布鲁卡的脑—著名天文学家卡尔·萨根著作

不再有新物质可供产生有活力的年轻一代的恒星。太阳、诸恒星、整个银河系都将慢慢熄灭。黑夜长空中的点点光亮也将消失殆尽。
  但在这样一个宇宙中，依然还存在进一步的演化。我们通常使用放射性元素这样的观念，放射性元素是一些原子能自发蜕变，或分裂成碎片。普通铀就是一个范例。但我们却很不熟悉这样的观念，即除铁以外的每种原子都是放射性的，并且有足够长的放射时间。即使是最稳定的原子，也有放射性蜕变，放射α粒子和其他粒子，还分裂成碎片，天长日久，最后只剩下铁。这种情况要经历多长时间呢？美国高级研究所物理学家弗里曼·戴森（rreeman Dyson）计算出铁的半衰期约为10500年，这个数字就是在1后面加五百个零——它是如此之大，以致一应专心孜孜的数字学家将花去十分钟才能把它写出来。所以，如果我们再等稍长时间——10600年就够了——不仅恒星将消失，而且宇宙中的所有物质，除中子星和黑洞外，也都将蜕变成最终的核尘。最后，星系将一起消灭。太阳也将变得黑暗无光，物质发生分解，因此，这时生命、智能或文明会继续生存下来的可能性，将是不可设想的——这真是一个冰冷、黑暗和孤寂死亡的宇宙。
  但是，宇宙需要永远膨胀下去吗？如果我站在一颗小行星上，并向上抛掷一块石头，那么，这块石头将离开这颗小行星，因为在这样的一个小世界上没有足够的引力能把石头拉回。如果我从地球表面，抛掷同一块石头并用相同的速度，这块石头自然会返回并落到地面，这是因为地球实际存在的引力作用所致。但是，同一种物理学应该适用了作为整体的宇宙。如果物质的量不到某个数值，那么，每一星系都将不受其他星系的引力吸引而逐渐离开，宇宙的膨胀也将永远继续下去。另一方面，如果超过某一临界质量，膨胀将最终缓慢下来，而我们也将从宇宙永远膨胀下去这种颓废的目的论中拯救出来。
  那么，宇宙的命运将如何呢？为什么一个观察者不会看到膨胀最终将被收缩所代替，即各星系会缓慢地，随后又以一直增加的速度彼此接近，各星系、世界、生命和物质发生急速的碰撞而一起遭毁灭，直到宇宙中的全部结构最终遭到破坏，而宇宙中的一切物质都转变成能量为止：宇宙不是以冰冷和孤寂告终，而是以炽热而又稠密的火球结尾。很可能这个火球会重新活跃起来，导致宇宙的新膨胀，而如果自然界的规律依然相同，则也将导致物质的新形式，一系列新凝聚成的星系、恒星和行星，以及生命和智能的新进化。但是，来自我们宇宙的信息，不会慢慢地传给下一个宇宙，因此，往好处说，这样一种振荡宇宙学，说明宇宙既是永不停止的膨胀，又有一个确定的和萧条冷漠的终结。
  具有永远膨胀的大爆炸和振荡宇宙学之间的区别，明显地与物质存在的量有关。如果超过了物质的临界量，那么，我们就是生活在一个振荡着的宇宙中。否则，我们就是生活在一个永远膨胀着的宇宙中。膨胀的时间——以百亿年计——是如此之长，以致这些宇宙学问题，并不直接影响人类的利害关系。但是，对我们的自然观、宇宙之命运以及——如果眼光放得稍远一点——也包括我们自己，则具有最深远的意义。
  1974年12月15日出版的《天文物理学杂志》上，发表了一篇著名的科学论文，文中以一系列范围广泛的观察证据，论述了宇宙是否将继续永远膨胀下去（“开放”的宇宙），抑或它将作为振荡的无限系列的部分而逐渐地变得缓慢并重新收缩（“封闭”的宇宙）的问题。这篇论文是由J．理查德·哥特第三（J．Richrd Gott III）和詹姆士·E．冈恩（James E．Gunn），以及戴维·N．施拉姆（David N．Schramm）和比阿特丽斯· M．廷塞列（Beatrice M．Tinsely）合写的，前两位当时在加利福尼亚理工学院，后两位当时在得克萨斯大学。在他们的论证中，有一条是审查了对已作了充分观察的空间区域“附近”的星系内和星系间的质量所作的计算，并外推到宇宙的其余部分；他们发现，没有足够的物质能使膨胀缓慢下来。
  普通氢具有包含单一质子的核。重氢，又名氘，具有包含一个质子和一个中子的核。在地球轨道上运行的一架取名“哥白尼”的天文望远镜，第一次测得恒星间的氘量。氘必须在大爆炸中产生，其量取决于宇宙早期的密度。宇宙的早期密度与宇宙现今的密度有关。“哥白尼”发现的氘量暗含了宇宙早期密度的值，并已提示出，目前的密度不足以阻止宇宙永远膨胀下去①。而所说的就是哈勃常数的最佳值——哈勃常数规定更遥远的星系比我们附近星系退行速度快多少——这与我们前面所述相一致。
