宇宙是膨脹的嗎？

關於宇宙的存在狀態，歷史上有很多說法。有人說宇宙是靜態的？有人說宇宙正在收縮？有人說宇宙正在膨脹？到底哪種說法更靠譜的呢？二十世後半葉是現代科學迅猛發展的階段，關於宇宙的形成有不同的學說，其中宇宙大爆炸學說，被大多數人所推崇。如果宇宙真的起源於大爆炸，那麼它必然有一個膨脹然後收縮的過程。宇宙中的起點（奇點，奇點不同時空中的某一點，而是處處都是奇點。所有的物質都相互分開，而分開的起始點，就是奇點），在巨大能量作用下爆炸，大爆炸生成物質，然後四散分開，然後在彼此的萬有引力作用下，相互收縮。宇宙起源於一個極短時間的爆脹，然後開始漫長的收縮。我們現在的宇宙萬物都應在彼此收縮之中。這才符合大爆炸模型的一般過程。可是哈勃的觀測打破了這一認識結果。他發現距離我們遠處的星光在發生紅移，而近處的星光在藍移。也就是說，遠處的星際物質在遠離我們，而且越遠的星體，遠離的速度越大。而近處的則相反。也就是說，宇宙中任意一點，遠處的星際物質都在遠離此點，而且越遠，離開的速度越大，這就是哈勃定律。哈勃定律說明現在的宇宙處於膨脹之中。而且科學家透過計算，宇宙的膨脹需要大量的能量，這些能量是我們沒有發現的能量，這就是暗能量。暗能量的數量巨大，是宇宙的主要組成部分。這可能就是當前科學界比較主流的認識。宇宙真的是這樣的嗎？如果真如此，那麼宇宙的生命就是有盡頭的，因為總有一天，宇宙物質會分離得無限遙遠。任何單向的，非守恆的，非往復的運動都會導致覆滅。這與我的世界觀是相悖的，我認為世界是一個自守恆的，迴圈往復的變化過程。因為，這個我們認知的世界是對本體世界的精神反映。本體恆在，變化和運動是主體心靈的概念，我們不能賦予本體以變化的性質。因為，一但有了人的觀念的賦予，本體將不再是本體。也就是說，變化和運動是此在的，心靈世界——現實世界是對本體反映的假像。本體不動，所以，做為本體心靈反映的變化運動必然是守恆的，迴圈往復的。也就是說變化是不變的，運動變化的總體（總量）是不變的。這就是守恆律。只有這樣，自在存在才能決定意識存在，唯物主義的世界觀才能堅持。所以，宇宙的演化必然是膨脹與收縮的共存的變化過程，並且總體守恆。我在其它文章裡強調自然存在——現實存在的一切都是個自守恆的慣性系統，宇宙也應當是個大慣性系。下面試論述之。先做個理論鋪墊。

一、觀者的未來時空與過去時空。物質世界是相對於觀者而存在的，不同的觀者面對不同的世界。或者說世界是與觀者相統一的。一觀者一世界。一般情況而言，不管你如何選擇觀者，物質世界都是運動變化的。因為自在本體的根本的現實世界存在形式是相互作用，而運動變化是反映相互作用的存在形式的。所以，在現實世界裡，對所有觀者，世界都是運動的。觀者的世界裡，一般都選自己的運動（時空）狀態為基礎參考系，並選為靜止時空。我們知道空間是有方向的，在座標系裡一般用正交的三維來表示。時間也是有方向的，一端指向未來，一端指向過去。並作為第四維而容入四維時空——座標系中。

在時間的維度上，人們一般都考濾時間正向——指向未來。而很少考慮時間的負向——指向過去的時空的狀況。有些人甚至說時間是不可逆的。可是對於任何觀者，世界都有它的歷史、現在和將來。相對於觀者的座標系，時空的未來和過去的狀況是相同的嗎？

比如，根據相對論，運動物體的時空存在尺縮、鐘慢和增質（質量增加）的狀況。這一般是指相對觀者指向未來的運動時空的狀況。那麼，指向過去的時空呢？

t a 類時區 類光線

類空區

o p x

b

類時區 類光線

如上面的時空圖，R-otx表示相對觀者A相對靜止的四維時空的tx面。oa表示從o點沿x軸正向以速度v作勻速直線運動到p的世界線，它是指向時間未來的運動時空（沿t軸正向）。ob表示從p點沿x軸反向以速度v作勻速直線運動到o點的世界線。op指向時間過去的運動時空（沿t軸負向）。設觀者座標系R的固有時為t，運動時空的固有時為t/。根據狹義相對論，很明顯有。

