第5章 脉动宇宙
在沙滩酒店的第一晚，他们三人吃完晚餐后，汤普金斯先生与老教授侃侃而谈宇宙论，又和教授的女儿茉德聊了一会儿艺术，最后终于回到自己的房间，瘫倒在**，把毯子拉过来盖过了头顶。在他混沌的大脑里，包提柴里和邦迪、达里和霍伊尔、勒梅特和拉封丹，这些艺术家们乱乱糟糟混作一团。最后他沉沉地睡了过去……
午夜的什么时候，他醒了过来，有一种奇怪的感觉，好像没有躺在舒适的弹簧**，而是躺在某个硬邦邦的东西上面。他睁开眼睛，发现自己趴在一个地方，他第一反应认为是海岸上的一块大岩石上。之后他发现自己确实是趴在一块直径大概九米的巨大的岩石上，不过这块岩石悬浮在空间中，没有肉眼可见的东西支撑着它。岩石上有一些绿色的苔藓覆盖着，在一些地方还有小小的灌木丛从岩石的缝隙中冒出来。岩石周围的空间有朦朦胧胧的光照着，不过还是非常昏暗。事实上，他从未见识过空气中有这么多的灰尘，就算是在拍摄美国中西部尘暴的影片中也没有见过。他用手帕盖住鼻子，顿时感觉呼吸顺畅了许多。不过，在周围的空间中，有一些比灰尘更危险的东西。常常有像他脑袋那般大甚至更大的石头绕着他的那块岩石在空间里打转，偶尔还会撞到岩石发出奇怪的、沉闷的巨响。他也注意到了，有一到两块同他现在这块差不多大的岩石，在离他有一定距离的空间中飘浮着。从醒来到现在，整个过程中，他一边审视着周围的环境，一边紧紧抱住岩石边凸起的地方，生怕掉下岩石落入下面灰蒙蒙的深渊中。不过很快，他的胆子大了一些，尝试着朝岩石边缘爬去，想看看岩石下面是不是真的没有什么东西支撑着它。在他爬的一路上，他非常惊讶地注意到，他并没有掉下去，而且尽管所爬的路程已经超过了岩石圆周的四分之一，他的身体还是被自己的体重紧紧压在了岩石上面。在他最初醒来的地方的背面，有一条由松松散散的石头组成的脊背，他从脊背后面看去，发现确实没有东西支撑着这块岩石。不过，让他更为惊讶的是，昏暗的光线中照出了他的老朋友高高的身影，老教授明显是头朝下地站着，在他的袖珍笔记本上记着些什么。
现在，汤普金斯先生才慢慢开始明白发生了什么。他记得学生时代学到过，地球是在太空中绕着太阳自由转动的一个又大又圆的石头。他还记得有一幅图，上面有两个小人站在地球相对的两个对跖点上。是的，他现在身下的这块岩石就是一个非常小的行星，把周围所有的东西都吸到它的表面，而他和老教授是这个小小的星球上仅有的两个人类。想到这里，他稍稍获得了一点安慰，至少没有掉下去的危险了！
“早上好呀！”汤普金斯先生打起了招呼，想把老教授的注意力从计算中拉出来。
老教授从他的笔记本上抬起眼睛。“这里没有早晨，”他回答道，“在这个宇宙中既没有太阳，也没有一颗会发光的恒星。很幸运的是，这里的各个物体表面都展现出某些化学反应过程，否则我现在就不能观察到这个空间的膨胀了。”话毕，又把头转回到笔记本上。
汤普金斯先生感到十分郁闷。好不容易在这整个宇宙中遇到了一个活人，然而这个人却如此不善言辞！意想不到的是，一颗小小的流星帮了他大忙。这块石头啪”的一下砸中了教授手中的笔记本，把它砸飞，于是笔记本就离开了这个行星，向空间飞去。“现在你再也看不到它了吧。”汤普金斯先生看着笔记本飞得越来越远，向空间深处飞去，说道。
