摘要:去年年底,我在老家陪爷爷看天气预报时,他指着电视里的台风云图感慨:“天上的云转起来像个漩涡,地上的水转起来也像个漩涡,说不定整个天也是转着的。”
文| 壹先生
编辑|壹先生
——【·前言·】——
去年年底,我在老家陪爷爷看天气预报时,他指着电视里的台风云图感慨:“天上的云转起来像个漩涡,地上的水转起来也像个漩涡,说不定整个天也是转着的。”
当时我只当是老人的随口联想,直到看到萨普迪团队的研究,突然想起爷爷这句话——原来人类对宇宙旋转的猜想,早就从灶台边的观察延伸到了光年之外的数学公式里。
如果你问一个天文爱好者:“宇宙膨胀有多快?”
他可能会掏出两个计算器:一个算出73公里/秒/百万秒差距,另一个算出67.4公里/秒/百万秒差距。
这不是科幻小说里的平行宇宙,而是现实中让科学家挠头的“哈勃张力”——就像有人用卷尺量操场周长,有人用步幅算,结果差了十米。
这事得从1929年说起,哈勃发现星系越远跑得越快,就像烤面包时葡萄干会随面团膨胀散开。
但近百年后,科学家用超新星当“标准烛光”测距离,得出的膨胀速度比用宇宙微波背景辐射算的快了10%。
这就好比你用温度计测体温,左手36.5℃,右手37.5℃,到底该信哪个?
更麻烦的是,这10%的差异可能动摇整个宇宙学的地基。
按照现有理论,宇宙应该像匀速行驶的汽车一样平稳膨胀,但实测数据却像突然踩了脚油门——难道爱因斯坦的广义相对论在宇宙尺度上失灵了?
还是说我们漏掉了什么神秘的“暗能量加速器”?
就在大家为“踩油门还是踩刹车”争论不休时,萨普迪团队掏出了一把“万能钥匙”:宇宙可能在旋转。
这个听起来像科幻设定的理论,其实早有前辈铺路——爱因斯坦的学生哥德尔曾算出,旋转的宇宙模型能让时间闭环;
霍金也琢磨过,早期宇宙的微小旋转可能被膨胀放大。
萨普迪的数学模型更直接:如果宇宙像陀螺一样每5000亿年转一圈,那么不同方向上的星系会因为“离心力”出现速度差异,刚好能解释哈勃常数的矛盾。
打个比方,就像你在旋转木马上扔球,顺着旋转方向扔会飞得更远,逆着扔就近一些,而宇宙的“旋转木马”效应,让不同方向的星光多跑了或者少跑了一段路。
最巧妙的是,这个理论不需要发明新的粒子或能量,只用牛顿力学和广义相对论就能打通关。
就像修自行车不用换零件,调整一下齿轮咬合就行——虽然没考虑暗物质这些“复杂路况”,但初步验证已经让模型通过了“路考”。
如果宇宙真在转,那会是什么景象?
想象一个巨大的漩涡星系,太阳系只是其中一个“旋臂上的尘埃”,而整个宇宙就是更大的“超级漩涡”。
这颠覆了我们对宇宙的固有印象——原来它不是膨胀的气球,而是旋转的陀螺,所有星系都在跳一场慢动作的“宇宙广场舞”,每一步都要跳5000亿年。
这种超慢速旋转还会在时空里激起涟漪。就像船在水里慢慢开,也会留下水波,宇宙的旋转可能让时空结构产生细微扭曲。
LIGO探测到的引力波,说不定就藏着这种“宇宙旋转波”的痕迹——虽然现在的仪器还测不出这么慢的波动,但未来的高精度设备或许能捕捉到时空的“皱纹”。
对宇宙大尺度结构来说,旋转可能是个“隐形设计师”。
就像洗衣机甩干时衣服会贴桶壁,宇宙的旋转可能让星系团沿着旋转轴排列,形成我们观测到的“宇宙长城”和“巨洞”。
原本以为是随机分布的星系,说不定都在跟着某个看不见的“指挥棒”排队形。
不过,验证这个理论比给蜗牛拍视频还难——5000亿年的周期,相当于人类文明史的0.00001%。
打个比方,如果宇宙旋转一圈是一天,人类从猿猴进化到登月只相当于1/10秒——我们连“蜗牛爬了一毫米”都观测不到,怎么证明它在移动?
现有望远镜的时间分辨率就像拿手机拍烟花——只能捕捉瞬间,看不清漫长的变化。
韦伯太空望远镜虽然能看到130亿年前的星光,但要观测旋转引起的角度变化,可能需要连续拍摄几百亿年——这显然超过了人类文明的寿命。
科学家只能玩“间接推理”的游戏:比如通过宇宙微波背景辐射的偏振模式,寻找旋转留下的“涡旋指纹”;或者分析星系分布的偶极子异常,看看有没有旋转导致的不对称。
就像侦探通过脚印推断凶手身高,天文学家得从海量数据里“拼”出旋转的证据。
这个旋转理论最让人脑洞大开的,是对哲学根基的冲击。现代宇宙学有个基本假设叫“各向同性”——也就是从任何方向看,宇宙都差不多。
但如果宇宙在旋转,就像地球有南北极一样,必然存在“上下左右”的差异,这相当于在“平坦大地”的假设上戳了个洞。
有趣的是,2000多年前的庄子就提出过类似猜想。《庄子·天运》里问:“天其运乎?地其处乎?日月其争于所乎?”意思是天是不是在运转?
地是不是在停留?日月是不是在争夺位置?这种对宇宙运动的追问,和现代科学形成了跨越时空的呼应——原来我们的祖先早就用诗意的语言,触摸到了宇宙的深层逻辑。
如果“各向同性”被打破,因果律也会面临新考验。
在旋转的宇宙里,时间和空间不再是均匀的背景,而是像旋转木马一样带着物质运动——也许我们以为的“因果”,只是时空旋转带来的视角错觉。就像坐在旋转木马上看风景,你以为树在向后退,其实是自己在向前转。
萨普迪的理论像一把钥匙,打开了一扇通往新宇宙观的门,但门后还有更多问号:暗物质在旋转中扮演什么角色?
宇宙旋转的初始动力从哪来?如果宇宙有“旋转轴”,那轴的尽头又是什么?
这些问题可能穷尽我们一生都无法解答,但科学的魅力恰恰在于追问本身。就像爷爷不知道台风云图的背后是流体力学,我们也不知道未来的观测会证实还是证伪旋转理论。
但至少现在,我们可以对着星空遐想:在那片深邃的黑暗里,会不会真的有一个超级陀螺,带着所有星系跳一支跨越千亿年的慢舞?
下次再陪爷爷看天气预报时,我想告诉他:“您说的没错,天可能真的在转。只是这场舞跳得太慢,我们得用几代人的时间,才能看清一个小节。”
好了,本期的故事就到这里,我是壹先生,我们下期再见!
出自《壹先生科学》丨壹先生
来源:壹先生科学之谜