宇宙的模样——宇宙大爆炸(3)

宇宙的模样——宇宙大爆炸

那么，这是否意味着宇宙空间并非平直而是双曲的呢？问题并不这么简单。当古思提出他的暴胀理论的时候，科学家们早已发现，宇宙中还存在着一种神秘的不发光的物质，即，暗物质。

1930年代，当哈勃在威尔逊山天文台观测星空的时候，在山脚下的帕萨迪纳市，诺贝尔奖获得者密立根的研究机构聘用了一位从事天体物理研究的学者：瑞士籍的弗里兹·兹威基。 兹威基性格古怪，然而却富于想象力，他提出了中子星等许多新奇的理论。 1934年，他研究了星系团内星系的运动，首次提出了暗物质存在的可能性。

星系团中成百上千的星系，被星系团自身的引力束缚着，它们的运动速度必须与引力达成平衡，引力越强，运动速度越快。

兹威基发现，星系团内的星系远远不够产生这么大的引力。一定还存在着其他我们看不见的物质，兹威基把它称之为暗物质。暗物质存在的直观证据是引力透镜现象。当遥远星系发出的光经过一个星系团附近的时候，光线会被星系团的引力所偏折，星系团就好像是一个透镜。当我们朝这个方向望去，就会看到光弧、甚至同一个星系的几个不同的像（图5）。

（5）被星系团引力偏折的光线形成了一道光弧

虽然没有人直接探测到暗物质，也不知道暗物质究竟是什么，但是通过引力，人们可以测出它的总量。测量的结果是，普通物质加上暗物质，总量只占临界密度的20%～30%，并不像暴胀理论预言的那样达到了临界密度。

很多搞理论研究的人认为暴胀理论非常漂亮，宇宙应该是平直的。

那些主张宇宙是平直的人，这时还面临着别的矛盾，其中一个就是宇宙的年龄问题。按照大爆炸理论，宇宙的年龄首先取决于哈勃常数，也与宇宙的密度有关。所谓“哈勃常数”，是指按照“多普勒原理”用光谱位移，表示宇宙中星系退行速度与距离成正比关系的比例常数。

宇宙的年龄显然不能短于任何天体的年龄，因此如果我们知道某一种天体的年龄，就知道宇宙的年龄至少也得有那么长。年龄能够比较准确测定的最古老天体，是由几百万颗恒星组成的球状星团（图6）。按照恒星演化理论，最古老球状星团的年龄可达120亿年。那么宇宙的年龄呢？

（6）古老的球状星团是由几百万颗恒星组成的

1990年，美国太空总署的航天飞机把一台命名为哈勃的望远镜送上了太空。哈勃望远镜拍出了许多美丽的星空图景，一下子拉近了我们和这些星系的距离（图7）。