100年前《科學(xué)美國(guó)人》上刊登的一篇有關(guān)宇宙歷史和大尺度結(jié)構(gòu)(large-scale structure)的文章，幾乎完全錯(cuò)了。

　　1908年，科學(xué)家們相信，我們身處的這個(gè)星系就是整個(gè)宇宙。他們認(rèn)為宇宙就是被無盡的虛空包圍著的一群孤獨(dú)的恒星，因此宇宙又被稱為“宇宙島”(island universe)。現(xiàn)在我們知道，銀河系不過是目前能夠觀測(cè)到的4,000多億個(gè)星系之中的普通一員。

　　1908年，科學(xué)界一致認(rèn)為宇宙是靜態(tài)而永恒的。宇宙起源于一場(chǎng)熾熱的大爆炸，這樣的觀點(diǎn)哪怕是最瘋狂的幻想家也根本未曾想過。元素在大爆炸最初時(shí)刻產(chǎn)生，后來在恒星內(nèi)部合成的理念，在1908年還不為人知；空間會(huì)膨脹和彎曲、物質(zhì)決定空間曲率的說法更是天方夜譚。整個(gè)宇宙空間都沉浸在創(chuàng)世大爆炸的寒冷余輝留下的微波輻射之中這一事實(shí)，要等到現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展起來以后，才會(huì)被人發(fā)現(xiàn)。有趣的是，發(fā)明這種技術(shù)的目的，并不是為了探索宇宙，而是為了讓人們能夠打電話回家。

　　很難想象，在過去的一個(gè)世紀(jì)里，還會(huì)有哪個(gè)知識(shí)領(lǐng)域像宇宙學(xué)這樣，經(jīng)歷如此天翻地覆的變化，這種變化還改變了我們對(duì)世界的看法。不過，未來的科學(xué)一定比過去更能反映實(shí)際情況嗎？我們最近所作的一項(xiàng)研究暗示，在宇宙學(xué)時(shí)標(biāo)(cosmic timescale，足以明顯看出宇宙演化的時(shí)間尺度，動(dòng)輒以億年為單位)上，這個(gè)問題的答案是否定的。我們極有可能生活在宇宙歷史上唯一一個(gè)，能夠讓科學(xué)家準(zhǔn)確了解宇宙真實(shí)情況的時(shí)代。

　　我們這項(xiàng)研究的起因，源于10年前天文學(xué)上一個(gè)引人注目的大發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)，兩個(gè)各自獨(dú)立的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)追溯了過去50億年宇宙的膨脹過程，發(fā)現(xiàn)宇宙似乎正在加速膨脹。科學(xué)家們認(rèn)為，這種讓宇宙對(duì)抗引力作用而加速膨脹的力量，源于一種與真空聯(lián)系在一起的“暗能量”(dark energy)。事實(shí)上，在此之前，包括本文作者克勞斯在內(nèi)的一些理論學(xué)家，就已經(jīng)通過間接測(cè)量預(yù)料到了這一結(jié)果。不過從物理學(xué)角度來說，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)該算是第一個(gè)直接觀測(cè)證據(jù)。宇宙的加速膨脹意味著真空中包含著大量能量：就算把當(dāng)前能夠觀測(cè)到的宇宙結(jié)構(gòu)，包括星系、星系團(tuán)和超星系團(tuán)等全加在一起，所含能量也僅僅相當(dāng)于真空能量的1/3。具有諷刺意味的是，這種形式的能量最早是愛因斯坦提出的，目的卻是為了維持一個(gè)靜態(tài)的宇宙。他把這種能量稱為“宇宙學(xué)常數(shù)”(cosmological constant)。

　　暗能量將對(duì)宇宙的未來產(chǎn)生巨大的影響。克勞斯曾經(jīng)和美國(guó)華盛頓天主教大學(xué)(Case Western Reserve University)的宇宙學(xué)家格倫·斯塔克曼(Glenn Starkman)一起，合作探討了這樣一個(gè)問題：在一個(gè)包含宇宙學(xué)常數(shù)的宇宙中，生命的最終命運(yùn)將會(huì)如何。結(jié)論是：不太樂觀。這樣一個(gè)宇宙將演變成一個(gè)非常不適宜生存的地方。宇宙學(xué)常數(shù)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)固定的“事件視界”(event horizon)，在這種假想邊界以外，任何輻射或物質(zhì)都不可能被我們看到。宇宙看起來就像一個(gè)內(nèi)外顛倒的黑洞，物質(zhì)和輻射不斷被吸出視界，然后永不回頭。這一發(fā)現(xiàn)意味著，可觀測(cè)宇宙包含的信息是有限的，因此生命和信息處理過程都不可能永久持續(xù)下去。

　　不過，用不著擔(dān)心有限的信息可能會(huì)帶來麻煩，在信息極限成為問題之前很久，所有隨著宇宙一起膨脹的物質(zhì)就會(huì)被推到事件視界以外。美國(guó)哈佛大學(xué)的亞伯拉罕·洛布(Abraham Loeb)和長(zhǎng)峰健太郎(Kentaro Nagamine)研究了這一過程。他們發(fā)現(xiàn)，我們所說的“本星系群”(Local Group of galaxies，由銀河系、仙女座星系和許多圍繞它們旋轉(zhuǎn)的矮星系構(gòu)成)將坍縮成一個(gè)巨大的超星系。所有其他的星系都將消失在事件視界以外。這個(gè)過程將歷時(shí)1,000億年，看起來也許很長(zhǎng)，但與永恒的荒蕪相比，也只不過是轉(zhuǎn)瞬之間而已。