正文 第10章站在火星看身邊的一切(3 / 3)

其實在流星現象中,一個微小的流星體就足以產生在幾百公裏之外就能看見的亮光,其原因就在於流星體的高速度。當流星體闖入地球大氣時,它與大量的空氣分子相碰撞,使顆粒的外層微粒被撞離母體。在碰撞的過程中,一些空氣分子發生電離。當被離解的電子再次被原子俘獲時便會產生發光現象。

一個流星的顏色是流星體的化學成分及反應溫度的體現,這有點像我們在節日中所看到的禮花。但是流星通常不會發出可以聽見的聲音。如果你沒有看到它的話,它就會悄無聲息的一掃而過。當然也有人稱聽到過流星劃過的聲音,那一定是一顆非常亮的流星。一個非常亮的流星,如火流星,可能會聽到聲音。如果流星體的直徑大於大氣分子的平均自由程,則在流星體的前邊會產生大量的激波。偶然情況下,這些激波會深入到大氣的底層從而被我們聽到。這些聲響主要集中在低頻波段,聽起來像遠處發出的隆隆聲。

流星包括單個流星(偶發流星)、火流星和流星雨三種。

那麼流星從何而來呢?

一般來說單個流星,也被稱為偶發流星,是穿行在星際空間的塵埃和固體小塊,在外空間運行時由於引力作用被地球所俘獲,因而闖入地球大氣圈形成流行現象的。而火流星也屬於這一類流星,隻是流星體較大,在進入地球大氣後來不及在高空燃盡而繼續闖入稠密的低層大氣,以極高的速度和地球大氣劇烈摩擦,產生出耀眼的光亮。

而流星雨一般認為是由於彗星的破碎而形成的。我們曾看到過的著名的獅子座流星雨的流星體就與坦普爾·塔特爾彗星的軌道相同,所以一般認為坦普爾·塔特爾彗星是獅子座流星雨的母體。

我們前麵曾經講過彗星主要是由冰和塵埃組成。當彗星逐漸靠近太陽時,冰氣化,使塵埃顆粒像噴泉之水一樣,被噴出母體而進入彗星軌道。除了形成彗發和彗尾的顆粒外,剩餘的物質就會被滯留在彗星軌道附近。這樣就形成大顆粒超前於彗星母體,而小微粒將滯後母體。當地球穿過塵埃尾軌道時,我們就有機會看到流星雨。位於彗星軌道的塵埃粒子雲被稱為“流星體群”。

當你知道了這些流星有著這樣的來曆之後,還會不會在下次看到流星時,向著它默默的許願呢?

19.我們最近的鄰居——月球從何而來

在我國的古代傳說中把月球描繪成了一個銀裝素裹的世界,而且月亮上的廣寒宮裏麵住著一位古代美女嫦娥,一隻白兔,而且還有一位天天在砍伐桂樹的吳剛。自古以來人們就常常對著月亮遐想出很多美麗的故事。然而當美國太陽神十一號宇宙飛船在1969年7月19日降落到月球上時,宇航員們既沒有看到廣寒宮,也沒有找到嫦娥和白兔,更沒有桂樹和吳剛。許多人的美麗遐想被科學的現實打破了。

但是不要以為人類登上了月球,我們就能夠了解它了,相反地在人類登上月球二十六年後的今天,人類對月球的了解並沒有增加。人類留在月球上的各種幫助我們了解月球的儀器,傳回來更多的是讓科學家們不解資料。

不禁有人要問,月亮你到底從何而來?你的將來會是怎樣?你的麵紗下究竟藏著怎樣的曆史呢?

經過多年人類對月球的研究,科學家們對月球的起源提出了三種假設:

第一種,月球和地球一樣,是在四十六億年前由相同的宇宙塵雲和氣體凝聚而成的;第二種,月球係由地球拋離出去的,拋出點後來形成太平洋;第三種,月球是宇宙中個別形成的星體,行經地球附近時被地球重力場捕獲,而環繞地球。

最早第一種和第二種假說的呼聲比較高,然而在人們分析過登月宇航員從月球上取回土壤樣品之後才發現,月球成分和地球是不同的,地球是鐵多矽少,月球是鐵少矽多,地球鈦礦很少,月球很多。因此第二種假設就不能成立了,而第一種假說似乎也有些站不住腳了。如果地球和月球是在四十六億年前經過相同過程形成的,那麼成分應該一樣才對,為什麼會有差異呢?科學家們不得不放棄了第一和第二種說法。

而第三種假說也受到了很嚴重質疑。如果說月球是從其它地方飛來的星體,‘不小心’飛進太陽係裏,太陽引力比地球引力大很多,照理講月球應該受到太陽的引力而飛向太陽,不是受到地球的引力留在地球上空的。

以上這三種假說沒有一項能解答人們心中所有的疑問,也沒有一種禁得起嚴格的質問。所以說,月球究竟來自何處,一直是天文學界的一個未解之謎。也就是在這種前提下,又有人提出了很多離奇的假設。