“恰恰相反，”教授回答道，“你看，我们现在所处的这个空间并不是无限膨胀的。噢，是的，对的，我知道你在学校里老师们告诉你空间是无限的，两条平行线永远不会相交什么的。但其实，无论是在我们现在所处的空间，还是在其他人类生存的那个空间，这个观点并不准确。其他人类生存的那个空间确实非常大，科学家们估算它目前的直径大约是10 000 000 000 000 000 000 000千米，这在我们正常人看来，相当于是无限大了。如果我是在那个空间里丢了笔记本，那要等相当长的一段时间它才会飞回来。然而在这里，情况大有不同。就在笔记本脱手的前一秒，我已经计算出了这个空间的大小，尽管它在迅速膨胀，但现在它的直径大概只有八千米。我猜不超过半小时，笔记本就会自己飞回来。”
这里没有早晨
“但是，”汤普金斯先生小心翼翼地问道，“你的意思是，你的笔记本将会像澳大利亚回旋镖一样，画个弧线最后还会落到你的脚边？”
“不是这回事，”教授回答他，“如果你想要理解真正会发生什么情况，请假设有一个古希腊人，他并不知道地球是一个球体，有一天给某个人指路，让那个人一直往北走。那么请想象一下，当那个人最后从南边朝他走来的那一刻，他会有多么震惊。这位古希腊人没有周游世界的概念（在这个例子里我指的是环地球），所以他一定是认为那个被指路的人迷了路，然后绕了一圈走回了原点。而事实上，这个人确实是按照我们可以在地球上画的最笔直的一条路线在走，最终他绕了地球一圈，从相反的方向回到了起点。我的笔记本同样也会这样，除非它在半路上撞到了什么石头偏离了原本的轨道。来，拿着这个望远镜，看看现在你还能不能看见它。”
汤普金斯先生把眼睛凑上了望远镜，透过那些把整个画面弄得模糊不清的灰尘，他成功地看到教授的笔记本，正穿过空间飞得越来越远。他眼中远处的所有物体，包括那本笔记本，都散发着粉色的光芒。他感觉有点惊讶。
“天哪，”过了一会儿，他大声喊道，“你的笔记本回来了！我看见它变得越来越大了！”
“不是的，”教授说，“它还在飞远。你看到它越来越大就好像是飞回来一样，其实是由封闭的球形空间对光线有一种独特的聚焦效应而引起的。让我们再回到那位古希腊人身上。如果光线能一直沿着地球的曲面往前走，我们就说是大气的折射作用吧，他也能用上性能最好的望远镜，在整个过程中都观察着被指路的人。如果你看着地球仪，你就会看见在它的表面那些最直的线——经线，首先是从极点分散开来，然后穿过赤道，接着朝另一个极点汇聚。如果光线是沿着经线走，而你站在一个极点上，你就会看见一个离你越来越远的人变得越来越小，直到他穿过了赤道。此后，你就会发现他变得越来越大，就好像他在往回走。当他到达了另一个极点，你看他就跟站在你身边一样大。然而你并不能触碰到他，就像你不能碰到球面镜中的影像一样。基于这个二维的比喻，你可以想象在这个奇怪的弯曲的三维空间里光线会发生什么情况。现在，我想，笔记本的画面已经离我们很近了。”事实上，汤普金斯先生放下了望远镜，发现笔记本已近在咫尺了。不过它看起来十分奇怪！它的轮廓模模糊糊，就好像在水里泡过一样，教授在纸上写的公式也很难辨认，整本笔记本看起来就像是失焦了又没有洗好的照片。
“现在你看，”教授说，“这只是笔记本的图像而已，由于光线穿过了半个宇宙，这图像已经被严重扭曲了。如果你要想完全相信我现在说的，就看看你能不能透过笔记本看到它身后的石头。”
汤普金斯先生试着去够那个本子，但是他的手却毫无阻拦地穿透了笔记本的图像。
“那真正的笔记本，”教授继续说，“其实已经非常靠近宇宙的另一个相对的极点了，你现在在这里所看到的是它的两张图像。另一张图像就在你身后。当两张图重合在一起的时候说明那个本子就到达了另一个极点上。”汤普金斯先生并没有听进去，他深深地陷入了自己的思考中，努力想回忆起在基础光学课上，物体是如何通过凸面镜和透镜成像的。当他终于放弃回忆的时候，两个重合的图像又朝着相反的方向后退回去了。
