第5章 脈動宇宙
在沙灘酒店的第一晚，他們三人吃完晚餐後，湯普金斯先生與老教授侃侃而談宇宙論，又和教授的女兒茉德聊了一會兒藝術，最後終於回到自己的房間，癱倒在**，把毯子拉過來蓋過了頭頂。在他混沌的大腦裏，包提柴裏和邦迪、達裏和霍伊爾、勒梅特和拉封丹，這些藝術家們亂亂糟糟混作一團。最後他沉沉地睡了過去……
午夜的什麽時候，他醒了過來，有一種奇怪的感覺，好像沒有躺在舒適的彈簧**，而是躺在某個硬邦邦的東西上麵。他睜開眼睛，發現自己趴在一個地方，他第一反應認為是海岸上的一塊大岩石上。之後他發現自己確實是趴在一塊直徑大概九米的巨大的岩石上，不過這塊岩石懸浮在空間中，沒有肉眼可見的東西支撐著它。岩石上有一些綠色的苔蘚覆蓋著，在一些地方還有小小的灌木叢從岩石的縫隙中冒出來。岩石周圍的空間有朦朦朧朧的光照著，不過還是非常昏暗。事實上，他從未見識過空氣中有這麽多的灰塵，就算是在拍攝美國中西部塵暴的影片中也沒有見過。他用手帕蓋住鼻子，頓時感覺呼吸順暢了許多。不過，在周圍的空間中，有一些比灰塵更危險的東西。常常有像他腦袋那般大甚至更大的石頭繞著他的那塊岩石在空間裏打轉，偶爾還會撞到岩石發出奇怪的、沉悶的巨響。他也注意到了，有一到兩塊同他現在這塊差不多大的岩石，在離他有一定距離的空間中飄浮著。從醒來到現在，整個過程中，他一邊審視著周圍的環境，一邊緊緊抱住岩石邊凸起的地方，生怕掉下岩石落入下麵灰蒙蒙的深淵中。不過很快，他的膽子大了一些，嚐試著朝岩石邊緣爬去，想看看岩石下麵是不是真的沒有什麽東西支撐著它。在他爬的一路上，他非常驚訝地注意到，他並沒有掉下去，而且盡管所爬的路程已經超過了岩石圓周的四分之一，他的身體還是被自己的體重緊緊壓在了岩石上麵。在他最初醒來的地方的背麵，有一條由鬆鬆散散的石頭組成的脊背，他從脊背後麵看去，發現確實沒有東西支撐著這塊岩石。不過，讓他更為驚訝的是，昏暗的光線中照出了他的老朋友高高的身影，老教授明顯是頭朝下地站著，在他的袖珍筆記本上記著些什麽。
現在，湯普金斯先生才慢慢開始明白發生了什麽。他記得學生時代學到過，地球是在太空中繞著太陽自由轉動的一個又大又圓的石頭。他還記得有一幅圖，上麵有兩個小人站在地球相對的兩個對蹠點上。是的，他現在身下的這塊岩石就是一個非常小的行星，把周圍所有的東西都吸到它的表麵，而他和老教授是這個小小的星球上僅有的兩個人類。想到這裏，他稍稍獲得了一點安慰，至少沒有掉下去的危險了！
“早上好呀！”湯普金斯先生打起了招呼，想把老教授的注意力從計算中拉出來。
老教授從他的筆記本上抬起眼睛。“這裏沒有早晨，”他回答道，“在這個宇宙中既沒有太陽，也沒有一顆會發光的恒星。很幸運的是，這裏的各個物體表麵都展現出某些化學反應過程，否則我現在就不能觀察到這個空間的膨脹了。”話畢，又把頭轉回到筆記本上。
湯普金斯先生感到十分鬱悶。好不容易在這整個宇宙中遇到了一個活人，然而這個人卻如此不善言辭！意想不到的是，一顆小小的流星幫了他大忙。這塊石頭啪”的一下砸中了教授手中的筆記本，把它砸飛，於是筆記本就離開了這個行星，向空間飛去。“現在你再也看不到它了吧。”湯普金斯先生看著筆記本飛得越來越遠，向空間深處飛去，說道。
