5　脉动的宇宙

在海滩酒店度过的第一晚，汤普金斯先生与教授父女共进晚餐。席间老教授一直在大谈宇宙学，莫德小姐却只想聊艺术，终于回到自己的房间以后，汤普金斯先生立即瘫倒在床上，拉起毯子盖住脑袋。波提切利和赫尔曼·邦迪，萨尔瓦多·达利和弗雷德·霍伊尔，勒梅特和拉封丹，所有名字在他疲惫的脑子里混成一团，最后他彻底睡了过去……

半夜的某个时刻，汤普金斯先生突然醒了过来，他有一种奇怪的感觉，仿佛自己不是睡在舒适的弹簧床垫上，而是躺在某种硬邦邦的东西上面。他睁开眼，发现自己趴在海边一块巨大的岩石上面。片刻之后他才发现，这块石头真的很大，直径大概有30英尺，而且它悬浮在空中，周围看不到任何支撑物。石头上覆盖着一层绿色的苔藓，石缝里还长着几丛低矮的灌木。石块周围的空间中充斥着某种微弱的光线，周围尘埃满天。事实上，他从没见过空气中有这么多灰尘，哪怕是电影里中西部的沙尘暴恐怕也不过如此。他用手帕捂住鼻子系紧，这才终于松了口气。但周围的空间中还有一些比灰尘更危险的东西。和他的脑袋差不多大小——甚至更大——的石块常常在他周围打转，偶尔还会一头撞上他所在的巨石，发出沉闷的异响。他还注意到，不远处的空间中漂浮着一两块巨石，和他所在的这块尺寸相仿。观察周围的时候，他一直紧抓着巨石上凸出的部分，生怕自己不小心掉下去，就此迷失在雾蒙蒙的深渊中。但没过多久，他的胆子就变大了一点，于是他试图爬到巨石边缘，看看下面是不是真的毫无支撑。爬行的过程中他惊讶地发现，他根本不会掉下去，因为身体的重量始终将他压在巨石表面，哪怕他已经爬过了巨石周长的四分之一还多。越过松垮垮的岩脊，他努力窥视出发点对面的景象，结果发现，这块巨石的确孤零零地悬浮在空中，没有任何支撑。不过更让他惊讶的是，借着朦胧的光线，他看到了教授高高的身影。教授头下脚上地站在巨石表面，捧着便携笔记簿奋笔疾书。

现在，汤普金斯先生开始慢慢回过神来。他记得学校里老师讲过，地球就是一个巨大的岩石球，它在太空中围绕太阳自由运动。他还记得书上的插图，两个人分别站在地球两端，他们的站立方向完全相反。是的，他所在的这块巨石其实就是一颗小小的星体，它将所有事物紧紧吸附在自己表面，他和教授就是这颗渺小的行星上仅有的两位居民。这个念头让他得到了些许慰藉，至少现在他不用担心自己掉下去了！

“早上好。”汤普金斯先生跟教授打了个招呼，试图将他的注意力从手头的计算中吸引过来。

教授抬起头来。“这里无所谓早上，”他说，“因为这个宇宙里没有太阳，也没有发光的恒星。不过幸运的是，这些天体表面存在某种化学过程，不然我根本无法观察到空间的膨胀。”然后他再次低头，继续琢磨手里的笔记簿。

汤普金斯先生觉得很不高兴，整个宇宙里只有他和教授两个活人，但教授却这么不愿交际！出乎意料的是，一颗小流星帮了他的大忙；伴随着一阵尖啸，流星击中了教授手中的笔记簿，带着它飞了出去。小册子在太空中飞速运动，离他们的小星球越来越远。“现在你再也看不到它了。”望着太空中越来越小的笔记簿，汤普金斯先生说道。

