你是否有過這樣的疑問:如果宇宙在不斷地膨脹,那么我們?yōu)槭裁床粫?huì)隨著宇宙一起變大呢?
我們的身體、我們的星球、我們的太陽系和我們的銀河系都是宇宙的一部分,難道它們不受到宇宙膨脹的影響嗎?
其實(shí),要回答這個(gè)問題,我們首先要明白什么是宇宙膨脹。
宇宙膨脹并不是指物質(zhì)本身在變大,而是指空間本身在變大。你可以想象一個(gè)氣球上畫滿了點(diǎn),當(dāng)你吹氣球時(shí),點(diǎn)之間的距離會(huì)增加,但點(diǎn)本身并沒有變大。同樣地,當(dāng)空間膨脹時(shí),星系之間的距離會(huì)增加,但星系本身并沒有變大。
那么為什么空間會(huì)膨脹呢?這要追溯到宇宙大爆炸理論。宇宙大爆炸理論認(rèn)為,宇宙起源于約137億年前的一個(gè)極小極熱的奇點(diǎn),然后經(jīng)歷了一段快速膨脹期,在這段時(shí)間里空間以超過光速的速度擴(kuò)張了無數(shù)倍。雖然快速膨脹期很快結(jié)束了,但空間仍然在以較慢的速度繼續(xù)擴(kuò)張,并且這個(gè)速度還在加快。
那么為什么空間擴(kuò)張會(huì)影響到遙遠(yuǎn)的星系而不影響到我們呢?這是因?yàn)槌丝臻g擴(kuò)張之外,還有其他的力作用于物質(zhì)。比如引力、電磁力和核力等。這些力可以抵抗空間擴(kuò)張對物質(zhì)造成的拉伸作用,并且讓物質(zhì)保持結(jié)合。
例如,在原子內(nèi)部,電子和原子核之間有強(qiáng)大的電磁力相互吸引;在原子核內(nèi)部,質(zhì)子和中子之間有更強(qiáng)大的強(qiáng)核力相互結(jié)合;在恒星內(nèi)部,引力和核聚變反應(yīng)之間達(dá)到平衡;在行星系統(tǒng)內(nèi)部,引力和慣性之間形成穩(wěn)定軌道;在銀河系內(nèi)部,引力和暗物質(zhì)之間維持著動(dòng)態(tài)平衡。
只有當(dāng)兩個(gè)物體之間沒有任何其他力約束時(shí),空間擴(kuò)張才能顯現(xiàn)出來,并且讓兩個(gè)物體相互遠(yuǎn)離。
比如非常遙遠(yuǎn)的星系或者星系團(tuán)就屬于這種情況。因?yàn)樗麄冎g距離太遠(yuǎn)了以至于他們之間幾乎沒有任何引力作用,并且他們也沒有共同旋轉(zhuǎn)或者運(yùn)動(dòng)。
所以說,在我們看來遙遠(yuǎn)而陌生的東西,可能正在隨著宇宙一起膨脹而離開我們;
而那些跟我們親密又相互作用的身邊的一切,卻始終與我們緊密相連。并不會(huì)因宇宙膨脹而受到太多影響!