“恰恰相反，”教授回答道，“你看，我們現在所處的這個空間並不是無限膨脹的。噢，是的，對的，我知道你在學校裏老師們告訴你空間是無限的，兩條平行線永遠不會相交什麽的。但其實，無論是在我們現在所處的空間，還是在其他人類生存的那個空間，這個觀點並不準確。其他人類生存的那個空間確實非常大，科學家們估算它目前的直徑大約是10 000 000 000 000 000 000 000千米，這在我們正常人看來，相當於是無限大了。如果我是在那個空間裏丟了筆記本，那要等相當長的一段時間它才會飛回來。然而在這裏，情況大有不同。就在筆記本脫手的前一秒，我已經計算出了這個空間的大小，盡管它在迅速膨脹，但現在它的直徑大概隻有八千米。我猜不超過半小時，筆記本就會自己飛回來。”
這裏沒有早晨
“但是，”湯普金斯先生小心翼翼地問道，“你的意思是，你的筆記本將會像澳大利亞回旋鏢一樣，畫個弧線最後還會落到你的腳邊？”
“不是這回事，”教授回答他，“如果你想要理解真正會發生什麽情況，請假設有一個古希臘人，他並不知道地球是一個球體，有一天給某個人指路，讓那個人一直往北走。那麽請想象一下，當那個人最後從南邊朝他走來的那一刻，他會有多麽震驚。這位古希臘人沒有周遊世界的概念（在這個例子裏我指的是環地球），所以他一定是認為那個被指路的人迷了路，然後繞了一圈走回了原點。而事實上，這個人確實是按照我們可以在地球上畫的最筆直的一條路線在走，最終他繞了地球一圈，從相反的方向回到了起點。我的筆記本同樣也會這樣，除非它在半路上撞到了什麽石頭偏離了原本的軌道。來，拿著這個望遠鏡，看看現在你還能不能看見它。”
湯普金斯先生把眼睛湊上了望遠鏡，透過那些把整個畫麵弄得模糊不清的灰塵，他成功地看到教授的筆記本，正穿過空間飛得越來越遠。他眼中遠處的所有物體，包括那本筆記本，都散發著粉色的光芒。他感覺有點驚訝。
“天哪，”過了一會兒，他大聲喊道，“你的筆記本回來了！我看見它變得越來越大了！”
“不是的，”教授說，“它還在飛遠。你看到它越來越大就好像是飛回來一樣，其實是由封閉的球形空間對光線有一種獨特的聚焦效應而引起的。讓我們再回到那位古希臘人身上。如果光線能一直沿著地球的曲麵往前走，我們就說是大氣的折射作用吧，他也能用上性能最好的望遠鏡，在整個過程中都觀察著被指路的人。如果你看著地球儀，你就會看見在它的表麵那些最直的線——經線，首先是從極點分散開來，然後穿過赤道，接著朝另一個極點匯聚。如果光線是沿著經線走，而你站在一個極點上，你就會看見一個離你越來越遠的人變得越來越小，直到他穿過了赤道。此後，你就會發現他變得越來越大，就好像他在往回走。當他到達了另一個極點，你看他就跟站在你身邊一樣大。然而你並不能觸碰到他，就像你不能碰到球麵鏡中的影像一樣。基於這個二維的比喻，你可以想象在這個奇怪的彎曲的三維空間裏光線會發生什麽情況。現在，我想，筆記本的畫麵已經離我們很近了。”事實上，湯普金斯先生放下了望遠鏡，發現筆記本已近在咫尺了。不過它看起來十分奇怪！它的輪廓模模糊糊，就好像在水裏泡過一樣，教授在紙上寫的公式也很難辨認，整本筆記本看起來就像是失焦了又沒有洗好的照片。
“現在你看，”教授說，“這隻是筆記本的圖像而已，由於光線穿過了半個宇宙，這圖像已經被嚴重扭曲了。如果你要想完全相信我現在說的，就看看你能不能透過筆記本看到它身後的石頭。”
湯普金斯先生試著去夠那個本子，但是他的手卻毫無阻攔地穿透了筆記本的圖像。
“那真正的筆記本，”教授繼續說，“其實已經非常靠近宇宙的另一個相對的極點了，你現在在這裏所看到的是它的兩張圖像。另一張圖像就在你身後。當兩張圖重合在一起的時候說明那個本子就到達了另一個極點上。”湯普金斯先生並沒有聽進去，他深深地陷入了自己的思考中，努力想回憶起在基礎光學課上，物體是如何通過凸麵鏡和透鏡成像的。當他終於放棄回憶的時候，兩個重合的圖像又朝著相反的方向後退回去了。
