41 宇宙越变越大：哈勃定律

从古代开始，哲学家们就在思考一个问题：宇宙是否无限大？宇宙是否存在了无限久？

这两个问题，牛顿回答了第一个。牛顿认为，宇宙必须无限大。如果宇宙不是无限大，由于有万有引力的存在，万事万物必然在引力的作用下相互聚拢，最终收缩成一团物质。很明显，我们的宇宙里天体之间的距离都很大，并没有因为存在万有引力而汇聚在一起。因为只有当宇宙无限大的时候，天体才有可能在受到另外一个天体吸引的同时，在相反方向上必存在一个天体提供与之平衡的引力。无限大意味着无限可能性，只要去找就一定有。

德国哲学家奥博斯回答了第二个问题。奥博斯认为，如果牛顿是对的，也就是如果宇宙真的是无限大，则它必然存在了有限时间。否则地球上应该只有白天没有黑夜。奥博斯的推理很简单，如果宇宙无限大，则你看向夜空，不论你看向哪个方向，在这个方向上必然存在一个发光的天体。奥博斯那个时候已经知道光速有限，光的传播需要时间。如果宇宙存在了无限久的话，远处天体的光必然已经传到地球上被我们看见，如此一来，不管你看向哪个方向，都应该能看到一个正在发光的天体，我们的天空应该处处有星光，那么黑夜就不应该存在，地球上应该永远是白天。

牛顿和奥博斯分别回答了宇宙是否无限大，存在是否无限久的问题。但是他们的答案是自相矛盾的。就好比盖房子，如何用有限时间盖无限高的楼呢？物理层面上我们无法想象宇宙如何做到，用有限的时间生长到无限大，但很多时候，答案错误是因为问题问得不对。

问宇宙的大小和年龄是静态思维，假设宇宙是一成不变的。这个问题最终是20世纪30年代，美国天文学家哈勃解决的。哈勃通过对几十个星系的观测，发现所有天体都在远离我们而去，并且距离我们越远，远离的速度越快，这就是著名的哈勃定律。哈勃定律告诉我们，宇宙处在膨胀过程中，宇宙在不断长大。

哈勃通过对星系的观察总结出了著名的哈勃定律：ν=HD, ν是天体之间远离的速度，D是两个天体之间的距离，H叫作哈勃常数，是一个通过观测，经验性地描绘出来的数值。这个数值随着观测越来越精确，也在不断变化。

宇宙是有限大的，且在不断变大。正是因为宇宙在变大，天体才没有因万有引力而收缩成一团。