t =t/oa/（1-v2/c2）1/2 （1）

t =t/ob/（1-v2/c2）1/2 （2）

式（1）表示從o開始運動到p，o為現在——零時，p點時刻為終點時刻，為未來。t為靜止座標系的固有時，t/為運動時空的固有時。可以看出，t ＞t/oa。也就是說，運動的時鐘時長變短了。如果把o點代表北京，p點代表上海。一人B從北京坐飛機以速度v直線飛上海，A去送行。零點起飛，到上海時B的手錶指向1點，那麼，地表觀者A的手錶可能指向2點。在觀者A看來，B的手錶走慢了。也就是說，A和B的意見不統一，B認為1個小時就從北京飛到了上海。但A認為B飛了2個小時。這就是動場的鐘慢效應。當然，由於飛機的速度v沒那麼大，這種效應可能不會那麼明顯。式（2）表示從p開始運動到o，o仍為現在——零時，p點時刻為過去開始運動時刻。可以看出，t ＞t/ob。也就是說，運動的時鐘時長變短了。如果把o點代表上海，p點代表北京。一人B從北京坐飛機以速度v直線飛上海，A去接站，零點到達。B從北京起飛時的手錶指向11點。那麼，地表觀者A認為B起飛時手錶可能指向10點。在觀者A看來，B的手錶走慢了。也就是說，A和B的意見不統一，A認為B，2個小時才能從北京飛到了上海。但B的手錶才走了1個小時，所以，A認為B的手錶走慢了。這就是動鐘的鐘慢效應。可見，在慣性時空中，不管是過去，還是將來，對於當下時空的觀者，時空都是平直的，而且運動時空都存在尺縮鐘慢質增的效應。並且，世界是有邊的，必須限定在類時時空區域中。但是是無限的，因為勻速直線運動的世界線長是無限的。

根據多普勒效應，當光源與觀者相向運動時，光線藍移。反之，光線紅移。但是這有個觀測方向的問題。即沿著時間線的正向和負向，得出的結論應當是相反的。比如上圖中，沿boa方向觀測，即按時間正向觀測，bo段藍移，而oa段紅移。反之，若反向觀測，即運動光源由a經o向b運動，而情況則相反。對於平直時空，時空的變數是確定的，與運動的方向無關。但是，若運動為發光體，它們的多普勒效應是相反的。那麼，對於非慣性系——引力時空呢？

二、引力時空的過去與未來

如圖所示，靜止座標系R-tox的tx時空面上一物在引力場中的世界線為曲線aob，a和b的切矢為類光曲線。在o點時刻為0，曲線上x＝0時，曲線切矢為0。a、b兩點切矢為光速c。物體沿boa方向運動。從時間的正向來看，曲線oa段處於速度從o到c的加速過程中，過a後速度加速到大於光速c（姑且先認為可以超光速）。曲線bo段處於速度從c到0的減速過程中，b點外速度大於c。從以上條件中，我們可以做出如下判斷：

1、線段boa（不包括b、a）是物質的世界線，是它在現實世界——本宇宙存在的時空區域（類時線）。除此之外，是非現實世界——外宇宙的時空區域（類空線）。a、b兩點為時空奇點，它們若連成面，就是視介面（世介面）。它們之外就是黑洞區域。可見，宇宙是有限的。

2、a、b雖都為奇點，但其意義不同。a點處的外宇宙，是引力場加速的結果。在此點物質毀滅，質量消失，放出巨大的能量。因此，a點才是大爆炸點。b點是黑洞物質減速而重回當前宇宙的時空點。它不在本宇宙釋放能量，反而要吸收巨大的能量，以生成物質。對於同一個物質來說，a點爆發的能量與b是吸收的能量應當相等，這可能就是暗能量。由於大爆生成的本宇宙物質（小於光速）的部分很小，而大部分為外宇宙物質（大於光速），它以暗能量形式代償於本宇宙之中。因此，本宇宙中暗能量遠大於物質的量。

3、從o到a是個加速的過程，從o到b也應當是個加速過程（減速的逆過程，必為加速）。所以，時間的反演意味著當下靜止或低速時空加速過程。a、b兩點向外（t軸向a點正向以外，b點負向以外）的時空為外宇宙，越向外，速度越大（都大於光速）。

4、如果o點物質為靜質量m0，那麼，由o到a為動質量ma，並逐漸增加；b到o也為動質量mb，並逐漸減小。

5、對於當前宇宙來說，a、b兩點在時空上應當是對稱的空間點，即xa＝xb。tb時刻物質生成，ta時刻物質毀滅，並且生成的物質質量應當等同於毀滅的物質質量。所謂靜質量，即為生成質量，減速到相對觀者靜止時的質量，又叫慣性質量。所以，靜止質量的多少，物體慣性的大小，力場作用量的大小，乃至時空的狀態都是相對的，並且是對易的。