“那是什麽讓這個空間彎曲了，造成了所有這些滑稽的效應呢？”他問教授。
“因為有可測質量的存在，”教授這麽回答，“當牛頓發現萬有引力定律的時候，他認為重力就隻是一種普通的力，比如說，就和兩個物體間拉開的彈簧所產生的力是同一類型的。但有一個神秘的現象，就是所有的物體，無論大小與質量，總是有著相同的加速度，在重力的作用下總是以同樣的方式運動。當然啦，前提是你消除了空氣的摩擦力之類的影響因素。愛因斯坦首先清楚地指出，有質量的物體最主要的作用就是產生空間曲率，在引力場中所有物體運動的軌跡都是彎曲的，因為空間本身就是彎曲的。但我覺得這對於你來說太難理解了，因為你沒有充足的數學知識。”
“是的，我數學知識確實不豐富。”湯普金斯先生說著，“但請你告訴我，如果沒有有質物體，那麽我在學校所學的幾何學知識是不是就不存在了，那麽兩條平行線是不是還是永遠不會相交？”
“它們不會相交的，”教授回答他，“但是也沒有什麽物質的東西來驗證會不會相交了。”
“好吧，也許歐幾裏得從未存在過，所以才能創建一個絕對空虛的空間的幾何學？”
顯然老教授不喜歡這樣的形而上學的討論。
與此同時，沿著最初的方向越飛越遠的筆記本的圖像，開始再一次往回飛了。但這次它的圖像比之前的還要支離破碎，根本無法辨別，這一現象按照教授的說法就是，由於光線已經繞著整個宇宙飛了一圈了。
“如果你再一次回過頭來看看，”教授對湯普金斯先生說，“我的筆記本在完成了環宇宙之旅之後回到了我的手中。”說著，他伸出手把書抓住，然後塞進了自己的口袋裏。“你瞧瞧，”他說，“這個宇宙裏到處都是灰塵和石頭，我們幾乎沒有辦法看一看周圍的世界了。你可能會注意到我們周圍這些無定形的影子，很有可能就是我們自己的圖像和周邊物體的圖像。隻不過它們被灰塵和空間曲率的不規則形擠變形了，所以我也不能給你指哪個是哪個。”
“那在我們原來生活的那個大宇宙中是不是也有相同的效應發生呢？”湯普金斯先生問道。
“是呢，”教授回答，“不過那個宇宙太大了，繞一圈需要十億光年。如果沒有鏡子的話，你也可以看到自己後腦勺的頭發剪得怎麽樣，隻要等到你剪完頭發十億年後就能看到了。此外，很有可能星球之間的灰塵會把你後腦勺的圖像完全模糊掉。順便說一句，一位英國天文學家曾經有一次設想過，當然更多的是開個玩笑啦，說現在我們能看到的一些星星可能就是很久以前存在過的星星的圖像，而現在其實已經沒有了。”
已經疲於花腦力去理解教授給的所有解釋，湯普金斯先生環顧四周，驚訝地注意到，天空的圖案明顯地變了！現在周圍似乎塵埃少了很多，於是他摘下了原來一直遮住鼻子的手帕。小石頭也沒有那麽頻繁地從身邊飛過，撞擊岩石的力道也輕了不少。最後他發現，起初他注意到的那幾塊大岩石，已經飄得很遠了，以現在這個距離很難看見了。
“真好，生活正變得越來越舒服了，”湯普金斯先生這麽想。“我之前一直在害怕那些飛著的石頭會不會砸到我。現在周邊環境變化了，您能給我解釋一下嗎？”他轉向教授問道。
“很簡單，我們這個小宇宙正在飛快地膨脹，我們在這兒的這一段時間裏它的直徑已經從八千米膨脹到一百六十千米了。我一發現自己身處此地，就從遠處物體變紅的現象中注意到這一點了。”
“是的，我也注意到在很遠的地方，所有的物體都在變紅，”湯普金斯先生接話，“但這現象又怎麽意味著空間的膨脹呢？”
宇宙在膨脹，碰到極限後再冷卻下來（該圖改編自《悉尼每日電訊報》1960年1月16日的一幅卡通）
