇宙的地平线将像套索一样把我们“箍”起来。
不过,它也不会太紧。空间在扩张,但是这种扩张会受到万有引力的抵制。想象一下,有两个恒星相互围绕着运转,当空间扩张时,它们之间的距离会不会被拉大呢?答案是否定的。既然两个物体都有引力,那么它们就会相互吸引——也就是说,它们的万有引力把它们固定在一起——因此,它们之间的空间并不会扩大。
这就意味着,虽然宇宙在扩张(甚至是加速扩张),宇宙的地平线并不会持续不断地收缩。本星系群的星系——银河系,仙女座星系,和几十个其它更小的星系——相互之间都有万有引力存在。1亿年后,我们将和仙女座星系合并,再过一段时间,我们将吞并所有剩下的更小的星系。有些计算表明,大约1亿年后,宇宙的地平线将缩减到仅仅包围着本星系群范围内的空间。届时,本星系群将是一个巨大的椭圆星系。对于这个星系的名字,我感到不知所措……MilkLocalGroupeda?Androgroupway?从我们所在的地方看去,我们能看到比较近的星系集团(如室女座星团)将从地平线上落下,但是我们自己的星系将一直可见。
最终,我们的视线会变得非常有限:从我们的角度看,整个宇宙将由我们的星系和空洞的外围组成。任何在这个时段中演化的新物种不会知道,从前,一个比它们的宇宙大得多的宇宙曾经充满着星系和恒星。
它们的宇宙观会是什么样的呢?
地平线的收缩将会比所有恒星消失的速度快(几千亿年对几十万亿年)。同时,它还是将要发生的事情的预兆,宇宙将以更快的速度变黑。
应该指出的是,宇宙的加速扩张毫无疑问地说明:宇宙不会再次崩溃。在这种加速扩张被发现之前,还有一些关于宇宙是否会永远扩张以及其中物质的万有引力会减退、中止并最终颠覆这种扩张的争论。但是加速扩张的发现很好地终结了这种争论。宇宙会不断地以更快的速度扩张,同时,我们的视野将越变越小,直到我们拥有一个自己的“私人宇宙”,它只有几百万光年宽。有些理论表明,加速扩张的宇宙不会被万有引力阻止。最终,所有的空间都会延伸,包括受引力作用绑在一起的物体之间的空间。如果真是这样,地平线将会随着空间的延伸而持续逼近。最终,所有东西都会被拉伸——星系、恒星、行星,甚至是原子。在某一点上,扩张的空间把一切撕碎,科学家称这种想法为“大撕裂”(Big Rip)。以我们对宇宙的了解,这种事件基本上不太可能发生,但是想一想还是有必要的。