每到夏天，我記得小時(shí)候就喜歡在自家院子里，打個(gè)地鋪或簡(jiǎn)單鋪個(gè)涼席，躺在地上仰望星空，那時(shí)候不知道看什么，只覺(jué)得天上的星星真的好多！現(xiàn)在城市里已經(jīng)沒(méi)有小時(shí)候那么好的觀察條件了。

如果我們選一個(gè)沒(méi)有光污染、沒(méi)有云層、沒(méi)有月光的夜晚，我們不僅能看到幾顆行星和數(shù)千顆恒星，還能看到星團(tuán)、一些微弱的星云、銀河系的平面，甚至可能看到一兩個(gè)遙遠(yuǎn)的星系。

其實(shí)我們?nèi)庋鬯芸吹降囊磺校及阢y河系之內(nèi)，最多也就是銀河系周圍的衛(wèi)星星系！如果我們借助科學(xué)的力量深入的觀察我們的宇宙，超越我們視野的極限，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，在銀河系的恒星、星團(tuán)和星云之外，有一個(gè)神奇的宇宙。曾經(jīng)那些在天空中看起來(lái)模糊的、不重要的污點(diǎn)，其實(shí)和我們的銀河系一樣都是龐大宇宙中的一座孤島，每一個(gè)都與我們的銀河系大小相當(dāng)，由數(shù)億顆、數(shù)萬(wàn)億顆恒星組成。

宇宙膨脹以及可能的未來(lái)

關(guān)于宇宙中的星系，在20世紀(jì)最令人困惑的發(fā)現(xiàn)是：離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系，遠(yuǎn)離我們速度就越快。最終由埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)和喬治·勒梅特爾（Georges Lemaitre）發(fā)現(xiàn)，我們生活在一個(gè)不斷膨脹的宇宙中。

星系的距離和退行速度的關(guān)系被稱為哈勃定律。在宇宙的大尺度上，哈勃定律，或者說(shuō)速度/紅移關(guān)系，表現(xiàn)的非常明顯，而在較小尺度上，例如：星系群、星系、星團(tuán)，所有被引力束縛住的結(jié)構(gòu)并不會(huì)隨著宇宙的膨脹而擴(kuò)張。

人們本能的會(huì)想到一個(gè)問(wèn)題：根據(jù)宇宙大爆炸的框架，既然宇宙在膨脹，這種情況是否會(huì)永遠(yuǎn)持續(xù)下去？

哈勃定律早在1929年就制定出來(lái)了，在20世紀(jì)的大部分時(shí)間里，科學(xué)家們一直在尋找這個(gè)問(wèn)題的答案。

宇宙起源于一個(gè)高溫，高密度，快速膨脹的狀態(tài)?？臻g充滿了物質(zhì)和輻射，隨著時(shí)間的推移，宇宙冷卻，膨脹速度開始放緩。此外，隨著宇宙的發(fā)展物質(zhì)分布的略微不均勻在引力的作用下發(fā)展成了今天看到的星系和星系團(tuán)，分布在一個(gè)大約920億光年的可觀測(cè)宇宙中。

大爆炸一開始宇宙膨脹得速度非?？?，但同時(shí)空間包含著大量的物質(zhì)和能量，隨著時(shí)間的推移，引力在一段時(shí)間內(nèi)減緩了膨脹速度，而目前我們的宇宙還在繼續(xù)膨脹。

那我們的未來(lái)呢？20世紀(jì)早期的科學(xué)家給出了三種可能的情況:

• 引力獲勝。如果有足夠的物質(zhì)和能量，那么引力最終會(huì)克服最初的膨脹。宇宙將達(dá)到一個(gè)最大的尺寸，膨脹率降到零，然后開始進(jìn)入收縮階段。隨著時(shí)間的推移，宇宙將回到一個(gè)炙熱、稠密的狀態(tài)，宇宙的命運(yùn)將以大坍縮告終。
• 膨脹獲勝。如果沒(méi)有足夠的物質(zhì)和能量，引力就不能停止最初的膨脹速度。遙遠(yuǎn)的星系將繼續(xù)遠(yuǎn)離我們，即使膨脹率有所下降，只是無(wú)限的接近于0，宇宙也永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。最終，所有的星系都離的非常遙遠(yuǎn)，空間的溫度無(wú)限接近絕對(duì)零度，稱為大凍結(jié)。
• 膨脹率為0的宇宙。如果宇宙中再多一個(gè)質(zhì)子，就會(huì)重新坍縮，并以大坍縮告終。如果再少一個(gè)質(zhì)子，宇宙就會(huì)永遠(yuǎn)膨脹下去。但在一個(gè)處在臨界值宇宙中，膨脹速率和引力正好位于兩種情況的邊緣，空間不會(huì)膨脹也不會(huì)坍縮。

