宇宙之謎

最初的宇宙是什麼樣的

宇宙是如何產生和演化的,自古至今有過很多說法。

1927年,比利時天文學家勒梅特提出一個十分有趣的理論。他認為,宇宙的物質和能量最初裝在一個“宇宙蛋”內,今天的宇宙是這個不穩定的宇宙蛋災難性的爆炸後膨脹的結果。1929年,美國天文學家哈勃測量星係的譜線之後,發現譜線與星係距離的定量關係。由此可知,現在星係都在彼此退行著。

40年代,美籍俄國天體物理學家伽莫夫對勒梅特的理論十分讚賞,並把它稱作“大爆炸理論”。伽莫夫對這一理論的研究,說明宇宙混沌之初的情景,並預言了對大爆炸遺跡觀測應該對應著一個溫度為5K(-268℃)的宇宙背景輻射。伽莫夫的理論太玄了,以致於沒有人去認真地觀測,以驗證他的理論。

60年代,美國貝爾實驗室中兩名科學家在進行通信研究時,意外地發現了宇宙背景輻射的濕度。經反複測量,這個溫度約為3K左右。這對大爆炸理論當然是一個極其鼓舞人心的支持。

80年代,美國天體物理學家古特又對大爆炸理論進行修改,他引入粒子物理學的一些新理論,建立了暴脹理論。

盡管大爆炸理論是一個很好的理論,但是,能否在實驗室內演示一下大爆炸的演變過程呢?這是一個很有趣的想法。80年代末,歐洲的一些科學家在巨大的正負電子對撞機上進行這個嚐試。這台對撞機有一條長長的管道(17英裏)穿越瑞士和法國交界地區。實驗的初步結果表明,150億年前發生的大爆炸過程中,許多自然界不存在的且壽命極短的粒子曾經誕生,並在極短時間內形成恒星和星係物質。

現在,大爆炸學說已得到三方麵的支持:宇宙在膨脹著、氦元素豐度為30%和3K背景輻射。但這還不能說明該理論完全正確。美國國家科學院天文學調研委員會對大爆炸學說曾這樣評價:“現在已掌握的資料尚不精確;對它們的解釋或許尚有問題;這個理論也許是錯誤的。”並指出進一步檢驗的必要。特別是宇宙起點前的樣子、膨脹宇宙的結局和能否收縮等問題需進一步研究。