宇宙可能根本不在膨胀

 

　　北京时间8月15日消息，英国每日电邮报道，近日一项最新研究重写了宇宙大爆炸之后的历史，伦敦科学博物馆外部事务主任科学家罗杰·海菲尔德(Roger Highfield)这样说道。宇宙学家时不时觉得需要重新思考宇宙。例如，在过去的一个世纪里，他们将宇宙比作一个膨胀的气球，上面装饰满星系。现在一名理论物理学家提出了一个异教般的观点，也即宇宙可能根本不在膨胀。

 

　　关于宇宙从未改变的观点——一种持续的背景，它只改变我们对天空范围的视野——早在很久以前就被摈弃，这主要是因为某些天文学家，例如埃德温·哈勃（Edwin Hubble），在20世纪20年代的研究。

 

　　哈勃分析了星系的组成原子吸收或者释放的光，主要关注于光的特征或者频率。他知道如果星系远离我们，那么这些光的频率将朝光谱的红色末端移动，就像我们听到警笛声远离时音调会降低。

 

　　望远镜的观测结果显示大多数星系会表现出“红移”，并且随着星系变得更加遥远，红移的程度会增加。从任何居住在这些星系里的人们的角度来看，放佛星系邻居正在远离你。

 

　　虽然这个观点听上去非常单调，但它标志着对宇宙本质、起源和命运的革命性观点的开始，这暗示着几十亿年前，宇宙比现在要更加密集，且始于宇宙大爆炸。

 

　　然而，近日德国海德堡大学的克里斯托弗·威特瑞奇（Christof Wetterich）教授发表的一篇新文章挑战了这种传统思考方式。他指出原子释放的光也受到它们的组成粒子，也即电子的质量的支配。如果原子质量增加，那么吸收和释放的光将朝光谱的蓝色部分移动，反之则朝红色部分移动。

 

　　由于光的频率或者称“音调”会随着质量的增加而增加，威特瑞奇教授辩论称在很久以前原子质量可能非常低，如果质量在持续增加，那么古老星系的颜色将表现出红移——而红移的程度取决于它们距离地球有多远。“我的同事尚未发现这一理论存在任何瑕疵，” 威特瑞奇说道。

 

　　尽管威特瑞奇的研究尚未发表在同行审阅的出版物上，《自然》期刊表示宇宙根本没有膨胀——甚至有可能在收缩——的观点已经引起有些专家的重视，例如英国圣安德鲁斯大学研究引力替代理论的宇宙学家赵洪生（HongSheng Zhao）教授。

 

　　“我并没有发现威特瑞奇教授的数学处理存在任何瑕疵，20年前曾出现了这个观点的初步版本，我认为探索宇宙膨胀的替代性观点非常迷人，宇宙的进化就像弹钢琴，从低音调逐渐过渡到高音调。”

 

　　对于自己的研究标志着两种不同观点的改变，威特瑞奇教授表现出超然甚至是幽默的态度。这两种观点代表了对现实的不同观点：要不就是星系之间的距离在增加，正如传统观点里所描述的，或者原子的大小在缩减从而增加了自身的质量；或者是这两种情况的复杂结合。威特瑞奇的观点的优势之一在于它能够在时间的起始处摈弃奇点，也即物理学原理瓦解的转折点，的物理现象。宇宙大爆炸在遥远的过去里已经变得模糊不清：“宇宙钢琴”的第一个音符太漫长太低沉了。

 

　　欧洲核子研究委员会（CERN）的物理学家、英国科学博物馆现代科学的哈里·克里夫（Harry Cliff）认为，粒子质量增加产生的效应类似于时空膨胀，这非常不可思议令人震惊。“利用两种不同的方法思考同一问题往往会引发新的见解，” 克里夫说道。“例如弦理论都是类似这样的‘二元性’，这使得理论学家能够选择使得计算更加简单的观点。”

 

　　如果威特瑞奇教授的观点是正确的，它将为思考宇宙的新方式铺平道路。如果幸运的话，我们或可能获得革命性的新观点，正如一个世纪前哈勃提出的观点一样。