【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在我們后面，它的光芒只差一點(diǎn)到不了我們的眼前。因?yàn)槲覀円苍谝怨馑龠h(yuǎn)離奇點(diǎn)，所以我們的觀測(cè)手段無(wú)論多么強(qiáng)大，也看不到奇點(diǎn)那一時(shí)刻的影子。雖然我們看到的是過(guò)去的影子，但是我們觸摸到的都是現(xiàn)實(shí)，是“現(xiàn)在宇宙”。嚴(yán)格意義上講，我們看到物體的位置和我們觸摸到物體的位置是不同的。由于光速很快，在短程距離這個(gè)差異可以忽略，如果這個(gè)距離達(dá)到宇宙尺度，這個(gè)差異就不能忽略了。舉例來(lái)講：假設(shè)我們有足夠長(zhǎng)的手臂，我們出手的速度足夠快，我們可以根據(jù)我們的觀察觸摸到火星，但我們未必能夠根據(jù)觀察觸摸到40億年前的星球，因?yàn)檫@個(gè)星球已隨宇宙膨脹運(yùn)動(dòng)40億年了。換句話說(shuō)，我們可以用手觸摸到這個(gè)星球，我們看到的卻是它40億年前的位置，它現(xiàn)在的位置在我們的視野之外。在第三節(jié)“視覺(jué)宇宙的組成”中我曾提出，視覺(jué)宇宙是由“已視宇宙”部分、“在視宇宙”部分和“將視宇宙”部分一起組成的，那它們與時(shí)間球是怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系呢？“已視宇宙”部分對(duì)應(yīng)的是漸開(kāi)面以?xún)?nèi)部分，“在視宇宙”部分對(duì)應(yīng)的是漸開(kāi)面部分，“將視宇宙”部分對(duì)應(yīng)的是漸開(kāi)面和“時(shí)間球”球面夾在中間的部分（見(jiàn)圖10）。圖10：視覺(jué)宇宙和時(shí)間球的對(duì)應(yīng)關(guān)系、光線的彎曲曲率前面已經(jīng)討論了，光線在“時(shí)間球”球面上是以漸開(kāi)線的軌跡向我們傳來(lái)的，我們正在觀察的宇宙是一個(gè)“桃形”面，觀察者總是站在“桃形”面的尖端。需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，“桃形”面的模型是建立在“宇宙是在以光速膨脹”這樣一個(gè)假設(shè)基礎(chǔ)之上的，也就是宇宙中每一個(gè)時(shí)空點(diǎn)都在以光速遠(yuǎn)離奇點(diǎn)。后面我會(huì)討論這一點(diǎn)。圖10如上圖（圖10）所示，在時(shí)間球上，觀察者的視線與過(guò)去時(shí)刻光線方向夾角α的正切定義為光線的彎曲曲率δ，則δ=tanα，α取值范圍在02π間。我們?cè)O(shè)定宇宙已經(jīng)存在的年限為T(mén)，從時(shí)間球模型建立過(guò)程中，我們可以分析出α與宇宙存在的絕對(duì)時(shí)間尺度是有對(duì)應(yīng)關(guān)系的。也就是說(shuō)，觀察者站在現(xiàn)在時(shí)刻看宇宙，過(guò)去不同時(shí)期光線彎曲曲率是不同的（對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1）。表1：宇宙不同時(shí)期的光線曲率序號(hào)光線彎曲曲率δ=tanα1對(duì)應(yīng)宇宙時(shí)期T3T /4T/2T/402光線與視線夾角α0π/2π3π/22π3光線彎曲曲率δ0∞0∞0表1所示現(xiàn)象解釋如下：（一）我們觀測(cè)現(xiàn)在時(shí)刻事件，也就是宇宙已存在時(shí)間T這一時(shí)刻事件，我們觀測(cè)到的光線傳播方向與光線的實(shí)際傳播方向是一致的，夾角α為零，光線的彎曲曲率δ也為零。（二）我們觀測(cè)3T /4時(shí)刻事件，也就是宇宙已存在時(shí)間3T /4這一時(shí)刻事件，我們觀測(cè)到的光線傳播方向與光線當(dāng)時(shí)實(shí)際傳播方向的夾角α為π/2。