有一种现象，科学家始终很难解释，那就是：宇宙为什么会膨胀？而且还在超光速膨胀？

正式提出宇宙膨胀理论的是美国天文学家爱德温·哈勃。1929年，哈勃观测天文时发现，所有星系星云天体等彼此都在相互远离，而且离得越远，远离的速度也越快。由此得出结论：整个宇宙在不断膨胀，星系之间的远离现象正是宇宙膨胀导致的，而并非什么斥力的作用（因为相距越远，远离速度反而越快）。

为了便于理解宇宙膨胀学说，有学者给出了一个形象的比喻：这就像带有彩色斑点的气球，随着气球被吹起来，气球体积不断膨胀，上面的彩色斑点也在彼此远离，气球膨胀得越大，斑点之间远离的速度也会越快。而宇宙就像一个大气球，星系星云等天体就像气球表面上的彩色斑点。

宇宙膨胀学说被提出后70年，物理学家索尔、布莱恩、亚当三人通过观测遥远超新星而发现了宇宙加速膨胀现象，并因此荣获2011年诺贝尔物理学奖。

“宇宙膨胀理论”自提出至今已将近一个世纪，它与“大爆炸宇宙论”相扶相持，共同捍卫着各自在宇宙学领域中不可动摇的“宇宙”地位。难道就没人怀疑过它们的正确性吗？难道它们就一定是宇宙演化的真实情况吗？当然不是——不是没人怀疑过或反驳过它们的正确性，只是怀疑论者或反驳者给出的理由和论证或不完备，或有漏洞，或显牵强，或难以被科学界接受，或不如爱因斯坦那么幸运等各种原因，所以最终基本上都未能撼动“膨胀”和“奇点”理论的“宇宙”地位。

比如，德国海德堡大学的托弗•威特瑞奇教授就发表过反驳宇宙膨胀学说的论文。他在论文中指出，如果原子本身质量增加的话，它吸收或释放的光就会朝光谱的蓝色部分移动，即发生蓝移现象；反之，则会发生红移现象。并由此论述到，宇宙中的物质原子的质量曾经可能非常低，而是在宇宙演化过程中不断增加的，所以对于地球上的观察者而言，遥远的星系呈现出红移现象，似乎在远离，离地球越远，红移现象也会越明显。

这种间接论证宇宙可能并非在膨胀，而有可能是宇宙的物质原子在收缩的理论，甚至引起了英国圣安德鲁斯大学宇宙学家赵洪生教授的赞赏：“我并没有发现威特瑞奇教授的数学处理存在有任何瑕疵。”

而欧洲核子研究委员会（CERN）的物理学家、英国科学博物馆现代科学的哈里•克里夫则认为：粒子质量增加产生的效应非常类似于时空膨胀的效应，这点的确很令人震惊，让人觉得不可思议。

那么，有没有可能不是宇宙在膨胀，而是宇宙的万物在收缩呢？今天我们就来详细探讨分析宇宙可能并未膨胀，而是万物在收缩的可能性。探索科学，探索宇宙，水木长龙与您继续我们的探索之旅。

假如宇宙本身并未膨胀，只是各大星系彼此在不停地缩小，那么能否解释我们天文学家观测到的诸多宇宙现象呢？

这次我们直接用计算机进行一个简单的初步模拟。

模拟程序中会生成一个类似气球的巨型球体，球体上分布着各种星系星云等天体，这些天体只能附着在巨型球体表面，不会进入球体内部或脱离球体。巨型球体的大小没有任何变化，然后用程序控制各大星系天体彼此开始向自己的中心点收缩。选择任一星系作为参考星系，并以此去观测其他临近星系，计算出邻近星系的退行速度。

模拟结果正如哈里所预测的那样——从星系收缩所观测到的收缩效应现象与宇宙膨胀之说所得出的膨胀效应现象几乎一致，即在星系收缩过程中，远处星系会快速远离，越远的星系，红移现象越明显，退行的速度也越快。

也许会有人反驳道：计算机的简单模拟并不能模拟宇宙的实际情况，就像用吹气球来比喻宇宙膨胀一样，只能给出个简单的表象比喻而已。而人类目前的计算机水平也不可能模拟复杂的宇宙，单单各天体质量的模拟就需要消耗巨大的能量，哪怕是按比例缩小也是天文数字。所以，并不能根据一个简单的模拟就论证宇宙物体有可能在缩小而不是在膨胀。

如果不认可计算机的模拟，我们也可以一步步地来详细推理分析宇宙的万物有无可能存在收缩的理论​。

若宇宙的万物在收缩，光速作何变化？

自从光的传播被证明不需要介质起，曾被物理学界一度信任的“以太”便开始被怀疑，后来干脆被直接淘汰，因为人们根本无法找到它存在的任何证据。既然物质世界里的一切都与以太无关，那么在物理学界也就没有它的立足之地了，淘汰掉也是理所当然的事情。

可是，物理学家们探测不到“以太”存在的任何性质，难道就可以成为它不存在的理由吗？既然证明不了以太存在，又如何能证明它不存在呢？所以，至今仍有一些物理研究者相信以太存在，只是人类目前还无法发现它是以怎样的形态而存在的，也无法证明它与万物之间存在着怎样的联系。有研究者怀疑，量子真空涨落出现的虚粒子对，或许就与以太存在有关。

现在我们就来论证以太有无可能存在，同时也为了证明我们要探讨的主题——万物收缩理论下的光速不变性。

我们先假设以太是存在的，看能否解释宇宙收缩理论中的光速不变性。

如果以太充斥着整个宇宙空间——无缝不在，那么当宇宙万物收缩时，以太也应该被压缩，这也就意味着以太的密度会在万物收缩过程中变得越来越大。虽然光的传播被证明不需要介质，但光在介质里传播却是会影响其传播速度的——密度越大的介质，光在其内传播的速度也会变得越慢。如果宇宙万物在收缩，本来光速应该是相对变大的，但由于穿过的以太介质密度变大了，恰好抑制了光速的增大效应，从而导致光速在万物收缩过程中也能保持相对不变性。

