武向平:大家下午好，各位老師,，各位同學(xué),，其實(shí)第一個(gè)報(bào)告一般都是叫跑龍?zhí)椎模f的好聽點(diǎn)是拋磚引玉的,，其實(shí)真正的大家是下面的三位,，這三位是真正的天體物理學(xué)的大家。他們將與各位分享非常精彩的很專業(yè)的報(bào)告,，我今天給大家講的是一個(gè)非常輕松的話題,。特別是看到這么多小朋友在這，給大家講一個(gè)認(rèn)識(shí)我們的宇宙,。

我們知道呢,，每個(gè)人都想過宇宙，在你的腦子里都有一個(gè)宇宙,，那么你們想象中的宇宙可能是什么樣呢?也許你們想過宇宙是無限的,，因?yàn)橄氲接钪?，宇宙就很大，所以第一個(gè)它可能無限的,，有人想過宇宙可能是有母宇宙有子宇宙,，我們是其中的一個(gè)宇宙;也有人想過我們是泡沫的宇宙，我們生活在其中一個(gè)泡泡里,，我們到不了別的地方去;還有人想過我們是數(shù)字的宇宙,，是科學(xué)家們構(gòu)造出來的假的宇宙;有人想過我們是多維的宇宙，雖然我們生活在其中一個(gè),，你還能通過一個(gè)煙囪跑到另一個(gè)宇宙里去,，這叫多維的宇宙;還有人想過鏡像的宇宙，你在這里生活著,，還有一個(gè)同樣的你在那邊生活著,，這就是我們想象中的宇宙;大家還聽過平行的宇宙，宇宙是平行的發(fā)展著,，我們今天在這里生活,，另一個(gè)你在那邊也平行的生活著，這叫平行的宇宙,，但是這些宇宙呢都是我們概念的宇宙,。

無限宇宙示意圖

子宇宙示意圖

泡沫宇宙示意圖

數(shù)字宇宙示意圖

今天我跟老師們和同學(xué)們分享的一個(gè)宇宙呢 ，是真實(shí)的宇宙,，是天文學(xué)家今天觀測(cè)到的宇宙,，是什么樣子的。

首先我們看看,，要介紹這個(gè)宇宙呢,，就要有一個(gè)簡(jiǎn)歷，要給宇宙寫一份簡(jiǎn)歷,，你會(huì)給宇宙要列出一些大家要經(jīng)常要填的表,，比如說你叫什么名字啦?你年齡多大啦?有多高啦?家里幾口人?你祖籍是哪兒等等，你會(huì)列出這樣一張表,，這叫宇宙的簡(jiǎn)歷,，我們來介紹一下宇宙，宇宙要填一份簡(jiǎn)歷會(huì)怎么填?什么叫宇宙呢?宇是上下四方,，宙是古往今來,，這是新華字典里面定義的宇宙，這非常準(zhǔn)確的反映宇宙的含義,，那就是空間和時(shí)間,。

所以我們講的宇宙就是空間和時(shí)間，宇宙也有年齡,，你要填它幾歲了,，宇宙今年年齡多大呢?是138億歲,，這個(gè)數(shù)字對(duì)我們?cè)谧呐笥褌儊碇v特別的長(zhǎng)，但是對(duì)于宇宙呢其實(shí)它很短,，宇宙還是一個(gè)嬰兒,，它還正在長(zhǎng)大，既然長(zhǎng)大它就有大小,，所以宇宙從爆炸的那一點(diǎn),，到今天它的尺度大概有多大呢，你可以列一個(gè)數(shù)字出來,，這個(gè)數(shù)字一共有26位數(shù),，單位是米，前面幾位數(shù)是天文學(xué)家測(cè)出來的,，后面全是0是不準(zhǔn)確的,，這個(gè)數(shù)字呢大概就反應(yīng)了今天宇宙的大小，不過這個(gè)數(shù)字還在變,。

宇宙有大小,，宇宙也有重量，大家就問你多重啦你是不是要減肥啦?那我們的宇宙也有重量,，宇宙的重量不是拿體重的絕對(duì)值描述的,，我們拿密度來描述，每單位立方厘米里面多少克物質(zhì)來描述,，這是它的密度,。這個(gè)值非常非常小，0點(diǎn)后面你要數(shù)30個(gè)零才達(dá)到讀數(shù)字的地步,，417克/立方厘米，這個(gè)值比空氣的密度低10的27次方,，在座的小朋友大概不知道這個(gè)數(shù),，你就在1后面寫27個(gè)零，把今天的空氣密度除(1后面寫27個(gè)0)以后,，這就是今天的宇宙平均的物質(zhì)密度,。它非常非常的低，所以宇宙不是一個(gè)胖子,，是一個(gè)瘦子,，而且這個(gè)密度還在變，它不斷的減肥,，而且減肥得特別快,，這是宇宙的體重大小。