也就是在3T /4這一時(shí)刻，事件實(shí)際發(fā)出光線的方向與我們觀測(cè)到的光線方向是垂直的，光線的彎曲曲率δ為∞。（三）我們觀測(cè)T /2時(shí)刻事件，也就是宇宙已存在時(shí)間T /2這一時(shí)刻事件，我們觀測(cè)到的光線傳播方向與光線當(dāng)時(shí)實(shí)際傳播方向的夾角α為π。也就是在T /2這一時(shí)刻，事件實(shí)際發(fā)出光線的方向與我們觀測(cè)到的光線方向是相反的，光線的彎曲曲率δ為0。（四）我們觀測(cè)T /4時(shí)刻事件，也就是宇宙已存在時(shí)間T /4這一時(shí)刻事件，我們觀測(cè)到的光線傳播方向與光線當(dāng)時(shí)實(shí)際傳播方向的夾角α為3π/2。也就是在T /4這一時(shí)刻，事件實(shí)際發(fā)出光線的方向與我們觀測(cè)到的光線方向是垂直的，方向與3T /4時(shí)刻事件光線方向相反，光線的彎曲曲率δ為∞。（五）我們觀測(cè)0時(shí)刻事件，也就是宇宙在開(kāi)端這一時(shí)刻事件，我們觀測(cè)到的光線傳播方向與光線當(dāng)時(shí)實(shí)際傳播方向的夾角α為2π。也就是在宇宙開(kāi)端這一時(shí)刻，事件實(shí)際發(fā)出光線的方向與我們觀測(cè)到的光線方向是平行的，方向與T時(shí)刻事件（也就是現(xiàn)在時(shí)刻事件）光線方向相反，光線的彎曲曲率δ為0。、空間尺度的偏差前面討論了，過(guò)去不同時(shí)期事件發(fā)出的光線相對(duì)于現(xiàn)在來(lái)說(shuō)是存在彎曲的，過(guò)去的時(shí)間越久遠(yuǎn)彎曲的曲率越大，這就造成了我們?cè)跍y(cè)量空間尺度時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差。在近距離上可以認(rèn)為是偏差，而在大尺度距離上可以說(shuō)是完全錯(cuò)誤的結(jié)果。以往我們測(cè)量空間星體尺度，往往把光線傳播當(dāng)做直線傳播，然后按照平面幾何原理來(lái)計(jì)算星體的尺度，這樣計(jì)算出來(lái)的結(jié)果要比實(shí)際尺度大。請(qǐng)看下面分析。如下圖（圖11）所示，我們站在O點(diǎn)觀測(cè)天體時(shí)，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為光線是按直線傳播的，所以我們測(cè)出天體AB的尺度是（A）到（B）的距離h，而光線在傳播過(guò)程中實(shí)際上是彎曲的，天體的實(shí)際尺度應(yīng)該是A到B的距離k，于是就出現(xiàn)了觀測(cè)尺度與實(shí)際尺度間的偏差（2s）,尺度h是虛的，尺度k是實(shí)的。圖11：觀察尺度與實(shí)際尺度的偏差還以上圖為例，根據(jù)日常觀測(cè)，假設(shè)我們計(jì)算出天體AB的尺度為5萬(wàn)公里，同時(shí)在日常觀測(cè)中我們也發(fā)現(xiàn)有一發(fā)光星體正以1萬(wàn)公里/小時(shí)的速度從星體AB背后經(jīng)過(guò)，按照我們的計(jì)算，發(fā)光星體從星體AB背后經(jīng)過(guò)的時(shí)間應(yīng)該是5小時(shí)。如果我們?nèi)ビ^察，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，發(fā)光星體從星體AB背后經(jīng)過(guò)的時(shí)間要比5小時(shí)短，這就是觀察尺度與實(shí)際尺度的偏差造成的。,則天體的實(shí)際尺度應(yīng)為4萬(wàn)5千公里，而不是我們觀測(cè)計(jì)算的5萬(wàn)公里（見(jiàn)圖12）。