不斷膨脹與不斷收縮的宇宙

不斷膨脹與不斷收縮的宇宙

人們現階段對宇宙的描繪是，它起於單一的一點，經過快速膨脹，達 到最大體積之後，就不斷收縮變小，最終又成為一個點在研究宇宙膨 脹與收縮的模式時，需要掌握一個難懂的概念：空間本身就是先膨脹、 後收縮的。有人自然會問：空間怎麼能變大又變小呢？它靠什麼變大或 變小呢？原子本身不變大小，衡量的尺度也不會變長或變短，甚至太陽和 地球間的距離也不會增大，那麼，空間膨脹之說又從何談起呢？

假如把膨脹的空間宇宙設想成一隻充氣的氣球，

那麼就會對此略 知一二了。假如把一分硬幣貼在氣球表面，那麼氣球越大，硬幣就相隔 越遠，但硬幣本身的大小不變。氣球的表面代表整個宇宙，每個硬幣

可代表一個星系，所以，星系相互越離越遠，但每個星系本身則不變大或變小。

假想宇宙膨脹時你站在地球上，那就會出現一個有趣的問題。假設 我向空中發出一個光訊號，希望它能到達另一個星系，它到底會不會到達 那裡呢？由於宇宙在不斷膨脹之中，光訊號就必須在一個不斷向前延伸 的空間中穿梭。利用氣球模型宇宙，設想光訊號以不斷擴大的圔圈向外運動，就像在平靜湖水中投下一枚鵝卵石所引起的漣漪一樣。

宇宙在 開始時要大於光訊息的圓圈，光訊號的周邊就被限於圓形膨脹的宇宙表 面，彷彿是畫在氣球上的、可連動的緯線一樣。於是，光圈的周圍把宇宙 一分為二，一邊是光圈圈住的地方，另一邊則是未被光圈照到的地方。物 理學家把光圈的圓周稱為光地平線（Light horizon)。

可以把這想像成賽跑。圓的表面不斷擴大，它上面的緯線也不斷運動，就像池水表面的漣漪向外波動一樣。儘管這個訊號現在離開了地球 (距大爆炸後150億年），但是，以我們使用的時間尺度來算的話（幾百億 億年），還是離大爆炸的時候很近。根據模型顯示，儘管宇宙不斷膨脹，但 是光地平線將會恰好在宇宙氣球膨脹到最大時，完全覆蓋氣球宇宙的表 面，也就是說，到那個時候，光會充滿整個宇宙。

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