在隨后很長(zhǎng)一段時(shí)間里，科學(xué)家衡量這三個(gè)選項(xiàng)中哪一個(gè)描述了我們宇宙的未來(lái)。大坍縮？還是會(huì)永遠(yuǎn)勻速的膨脹，還是會(huì)成為穩(wěn)定的處于一個(gè)臨界的宇宙?

就在1998年，我們驚訝的發(fā)現(xiàn)這些都不是我們宇宙的選擇？相反，膨脹率不會(huì)一直下降，而是逐漸接近一個(gè)有限的非零值。

這意味著，隨著時(shí)間的推移，每一個(gè)星系似乎在加速遠(yuǎn)離我們！

消失的宇宙

從某種意義上說(shuō)，這就是宇宙遵循物理定律的本質(zhì)。但從另一個(gè)更深刻的意義上說(shuō)，這將給我們帶來(lái)更大的困擾。

在我們之前設(shè)想的三個(gè)場(chǎng)景中，如果你乘坐一艘宇宙飛船離開地球，火箭的速度不需要達(dá)到光速，可以以任意速度運(yùn)動(dòng)，只要有足夠的時(shí)間，可以到達(dá)可觀測(cè)宇宙中的任何星系。因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，引力會(huì)一直減慢膨脹的速度，如果情況是這樣的話，在理論上我們是可以達(dá)到任何星系。

但如果我們的宇宙在加速膨脹，遙遠(yuǎn)的星系正在以299,792.458KM/S的速度遠(yuǎn)離我們（比光速還快，而且它們還在加速），那么我們永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到它們？即使光子以光速運(yùn)動(dòng)，也不可能到達(dá)這樣的星系。

我們所能知道的就是它們誕生時(shí)發(fā)出的光達(dá)到了我們，而我們現(xiàn)在所發(fā)出的光永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到這些星系，我們已經(jīng)與遙遠(yuǎn)的星系無(wú)緣無(wú)故地?cái)嚅_了聯(lián)系。

令人難以置信的是，在我們接收的星光中任何紅移大于1.5(這不是一個(gè)很大的數(shù)字)的星系，目前都已經(jīng)消失了。

上圖為哈勃深場(chǎng)，里面包含大約10000個(gè)最微弱、最遙遠(yuǎn)的星系。通過(guò)測(cè)量它們的紅移，我們可以確定(回到哈勃定律)這些星系到底有多遠(yuǎn)。

事實(shí)證明，這幅圖中大約40%的星系遠(yuǎn)離我們的速度已經(jīng)超過(guò)光速，我們所發(fā)出的光已經(jīng)無(wú)法達(dá)到它們了。

隨著時(shí)間的推移，隨著宇宙加速，越來(lái)越多的星系在我們的視野中都將變紅變暗。每過(guò)一秒鐘，平均而言就有成千上萬(wàn)顆恒星和它們的行星系超過(guò)光速遠(yuǎn)離我們。在我們今天宇宙的數(shù)千億個(gè)星系(甚至可能多達(dá)一萬(wàn)億)中，只有3%的星系在我們可達(dá)的范圍內(nèi)，不過(guò)在不遠(yuǎn)的未來(lái)它們也將以超光速遠(yuǎn)離我們。

所以唯一能拯救我們的就是某種受控制的蟲洞或時(shí)空彎曲，一些比光快的旅行方式，但這些方式目前看來(lái)是我們遙不可及的。

每一個(gè)星系正在加速遠(yuǎn)離我們，我們看到的都是它們誕生時(shí)發(fā)出的光，而現(xiàn)在的光將永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)我們，所以在未來(lái)，我們不會(huì)有比我們現(xiàn)在更好的視野！因?yàn)榕蛎浺豢潭疾煌Ｐ?/p>