圖12：實(shí)際觀測(cè)時(shí)間比計(jì)算時(shí)間短第九節(jié)“光線的彎曲曲率”論述中，我們計(jì)算了光線彎曲曲率，在宇宙時(shí)間為3T/4時(shí)，光線的彎曲曲率達(dá)到了∞，也就是說(shuō)3T/4時(shí)的宇宙尺度是我們看到的最大宇宙尺度。若超過(guò)了3T/4這個(gè)時(shí)間尺度，宇宙開(kāi)始表現(xiàn)為收縮。在T到3T/4這段距離內(nèi)，我們的視覺(jué)感到距離我們?cè)竭h(yuǎn)，空間尺度成正比增大，而事實(shí)上并非如此，空間尺度增大的速度隨著距離的增加在變慢，當(dāng)達(dá)到3T/4時(shí)期時(shí)，空間增大速度變?yōu)榱恪．?dāng)距離超過(guò)了3T/4這個(gè)時(shí)間尺度時(shí)，雖然我們?nèi)匀桓杏X(jué)距離越遠(yuǎn)空間尺度會(huì)變得更大，而事實(shí)上空間尺度開(kāi)始收縮，直到我們看到最遠(yuǎn)距離的點(diǎn)匯聚到一點(diǎn)上，空間尺度變?yōu)榱?，那是宇宙起始的那一刻。我們現(xiàn)在看到的宇宙不同時(shí)期的空間尺度見(jiàn)圖13。圖13： 、時(shí)間球推斷推斷一：距離我們?cè)竭h(yuǎn)星系密度越大由于光具有速度，光傳入我們的眼睛需要時(shí)間，所以我們看到的影象都是過(guò)去宇宙的樣子。我們平常所說(shuō)的距離是一個(gè)時(shí)間尺度，距離越遠(yuǎn)的影像代表那時(shí)的宇宙距現(xiàn)在宇宙的時(shí)間尺度越大。由于時(shí)間流逝造成宇宙在膨脹，“時(shí)間球”告訴我們，過(guò)去的“時(shí)間球”空間尺度比現(xiàn)在小，因此星系密度比現(xiàn)在大。所以我們?cè)谟^察中會(huì)發(fā)現(xiàn)距離我們?cè)竭h(yuǎn)的天空，觀察到的星系密度越大。推斷二：星系的影像在天空中會(huì)成對(duì)出現(xiàn)由于現(xiàn)在宇宙是一個(gè)彎曲的球面，星系的光線會(huì)一方面沿球面向我們面前飛來(lái)，另一方面星系的光線會(huì)繞過(guò)“時(shí)間球”飛向我們背后，所以我們看到的天空中星系的影像應(yīng)該是成對(duì)出現(xiàn)的。我們?cè)谡懊姘l(fā)現(xiàn)的星系，回過(guò)頭來(lái)在我們正后面的天空中去找，我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)它，除非它的光線還未到達(dá)。只不過(guò)兩個(gè)影像代表的宇宙時(shí)期不同，一個(gè)可能是50億年前的宇宙影像，而另一個(gè)可能是150億年前的宇宙影像，我們很難辨認(rèn)他們罷了。兩個(gè)年代加在一起正好是宇宙存在的時(shí)間（假設(shè)宇宙存在200億年）。（見(jiàn)圖14）圖14推斷三：宇宙是平坦的，背景輻射在我們周?chē)蔷鶆虻臅r(shí)空點(diǎn)均勻地分布在“時(shí)間球”球面上，所以我們的宇宙總體上是平坦的，我們不會(huì)發(fā)現(xiàn)宇宙在哪一個(gè)方向上更致密。要說(shuō)致密，應(yīng)該說(shuō)宇宙的過(guò)去比現(xiàn)在致密，也就是無(wú)論我們身在何處，你總能看到遠(yuǎn)處比近處致密。同時(shí)你也會(huì)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論你移動(dòng)到宇宙何處，你對(duì)宇宙的感覺(jué)是相同的?！皶r(shí)間球”球面上宇宙是均勻的，你觀測(cè)到的影象遠(yuǎn)處總比近處星系密度大。宇宙在大爆炸時(shí)產(chǎn)生了大量的宇宙輻射，它在時(shí)間球面上沿四面八方傳遞，并同時(shí)間球面一起向外膨脹。背景輻射可以從我們面前飛來(lái)，同時(shí)也可以繞過(guò)時(shí)間球面從我們背后飛來(lái)。