沙漏有多大?
沙有多深?
我不該奢望知道,但我站在這裡。
—赫齊爾(Hozier),〈無計畫〉(No Plan)
1969 年,里斯(Martin Rees)還不是皇家天文學家拉德洛男爵里斯勳爵。當時他在劍橋大學的讀博士後宇宙學,思索關於一切的終結,他發表了一篇題為〈宇宙的崩潰:一項末世論研究〉(The Collapse of the Universe: AnEschatological Study)的6 頁論文,他後來形容這篇論文「相當有趣」。里斯在引言中表明,雖然觀測證據仍不確定,但暗指「宇宙確實注定要崩潰,而在這種毀滅性的壓縮過程中,宇宙場景的所有結構特徵都將被破壞」。對里斯而言,這篇論文有趣的部分原因在於根據計算,在即將到來的崩潰中,所有恆星都將被周圍的輻射從外到內摧毀。沒人不喜歡想像星星著火吧?
儘管里斯的論點偏向大崩墜,但數十年來的數據仍然模稜兩可。宇宙是封閉的(塌縮)還是開放的(永遠膨脹)? 1979年,普林斯頓高等研究院的戴森(Freeman Dyson)決定探索該論點的另一面,他說:「我不會詳細討論封閉的宇宙,因為想像我們的整個宇宙困在一個箱子裡,會給我一種幽閉恐懼症的感覺。」開放宇宙模型是一個令人愉快的寬敞替代方案。在他的論文〈沒有盡頭的時間:開放宇宙中的物理和生物學〉(TimeWithout End: Physics andBiology in an Open Universe)中,他對開放宇宙對人類可能意味著什麼做了量性預測,找出讓未來人類也許能透過調節活動並進入休眠,來避免無知無覺地陷入無盡的未來,而整個宇宙卻在身旁瓦解的方法。
雖然那篇論文的大部分內容都是計算和理論討論,引言中的措辭卻頗尖銳,直指物理學的主流言論不公平地蔑視研究宇宙末日的努力。他寫道:「對遙遠未來的研究,在今天似乎仍像三十年前對遙遠過去的研究一樣聲名狼藉。」並指出涉及這一主題的嚴肅論文少得可憐。接著他發出宇宙號召:「如果我們對長遠未來的分析,導致我們提出與生命的終極意義和目的有關的問題,那就讓我們大膽、毫不尷尬地審視這些問題。」
我不敢說在那之後,宇宙末世論終於作為一門學科獲得了應有的尊重。在物理學文獻中,像研究我們的起源一樣嚴格而深入地研究我們最終命運的論文,仍然相當罕見。但對時間軸兩端的研究,卻開始以不同的方式幫助我們檢驗物理理論的原理。除了可能為我們的未來或過去提供洞見之外,還幫助我們理解現實本身的基本本質。 (相關報導: 科學家警告:「足球場大小」的小行星2032年可能撞地球,威力足以摧毀大城市 | 更多文章 )
「透過思考宇宙的終結,就像思考它的開始一樣,你可以加深自己對現在正在發生的事情的思考,以及如何推論。我覺得基礎物理學中的外推法非常重要,」倫敦大學學院的宇宙學家佩里斯(Hiranya Peiris)這麼說。2003 年,她領導的團隊利用威爾金森微波異向性探測器(Wilkinson Microwave AnisotropyProbe,WMAP)衛星,解釋了宇宙微波背景的第一個詳細視圖。從那時起,她就一直屹立在觀測宇宙學的前線。近年來,她著眼於使用觀測數據、模擬和桌面模擬,來測試早期和晚期宇宙物理學的一些關鍵要素,例如宇宙暴脹中「泡沫宇宙」的產生,以及真空衰變背後的機制。