这是一个好消息，宇宙将不会在一个灾难性的大挤压中结束；但这也是一个坏消息，因为暗藏着一个更可怕的命运。

1997年3月5日夜，智利美洲天文台的大型望远镜截获了来自宇宙的一条信息，它发自地球出现前的10亿年，其内容具有真实的宇宙学意义。这一飞过半个宇宙的信息已被完全读出。为破译它，一个国际专家小组花了几个月的时间。1998年1月，加州洛伦斯伯克利实验室的珀尔马特（S. Perlmutter）和其同事，向全世界揭示了这一信息的要旨：宇宙将永无终结。

一个月后，施米特（B. Schmidt）领导的小组，在澳大利亚发表了有关这一宇宙信函中的更多内容，它作为甚远星系中的超新星爆发的光暴来到地球，这一信息也跟前一次的相同。现在，剑桥哈佛 · 史密逊天体物理中心的科克纳克（C. Kochneck）公布了这方面的更多证据，它们暗含在被暗星系所弯曲的光中。

这三组宇宙信函皆暗示出，我们的宇宙将不是塌缩在一个大挤压之中，而是永远膨胀下去；这并非是事情的全部，它们还暗示出，这个膨胀着的宇宙被某种神秘的力量（反引力）所支配，这个力弥漫于整个宇宙，它完全暴出于虚无之中。

关于宇宙的最终命运是简单的，但其详情却极复杂。把一个球向空中掷去，引力将使它慢下来，并停止向上运动，最终掉在地上；若你使劲掷球（如使用火箭），球将进入太空，并永远在那里奔跑。

对宇宙来说也是如此。若它拥有足够的物质，引力将使膨胀放慢、停止，并最终使其逆转，产生一个灾难性的大挤压；但若宇宙所含物质太少，或者有某种外加的“魅力”在起作用，那么宇宙将永远膨胀下去。

故宇宙的命运取决于它含有多少物质？若物质密度足够地大，这将使宇宙膨胀走向终止；若密度太低，那么宇宙将战胜引力。宇宙学家把宇宙的实际密度与临界密度之比，称之Ω，天文界花了几十年的时光，企图测定这个Ω值，看它是小于或大于或等于1？

但还有一件比宇宙命运还重要的事。若Ω正好是1，那将是有关宇宙起源的现行理论的一个胜利。按此说，宇宙刚诞生后，即被“暴胀”而扩大，像个巨大的气球，进而得出预言：正像一个巨大气球的表面，当宇宙因暴胀而急速膨胀时，空间应变得较少弯曲，且现在看上去应是平直的。爱因斯坦的引力理论，把空间曲率跟宇宙中的物质联系起来，并得出一个平直宇宙的结论。他的理论表明，Ω应正好为1。

由于宇宙的命运和这些理论皆取决于Ω值，故天文学家尽了最大的努力去探测宇宙中的物质量。一个明显的办法，是把能见到的所有天体都加起来，但错了。对星系团引力效应的研究表明，在宇宙中至少存有10倍于发光天体质量的暗物质，但是即使把所有这些暗物质都放入方程，仍不能使理论家感到满意。虽然寻遍了宇宙的角落，仍是未能找到Ω=1所需的物质量。

为何对超新星的测量结果如此令人兴奋呢？原来，天文学家可利用甚远超新星来测量宇宙（膨胀）自大爆炸以来所放慢的程度，进而了解引力（也即物质）有多大。当一颗星球以超新星爆发终其一生时，其爆炸的亮度取决于物理学的尝试和试验（tried and tested）定律。这样，使得天文学家的一个梦想成真，使它们获得了一个标准“烛光”，因为超新星的亮度仅随（离地球）距离而变暗，故测定了遥远超新星的表观亮度，天文学家就能推算出它离地球有多远？

这一距离为探测宇宙膨胀是否加速或减速提供了一种量度。若膨胀在减速，来自超新星的光所走的路程，应小于（膨胀）加速时的路程。这个结论较复杂，而其基本思想却简明。超新星的光所穿越的距离越短，它看上去也越明亮。哈佛-史密逊天体物理中心的柯申（R. Kirehner）说，“我们测量超新星的表观亮度，看看它比预期（膨胀率不变）的更亮？还是更暗？”

据此，超新星小组破译了这一宇宙信息。在1997年3月的那个夜间，智利美洲天文台的4米望远镜观测到了比肉眼能见度暗1000万倍的一颗超新星，它大概处在地球至可见宇宙边缘一半的距离上。

这一信息令人十分吃惊。珀尔马特等在《自然》杂志上报告说，他们测得的宇宙膨胀不是在减速而是在加速。宇宙不仅没有足够的物质使膨胀放慢并逐渐停止（就像Ω=1时，人们所期望的那样），似乎还有一种外在的力在加快膨胀。这对现行的早期宇宙理论不能不说是一个坏消息，该理论预言宇宙是平直的，而Ω值必须精确地等于1，故膨胀不该被加快。

人们希望在1月召开的美国天文学学会的年会上，珀尔马特等的报告是被少数没有代表性的超新星事例所误导的，但珀尔马特说：“我们现在分析了已发现的65个超新星事例中的40个，这些数据依然表明，Ω值远小于1。”

几个星期后，施米特传来了更坏的消息，他们研究了14个甚远超新星，给出了同样的回答。很明显，现行理论似乎缺失了什么东西，最可能的是一种奇怪的力（量子论所提出），它弥漫于整个宇宙空间。理论家称它为宇宙学常数，或简称λ。这个力出自虚粒子（它们不停地、快速地出没于空间）。而λ正表达了这一特性，为宇宙膨胀的加速提供了所需的“鬼魅之力”。更妙的是，将λ跟Ω相结合，就能保证现行理论所要求的平直空间，而最重要的一点是Ω+λ=1。

