■ 严小平

螺旋星云曾经被称为上帝之眼。图为斯匹策太空望远镜拍摄到的螺旋星云的红外线影像

现代宇宙学似乎有大量新仪器、大量新粒子系统，并且对整个能谱有一些令人惊叹的观察。然而，我们却被当代三个最大的谜团所困扰，这就是暗物质、暗能量和加速膨胀的宇宙。

1933年，在加州理工学院供职的瑞士天文学家弗里茨·兹威基（1898—1974），正在分析后发星系团的观察结果。在估算可见星系质量的基础上，他得出这样的结论：这个星系团正以比我们想象快400倍的速度旋转。然而，要防止这些高速运动的恒星和星系团飞出轨道，它自身可见的质量是远远不够的。兹威基推断，一定有某种不可见的质量以其强大的引力控制着它们。75余年以来，这类观察已多次为许多天文台所验证。

20世纪60年代和90年代，天文学家维拉·鲁宾（1928—？）提供的进一步证据显示，螺旋星云有50%以上的恒星在以大致相同的速度运动。这就意味着，那些恒星像瓶子一样，跟着一个巨大的不可见物质的激流全速行进。换句话说，这些可见的恒星的动能几乎可以忽略不计。这说明，不可见的、旋转质量的边缘远离最外面的、可见的恒星，并且这个黑暗巨块本身比可见的星云要大得多。

这可能会成为我们将来的第四大谜题。因为时至今日，我们仍然能看到大多数星云的中心都有一个巨大的黑洞，包括我们的太阳系。但是，对于黑洞的起源和特性我们还没有足够的了解，尤其是它们在星云的生命周期中的作用尚不为人知。一种理论认为，黑洞形成于大爆炸后的宇宙早期。

哈勃和勒梅特确认宇宙在膨胀之后，20世纪20年代，爱因斯坦、霍伊尔和其他人拒绝接受这个理论，而坚持宇宙既不缩小也不扩大的宇宙观点。

但勒梅特关于原始原子的观点并未走多远。到20世纪中期数十年来，积累起有关大约150亿年前大爆炸的证据，以及宇宙不断膨胀的证据。

20世纪中期，恒稳态观点失去了追随者，因为大多数宇宙学家加入了一场新的辩论。宇宙的质量足以阻止大爆炸，使得膨胀最终慢下来，以便宇宙向内塌缩吗？也许，宇宙本身就处于一个出生、死亡、再出生的永不停息的周期之中？又或者，大爆炸的能量强到足以克服宇宙的引力，以致这个宇宙只会不断变大，变得更加稀薄，直到最终达到一个点？在这个点，粒子之间离得太远而相互接触不到（熵的形式）？

1988年的观察结果得到了令人吃惊的消息：这些推测都是错误的。宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀。为了说明这个谜一样的结果，出现了众多观点，而居于主导地位的说法就是暗能量。

同暗物质一样，暗能量也是不可见的、未知的、尚未被理解的、完全推理的。同暗物质一样，只有当它在宇宙中作用于主体时才被认识。

1.引力导致加速

要是宇宙加速膨胀根本就不是神秘暗（能量）推力引起的，那会怎样呢？

要是它是由一种众所周知的现象，与引发牛顿提出万有引力定律的苹果下落现象并无二致，那会怎样呢？

要是引力在加速宇宙膨胀，那么，根据众所周知的定律，掉入引力场的物体会下落得越来越快，那会怎样呢？

唯有宇宙没有掉向一个方向。就像一个气泡爆破，同时向各个方向掉去。

如果真是这样，我的想法就将导致一系列认真的结果。让我们轻松一下，跟随这个思路看看，它会走向何方。我要给你一个暗示：这是循环的。

2.超越我们宇宙的更大结构

要是我们的宇宙被向各个方向撕开，这意味着我们宇宙的外面有一个更大的结构，而我们的宇宙只是这许多（也许是无限多的）宇宙中的一个。这更大的宇宙需要一个名字，我叫它母宇宙。有一段时间，曾有平行宇宙或然世界的说法，这是这个主题的一个独特的变体。