經過人們的不斷觀測發現月球有很多無法用科學來解釋的奇特現象,如神秘閃光、白雲、黑雲、結構物、幽浮等。更有用現代儀器在月球表麵測得,月球很有可能是空心的球體。

人們根據上述現象又提出了一種假設:月球不是自然界的,它是‘人’造的,經過精細的計算後從別的星係運到太陽係來,並擺放在了現在的位置,使地麵上的人能在夜間看到它,而且和太陽一樣大。月球是空心的,其地殼隻有兩層,因為航天員安裝在月球表麵的月震儀顯示震波隻在月表傳遞,而不深入內部,可見月球的確隻有這兩層月殼。外殼是岩石及礦物層,由於隕石撞擊月球後隻能穿這一層,已知隕坑的深度都不深,在四到五哩之間。月球內殼是堅硬的人造金屬層,厚度不知道,成分含有鐵、鈦鉻等,能耐高溫、高壓、腐蝕,是一種地球人未知的合金。

也許你會覺的這一假設過於荒誕,但不管是什麼樣的假設,都需要科學的理論去證實它。

20.“神秘力量”拉探測器出軌

在1972年和1973年美國宇航局分別發射了先驅者10號和先驅者11號探測器,現在它們距離地球已經有數十億英裏遠了。科學家發現,有某種“神秘的力量”在推動或拉扯著兩個探測器,從而導致它們加速飛行。這種無法解釋的力量被科研人員稱為“先驅者號異常”,而這種神秘的力量似乎一直在影響先驅者10號和先驅者11號飛船的運行,使得它們在遠離太陽係的時候運行速度減慢。這種力量是否源於探測器自身?它是否來自一些暗物質?還是一些物理學或萬有引力新規律在起作用?科學家們一直找不到合理的答案。

到2007年2月6日時,先驅者10號距離太陽已經有大約92.12天文單位(1天文單位等於太陽和地球的距離,大約有9300萬英裏,也就是1億5000萬公裏),並開始向金牛星座進發。

研究人員在探測器離地球越來越遠時,觀察到來自探測器的微波振幅出現了跳躍變化,從而注意到了這個異常現象。研究人員在每個探測器的多普勒頻波中都發現了未曾料到的振幅變化,而飛船的多普勒頻波一向都比較穩定,這種它最終可能在漫無邊際的太空旅行中擺脫地麵人員的監控。

牛頓認為萬有引力隨著物體之間距離的增加而縮小,而先驅者10號和先驅者11號每個探測器和太陽的距離都要比按照傳統萬有引力定律計算出來的距離要小,兩個距離大約相差40萬公裏。先驅者號探測器在加速衝出太陽係時則達到了每小時大約48280公裏的速度。

美國宇航局噴氣推進實驗室的天文物理學家斯拉瓦·圖裏謝夫指出:先驅者號探測飛船可以說對牛頓物理定律做了最大規模的檢驗,這也是人類一直想要做的,然而實驗卻失敗了。找到造成這種現象發生的物理學原因不僅可以證實牛頓定律的正確性,而且還可以使航天工程人員在設計未來飛船中把先驅者號異常現象考慮在內從而讓飛船更加穩定的飛行。

研究人員想要確定先驅者號探測器的電路或者兩個原子能發電機是否放射出了紅外線光子,然後這些光子又是否迅速的打到了航天器像碟子那樣的天線上進而引起了反衝作用,而經科研人員模擬試驗發現探測器自身原因造成先驅者異常現象發生的可能性在55%至75%之間。

在研究人員對先驅者號異常現象進行初步分析後,他們把目標轉向了先驅者10號探測器長達11.5年的空間觀測遙感數據上,盡管先驅者11號隻有大約4年的服役壽命。研究人員稱一旦這些數據處理任務完成,那麼先驅者號異常現象背後的秘密就可以發現。

21.北鬥七星會永遠在一起嗎

在我國古代,把大熊星座中的七顆亮星看作一個鬥勺的形狀,這就是我們常說的北鬥七星。北鬥七星是銀河係中的七顆恒星。這七顆星離我們的距離不等,在70~130光年之間。

宇宙間一切物體都在運動和變化之中,恒星也不例外。由於恒星距我們太遠,大多是幾千光年、幾萬光年,即使它們以很快的速度運動了很長的時間,都不能在我們眼裏產生位置的變化感。就連距我們隻有70~130光年之間的北鬥七星,也需經曆十萬年才能看出它們的微小位置改變。因此,隻有幾千年文明史的智人,即使某個老祖宗一直活到現在,也不可能察覺出某顆恒星的位置有什麼變化,這就是過去人們為什麼會把它稱作“恒星”的原因。

由於北鬥七星各自運行的速度和方向也不一樣。天文學家們已經算出,10萬年前看到的北鬥七星組成的圖形和10萬年後將要看到的圖形,都和今日的大不一樣。

22.星星是從哪裏生出來的

在夜晚的星空中,除了太陽係內的星星是行星之外,可見的基本都是恒星。

從古代起人們就不斷的運用手中有限的技術來研究星星之家——宇宙。星星又是怎樣從這個家中誕生的呢?這還要從宇宙的形成來說起。

《淮南子。原道訓》注:“四方上下曰宇,古往今來曰宙,以喻天地。”即宇宙是天地萬物的總稱。宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質的總稱。宇宙是物質世界,它處於不斷的運動和發展中。