“那是什么让这个空间弯曲了，造成了所有这些滑稽的效应呢？”他问教授。
“因为有可测质量的存在，”教授这么回答，“当牛顿发现万有引力定律的时候，他认为重力就只是一种普通的力，比如说，就和两个物体间拉开的弹簧所产生的力是同一类型的。但有一个神秘的现象，就是所有的物体，无论大小与质量，总是有着相同的加速度，在重力的作用下总是以同样的方式运动。当然啦，前提是你消除了空气的摩擦力之类的影响因素。爱因斯坦首先清楚地指出，有质量的物体最主要的作用就是产生空间曲率，在引力场中所有物体运动的轨迹都是弯曲的，因为空间本身就是弯曲的。但我觉得这对于你来说太难理解了，因为你没有充足的数学知识。”
“是的，我数学知识确实不丰富。”汤普金斯先生说着，“但请你告诉我，如果没有有质物体，那么我在学校所学的几何学知识是不是就不存在了，那么两条平行线是不是还是永远不会相交？”
“它们不会相交的，”教授回答他，“但是也没有什么物质的东西来验证会不会相交了。”
“好吧，也许欧几里得从未存在过，所以才能创建一个绝对空虚的空间的几何学？”
显然老教授不喜欢这样的形而上学的讨论。
与此同时，沿着最初的方向越飞越远的笔记本的图像，开始再一次往回飞了。但这次它的图像比之前的还要支离破碎，根本无法辨别，这一现象按照教授的说法就是，由于光线已经绕着整个宇宙飞了一圈了。
“如果你再一次回过头来看看，”教授对汤普金斯先生说，“我的笔记本在完成了环宇宙之旅之后回到了我的手中。”说着，他伸出手把书抓住，然后塞进了自己的口袋里。“你瞧瞧，”他说，“这个宇宙里到处都是灰尘和石头，我们几乎没有办法看一看周围的世界了。你可能会注意到我们周围这些无定形的影子，很有可能就是我们自己的图像和周边物体的图像。只不过它们被灰尘和空间曲率的不规则形挤变形了，所以我也不能给你指哪个是哪个。”
“那在我们原来生活的那个大宇宙中是不是也有相同的效应发生呢？”汤普金斯先生问道。
“是呢，”教授回答，“不过那个宇宙太大了，绕一圈需要十亿光年。如果没有镜子的话，你也可以看到自己后脑勺的头发剪得怎么样，只要等到你剪完头发十亿年后就能看到了。此外，很有可能星球之间的灰尘会把你后脑勺的图像完全模糊掉。顺便说一句，一位英国天文学家曾经有一次设想过，当然更多的是开个玩笑啦，说现在我们能看到的一些星星可能就是很久以前存在过的星星的图像，而现在其实已经没有了。”
已经疲于花脑力去理解教授给的所有解释，汤普金斯先生环顾四周，惊讶地注意到，天空的图案明显地变了！现在周围似乎尘埃少了很多，于是他摘下了原来一直遮住鼻子的手帕。小石头也没有那么频繁地从身边飞过，撞击岩石的力道也轻了不少。最后他发现，起初他注意到的那几块大岩石，已经飘得很远了，以现在这个距离很难看见了。
“真好，生活正变得越来越舒服了，”汤普金斯先生这么想。“我之前一直在害怕那些飞着的石头会不会砸到我。现在周边环境变化了，您能给我解释一下吗？”他转向教授问道。
“很简单，我们这个小宇宙正在飞快地膨胀，我们在这儿的这一段时间里它的直径已经从八千米膨胀到一百六十千米了。我一发现自己身处此地，就从远处物体变红的现象中注意到这一点了。”
“是的，我也注意到在很远的地方，所有的物体都在变红，”汤普金斯先生接话，“但这现象又怎么意味着空间的膨胀呢？”
宇宙在膨胀，碰到极限后再冷却下来（该图改编自《悉尼每日电讯报》1960年1月16日的一幅卡通）