所以在視覺(jué)宇宙中，我們不會(huì)發(fā)現(xiàn)背景輻射從哪個(gè)特定方向飛來(lái)，而會(huì)發(fā)現(xiàn)背景輻射從我們的四周飛來(lái)，或者說(shuō)背景輻射是從過(guò)去飛來(lái)。由于宇宙的開(kāi)端到我們四周的距離是相等的，所以背景輻射是均勻的。推斷四：宇宙是由數(shù)量相同的正時(shí)空點(diǎn)和反時(shí)空點(diǎn)組成的從宇宙形成那一刻起，每一時(shí)空點(diǎn)都有隨時(shí)間向外擴(kuò)張的性質(zhì)，就像人體的細(xì)胞分裂，一分二，二分四，每一個(gè)細(xì)胞都相同。在最初的一分二時(shí)，時(shí)間方向相反，所以形成的時(shí)空點(diǎn)就一正一反。無(wú)論是正是反，形成的時(shí)空點(diǎn)沒(méi)什么兩樣，只是時(shí)間性質(zhì)不同。這個(gè)過(guò)程發(fā)生在“時(shí)間球”球面上，存在于“現(xiàn)在宇宙”中。宇宙是由相同數(shù)量的正時(shí)空點(diǎn)和反時(shí)空點(diǎn)組成的，如果沒(méi)有時(shí)間流逝支撐著宇宙，宇宙就會(huì)回縮，正反時(shí)空點(diǎn)抵消，宇宙就會(huì)變?yōu)榱?。宇宙本身就是一個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程，或者說(shuō)是一個(gè)時(shí)間流逝（積累）的過(guò)程。我們看到的一切物體都可以認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的時(shí)空體，物體上不同的點(diǎn)具有不同的時(shí)間性質(zhì)，這給了我們距離感。推斷五：離我們?cè)竭h(yuǎn)，星際遠(yuǎn)離我們的速度越快時(shí)空點(diǎn)大致均勻地分布在“時(shí)間球”球面上，“時(shí)間球”球面的擴(kuò)展導(dǎo)致“現(xiàn)在宇宙”像氣球一樣膨脹，時(shí)間是宇宙膨脹的動(dòng)力。“時(shí)間球”球面上沒(méi)有哪一點(diǎn)比其它點(diǎn)更特殊，各點(diǎn)間的膨脹速度是均勻的。時(shí)間的流逝使宇宙一直處于膨脹之中，對(duì)“時(shí)間球”球面上任一點(diǎn)而言，其四周的時(shí)空點(diǎn)都在遠(yuǎn)離它而去。以我們所處的位置為例，我們四周的時(shí)空點(diǎn)都在遠(yuǎn)離我們而去，近處的時(shí)空點(diǎn)遠(yuǎn)離我們的速度慢，越遠(yuǎn)處的時(shí)空點(diǎn)遠(yuǎn)離我們的速度越快。根據(jù)上述的均勻膨脹觀點(diǎn)，我們很容易得出時(shí)空點(diǎn)遠(yuǎn)離我們的速度和它到我們的距離成正比。過(guò)去的“時(shí)間球”比現(xiàn)在小，宇宙空間是時(shí)間的積累。（見(jiàn)圖15）圖15推斷六：宇宙是有限無(wú)界的人們致力于尋找宇宙的邊界，“時(shí)間球”使我們認(rèn)識(shí)到宇宙是有限無(wú)界的。如果我們知道宇宙存在的年限和宇宙膨脹的速度，我們可以計(jì)算宇宙的體積，這個(gè)體積是時(shí)間球體積，代表著宇宙時(shí)間的積累，時(shí)間球體積不同于我們看到的三維空間體積。所以說(shuō)宇宙是有限的。距離是一個(gè)時(shí)間尺度，我們探索宇宙邊界是在探索遙遠(yuǎn)的過(guò)去，我們向宇宙深處的運(yùn)動(dòng)，是在“時(shí)間球”球面上轉(zhuǎn)圈圈，不會(huì)找到邊界。所以說(shuō)宇宙是無(wú)界的。但從“時(shí)間球”角度講，宇宙邊界是“時(shí)間球”的表面，也就是“現(xiàn)在宇宙”。換句話說(shuō)，我們就處在宇宙的邊界上，我們的一邊是過(guò)去，另一邊是將來(lái)，我們只能看到過(guò)去。宇宙是什么？宇宙就是全部，一切事件必須發(fā)生在宇宙之中，也就是一切事件必需發(fā)生