宇宙在加速膨胀是什么意思?这话的基础是宇宙在膨胀。这对很多人可能还觉得不可思议,但对科学界来说早已是一个常识。
是在一百年前由哈勃等人的观测确定的。把时间反演回去就可以推测出宇宙开始于大约137亿年前的一场大爆炸,那时宇宙只有一个点,知道了宇宙在膨胀之后人们就非常关心宇宙的结局。二十多年前我上学的时候经常在科普书中看到这样的说法,宇宙可能的结局有两种:一种是物质之间的引力足够强使得膨胀转为收缩,最后宇宙重新收缩成一个点;另一种是引力不够强使得膨胀虽然减速但不转为收缩,宇宙无限地膨胀下去。究竟是哪种取决于宇宙中总的质量,目前还没有测量清楚。
然而现在大家再去看科普书就会发现这个说法已经消失了,现在的标准说法是宇宙的膨胀不是在减速而是在加速,这是一个完全出人意料的发现,压根不在最初的两种猜测之中。
事实上,这三位诺贝尔奖得主刚开始观测时目标是测量宇宙膨胀的减速,然而,当观测结果收集到足够多时结论却变成了宇宙膨胀在加速,这让他们自己都非常震惊,怀疑自己做错了。直到反复确认确实是加速才发表出来,立刻就轰动全球科学界,被评为1998年最大的科学突破。这是一个惊人的例子,说明直到最近人类仍然在不断发现宇宙的重大奥秘,我们随时都可能遭遇新的震撼。有人以为科学的发展已经停滞了,这是完全错误的。那么亚当·里斯等人是如何发现宇宙加速膨胀的?加速膨胀的原因是什么?宇宙的结局将通向何方?下面我们就来和里斯教授连线。
顺便说一句里斯教授其实非常年轻,生于1969年,现在只有53岁,2011年获奖时只有42岁,但从这个典型的科学家外形就能一眼看出这是一位强者。
袁岚峰:下一个问题是联合国宣布今年为国际基础科学促进可持续发展年,您对基础研究怎么看?基础研究如何促进可持续发展?
亚当·里斯:好的。我认为基础研究极其重要,我们经常不知道它会带我们去往何方,但如果你研究过科学史就会发现科学史与技术史密切相关。如果我们来看一下科学史的发展曲线以及技术史的曲线,会发现两者是一致的,只有一点延迟,因为技术源自于科学而技术通常会让我们的生活更好。因此,我认为我们必须记得当我们在做科学研究时,你可能不能总是立刻看出它有什么技术前景,这正是为什么你必须要做基础研究,但技术随后而来。
以爱因斯坦为例,100年前他发展出了一种新的引力理论,但我们花了几十年的时间才找到应用领域。比如你手机里的全球卫星定位系统可以为你精确定位,除此以外还有很多应用。因此,如果你去问1916年的爱因斯坦这个理论有什么用,他会说我不知道,我只是在尝试理解引力。我们科学家为了理解各种现象而提出问题,有时候会有应用但并不是立即产生。