  哥特和他的同事们强调指出，在他们的论证中可能会有漏洞，强调这种论证或许有可能以一种我们所难以察觉的方式掩盖了星系间的物质。这种质量上的忽略的证据目前已开始提出。高能天文观察（HEAO）是一组绕地球轨道运行的卫星，并观察宇宙的粒子和辐射，而这些粒子和辐射在我们这里，在厚厚的空气层之下，是难以探测到的。这类卫星已探测到了极强的X射线，它们来自星系团，来自星系际空间，在这些空间内迄今还没有迹象表明有任何物质存在。星系间的极热气体，用别的实验方法是看不到的，因此，在哥特和他同事们所开列的宇宙物质清单中被漏掉了。不仅如此，在波多黎各阿里西博天文台地面站所进行的射电天文学研究结果已经表明，星系中的物质从星系的表现边界向远远超过视觉光方向扩展。当我们注视着一张星系照片时，在没有明显发光的物质之外，我们还能看到一个边界或周界。但是，阿里西博射电望远镜已经发现，物质在极其缓慢地消退，而且还发现在星系的周界和外部有实际的暗物质存在，这些情况在以前的观察测量中被忽视了。
  所忽视的物质的量，是使宇宙最终坍缩所必需，而且是绰绰有余的。它比例如哥特发明的所需物质标准大30倍。但很可能是，在星系边界内的黑暗气体和尘埃，以及星系之间的X射线中增长的令人惊奇的炽热气体，一起构成了恰好适合使宇宙封闭的物质，从而阻止永远膨胀下去——但它因此而向我们宣告一个不可避免的结局，即宇宙将在五百亿年或一千亿年中变为火球。不过，这个结果依然处于动摇之中。氘提供的证据指出了另一种方式。我们的质量清单还远不完善。但随着目前观察技术的发展，我们将有能力探测出越来越多的任何忽视了的质量，并因此似乎事态正在朝有利于封闭宇宙的观念方面发展。
  在这个问题上不作过早的决定是正确的。尽可能不要让我们的偏爱影响作出这种决定。相反地，在科学取得成功的长期历史中，我们应该容许大自然为我们揭示真理。但发现的速度正在加快。从现代实验宇宙学中突现出来的宇宙本质，大大不同于对宇宙和神作思辨的古希腊人的宇宙本质。如果我们避免人类中心说，如果我们实在地和无偏见地考虑一切选择，那么，说不定在今后的几十年里，我们将第一次严格地决定宇宙的本质和命运。那时，我们将明白哥特是否真的认识到了。第二十五章 羊膜内的宇宙 
  死与生同其自然；也许对一个婴儿来说，生与死是一般痛苦的。
  弗朗西斯·培根  《论死亡》（1612）
  我们所能有的最美好的经验是神秘的经验。它是坚守在真正艺术和真正科学发源地上的基本感情。谁要是体验不到它，谁要是不再有好奇心也不再有惊讶的感觉，他就无异于行尸走肉，他的眼睛是迷糊不清的。……我们认识到有某种为我们所不能洞察的东西存在，感觉到那种只能以其最原始的形式为我们感受到的最深奥的理性和最灿烂的美——正是这种认识和这种情感构成了真正的宗教感情；在这个意义上，而且也只是在这个意义上，我才是一个具有深挚的宗教感情的人。
  阿尔伯特·爱因斯坦  《我的世界观》（1930）
  威廉·沃尔科特（William Wolcott）死了并且升入天国。或者好象是这样。在他被坐轮推到手术台前，人们提醒他，这场外科手术会有一定的危险。手术是成功的，但麻醉恰恰使他的心脏受到损害而引起纤维性颤动，他终于死了。对他来说，他多少还留下了他的躯体，躺在坚硬而不忍目睹的台面上，让人俯视，枯萎可悲的躯体上只覆盖一床被单。他并不那么悲哀，在最后的时刻似乎从一个新的高度上关心他的躯体，并继续地升天的旅程。而他的周围已被陌生而永恒的黑暗所笼罩，他认识到，万物现在都逐渐变得光明起来——你可以说，情况正在好转。接着他被来自遥远的光流所照亮。他进入了一个光辉灿烂的王国，而且他成了那个王国的国王，他能辨出轮廓，看到从他身后射来眩目的光亮，他正在毫不费力变成一位伟大的神一般的人物。沃尔科特努力辨认着他自己的脸……。
  随后他苏醒过来了。在医院的手术室内，用纤维性颤动机催动他，终于在最后可能的时刻使他复活了。