3.母宇宙里有东西

关于这个推测的母宇宙，我们能够了解什么？

首先，它一定比任何子宇宙，包括我们的宇宙更大。这个母宇宙集合体的引力质量远远大于我们这个宇宙的质量，并且能够把任何宇宙拉开，正如现在对我们的宇宙做的一样。母宇宙是自然中最大的力，它的特征是：集合了所有成员宇宙的引力，外加所有自由飘浮的引力源点，这些引力源点把这些宇宙制作成一个个的吸积球。

4.规则与假定

简易是我要提出的第一个规则，“组成”猜想的材料越少越好，因为这是在第一个猜想的基础上的一系列猜想。

如果引力导致了膨胀，而引力就是你所谓的暗物质，那么这个能量就不再暗了，不再神秘了，也不再需要用暗来指称了。

因为现存的宇宙学几乎整个停留在单一宇宙的研究上，所以我们无须违背它的任何原理。据我所知，标准模型尚未受到攻击，它只是在一个更小的范围内运行。同时，自然法则在这儿将被假定到处都一样。事实上，我们宇宙的机制有助于我们理解这个假想的母宇宙。例如，一套通用的机制使恒星在我们的宇宙中形成，使宇宙在母宇宙中形成。

5.引力源点

正如上面第三点所说，这儿有东西。但它是什么样的东西呢？它既不是物质也不是能量，但却是所有事物中最基本的事物，是第三种东西。因为我们知道它拥有的唯一的性质就是引力，所以我称它为一小片纯引力。

我要说，这就是我所认为的神秘的暗物质。这是一个小片（或者它可能是一个毛球或无论什么，但由于它的黏性，我要说它是一个小片），没有质量，没有能量，与我们有联系的事物都没有这种性质。我把这种引力小片叫做引力源点。

当我把暗物质抛到窗外的时候，我要提到引力源点所具有的另外的属性，因为这是整个方案起作用的关键。首先，它非常微小，这是我们看不见它的一个原因。把它看做一个粒子，无穷地小，以致小小一夸克看起来就跟邻近它的太阳系一样大，这要审慎得多。

6.随机布朗运动

为了保持简易，我认为最方便的说法就是，在这个母宇宙中有无限的时间和空间。这是无限和永恒，并且包含无限数量的恒星。

正如同样的原理适用于所有星系，也同样适用于我们太阳系。简单性表明，我们假定自然原理在母宇宙中和在我们的宇宙中是一样的。还记得我们先前说过，一些宇宙学家认为，黑洞是在宇宙初期形成的吗？论据是，如果假定黑洞是某种真空度升高的物质，直到它们变得如此之大，以致向内塌陷，形成使光也无法逃逸的事界，那么，物质的密度是不够的。除了质量以外，还需要运动、扰动激发那个罐，以便那些黑洞能在宇宙初期形成。我现在要借用这个概念。

一个类似的想法适用于有引力源点的母宇宙，这使我保留了关于引力源点的二个观点。我们说过，它们是纯引力小片，而且它们非常非常小。

我要做的第三件事是借用我们的老朋友——随机布朗运动。所有那些无穷尽的微小引力源点像池塘里的小斑点，在不停地运动。这意味着引力源点携带着动能。“但它们没有质量呀，”你会说，“这怎么可能？”我们只需把引力看做一种与物质和质量不同的力。事实上，我将结束刚才的认识（也可能放弃），认为引力源点是现存世界基本的“事物”。当我们制造一个宇宙的时候，很快就会发现它是怎样起作用的。

在600千米的距离上观看十倍太阳质量的黑洞（模拟图），背景为银河系

7.吸积球

所有这些引力源点以随机布朗运动的方式四处飘散。每个引力源点是那么小，它的引力也那么小，以致任何二个引力源点实际上都必须相互靠拢相互粘连。在这个集合体中，除了吸积球和完成的宇宙，引力源点就是母宇宙全部引力的一个重要组成部分，是自然中最强大的力量。

越来越多的引力源点随机粘连在一起（正像大得多的氢分子在真空中的宇宙内相互寻找），些引力源点很幸运地结合并开始形成一个吸积球。吸积球四处飘移，直到某一刻，也许它丧失了随机布朗运动。它在母宇宙的总引力中变成一个固定的点。但是，仍有越来越多的引力源点飘过来。