这听起来很完美，但许多理论家对λ却泄气。其中一个理由是，他们分享了爱因斯坦为其宇宙学方程加了一个不明确的常数λ（他说λ是“他一生中犯的最大错误）而感到的懊丧；其二，所有试图用量子论去计算λ值的人，都取得了大得荒唐的值，或者，得出无限多个值。

尽管有这些坏情绪，宇宙学家必须学会跟λ相处。一些人开始用所谓引力透镜现象去测量λ值。当遥远星系的光穿过其他星系到达地球时，中间星系的引力弯曲了路过的光线，这样就形成了遥远星系的多重像（即引力透镜像），且能为地基望远镜所观察到。利用爱因斯坦的引力理论可估算出，能在夜空中看到多少这种像？

若确有λ，那么其反引力效应势必伸展空间的容积，这将提高弯曲星光星系（处在遥远类星体和我们之间）数目的机会。这就是说，有λ要比无λ（的情况）具有更多的透镜现象事例。科克纳克利用透镜效应，已对λ值的大小给出了一个界限。1994年科氏小组宣称，他们对一些类星体的测量，揭露出有6个引力透镜，它们形成的看来都是引力透镜像。把这个数目跟不存在λ的相比，研究者得出了λ值的上限——0.7。

自此以来，科氏小组一直在完善这组数据（值）和可靠性。有一点令人担心，天文学家有可能疏忽了许多类星体，因为“测量往往根据（星光）颜色，而类星体的透镜像易被透镜星系的光和尘粒效应所污染。”

为了检验这种效应又避开这一污染，科氏小组另辟新径，他们检查了那些辐射被弯曲成多重源（看上去像条光弧）的射电星系目录，这种现象是被中间星系的引力造成的。科氏说，“射电波不受尘粒影响，因其波长的长度要比尘粒大得多。”

检查结果表明，对透镜类星体像的测量是十分可靠的。射电星系的测量结果也给出了上限为0.7的λ值，这样，Ω值的下限在0.3左右。这两个数字都跟超新星的观测结果相吻合，它们之和正好为1。

现在理论家松了一口气，因为λ和Ω的结合，既保证了宇宙的永远膨胀，又有一个平直的空间。很幸运，有一系列独立的证据暗示出，宇宙的伟大设计确实是简洁而美。由德国马克斯普朗克天体物理研究所的巴特曼（M. Bartelmann）领导的一个国际小组，研制出一种对λ和Ω结合效应十分敏感的测量手段。

它能从宇宙早期星系团的形成上测出这种效应。数学模型表明，星系团的形成对Ω值的大小很敏感。粗略地说，值越大，成团所需的时间越长，这意味着若是一个高Ω值的宇宙，相对来说星系团较少，因而被其引力所弯曲的遥远星（系）光而成的光弧，势必数目减少。

但λ值对我们看到的透镜像的数目也有影响。λ值越大，星系团将越少，那么我们看到的光弧也就越少。故计算透镜像并跟理论预测值相比较，他们认为应能获得和λ的值。

—个小组使用超级计算机，以不同的Ω和λ值的组合，来估算可能看到的透镜像（数目）。由于每种模拟都需要大量的计算，故巴特曼等只作了3对组合的运算。他们欣慰地看到，每对组合都产生了很不相同的结果，说明这样（组合）的模拟确很敏感。

例如，设定λ=0、Ω=1，在这样的宇宙中，透镜像只有几十个；若把Ω值降到0.3，透镜像的数目将增大70～2400倍。

那么，什么样的组合最适于我们宇宙呢？巴特曼说：“还没有人对光弧作过全天扫描，故我们只好外推出全天存在的数目。”“外推出的数目在1500-2400之间，据我们的模型，这个数目接近于一个具有Ω=0.3、λ=0.7的宇宙。”

这对所有的小Ω和λ又未大到1的组合来说，似乎是一个坏消息。巴氏强调说，这些数字的精确性不能太夸张，因为模拟所作的巨大计算量，迫使他们只作了3对组合（Ω+λ），“若你欲挽救λ，我想最好是使Ω较小，譬如0.2左右，而λ在0.8左右。”

不同（值）组合（Ω+λ）模拟的敏感性，为其他研究者所关注。但巴氏说，这里还存有误差源，具体地说，若每个星系的透镜效应形成的呈系团效应被忽视，而“它们使得团的透镜效应更为有效（比我们模型），它们将允许一个大Ω值，但不致大到1。”

故实际的信息内容，看来跟现在从超新星、类星体所得的测量（即Ω=0.3、λ=0.7）相同。宇宙将永远膨胀下去，并证明是平直的。看来大挤压的思想已成过去，但Ω和λ的确切值，以及宇宙学家的各种理论，仍然有待选定。美国航空航天局（NASA）的“微波各向异性探测器”和欧洲空间局的“PLANCK”探测器都将发射升空。这些探测器将利用宇宙大爆炸的余热，来测定Ω和λ值。故这些值可能在下个世纪初被最终确定。

即使宇宙能永存，但其居民却没有这么幸运，1万亿年后，所有的星球都将耗尽其燃料而灭亡，在那永恒的夜间偶尔还能看到一丝闪光，这是垂死恒星塌缩成黑洞时发出的光（即所谓霍金辐射）。即使是黑洞，它们最终也将在辐射暴中蒸发掉；再过10¹²²年，即使最大的黑洞也将消失，宇宙将在寂静中渡过难以想象的10000000000²⁶年。据量子论预言，此时的铁原子（最稳定的元素）将通过隧穿效应而消失在微黑洞之中，而后者渐即在霍金辐射中消逝。宇宙可能始于光辐射，而终于什么也没有的黑暗之中。

[New Scientist，1998年4月11日]