宇宙要麼在膨脹,要麼在收縮,但不可能是靜止的。為什麼呢?
其實連16世紀的牛頓都意識到這一點了。因為他看到,在大尺度上起作用的力只有一種,就是引力。引力永遠是相互吸引的。 對於整個宇宙來說,由於引力存在,如果沒有跟它抗衡的力的話,宇宙一定會在自身的引力作用下塌縮成一個奇點。這就好像在山坡上的一個球,如果沒有什麼力來制止它下滑,它就一定要滑下來。
愛因斯坦也被這個問題困惑。他在當時也想不出什麼好辦法,就假設有一種制衡引力的東西,叫宇宙常數(COSMOLOGICAL CONSTANT).至於這個宇宙常數究竟是什麼東西,他也搞不清。他當時推斷這個宇宙常數在大尺度上跟引力正好抵消,結果就是一個靜止的穩態宇宙。結果,沒兩年後EDWIN HUBBLE發現宇宙實際上是在膨脹。這個觀測結果產生3中可能:
1. 沒有宇宙常數,宇宙大爆炸之初的巨大能量將物質和空間以高速拋出,引力還沒有來得及逆轉這一趨勢。就好象你往空中拋一球,這球會先上升一段,再下落。我們現在處於這一上升階段。這個可能的推論就是,宇宙在減速膨脹。最後應該開始塌縮。
2. 沒有宇宙常數,宇宙大爆炸之初的巨大能量將物質和空間以高速拋出,拋出的速度如此之高,引力永遠也不可能逆轉這一趨勢。這就好像你用超過地球逃逸速度拋出一球,這球就會跑到太空中去,不會落回來了。這個可能的推論就是,宇宙在最開始有一段減速膨脹,現在的宇宙在勻速膨脹。
3. 有宇宙常數,宇宙大爆炸之初的巨大能量將物質和空間以高速拋出,當宇宙常數等於引力的時候,宇宙勻速膨脹。當宇宙常數大於引力的時候,加速膨脹。
愛因斯坦聽到HUBBLE的觀測結果後,拋棄了宇宙常數這個假設。並把它稱為他這輩子最大的失敗。
現在知道,宇宙確實是在加速膨脹。這說明,宇宙常數確實存在。不過現在的科學界管它叫“暗能量”。 因為它很可能不是一個常數。這個暗能量僅僅在很大的尺度上作用。在星系團內,引力仍然有絕對優勢,所以無法測出暗能量的本質。