教授說：“你有沒有注意到，一列朝你開過來的火車的汽笛聲聽起來非常刺耳，但當這列火車從你身邊開過去之後，聲調就變得低了許多？這就是所謂的多普勒效應：音高取決於聲源的速度。當整個宇宙在膨脹的時候，其中的每一個物體都會飛離，飛離的速度與它們和觀察者之間的距離成正比。因此，從這樣的物體中發射出的光就會變得紅一些，在光學中，就對應了比較低的頻率。距離越遠，它移動的速度越快，我們看它就越紅。我們原來居住的那個美好的宇宙，它也在膨脹，這種變紅現象，或者我們稱為紅移，有助於天文學家們測出非常遙遠的星係的距離。打個比方，一個離我們最近的星係，叫作仙女座星係，它顯示出的紅移是0.05%，這意味著離我們的距離是80萬光年，光線要用80萬年的時間才能走完。但還有一些星雲已經處在我們現有的天文望遠鏡的極限中，它們顯示出的紅移為15%，這意味著它們與我們的距離是幾百億光年。這麽推測下來，這些星雲幾乎處在整個大宇宙的赤道的中間點上，那麽現在陸地上的天文學家們知道的空間的總體積不過隻是整個宇宙的總體積的一個較大的部分而已。現在空間膨脹速率約為每年0.000 000 01%，每一秒整個空間的半徑增長一千萬英裏。我們現在的這個小宇宙的膨脹速率相對快很多，每分鍾直徑擴展約1%。”
“那麽這種膨脹永遠不會停止嗎？”湯普金斯先生問道。
“當然會停止的，”教授回答他，“然後收縮就開始了。每一個宇宙都在一個非常小的半徑和一個非常大的半徑之間脈動著。對於大宇宙來說，它的周期相當長，可能是幾十億年，而對於我們這個小宇宙，可能周期就隻有兩個小時。我想我們現在看到的應該是膨脹到最大的狀態。你注意到現在宇宙變得有多冷了嗎？”
事實上，那個充斥在整個宇宙中的熱輻射，現在已經分布在非常大的體積中，隻能為他們所在的這個小小的星星提供非常少的熱量，氣溫已經接近冰點了。
“我們很幸運，”這時教授繼續說，“原本這裏的熱輻射足夠多，即使是在這樣膨脹的狀態下也能提供一些熱量。否則這裏就會變得極度寒冷，岩石周邊的空氣都會凝結成**，我們會被凍死。不過宇宙的收縮已經開始了，很快就會變得溫暖起來。”
看向天空，湯普金斯先生注意到所有物體已經不再是粉色了，而是變成了紫藍色，按照教授所講的，這是由於所有星體都在開始朝他們靠過來。他同時也想到了教授拿鳴著刺耳汽笛行駛過來的列車舉的例子，頓時害怕得顫抖起來。
“如果現在所有東西都在聚集，我們難道不應該想到宇宙中所有的大岩石很快都會聚到一起，然後我們就會被它們壓得粉碎嗎？”他焦慮不安地問著教授。
“確實是這樣，”教授冷靜地回答他，“不過我想在此之前氣溫會升得極高，我們會被分解成一個一個的原子。這就是我們那個大宇宙末日的縮影——所有的一切都混在一起，形成一個均勻的熱氣體球，隻有新一次的膨脹才會開始新的生命。”
“我的天哪！”湯普金斯先生嘀咕道，“正如你提到的，在我們原來的大宇宙中，還要經過幾十億光年才會有宇宙末日，但現在，這一切發生得太快了！盡管穿著睡衣，我已經感覺到熱了。”
“最好不要把睡衣脫了，”教授說，“不管用的。你隻要躺下，能觀察多久就觀察多久吧。”
湯普金斯先生沒有應答。空氣已經熱到無法忍受。灰塵現在也很稠密，把他包了起來，他現在感覺自己就像被卷在一條柔軟溫暖的毯子裏。他做了個動作想掙脫開來，於是他的手伸到了涼涼的空氣中。
“我是在這不宜居的宇宙中戳了一個洞？”他第一反應是這個。他想要問教授，但怎麽也找不到他。相反，在朦朧的晨曦中，他認出了熟悉的臥室家具的輪廓。他正躺在**，緊緊地裹著一條羊毛毯，好不容易才從其中解放出一隻手出來。
“新的生活從膨脹開始，”他想起了老教授的話，“謝天謝地，我們已經在膨脹！”於是他起床洗了個澡。