同時(shí)宇宙也有家庭成員,，就像同學(xué)們要填表要寫家里有幾口人,。宇宙中的成員有兩類,，一類就像銀河系這樣的星系，宇宙中大約有1000億個(gè)銀河系,，每一個(gè)銀河系這樣的星系又有恒星,，大家看到天上有閃閃發(fā)光的星星，宇宙中星星有多少呢?每一個(gè)銀河系這樣的星系里,，大概平均有1000億顆星星,，所以兩個(gè)數(shù)字一乘呢，就是宇宙中整個(gè)星星的數(shù)目,，它是1后面寫22個(gè)零,，所以這是宇宙中大概的星星的數(shù)量。

宇宙是怎么來的呢?宇宙的出生地在哪兒?其實(shí)在座的小朋友在幼兒園就聽過這個(gè)名詞,，就是大爆炸,，宇宙138億年前發(fā)生大爆炸，這個(gè)大爆炸經(jīng)過138億年的演化,，就看到了今天這美麗的宇宙,。我們有了這些閃閃發(fā)光的星星，首先讓我們感受一下這么大一個(gè)宇宙,，26位數(shù)組成的巨大的宇宙,，大概有多大?用人去比大概有多大?給我們大家一個(gè)直觀的感受。我們知道,，1米是我們最熟悉的距離,，我們很多小朋友現(xiàn)在的大概高度是1米，我們都很熟悉,，我們把這個(gè)尺度每次增加1000倍,，一直增加到我們說的宇宙為止，大家可以數(shù)一數(shù),，我們?cè)黾恿硕嗌賯€(gè)1000倍,，達(dá)到了我們的宇宙。

我們知道,，1米乘1000就是1000米就是一公里,，我們上海的高樓，就在我們浦東,，被列在了(世界)第三位上,，目前世界上最高的高樓才828米，人類正在要建的是1000米,，所以人類在地面建的最高的建筑是一公里,。一公里乘以1000就達(dá)到了1000公里，1000公里呢，你要畫一個(gè)圓在我們的國(guó)土上就這么大,，它仍然在我們中國(guó)的國(guó)土上,，你還可以到達(dá)。

如果1000公里再乘以1000就是百萬公里,，地球和月球的距離是38萬公里,，乘以3，就是現(xiàn)在的百萬公里,，我們就離開了我們的地球,。再乘1000，10億公里是我們太陽系的大小,，這里講的都不是我們的宇宙,，如果再乘1000就到1億公里，這是一個(gè)非常大的一個(gè)數(shù)字了,，這才進(jìn)入到了太陽周圍的幾顆星星,，可以看得見，再乘以1000我們就不再用公里表示了,。如果用公里表示,，這個(gè)數(shù)字太大了，于是我們用光年,，就是光在一年走的距離,，我們把它用作距離的單位。100光年就是剛才我們乘了1000,，這個(gè)時(shí)候乘了6次的1000達(dá)到100光年,，這時(shí)有更多的星星我們看得見了，圍繞著太陽,。如果我們?cè)俪?000,，進(jìn)入到10萬光年的時(shí)候，才進(jìn)入到銀河系,，銀河系大小的尺度,，大概比10萬光年大一點(diǎn)點(diǎn)，這就是我們的銀河系,。

但這仍然不是我們講的宇宙，我們這個(gè)時(shí)候還要再把它增加1000倍,，等一下就把銀河系縮小1000倍,，我們知道銀河系就看不見了，就變成一個(gè)小點(diǎn)了,，這個(gè)時(shí)候我們才進(jìn)入了我們的宇宙,，所以我們的銀河系就是在這個(gè)圖里最中心的小白點(diǎn)，那是我們的銀河系，這里的每一個(gè)小點(diǎn)都是一個(gè)銀河系,。