“反过来说，”教授回答，“你看，现在我们所在的宇宙并不是无限延展的。噢，是的，是的，我知道你在学校里听老师讲过，宇宙是无限的，两条平行线永不相交。但是，这个描述既不适用于其他所有人生活的那个宇宙，也不适用于我们眼前的空间。当然，其他人生活的那个宇宙的确很大，科学家估计，目前它的直径大约有10000000000000000000000英里，对普通人来说，这也和无限差不多了。要是我的笔记簿丢在了那个宇宙里，那它得过到很久很久很久以后才有可能回到我手中。但这个宇宙的情况很不一样。就在被流星击中之前，我刚刚算出了一个结果，这个宇宙的直径大约只有5英里，不过它正在飞速膨胀。我想，我的笔记簿在半小时内就会回来。”

“可是，”汤普金斯先生壮着胆子问道，“你是说，你的笔记簿会像去而复返的澳大利亚土著一样，沿着一条弯曲的轨迹掉回你脚下吗？”

“完全不是那样，”教授回答，“如果你想理解这一切将如何发生，不妨想想古希腊人，他不知道地球是圆的。假设这位希腊人让某人一直向北走，那么当他看到这个人最终从南边再次出现的时候，他该有多惊讶啊。古希腊人脑子里根本没有环游世界（在这里我指的是环游地球）的概念，他会认为，这个人肯定搞错了方向，走了弯路，所以才会绕回来。事实上，他的手下的确一直沿着地球表面直线前进，但地球是圆的，所以他绕着世界转了一圈，最后从对面走了回来。我的小册子也将遭遇同样的命运，除非它在途中撞上了另一块石头，结果偏离了方向。给，拿着这副望远镜，试试你还能不能看到它。”

汤普金斯先生将望远镜凑到眼前，虽然空中满是灰尘，但他还是看到了教授渐行渐远的笔记簿。他还惊讶地发现，远处的所有物体都蒙上了一层粉红色，包括那本小册子在内。

“可是，”片刻之后他说，“你的笔记簿正在往回飞，我看到它变大了。”

“不，”教授回答，“它仍在继续前进。事实上，你看到它的尺寸变大了，就像是在往回飞一样，这是因为封闭的球形空间对光线产生了特殊的聚焦效应。我们还是以古希腊人为例。如果光能够沿着弯曲的地球表面传播，比如说，在大气折射作用的影响下，那么利用强大的望远镜，古希腊人始终可以看到自己的手下。从空中俯瞰地球，你会发现地面上的直线（也就是经线）先是从极点向外发散，但在经过赤道以后，它们又再次汇向对面的极点。如果光沿着这样的直线传播，那么站在某个极点上，你会看到离你远去的人变得越来越小；但在越过赤道以后，他的身影又会逐渐变大，看起来就像正在往回走一样。当他到达对面极点的那一刻，你会觉得他的身影非常高大，仿佛这个人正站在你身边。但你却不能触碰他的身体，就像你不可能触碰球面镜里的虚像。通过刚才的二维类比，你应该能想象，在弯曲的古怪三维空间中，光会表现出什么样的行为。看，我想那本小册子的虚像已经离我们很近了。”事实上，放下望远镜，汤普金斯先生单凭肉眼就能看到，笔记簿就在几码以外的地方，但它看起来的确很奇怪！小册子的边缘十分模糊，就像被揉旧了一样，教授写下的方程式模糊难辨，整个笔记簿看起来就像一张失焦又曝光不足的照片。

“现在你看到啦，”教授说，“这只是笔记簿的虚像而已，行经半个宇宙的光线让它产生了严重的失真。要是你想进一步确认的话，不妨仔细观察一下，你可以透过它的虚像看到后面的石块。”

汤普金斯先生试图伸手去摸那本小册子，但他的手却毫不费力地从虚像中穿了过去。

“现在，这本小册子实际上位于宇宙另一头的极点附近，”教授说，“你在这儿看到的只是它的两个虚像而已。第二个虚像在你身后。当这两个虚像合为一体，小册子就正好位于对面极点。”汤普金斯先生沉浸在自己的思绪中，完全没有听见教授的话。他努力回忆基础光学课的内容，试图弄清那些凹面镜和透镜到底是怎么成像的。当他终于决定放弃的时候，笔记簿的两个虚像已经再次反向退开了。