我们能看见这事发生吗？我一度认为不能，但现在我发现，我们没有理由怀疑，至少运转的宇宙在不断传来遥远的光晕。所以，也许有某种暗淡的对日照（对日照是日光被细小的星际尘埃微粒反向散射而成）。我们不会看见引力源点，但它是可以想见的，吸积球可能开始发出某种能量，这种能量也许来自无处不在的随机布朗运动所蓄积的全部动能。随着吸积球不断增长，它变成一种陷入自身的时空引力，并开始吸净周围空间的引力源点。

8.关键事件C-1

由于理论上碰巧，当一个黑洞（只是另一个装得过满的球）形成的时候，吸积球达到一个点，在这个点上，它质量的全部引力克服了任何阻力，吸积球塌陷了。球体原材料的性质由独立的引力源点变成一种原始能量。

9.关键事件C-2

C-1立即收缩到一个点，这与勒梅特的原始原子一致。这个原材料变成一种由有形的引力源点和钛小片构成的超高压物质形式，势能经历了某种最初的活跃阶段。这就是关键事件C-2。

按我的预想，C-2是一个极短的瞬间，而就在这一瞬间，勒梅特著名的原始原子形成了。这是一种难以置信的压力状态，且二者都极其短暂，无法持续。吸积球恰好在这时被压缩到一个点。

10.关键事件C-3

很快，同大爆炸一样，C-2的原料粉碎了。在压缩的C-2里面所储存的全部东西一下子飞散了，正如我们所知道的——宇宙诞生了。时空开始膨胀，在标准模型中，产生了随之而来的所有情况。这是一个巨大暴力和干扰的高能时期，最终出现了我们所知的宇宙。

有三种类型的原料向前飞，我称之为C-3。大多数小片现在紧紧地混合在一起，它们是最原始的物质。

11.暗物质

大量的C-3巨块粉碎飞散，这便是我们察觉的黑暗的东西，叫做暗物质。

12.黑洞

大量的C-3原料在吸积球里被巨大的引力紧紧地连在一起，这些巨块变成黑洞，猛地将原始物质的巨大斑块吸附在一起，然后将经历无数漫长的岁月，慢慢地沸腾分离开来——要是真会这样的话。

13.C-3可见的

少量的C-3原料，也许是4%，从位于C-2宇宙的原始点向四面八方逃逸。许多这种可见原料有大量的能量，它把自己包裹在黑洞周围。

事实上，根据我们在银河系的观测数据，不可见原料似乎比可见原料要多得多。三类C-3原料形成黑洞、可见恒星的漩涡和不可见的小片巨块。

14.永恒的循环

母宇宙立即开始工作，它以巨大的引力把新生的宇宙拉开。这个过程可能需要数百亿年。

在膨胀的宇宙外缘，是我所称的宇宙隙。这是母宇宙内的一个界线，我们这个宇宙的成长，还没有越过这个界线。我们宇宙的膨胀，跟随所有预期的事件。当膨胀减缓到一个点，那儿是母宇宙的真空地带，飘浮着引力源点，这时候，有可能来自我们的宇宙的某些黑洞原料，实际上会成为新的吸积球的种子原料。

乍一想，母宇宙里未必会飘移着宇宙，因为虽然它们的质量会是一个巨大的吸引子，但这吸引子必须对抗更大的母宇宙质量集合体。如果母宇宙从四面八方平均用力拉扯，这些宇宙就会倾向于保持固定位置。问题是，在母宇宙内是否有若干个较大的宇宙结构，就像宇宙中有若干个巨大的星云结构那样？

吸积球周围的真空问题值得进一步思考。如果说宇宙不是某种形式的气泡或者膜，而只是母宇宙内的一个属性，就像银河系不是被包裹在膜里一样，那么，宇宙真空就可以解释为吸积球留下的虚空。如果这样的话，这个问题就变成，某些自由飘浮而没有被星云捕获的看不见的物质，是否会是自然飘浮在母宇宙中的引力源点原料，而不是我们这个宇宙的一部分。

同时，又提出了另一个问题，来自母宇宙本身的自由飘浮的引力源点，是否开始飘入我们这个宇宙的引力场？