我們知道我們的宇宙就是拿銀河系這樣的星系組成的,，給大家的第一個(gè)感覺就是，所有宇宙當(dāng)中的物質(zhì),，就像組成銀河系的物質(zhì)不是均勻的,。宇宙中像銀河系這樣的星系，不是到處都有的,，有些時(shí)候它喜歡匯聚成一個(gè)集團(tuán),，有些時(shí)候空空的什么都沒有，這是宇宙中的第一感覺,，物質(zhì)不是均勻的,，所有銀河系這樣的成員喜歡群居，喜歡抱成團(tuán)聚在一起,，就像我們上海是大城市一樣,，我們大家都喜歡到大城市來，所以很少有星星愿意在宇宙中孤零零呆著的,。

我們要研究這么大的宇宙,，借助的肯定是我們的設(shè)備，就是天文望遠(yuǎn)鏡,，而你眼睛所能看到的宇宙其實(shí)是非常非常有限的,，一個(gè)人的眼睛再好，1.5(國(guó)際視力標(biāo)準(zhǔn))的眼睛,，你所看到所有的星星不過等價(jià)于這個(gè)小黃圈里,，我們畫了一個(gè)小圈圈，這是一個(gè)銀河系大小的星系,，這個(gè)小圈圈里的星星數(shù),，是你眼睛夜晚所能看到的星星數(shù)，所以你靠眼睛認(rèn)識(shí)的宇宙是有限的,，所以要靠?jī)x器,。

即使人們80年前發(fā)明了無線電，人們發(fā)射第一個(gè)無線電信號(hào)走了多遠(yuǎn)呢?僅僅走了小方塊那么大一塊,，還沒有走遍銀河系,，如果一個(gè)外星人想收我們?nèi)祟愔鲃?dòng)發(fā)的信號(hào)的話，僅僅那個(gè)小方塊范圍內(nèi)的恒星周圍的行星系統(tǒng),，有生物的話才能收到,，而這個(gè)信號(hào)并沒有走遍銀河系，所以主動(dòng)認(rèn)識(shí)有時(shí)是非常有限的,，所以我們一般被動(dòng)接受外面的這些光,，這些光在宇宙中旅行了很多很多年到達(dá)我們,。

我們?cè)俳o大家一個(gè)直觀的感覺，我們最熟悉夜晚的天空當(dāng)然是月球,，月球是晚上最大的天體,，月球旁邊畫小小的紅小方塊，這個(gè)小方塊用眼睛看幾乎看不見任何東西,，如果拿哈勃望遠(yuǎn)鏡去看這個(gè)小方塊,，你會(huì)看到整個(gè)小方塊里面有這么多星星。這些星星大部分還都是銀河系這樣的星系,，所以很多的東西是要靠?jī)x器去發(fā)現(xiàn),。天文學(xué)家不僅在平面上能看見，球面上能看見,，還可以將每一個(gè)銀河系這樣星系距離全部都測(cè)出來,，一直可以追蹤到快接近第一顆恒星誕生的地方，我們叫宇宙第一縷曙光,，我們幾乎接近了那個(gè)邊緣,，現(xiàn)在大家正在為此而努力。

在這么大宇宙中我們常常很好奇,，我們?cè)谀睦?，我們?nèi)嗽谟钪嬷械奈恢檬鞘裁次恢?我們經(jīng)常問這樣的問題，我們?cè)谀哪?我們?cè)購(gòu)奈覀兊厍蜃叱鋈?，看看我們?cè)谀?，今天我們?cè)谏虾＃虾]有在中國(guó)的中心,，我們沒有感到很遺憾,，上海仍然是非常發(fā)達(dá)的城市，最現(xiàn)代化的城市之一,，我們雖然沒有在中國(guó)的中心,，但仍然感覺非常幸福，中國(guó)在地球的什么位置?在東方的位置上,，也沒有在地球中心,，雖然我們知道地球是球形的，在表面上它沒有中心,，但我們作為東方大國(guó),，仍然感覺到非常自豪，我們看看地球在宇宙的什么位置呢?地球在太陽系第三個(gè)星球上,，它也沒有在太陽系的中心,，事實(shí)上，地球是不能待在太陽系中心的,，待在中心會(huì)被太陽燒死的，它也沒有在很邊緣的地方，邊緣的地方太冷了,，大概不適合人類生存,。