“可是，让空间弯曲、制造出所有奇怪现象的到底是什么力量呢？”他好奇地问道。

“这一切都源于大质量物质的存在。”教授回答，“牛顿发现引力定律的时候，他以为引力只是一种普通的力，仿佛两个物体之间存在一根看不见的弹簧。但是，在引力的作用下，任何尺寸、任意重量的所有物体都拥有同样的加速度、以同样的方式运动——当然，我说的是排除空气摩擦力及其他类似阻力的影响以后——这到底是为什么呢？人们始终没能解开这个谜团。爱因斯坦首次明确提出，大质量物质的原发作用就是产生空间曲率，引力场内所有物体的运动轨迹都会发生弯曲，唯一的原因在于，空间本身是弯曲的。但我觉得，没有足够的数学知识，你可能很难理解这一点。”

“是啊，”汤普金斯先生坦承，“不过请告诉我，如果宇宙中没有物质，那么老师教的几何学是不是就能成立了？平行线永不相交？”

“平行线倒是不相交了，”教授回答，“但也永远不会有物质材料组成的生物去验证这一点。”

“呃，也许欧几里得根本就不存在，所以也不会有人建立一套描述绝对真空的几何学？”

但教授显然不想讨论这个形而上的问题。与此同时，笔记簿的虚像再次渐行渐远，又再次去而复返。现在它看起来更破旧了，上面的字迹几乎无法辨认；根据教授的说法，这是因为现在成像的光线已经绕着宇宙跑了整整一圈。

“要是你再回头观察一下，”他告诉汤普金斯先生，“你就会看到，我的小册子完成了环游宇宙的壮举，终于真的回来了。”他伸手抓住笔记簿，然后将它揣回了衣兜里。“你看，”他说，“这个宇宙中的灰尘和石头太多，你几乎不可能看透整个世界。你也许注意到了我们周围这些奇形怪状的影子，它们很可能是我们自己和周围物体的虚像。但灰尘和宇宙的不规则弯曲造成了严重的失真，我完全分不清这些虚像对应的到底是哪个实体。”

“我们以前生活的那个大宇宙里也会出现这样的现象吗？”汤普金斯先生问道。

“噢，当然，”教授回答，“但那个宇宙太大了，光线需要花费亿万年的时间才能跑上一圈。你的确可以不用镜子就看到自己后脑勺的发型，但这得等到你剪完头发亿万年以后。另外，更可能发生的事情是，星际尘埃完全遮挡了你的虚像。顺便说一句，曾经有位英国天文学家半开玩笑地说，天空中的某些星星可能早就不存在了，我们现在看到的只是它留下的影子。”

汤普金斯先生厌倦了竭尽全力理解教授的种种解释，他开始心不在焉地左顾右盼，结果惊讶地发现，天空中的景象完全变了。空中的灰尘似乎少了很多，他摘下蒙在脸上的手帕，周围飞掠而过的小石头变得稀疏多了，它们撞击巨石的力道也轻了不少。另外，刚开始他发现的那几块和他所在的这块大小相仿的巨石已经远得几乎看不见了。

“呃，这会儿的日子显然比刚才好过多了。”汤普金斯先生想道。“我一直担心那些飞来飞去的石头可能会砸到我。你能解释我们周围发生的变化吗？”他转头询问教授。

“很简单。我们的小宇宙正在飞速膨胀，从我们来到这里开始，它的直径从5英里左右膨胀到了100英里左右。我刚到这里就注意到了宇宙膨胀引发的远方物体红移。”

“呃，我也发现了，远处的所有东西看起来都是粉红色的。”汤普金斯先生说道，“但这和宇宙膨胀有什么关系呢？”

