宇宙趣谈

张燕平

宇宙是人类想象的永恒主题，有關宇宙的神话传说奇妙变幻、瑰丽多彩，这些往往被归结于人们的丰富联想。其实，宇宙比我们的想象更加神奇，更加不可思议。

微尘中的世界

佛教传说中，释迦牟尼曾经施展神通，在一粒微尘中创造了一个世界。然而，比起这样的神通，我们所处的宇宙也并不逊色。我们的宇宙存在于虚无之中，在它之外没有空间和时间，宇宙的边缘仅仅是人们的想象，实际是不存在的。如果以我们所处的位置为中心，把离我们最远的位置当做宇宙的边缘，这个边缘是重合在一起的，是一个点，因为在所谓的边缘之外是没有空间的，边缘上任何两点间的距离都是零。从这点上理解，我们的宇宙被封闭在一个点里，这个点只是一个概念，它没有大小，没有实体的存在；但这个点里别有洞天，存在着一个宇宙。

当你看到阳光中浮动的一粒微尘，或许里面也隐藏着一个宇宙呢！也有气势磅礴的创世，一样或不一样的风花雪月，以及无数人的悲欢离合；同样必不可少的，还应该有一些人——像我们现在一样——正在对自己所存身的宇宙展开想象和思索。

“环绕”宇宙，回到起点？

我们知道环绕地球航行的故事，这个壮举证明了地球是圆的。如果我们在宇宙中向着一个方向沿直线飞行，重复这个壮举，最终会怎样？是又回到起点，还是从此杳无音讯，不知所终？茫茫的宇宙，漫长的时间，大概后一种结果更容易被接受。但是，我们要探讨这个问题，需要假设一个理想的状态，比如，不考虑时间的因素等，这样会使问题变得简单。

在地球仪上，离北极点最远的一定是南极点，在球面上任何一点都能找到与之相对应的距离最远的一个点。在宇宙中也是如此。假定地球是在宇宙的中心，我们测量周围空间，找出距离地球最远的地方，当做宇宙的边缘，宇宙边缘之外是没有空间的，这个距离地球最远的边缘其实就是重合在一起的一个点。我们从地球出发，沿直线向一个方向移动，就一定能到达距离最远的那个点，就像是从北极出发，沿着地球表面无论哪条经线，一直向前，肯定会到达南极一样。从地球出发直线前进，不管朝向哪个方向，肯定会到达同一个点，就像光线汇聚在焦点一样。我们可以把宇宙中与地球位置相对的那个最远的点称为“焦点”，宇宙中各个不同的位置都有其相应的焦点。

到达地球的焦点之后，我们会发现，现在距离我们最远的点是地球，地球是我们现在所处位置的焦点，我们向任何方向前进，都会到达地球。

如果沿着来的方向继续前进，我们到达地球的路线和我们离开地球出发的路线会在一条直线上。也就是说，我们在宇宙中沿着一条直线前进，最后到达了原来的出发点，完成了环绕宇宙的壮举，从而证明宇宙是圆的。

看见自己的背影？

记得以前看过一幅画，一个人手拿单筒望远镜，把缀满星辰的天空像帷幕一样揭起一角，伸出头向外看。宇宙太大了，观察起来实在不方便。我们假设宇宙是静止的，光线不会被遮挡或吸收，不考虑时间的因素，或者干脆让宇宙变得只有电影院那么大，我们站在中央会看见什么？

均匀的背景——焦点。我们会看到，自己在一个被均匀背景包裹成的球里面。我们向前后左右上下看，到处都能看到这个背景，这个背景其实只是一个点，是与我们位置相对应的焦点。不论向哪个方向看，我们的目光肯定要经过这个点。确切地说，是焦点位置所发出的光，在我们所处的位置汇聚。也就是说，我们在周围看见的其实都只是这一个点。

地球在宇宙中也是如此。与地球相对应的焦点发出的电磁波在各个方向上把地球包裹起来，从地球上看，这个点就是整个宇宙的背景。

我们看到的这个背景有两个特点：一是均匀，因为各个方向上看到的都是同一个点（这个点对于地球来说比较大，但在宇宙中只能算是个点），没有区别；二是宇宙中所有的物质都存在于背景所构成的界限之内。这个背景对我们来说，就相当于宇宙的边缘，因为这个宇宙的所有内容，都在这个焦点包裹的范围内了。

看到了影子。如果我们发现了比背景更远的物体，我们在相反的方向上，一定能在背景之内找到它，前者只是后者的倒影。因为前者绕过了更远的距离，所以比后者看起来更古老，二者时间的差距是光通过物体与背景之间2倍距离的时间。也就是说，假设在距离地球相对应的焦点1光年处有颗超新星爆发，2年之后，我们应该能够从天空中相反的位置再次看到它的爆发。

胸怀宇宙。在比背景更远的地方，我们能够看到的是应该存在于我们背后的物体远离我们的一面，但它的影像上下相反，左右也相反。

再向前看，我们就能看到自己的背影，这个背影的上下、左右也是相反的。同样的道理，向上看，会看到自己的脚底；向下看，会看到自己的头顶。我们站在宇宙的中心向周围上下望去，会看到自己的巨大倒影将宇宙包裹在内。很有趣吧，而实际上，我们不可能看到这样有趣的现象。

我们在形容某人心胸宽广时，经常说的一句话是“宰相肚里能撑船”，而在理论上我们的肚里能盛下宇宙！这个境界更高，所以爱好天文的人往往少有烦恼。

我们永远是宇宙的中心

也许有人会问，如果我们站在宇宙的边缘会看见什么？回答是：我们只能站在宇宙的中心，不管我们移动到什么位置，从我们所在的位置看，我们永远是宇宙的中心。因为当我们移动时，宇宙中与我们位置相对应的那个焦点也在相应移动，它所构成的宇宙的界限和背景也在移动，我们永远处于背景所包裹范围的正中央。

模拟宇宙旅行

让我们来模拟一次宇宙旅行。假设我们从地球出发，沿一条直线前进，在后方设置一个巨大的、尖端向上的圆锥体路标，它能发出绿色的光。在飞行过程中，这个路标距离我们越来越远，然后，我们会在更遥远的前方看见一个尖端向下的绿色路标，它是后方路标的倒影。我们继续向前飞，当飞到两个路标中间的时候，会发现路标的绿光充满了整个宇宙，整个宇宙的背景都是路标发出的绿光。这是因为我们现在的位置正是路标在宇宙中所对应的焦点，路标发出的光经过了整个宇宙，全都汇聚在这个点。

继续向前，我们飞出了路标焦点的范围，周围的绿光消失了，前方绿光的来源是那个路标，但是，它变成了尖端向上的，我们后方的路标变成了尖端向下的倒影。继续向前飞，我们会经过路标，又回到了地球。飞船的前方，就是我们当初出发的方向。

宇宙旅行需要好运气

许多人都梦想做一次宇宙旅行，其实我们一直在搭乘地球做“集体宇宙旅行”。地球这艘“飞船”的生活设施很完备的，对宇航员也没什么特别要求，所，以这样的旅途是很轻松的。但是，对于一次完美的宇宙旅行来说，好运气是必不可少的。比如，上一代宇航员恐龙运气不够好，飞船外飘来的一块石头造成了一次不幸的事故。

希望我们的“飞船”运气足够好，不会运行到某一颗恒星的焦点位置，否则天空会被刺眼的阳光永久占据，直到我们驶出这个区域——也许传说中的后羿遇到的就是这样的麻烦。