太陽在銀河系的位置在哪呢?太陽也沒有在銀河系的中心待著，它也在比較邊緣的地方待著,，銀河系中心的位置是密度非常非常高的,，看到現(xiàn)在我們大概有一個(gè)感覺，我們沒有在宇宙的中心待著,，把整個(gè)銀河系這樣的星系,，放在宇宙中去看你會(huì)知道，你消失在茫茫宇宙中,，你只是其中一個(gè)小點(diǎn),。我們只是感到在宇宙中非常非常普通，人類在宇宙中,，我們離開了地球,，可以進(jìn)入太陽系，太陽系又可以進(jìn)入銀河系,，銀河系又可以進(jìn)入幾十個(gè)成員組成的星系群,，這些星系群消失在茫茫宇宙中，你不過是其中一個(gè)小點(diǎn),。

所以人類在宇宙中沒有任何特殊的位置,。從這一點(diǎn)講比較悲哀，從尺度上看,，人類這么小小的體積,，這樣一個(gè)小小的地球，又生活在太陽系里,，我們消失在茫茫宇宙中,，從尺度上講我們無足輕重，有沒有地球,，有沒有太陽系,，甚至有沒有銀河系，并不影響整個(gè)宇宙的發(fā)展,。但是從另一個(gè)方面講我們又很偉大,，偉大之處在于我們?nèi)碎L(zhǎng)這么小的小腦袋，從認(rèn)識(shí)宇宙,，認(rèn)識(shí)宇宙的規(guī)律,，從宇宙爆炸的那一點(diǎn)一直看到今天，知道宇宙怎么演化,，能夠預(yù)測(cè)出未來發(fā)展的規(guī)律,，這一點(diǎn)人類又是非常非常偉大的,。

講了這么多宇宙的特點(diǎn)，像同學(xué)們,，老師們有愛好一樣,，宇宙也有一個(gè)愛好，和人類一樣,，它喜歡運(yùn)動(dòng),。所有的宇宙天體是沒有靜止的，它都喜歡動(dòng),。我們大家最能直接感受到的是地球的自轉(zhuǎn),，地球24小時(shí)轉(zhuǎn)一圈，在上海這個(gè)地方地球每小時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)1400公里,，這是地球的自轉(zhuǎn)在上海地區(qū)的速度,，所以聽報(bào)告一小時(shí)你走了1400公里，地球帶著你自轉(zhuǎn)走的;我們知道地球圍繞太陽公轉(zhuǎn),，轉(zhuǎn)一圈365天,，換算成速度它是每小時(shí)10萬公里，在這聽一小時(shí)報(bào)告你其實(shí)走了10萬公里;在太陽系里走,，太陽系本身不是靜止的,，它在銀河系里也在轉(zhuǎn)，它是每過2億2500萬年轉(zhuǎn)一圈,，如果換成速度的話是每小時(shí)87萬公里,，所以聽一小時(shí)報(bào)告的時(shí)間，你在銀河系里旅行了87萬公里,。

所以你覺得很自豪的,，我們走得很快，我們總希望能夠轉(zhuǎn)一圈再回同一個(gè)地方來,，但是在座每一位沒有這樣的機(jī)會(huì),，因?yàn)檗D(zhuǎn)一圈需要2億2500萬年，除非活到2億多年,，你才能轉(zhuǎn)一圈回來,，否則你永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)不了一圈回來。有趣的問題是,，當(dāng)太陽在銀河系的這個(gè)位置呆的上一個(gè)時(shí)刻呢,，是2億2500萬年前，那個(gè)時(shí)候地球沒有人類的,，是恐龍統(tǒng)治著地球,，我跟大家開玩笑說，人類是不是還能轉(zhuǎn)了一圈回來,，我們是不知道的,。再經(jīng)過2億2500萬年以后,，當(dāng)太陽處在同一個(gè)位置的時(shí)候我們地球是不是還有人，這個(gè)答案其實(shí)不知道,。

