第1章 神奇的宇宙(1)(1 / 3)

宇宙的誕生人們常常會問:宇宙是永遠不變的嗎?宇宙有多大?宇宙是什麼時候誕生的?宇宙中的物質是怎麼來的?等等。

當人類第一次把眼睛投向天空時,他就想知道這浩瀚無垠的天空以及那閃閃發光的星星是怎樣產生的。所以,各個民族,各個時代都有種種關於宇宙形成的傳說。不過那都是建立在想象和幻想基礎上的。今天,雖然科學技術已經有了重大進步,但關於宇宙的成因,仍處在假說階段。歸納起來,大致有以下這麼幾種假說。

到目前為止,許多科學家傾向於“宇宙大爆炸”的假說。這一觀點是由美國著名天體物理學家加莫夫和弗裏德曼提出來的。這一假說認為,大約在200億年以前,構成我們今天所看到的天體的物質都集中在一起,密度極高,溫度高達100多億度,被稱為原始火球。這個時期的天空中,沒有恒星和星係,隻是充滿了輻射。後來不知什麼原因,原始火球發生了大爆炸,組成火球的物質飛散到四麵八方,高溫的物質冷卻起來,密度也開始降低。在爆炸兩秒鍾之後,在100億度高溫下產生了質子和中子,在隨後的自由中子衰變的11分鍾之內,形成了重元素的原子核。大約又過了10000年,產生了氫原子和氦原子。在這10000年的時間裏,散落在空間的物質便開始了局部的聯合,星雲、星係和恒星,就是由這些物質凝聚而成的。在星雲的發展中,大部分氣體變成了星體,其中一部分物質因受到星體引力的作用,變成了星際介質。

1929年,哈勃對24個星係進行了全麵地觀測和深入研究。他發現這些星係的譜線都存在明顯的紅移。根據物理學中的多普勒效應,這些星係在朝遠離我們的方向奔去,即所謂的退行。而且,哈勃發現這些星係退行的速度與它們的距離成正比。也就是說,離我們越遠的星係,其退行速度越大。這種觀測事實表明宇宙在膨脹著。那麼,宇宙從什麼時候開始膨脹?已膨脹多久了?根據哈勃常數H=150千米/秒.千萬光年,這個意義是:距離我們1000萬光年的天體,其退行的速度為每秒150千米,從而計算出宇宙的年齡為200億年。也就是說,這個膨脹著的宇宙已存在200億年了。

20世紀60年代天文學中的四大發現之一的微波背景輻射認為,星空背景普遍存在著3K微波背景輻射,這種輻射在天空中是各向同性的。這似乎是當年大爆炸後遺留下的餘熱,從某種意義上這也是支持了大爆炸宇宙學的觀點。但是,大爆炸宇宙學也有些根本性問題沒有解決。如大爆炸前的宇宙是什麼樣?大爆炸是怎麼引起的?宇宙的膨脹未來是什麼格局?

第二種是“宇宙永恒”假說。這種假說認為,宇宙並不是像人們所說的那樣動蕩不定,自從開天辟地以來,宇宙中的星體,星體密度以及它們的空間運動都處在一種穩定狀態,這就是宇宙永恒假說。這種假說是英國天文學家霍伊爾、邦迪和戈爾特等人提出來的。霍伊爾把宇宙中的物質分成以下幾大類:恒星、小行星、隕石、宇宙塵埃,星雲,射電源,脈衝星,類星體、星際介質等,認為這些物質在大尺度範圍內處於一種力和物質的平衡狀態。就是說,一些星體在某處湮滅了,在另一處一定會有新的星體產生。宇宙隻是在局部發生變化,在整體範圍內則是穩定的。

第三種是“宇宙層次”假說。這種假說是法國天文學家沃庫勒等人提出來的。他們認為宇宙的結構是分層次的,如恒星是一個層次,恒星集合組成星係是一個層次,許多星係結合在一起組成星係團是一個層次,一些星係團組成超星係團又是一個層次。

綜合起來看,以上種種假說雖然說明了模式的部分道理,但還都缺乏概括性,還有繼續探討的必要。

千年的狂歡不會讓人忘掉一切,紀元的更迭也無法帶走一切疑問,在新的世界裏,仍然有許多長期困惑著我們的問題在心頭縈繞。

20世紀末,科學家們對哈勃太空望遠鏡觀測到的一些現象進行分析後發現,宇宙大爆炸理論出現了矛盾,宇宙可能並非由大爆炸而開始的。倘若真的如此,宇宙又是從何而來呢?

在人類曆史的大部分時期,創世的問題是留給神去解決的。

對於宇宙的起源和人類從哪裏來等問題,許多宗教都給出了一份自圓其說的答案。直到近幾個世紀人類才開始撇開神,從科學的角度去思考世界的本源。

20世紀初葉,愛因斯坦的“相對論”橫空出世。這個推翻傳統時間和空間觀念的理論,給空間、時間和引力都賦予了完整的新概念。按照愛因斯坦的想法,宇宙應該是靜態的。