新紀元周刊|和您攜手,共同走進新的紀元

探索宇宙是人類無止境的課題

?"
施密特領導的研究小組對超新星的觀測證明,宇宙在加速膨脹。(AFP)

採訪、整理 ◎ 董韻

記者:您的發現對科學界意味著什麼?
施密特:我想這種發現是一個巨大的驚喜。其蘊含的意義是告訴我們宇宙存在巨大的人類尚未探知的空間,我們將之稱為「暗能量」,這種能量充滿了空間,並對宇宙本身產生一種推動力,使得重力產生一個相反的作用力,實際上是一種推動力而不是拉力。我們所生活的空間,可見的物質和原子,只占有4.5%。我想這對人類而言,渺小而卑微。這似乎在提醒我們,宇宙中有巨大的未知領域有待我們去探尋。

記者:我們人類對宇宙的了解有多少?
施密特:對宇宙的了解是無止境的。當你不知道宇宙中的96%是由什麼組成的時候,這意味著你不知道的太多了。

我相信宇宙中有一些基本的規律在運行著……有很多事情,可能是我們人類所不知道的。有很多事情,是我們還認識不到的。在到達這一目標之前,我們還有很長的路要走。

記者:您用「卑微」來形容人類對宇宙的了解。
施密特:有時我們人認為身邊的世界已經太廣大了,但是實際上,地球只是銀河系中的一顆小小的星星。銀河系中有萬億的星星,而在這之外更加廣闊的空間是由暗物質和暗能量所構成的。

宇宙在膨脹,我們希望這個過程慢下來,因為宇宙充滿了重力,重力會緩衝這種趨勢,就像是我向空中拋出一個球,在重力會將球拉回來。但是我們發現恰恰相反,重力非但在起拉回來的作用而是在往前推動……據我們的認知,這只有在宇宙中充滿一種叫做「暗能量」的時候,才能做到這一點。

記者:什麼是「暗能量」?
施密特:我不知道暗能量是什麼。科學家們最好的一種猜想是,這是宇宙本身的一部分。所以當人們問:什麼是真空,以前我們會說:什麼都沒有。但是現在,(我理解)真空是有物質的,比如能量。宇宙在膨脹的時候,更多的能量也會產生。根據愛因斯坦的重力守恆定律,這會使得重力的推力強於拉力。

記者:那什麼是「暗物質」?
施密特:暗物質不是一種東西,我們的檢測使得我們對此有一點了解。暗物質看起來,有他本身的重力,就像原子一樣,由於各種原因,它並不和其他物質互相有影響,就像是它在穿越地球進行旅行一樣。所以,我們懷疑這是一種尚未被發現的粒子,但是我們並不肯定,因為還沒有能力來發現這種粒子。

有一種叫做中微子,也穿越地球。但我們肯定這種暗物質不是中微子。

記者:「暗能量」和「暗物質」之間有什麼聯繫?
施密特:尚未發現任何明顯的聯繫,不過如果科學家能發現其中的一種,則是另一種情況。

有人希望它們是一種物質,但是所起的作用不同。目前來說,最明顯的聯繫是每一塊暗物質中,有三塊暗能量,它們在宇宙中無處不在,非常普遍。

記者:你們是如何證明宇宙的膨脹在加速?
施密特:科學家哈伯在1929年測試到宇宙在膨脹,他是通過衡量星系之間的距離,這些星系以多快地速度在離我們遠去從而得出這一結論的。因為從已經膨脹的宇宙中散發出的光線,將發生偏離。所以光線拉伸得越厲害(波長改變),其顏色將從藍色變成紅色。所以,宇宙的膨脹將可非常準確地通過光線顏色的變化而判斷。

我們衡量這些距離,研究超新星,我們做的實驗和哈伯從事的是一樣的,但是我們測量非常遙遠的星體,所以它們的光線需要經過幾百萬年才能到達地球。

這意味著,我們在研究宇宙的過去。所以我們所研究的對象都是400萬至800萬年前的。由於我們現在做的實驗和哈伯所做的很類似,所以在比較現在的實驗結果和之前的實驗結果,我們發現宇宙的膨脹在加速。

記者:你們的項目中最大的挑戰是什麼?
施密特:我們的項目除了需克服與來自世界各地的研究成員共同工作外,挑戰還包括怎樣能夠讓實驗本身運作和起到作用,發現那些遙遠的爆炸的星體是有挑戰的,分析數據也是富有挑戰的,我們必須團體合作才能完成所有這些工作。

1995年,這些天文望遠鏡有了新的數位相機,這幫助我們分區塊來研究太空,每一塊大小就像一輪滿月一樣。但是電腦和網路的速度都非常慢,尋找星空中的超新星非常難,就像在一個大草堆中尋找一根針一樣難,每250年,在一個普通星系中,才有出現一次的頻率。我們在千萬個圖像中篩選才能找到一個目標,而每當我們找到一個目標後,必須要確認,這就是我們所要的合適研究對象。

記者:宇宙在加速膨脹,這個後果是什麼呢?
施密特:宇宙看起來會繼續加速膨脹,越膨脹,暗能量越多。暗能量將和宇宙一起開跑,這將使得宇宙膨脹越來越快,以至於使得光子無法從星系抵達地球了。所以當我們在遙遠的未來再看宇宙的時候,會完全是空的。因為在過去我們能夠看到的都已膨脹,光的速度已無力可追及。

記者:這對於人類意味著什麼呢?
施密特:我想這是任何人需要思考的問題……,至少現在人類沒有方式能夠阻止這一趨勢。當然不排除未來有新的情況。

我們需要來認識這個宇宙,地球有超過40億年的歷史了,這是一個很長的時間。如果人類非常想繼續探索和認識這個世界,慢慢會了解得越來越多。◇
 

您也許會喜歡