好了，做了以上鋪墊，我們就可以研究宇宙是否是膨脹的了。首先，我們回顧一下，哈勃對宇宙的觀測情況。在當下，以地球為觀者，遠離觀者的遙遠太空物質的光線紅移，而且離地球越遠，紅移的量越大。說明距離地球遙遠的星際物質在退行（運離地球）。而且越遠，退行的速度越大。反之，距地球越近，星際物質在向地球靠近。我們知道，光線的速度是有限的，這意味著離地球越遠的地方，在時間上也離現下的地球越古遠。若宇宙是大爆炸的產物，那麼，大爆炸會給予星際物質以初速，有些物質的速度可能遠超光速。同時星際物質從大爆炸中獲取能量（質量）。這個過程時間上非常非常短，只有幾億億億分之一秒。同時造就了非常非常大的空間。（時空是大爆炸的產物，而不是在時空中發生了大爆炸）。之後，由於星際物質的萬有引力，宇宙開始收縮。以上是站在上帝的視角（宇宙之外）所觀測的宇宙的發展狀況（就象站在真空之外，觀測炸彈爆炸一樣）。很長時間之後，人（觀者）出現在宇宙之中。此時，以人（地球）為觀者，觀測的宇宙是什麼樣的呢？

以地球為原點o，以x軸為宇宙空間，-t為時間軸，星際物質的時空圖如上圖。o為地球原點，x軸正向指向遙遠的宇宙空間，-t軸指向宇宙遠古。直線a、b兩點切矢為類空線，曲線bo／a／a為星際物質的世界線。x值越大，-t越大。表示越遙遠，越久遠。由o／到b，時間指向過去，時空速度加大。反過來，時空速度減小。b點是物質生成之處，吸收了巨大能量，而產生物質m。

m＝E／c2

大爆炸後，物質獲得了巨大的速度，後在萬有引力作用下而減速。b點物質速度減小到光速而生成物質，同時生成宇宙時空，b之外為宇宙之外，b為視界（世界）點。曲線 o／b段，星際物質向x軸正向運動，物質遠離觀點o。若星際物質為光源，則光線紅移。而且越久（時間）遠（空間），遠離的速度越大，紅移的量越大。所以，在o／b段，逆時間觀測，是個加速過程；反過來就是減速過程。至o／點速度為零，物體質量為靜質量。所以，從b點物質生成，到o／點是個減速、失能、減質量的過程。以上所講該段的情況正如符合了哈勃的觀測狀況。相對於靜止地球的觀，外太空時間慢長，空間縮小，而質量巨大。

曲線o／a／a段是沿時間正向的加速過程。與o／b段應當是對稱守恆的，a點應當是炸點，質量消失，時空消失，能量生成（暗能量）。此段也應當是個加速的過程。但有意思的是，時空是否膨脹與觀者的選擇有關。如上圖的以o為觀者，在哈勃的觀測中，近地星光發生藍移，近地空間收縮，而且越近，收縮得越快。

宇宙在膨脹嗎？是，也不是。回溯宇宙的歷史，遠古的星際物質的巨大能量（速度）還未被減速到零，繼而掉頭收縮。因而觀測上它們仍在遠離。但隨著時間的程序（距地越近），它們將來是趨向於收縮的。以o／為分隔點，沿著時間流失的正向，時空減速到零o／點以前，時空是膨脹的，但膨脹的速度越來越慢。在o／點以後，有一段收縮時空區域，有一段是膨脹的，這與觀者的選擇有關。但不管收縮還是膨脹都在加速之中。所以，現在宇宙，往遠處（遠古）看在膨脹，往近處（現在）看，在收縮。

從哲學意義上講，我們的宇宙是對絕對自在的本體世界的心靈詮釋。自在永恆，決定了變幻宇宙的不變性。就是說，我們的宇宙應是個守恆的、迴圈往復的變化過程。仼何單向的變化，必定走向滅亡。派生的宇宙怎麼能毀滅自在的絕對永恆本體呢？所以，如果宇宙來源於大爆炸（爆脹），必然會走向收縮，然後重新開始迴圈。所以，《易經》有言：“復，其見天地之心乎。”所以，守恆律是天地大律，萬物所守也。

哈勃定律只所以認為宇宙膨脹而非收縮，在於關注了當下，而忘卻了遙遠宇宙的久遠。時空一體，不可分離。古今有序，不可忘懷。《論衡》有言：“知今不知古,謂之盲瞽;知古不知今,謂之陸沉。”此謂也。