“你有没有注意过，”教授说，“火车离你越来越近的时候，它的汽笛声听起来越来越尖厉；但只要车头从你身边开了过去，汽笛声马上就变得低多了？这就是所谓的多普勒效应：声源的速度决定了音调的高低。既然整个宇宙都在膨胀，那么相对于观察者来说，宇宙中的所有物体都在离他远去，其速度与距离成正比。因此，这些物体发出的光也会变红，在光谱中体现为更低的频率。对我们来说，越远的物体运动速度越快，看起来也越红。在我们原来的那个宇宙（它同样在膨胀）中，这种所谓的红移现象让天文学家得以估算遥远星云的距离。比如说，仙女座星云是离我们最近的星云之一，它表现出了0.05%的红移，这样的变化对应的距离是80万光年。还有一些星云位于最强大的望远镜的视野尽头，它们的红移值大约是15%，这个值对应的距离差不多有几亿光年。假设这些星云大致位于宇宙赤道的中点，那么地球上的天文学家已知的宇宙体积在整个宇宙的总体积中占据了相当可观的比例。目前宇宙的膨胀的速率大约是每年0.00000001%，所以它的半径每秒都会增加1000万英里。相对来说，我们这个小宇宙膨胀的速度要快得多，它的直径每分钟都要增长1%左右。”

“这样的膨胀会永远持续下去吗？”汤普金斯先生问道。“当然不会。”教授回答，“膨胀结束后，它就会开始收缩。每个宇宙的半径都会在极大值和极小值之间脉动振荡。对我们原来那个大宇宙来说，这个周期十分漫长，可能有几十亿年，但现在的小宇宙脉动周期大约只有两个小时。我觉得现在它的直径已经达到了最大值，周围已经很冷了，你注意到了吗？”

事实上，由于体积的膨胀，小宇宙中充斥的热辐射已经变得非常稀薄，分摊到他们这颗小星球上的更是少之又少，气温几乎降到了冰点。

“对我们来说幸运的是，”教授说，“这里有足够多的初始辐射，哪怕宇宙膨胀到了这个地步，我们仍能享受到一些热量。不然的话，要是温度下降得太厉害，周围的空气可能变成固体，我们也会被冻死。但收缩已经开始了，宇宙很快就会回暖。”

汤普金斯先生望向天空，发现远方的所有物体都从粉红色变成了紫色，按照教授的解释，这是因为所有天体都转而开始逼近他们。他还记得教授刚才举的火车驶近时汽笛音调变高的例子，然后吓得一哆嗦。

“既然现在万事万物都在收缩，那么要不了多久，宇宙中的这些大石头不就会挤成一团，把我们夹在中间？”他紧张地问道。

“完全正确，”教授冷静地回答，“不过我觉得吧，等不到那时候，温度就会变得很高很高，我们俩都会被分解成离散的原子。这也是我们那个大宇宙走向末日的缩微版本——万事万物最终都会化作一团均匀的气体球，等到宇宙重新开始膨胀，新生命才会再次萌芽。”

“我的老天爷呀！”汤普金斯先生喃喃地说——“你刚才说过，那个大宇宙要到亿万年后才会走向末日，但现在我们的末日近在眼前！我已经觉得很热了，虽然我只穿了件睡衣。”

“最好别脱，”教授说，“反正脱了也没用。躺下来静静观察就好。”

汤普金斯先生没有回答，滚烫的空气热得让他无法忍受。空气中的尘埃再次变得密集起来，被这些灰尘簇拥其中，他觉得自己就像裹着一条柔软而温暖的毯子。他努力挣扎了一下，他的手触摸到了凉爽的空气。

“难道我把这个荒凉的宇宙戳了个洞？”这是他脑子里掠过的第一个念头。他想问问教授，但却找不到老头的身影。借着朦胧的晨光，他倒是认出了卧室里熟悉的家具轮廓。

他裹着羊毛毯子好好地躺在床上，刚才他的一只手正好从毯子里伸了出来。

“新生命随着宇宙的膨胀而萌芽。”他想起了教授的话，“谢天谢地，我们的宇宙还在继续膨胀！”然后他决定起床去洗个澡。