教授说：“你有没有注意到，一列朝你开过来的火车的汽笛声听起来非常刺耳，但当这列火车从你身边开过去之后，声调就变得低了许多？这就是所谓的多普勒效应：音高取决于声源的速度。当整个宇宙在膨胀的时候，其中的每一个物体都会飞离，飞离的速度与它们和观察者之间的距离成正比。因此，从这样的物体中发射出的光就会变得红一些，在光学中，就对应了比较低的频率。距离越远，它移动的速度越快，我们看它就越红。我们原来居住的那个美好的宇宙，它也在膨胀，这种变红现象，或者我们称为红移，有助于天文学家们测出非常遥远的星系的距离。打个比方，一个离我们最近的星系，叫作仙女座星系，它显示出的红移是0.05%，这意味着离我们的距离是80万光年，光线要用80万年的时间才能走完。但还有一些星云已经处在我们现有的天文望远镜的极限中，它们显示出的红移为15%，这意味着它们与我们的距离是几百亿光年。这么推测下来，这些星云几乎处在整个大宇宙的赤道的中间点上，那么现在陆地上的天文学家们知道的空间的总体积不过只是整个宇宙的总体积的一个较大的部分而已。现在空间膨胀速率约为每年0.000 000 01%，每一秒整个空间的半径增长一千万英里。我们现在的这个小宇宙的膨胀速率相对快很多，每分钟直径扩展约1%。”
“那么这种膨胀永远不会停止吗？”汤普金斯先生问道。
“当然会停止的，”教授回答他，“然后收缩就开始了。每一个宇宙都在一个非常小的半径和一个非常大的半径之间脉动着。对于大宇宙来说，它的周期相当长，可能是几十亿年，而对于我们这个小宇宙，可能周期就只有两个小时。我想我们现在看到的应该是膨胀到最大的状态。你注意到现在宇宙变得有多冷了吗？”
事实上，那个充斥在整个宇宙中的热辐射，现在已经分布在非常大的体积中，只能为他们所在的这个小小的星星提供非常少的热量，气温已经接近冰点了。
“我们很幸运，”这时教授继续说，“原本这里的热辐射足够多，即使是在这样膨胀的状态下也能提供一些热量。否则这里就会变得极度寒冷，岩石周边的空气都会凝结成**，我们会被冻死。不过宇宙的收缩已经开始了，很快就会变得温暖起来。”
看向天空，汤普金斯先生注意到所有物体已经不再是粉色了，而是变成了紫蓝色，按照教授所讲的，这是由于所有星体都在开始朝他们靠过来。他同时也想到了教授拿鸣着刺耳汽笛行驶过来的列车举的例子，顿时害怕得颤抖起来。
“如果现在所有东西都在聚集，我们难道不应该想到宇宙中所有的大岩石很快都会聚到一起，然后我们就会被它们压得粉碎吗？”他焦虑不安地问着教授。
“确实是这样，”教授冷静地回答他，“不过我想在此之前气温会升得极高，我们会被分解成一个一个的原子。这就是我们那个大宇宙末日的缩影——所有的一切都混在一起，形成一个均匀的热气体球，只有新一次的膨胀才会开始新的生命。”
“我的天哪！”汤普金斯先生嘀咕道，“正如你提到的，在我们原来的大宇宙中，还要经过几十亿光年才会有宇宙末日，但现在，这一切发生得太快了！尽管穿着睡衣，我已经感觉到热了。”
“最好不要把睡衣脱了，”教授说，“不管用的。你只要躺下，能观察多久就观察多久吧。”
汤普金斯先生没有应答。空气已经热到无法忍受。灰尘现在也很稠密，把他包了起来，他现在感觉自己就像被卷在一条柔软温暖的毯子里。他做了个动作想挣脱开来，于是他的手伸到了凉凉的空气中。
“我是在这不宜居的宇宙中戳了一个洞？”他第一反应是这个。他想要问教授，但怎么也找不到他。相反，在朦胧的晨曦中，他认出了熟悉的卧室家具的轮廓。他正躺在**，紧紧地裹着一条羊毛毯，好不容易才从其中解放出一只手出来。
“新的生活从膨胀开始，”他想起了老教授的话，“谢天谢地，我们已经在膨胀！”于是他起床洗了个澡。