銀河系本身它也不是靜止的,，它也在動(dòng)，它和周圍幾十個(gè)成員里面組成一個(gè)新的家庭,，更大的家庭在動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)速度是每小時(shí)40萬公里,。整個(gè)這樣一個(gè)大的家庭,，在整個(gè)宇宙中也在動(dòng)，相對(duì)于大爆炸的火球在動(dòng),，它的速度是每小時(shí)226萬公里,，所以我們?nèi)魏稳嗽谟钪娈?dāng)中無時(shí)無刻不在動(dòng)，只不過感覺不到它在動(dòng),，任何一個(gè)人感覺到動(dòng)那是很痛苦的事情,，因?yàn)槟愕乃俣确浅？?，你已?jīng)不在地球上呆了,。所以我們看看這個(gè)運(yùn)動(dòng)，地球會(huì)自轉(zhuǎn),，地球圍繞太陽公轉(zhuǎn),，太陽在銀河系公轉(zhuǎn)，銀河系也會(huì)運(yùn)動(dòng),，整個(gè)銀河系處在宇宙中,，整個(gè)宇宙都在膨脹，所以我們處在完全動(dòng)態(tài)的圖像中,，整個(gè)宇宙在動(dòng),，我們要想研究宇宙，我們不能跟著它動(dòng),，我們要靜下心來,，才能認(rèn)識(shí)我們的宇宙。

宇宙學(xué)是很大一門科學(xué),，大家一想到宇宙就很大,，但是宇宙學(xué)同時(shí)是一門非常精密的科學(xué)。特別經(jīng)過過去20年的努力,，宇宙學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成了非常精密的科學(xué),，后面毛淑德教授、何子山教授,、戴子高教授,，會(huì)分享宇宙當(dāng)中豐富多彩的知識(shí),。我們會(huì)看到我們能非常精確的測(cè)量宇宙，現(xiàn)代宇宙學(xué)開始于89年前,，哈勃發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹,，它通過測(cè)量24個(gè)非常少量的圍繞銀河系的星系，發(fā)現(xiàn)宇宙是在膨脹的,，就是所有的星系都離開我們遠(yuǎn)去,。

1929年，哈勃發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹

Robert Wilson & Arno Penzias

真正的發(fā)現(xiàn)是在1956年,，很多小學(xué)的小朋友都知道這個(gè)故事，兩位工程師造了一個(gè)天線,，他的目的是做一個(gè)非常好的接收機(jī),，接收機(jī)溫度非常低，可以探非常靈敏的信號(hào),，結(jié)果一年觀測(cè)下來發(fā)現(xiàn)這個(gè)天線總有一個(gè)噪音是消不掉的,，各個(gè)方向探下來是都一樣的，于是就寫了一篇論文發(fā)表在《美國(guó)的天體物理學(xué)報(bào)》上,，這個(gè)論文長(zhǎng)度只有一頁半紙,，這個(gè)論文第一次讓我們看到一個(gè)東西，那就是各個(gè)方向都有一個(gè)輻射,。這個(gè)溫度有多高呢?這個(gè)溫度是攝氏零下270度,，和伽莫夫的預(yù)言只差了3度，這是一個(gè)非常重要的發(fā)現(xiàn),，人們第一次看到大爆炸的火球,，這個(gè)結(jié)果獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

這是人類第一次看到的,，雖然斑塊很大，這畢竟是138億年前,，大爆炸火球上變化的東西,，人們希望找到的東西，盡管每個(gè)斑塊對(duì)應(yīng)的根本不是一個(gè)銀河系,，它比銀河系大了幾千倍幾萬倍,，但是人們畢竟看到了變化，于是這張圖,，獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),，是我們第一次終于看到了變化的東西。當(dāng)然人們不會(huì)滿意一個(gè)分辨率這么差的東西,，人們開始提高望遠(yuǎn)鏡的分辨率,，當(dāng)然這是衛(wèi)星觀測(cè)，于是美國(guó),、歐洲都有衛(wèi)星上天、做同樣的觀測(cè),，但靈敏度高了,，分辨率也高了，現(xiàn)在人們可以給出一張非常完美的,，大爆炸火球上的斑斑點(diǎn)點(diǎn)的溫度的變化,，溫度的變化反應(yīng)物質(zhì)的變化，那里面有密度的變化,，這就是我們的種子,。

我們看到宇宙大爆炸，那些火球上的種子留下的痕跡,，現(xiàn)在的衛(wèi)星還有很多的南極的實(shí)驗(yàn)一直在做,，還在做更清晰的觀測(cè)，我們有了一個(gè)非常初始的,，我們叫宇宙的初始條件,，我們有了這個(gè)東西以后，是138億年前的,，我們可以把它當(dāng)作種子,，放到計(jì)算機(jī)里去，經(jīng)過138億年的發(fā)展，這些種子長(zhǎng)成什么了?