若宇宙的万物在收缩，引力常数作何变化？

若宇宙万物在收缩，它们的密度也会不断增大，而相应的测量系统也会随之发生相应的改变，因此可以得出万有引力常数几乎保持不变。同样的，万物收缩会导致地球引力增大，而我们实际上并不能感觉得到。首先，感官上不能感觉得到是因为我们身体的原子也在收缩，原子之间的间距在缩短， 等于是我们的整个身体构造都在发生改变，对引力的增强效应进行了适应性的补偿。其次，测量系统的收缩效应，也无法让我们从直观上观测到引力的增强效应。

若宇宙的万物在收缩，万物会不会发生坍缩效应？

宇宙万物的收缩并不是以宇宙的中心点向内收缩的，而是彼此以各自的中心点自我收缩。也正因此，我们观看远处星系仿佛在离我们远去，星系之间仿佛彼此在远离，哈勃才会观测到星系的红移现象。而对于彼此相距比较近的物体而言，随着彼此密度的增大，会被彼此之间增强的万有引力锁定而相互靠拢，靠拢的结果可能会形成黑洞，中子星，或超新星大爆发等现象。

万物收缩理论也可以解释天文学上的一些谜题。

星系之间为什么会存在黑洞以及星系的最终归宿。

星系在向中心收缩的过程中，星系中心的密度会不断增大，达到一定程度就会形成黑洞。星系中心的黑洞一旦形成，强大的引力会不断吞噬周围的星系物质，导致黑洞坍缩得越来越厉害，黑洞变得越来越大，同时黑洞周围的星系物质受中心黑洞引力牵引会围绕着黑洞做超高速旋转运动并不断向黑洞靠拢，直至落入黑洞的视界被黑洞捕获而变成黑洞的一部分。所以，星系的最终命运就是全部变为黑洞。

若宇宙万物在收缩，我们太阳所剩的寿命也许远不足50亿年。

对于大质量天体，在收缩的过程中有的会形成黑洞，有的可能会形成中子星或发生超新星爆发。那么我们的太阳会何去何从呢？

我们头顶天空天天挂着的太阳，被科学家推测还有50亿年的寿命，而实际上也许远远达不到如此的长寿，为什么呢？我们可以用“收缩理论”来推理分析。

太阳的不断收缩会加剧氢核聚变反应，并会在氢核聚变反应达到将近一半时，点燃氦核聚变反应，在氦核聚变反应快到一半后会点燃下一个核聚变反应，即太阳在其收缩的效应中内部会进行多重核聚变反应。如此就会导致太阳提前燃烧完毕，而直接进入白矮星阶段。就像枯木、枯叶和麦秆一起燃烧，小火时可能只能点燃麦秆，麦秆燃烧完毕后正好点燃枯叶，枯叶燃烧完毕后，正好将枯木给点燃。但是，如果火稍微大些，就会将麦秆和枯叶一起点燃，再大点儿的话，麦秆、枯叶和枯木可能会被同时点燃。所以，也许太阳的寿命还剩不到5亿年，而不是50亿年。

宇宙的空洞现象。

是否正是因为宇宙物质收缩导致的呢？因为宇宙空间本身并没有收缩，而是内部的物质在收缩，所以就会在宇宙背景上留下诸多空洞，如同将一张画布上的图片进行缩小后，画布上留下了更多的空白一样。

宇宙天体不断生成中。

如果宇宙万物在收缩，那么真空涨落现象的频率就会不断增大，相对而言，虚粒子对出现的频率也会不断增大。在水木前面有关量子理论的文章里，我们曾经探讨过宇宙可能诞生于“无”，即量子涨落的真空，一个压缩的宇宙信息集成块。而宇宙万物不断收缩的理论，增大了量子真空涨落现象的频率，也就意味着天体生成的频率在不断增大。天文学家观测发现，每天都有新天体诞生，但同时也有部分天体被黑洞吞噬，也许这就是万物的平衡法则吧。

暗物质之谜，收缩起因。

被黑洞吞噬的天体，有研究者推测多有可能转化为一种看不见的暗物质和暗能量。不断增加的暗物质暗能量会将宇宙中的可视物质朝向坍缩方向不断挤压（也许万有引力正是因此而产生），这便是万物收缩的原因。而暗物质在挤压过程中又会转化为可视物质，暗能量的波动类似真空涨落现象，可以创造物质，生成天体。

宇宙也许并非诞生于奇点。

宇宙微波背景辐射图，也许只是早期宇宙某个阶段的信息记录，不一定是大爆炸后宇宙的膨胀痕迹。故此宇宙不一定诞生于奇点，年龄也不一定是138亿年，可能远大于被推测出来的数字。

宇宙微波背景辐射图上的冷斑，爱因斯坦的相对论。

“宇宙微波背景辐射图”被发现存在有四个大小不等的“冷斑”图案，被推测多有可能是与其他平行宇宙发生碰撞留下的痕迹。而科学家通过普朗克天文望远镜观测到的辐射数据推测，我们的宇宙之外存在至少有10亿以上的平行宇宙。那么是否可以解释，宇宙物质的收缩可能并不是绝对均匀的，而被曾经的平行宇宙打乱过，而这可以解释爱因斯坦的相对论效应。

关于宇宙万物的收缩理论，你怎么看？你认为是宇宙在膨胀还是宇宙内部的万物在收缩呢？

今天的分享就到这里，感谢对水木的支持。

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