我們都想看見,，好吧,，我們就來看一下，我們把它放到計(jì)算機(jī)里去,，物質(zhì)多的地方讓萬有引力將它吸引起來,，物質(zhì)稀的地方宇宙的膨脹將它拉開，經(jīng)過138億年以后我們來看看它發(fā)展成什么樣了?在很早的時(shí)候,，物質(zhì)密度非常低,，起伏非常小，隨著宇宙的發(fā)展你會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)物質(zhì)多的地方,，吸引力比較大,，它吸引更多的物質(zhì)，物質(zhì)稀的地方,，隨著宇宙的膨脹會(huì)拉開,，你發(fā)現(xiàn)時(shí)間在走，經(jīng)過138億年的演化,，(有的地方)物質(zhì)匯集起來了,，有的地方空空的什么也沒了，造就了這樣一個(gè)宇宙,，這個(gè)宇宙物理規(guī)律如此之簡(jiǎn)單,，只有萬有引力，再加上宇宙膨脹,，但是這個(gè)尺度非常大,，每一個(gè)小點(diǎn)都不對(duì)應(yīng)一個(gè)銀河系，對(duì)應(yīng)的是幾百甚至幾千個(gè)銀河系,。

想看更仔細(xì)一點(diǎn)怎么辦呢?把其中的一小塊拿出來去看,，就能看到一個(gè)銀河系了，每個(gè)小點(diǎn)都是一個(gè)銀河系,，銀河系有更多的恒星組成,，幾十幾百個(gè)銀河系匯聚起來組成更亮的斑塊，我們叫星系的集團(tuán),，就可以造出這些東西出來,，這些結(jié)構(gòu)就出來了，我們理解了宇宙從大爆炸的初始條件開始,，經(jīng)過非常簡(jiǎn)單的物理規(guī)律,，就是萬有引力，能形成我們今天看到的所有的東西,。我們知道了宇宙的所有結(jié)構(gòu)怎么來,，物理規(guī)律我們也知道了,，只有引力在起作用，這是非常了不起的事情,。

今天宇宙在膨脹,，現(xiàn)在是40(多個(gè)數(shù)量級(jí))，大家都很關(guān)心一個(gè)問題,，宇宙將來怎么發(fā)展?宇宙138億年開始膨脹,，今天還在膨脹，那里面有物質(zhì),，物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生引力,，宇宙膨脹未來會(huì)怎么樣呢?其實(shí)很容易想象，如果里面物質(zhì)比較多,，物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生萬有引力,，這個(gè)引力很強(qiáng)，將來宇宙會(huì)停止膨脹,。相反,，如果宇宙中物質(zhì)沒有那么多，就無法阻止宇宙膨脹,，那宇宙就要永遠(yuǎn)膨脹下去,，宇宙未來怎么膨脹?僅僅取決于一件事情，那就是宇宙中有多少物質(zhì),?？梢酝ㄟ^非常簡(jiǎn)便的計(jì)算，通過牛頓萬有引力定律加運(yùn)動(dòng)學(xué)第二定律,，就可以導(dǎo)出一個(gè)值出來,，就可以知道宇宙的膨脹速度。

如果要問今天宇宙中需要多少物質(zhì),，可以讓宇宙將來停止膨脹,，這是非常好算的,，這個(gè)值是10的負(fù)29次方克每立方米,，如果宇宙中的平均密度達(dá)到了這個(gè)值，宇宙就會(huì)停止膨脹,。相反,，如果宇宙物質(zhì)沒有達(dá)到這個(gè)值，宇宙就永遠(yuǎn)膨脹下去,，這個(gè)值小到什么地步呢?下面黃框里寫的是電子的質(zhì)量,，電子的質(zhì)量10的負(fù)27次方克，而我們要求的這個(gè)值比電子的質(zhì)量小了100倍,，所以宇宙中只要每立方米有1%的電子,，宇宙將來就要停止膨脹,，這個(gè)值要求的非常不苛刻，我們?nèi)菀走_(dá)到,。所以在很多年前,，當(dāng)我們做研究生的時(shí)候，我們相信宇宙將來是要停止膨脹是要收縮回來的,。

可是今天結(jié)果相反,，宇宙命運(yùn)是什么樣呢?其實(shí)有兩種結(jié)局，物質(zhì)多宇宙就要停止膨脹收縮回來,，有人說宇宙是燒死的,，雖然現(xiàn)在溫度降溫，但宇宙將來再匯聚起來的時(shí)候,，溫度仍然會(huì)升高,，我們會(huì)被燒死的。如果宇宙中沒有那么多物質(zhì),，宇宙就要永遠(yuǎn)膨脹下去,，我們就會(huì)被凍死。真正的結(jié)果怎么樣,，我們需要天文學(xué)家給出觀測(cè)上的回答,，我們可以數(shù)星星，我們問全宇宙中的所有星星加起來貢獻(xiàn)的質(zhì)量,，能夠讓宇宙停止膨脹嗎?

這個(gè)問題非常好回答,，天文學(xué)家做了很多，我們?cè)谟钪嬷挟嬕粔K方形的體積,，圓的體積,，然后問密度是多少?等于10的負(fù)29次方每立方米每克嗎?比它大嗎?比它小嗎?給出結(jié)論出來，天文學(xué)家做了這件事情,，把全宇宙所有星星全部加起來,，所貢獻(xiàn)的密度僅僅達(dá)到了讓宇宙停止膨脹值的千分之五，宇宙所有星星加起來遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能阻止宇宙的膨脹,，宇宙是要永遠(yuǎn)膨脹下去的,，所以我們的星星的確太少了，如果宇宙中僅僅只有星星,，那宇宙就要永遠(yuǎn)膨脹下去,，因?yàn)樗馁|(zhì)量占的比例實(shí)在太少。

那我們問的問題是,，我們看到的物質(zhì)就能代表真實(shí)的宇宙嗎?你眼睛看到的星星,，這些東西能代表宇宙真實(shí)物質(zhì)嗎?我經(jīng)常給大家舉一個(gè)例子是左邊的圖，我們看夜晚地球上的燈光,，我們看到歐洲一片燈火輝煌,，我們看到非洲幾乎沒有光,，我們問燈光能代表人口的分布嗎?你發(fā)現(xiàn)結(jié)論是不對(duì)的，你會(huì)發(fā)現(xiàn)歐洲只有7.4億人,，非洲有10億人,，非洲的夜晚幾乎是黑的，但是歐洲的夜晚一片燈火輝煌,，所以光是不能代表人的分布的,。同樣靠光是不能代表宇宙中物質(zhì)分布的。

我們通過哈勃望遠(yuǎn)鏡看到的是右邊這張圖,，是最遙遠(yuǎn)的宇宙,，我們常常問的是那些空的地方，沒有發(fā)光的地方有物質(zhì)嗎?答案是有的,，只是你看不見,，不同的波段，我們的確看到不同的宇宙,，我們從射電波段,、紅外波段、可見光,、紫外光,，看同一個(gè)目標(biāo)的時(shí)候，我們看到不同的東西,，我們就問哪種電磁波給你真實(shí)的物質(zhì)?

好處是現(xiàn)在科技已經(jīng)考慮這一步了,，宇宙還有一個(gè)生態(tài)問題，我們知道我們地球上需要水,，也需要生態(tài),，我們看到火星給我們的啟示，我們知道火星和地球長(zhǎng)得很像,，我們常常叫姐妹星球,，火星上曾經(jīng)是有河流的，可以看到留下的痕跡,，前一段剛好報(bào)道,，這些河流也許沉積到下面變成了冰塊，這是一個(gè)最新的故事,，但是不論怎么樣,，火星上的河流為什么消失了，它發(fā)生了什么事，讓這個(gè)生態(tài)不適合人類生存了,，不可以有生命了,，這對(duì)地球人類是非常好的啟示，我們要研究這個(gè)東西,。當(dāng)然我們最熟悉的是小行星會(huì)撞地球,，有人說6500萬年前，一個(gè)小行星撞了地球?qū)е驴铸垳缃^了,，這種事情在未來是可能會(huì)發(fā)生的,，對(duì)地球構(gòu)成威脅的小行星大概有1400個(gè)，而這些軌道跟地球有交集,，我們對(duì)這些要有預(yù)警,，地球在整個(gè)宇宙環(huán)境中大概會(huì)有災(zāi)難性的事件發(fā)生。從天文學(xué)家角度可以觀測(cè),，也許可以去預(yù)防的,。

我們當(dāng)然不能活到15億年以后，我們也不能活到100年以后,，在座的任何一位很難活到100年以后,，人類消失以后的地球諸位都看不見，你我都看不見,，但畫家畫出來大概是這樣子,，誰能看到最后一刻，微笑到最后看到地球的命運(yùn)呢?是這樣一位居民,，地球上最后一位居民不是我們,，是它。