經過科學家們不斷的探索研究,最終提出了一種比較有說服力的宇宙誕生的理論——宇宙大爆炸理論。許多科學家認為宇宙是由大約200億年前發生的一次大爆炸形成的。在爆炸發生之前,宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起,並濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大,之後發生了大爆炸。大爆炸使物質四散出擊,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應下降,後來相繼出現在宇宙中的所有星係、恒星、行星乃至生命,都是在這種不斷膨脹冷卻的過程中逐漸形成的。

在爆炸之後的星際空間中普遍存在著極其稀薄的物質,主要由氣體和塵埃構成。它們的溫度約10~100K,密度約10-24~10-23g/cm3,相當於1cm3中有1~10個氫原子。星際物質在空間的分布並不是均勻的,通常是成塊地出現,形成彌漫的星雲。星雲裏3/4質量的物質是氫,處於電中性或電離態,其餘的約是氦以及極少數比氦更重的元素。在星雲的某些區域還存在氣態化合物分子,如氫分子、一氧化碳分子等。如果星雲裏包含的物質足夠多,那麼它在動力學上就是不穩定的。在外界擾動的影響下,星雲會向內收縮並分裂成較小的團塊,經過多次的分裂和收縮,逐漸在團塊中心形成了致密的核。當核區的溫度升高到氫核聚變反應可以進行時,一顆新恒星就誕生了。

然而,大爆炸而產生宇宙的理論有很多還不能解釋的天文現象,所以還不是一個成熟的理論體係,還受到很多天文學家的質疑。而且就目前來說還沒有確鑿的證據來證明這一理論是完全正確的,所以由此衍生出來的一些宇宙現象的解釋也就隻能停留在假設的層麵上。星星的誕生就是其中之一,所以,關於星星的誕生還要等待關於宇宙誕生的合理解釋來加以印證。

迄今為止科學家又發現,在木星和土星的表麵散放出來的能量比它們所吸收的能量要多,這就意味著木星和土星也可以發光,隻是它們發出的是遠紅外線而不是可見光而已。有人說,這有可能是新理論提出的前奏。

23.人馬座存在外星信號

2006年國際天文學聯合會和美國國家航空航天局在華盛頓共同發表聲明,宣稱國際天文學聯合會和美國國家航空航天局在華盛頓舉行一個隆重的新聞發布會,正是宣布確認卡瑪射電望遠鏡群早些時候收到的太陽係外電波具有高等文明特征。

位於美國加州卡瑪是世界上最大的射電望遠鏡群,該設施在2005年底對距離地球4900光年OGLE-TR-56行星例行觀察時發現了這一微弱的信號。這是一個從外層空間傳來的長達37秒鍾的無線信號,在發現這一信號後該設施在隨後2400小時的裏,多次記錄類似電波。這一信號來自人馬座方向,采用的是大約1420兆赫的輻射脈衝。離人馬座方向最近的恒星也有220光年遠,如果這一無線信號真是從那兒發出,那兒一定發生了奇跡——或者是某個外星文明采用了一架超強力發射機發射而來的信號。雖然目前仍舊無法完全確認這些信號的內容,但是已經可以從中分離出明顯的文明特征。

國際天文學聯合會副主席理查德·斯托曼博士表示,該信號並不具有針對性,可能隻是該星球文明內部的通訊泄漏。從目前的分析來看,信號編碼水平已經相當成熟,考慮到發射源距離地球達4900光年,可以肯定的說,如果該文明仍舊存在的話,由於光速為每秒30萬公裏,因此其科技程度至少已經領先地球4000年以上。

聯合國和國際天文學聯合會預料這一重大消息將在自然科學與現實社會中引起強烈的震動,並可能對人類社會發展產生深遠的影響。

這一消息多少會讓人類感覺到生活在這個蒼茫宇宙中的孤獨感少一些吧!

24.月球的起源

月球是離我們最近的天體,自古以來人們就對月亮充滿了想要了解它的渴望。隨著人類的腳步踏上月球的表麵,這種渴望就越來越強烈了。當然這也包括了解月亮的起源。

對於月球的起源,科學家曾經提出國三種理論,但是它們全都有這樣或那樣的缺陷。人們本以為阿波羅登月計劃有助於證明這些理論孰是孰非,然而令人們沒想到的是,其中看來可能性最小的理論卻是最佳理論。

有些科學家認為,月球是和地球一起,於46億年以前,從一團宇宙塵埃中生成的,這就是“月地共生說”。另一種理論認為月球從太平洋地區摳出去的,“地月母子說”。

然而阿波羅登月探險的結果表明,地球和月球的結構成份差別很大,這就從一方麵印證了科學家提出的另一種假說,即俘獲說。有些科學家認為,月亮是偶然闖入地球引力場,而被鎖定在目前的軌道上。可是,要從理論上解釋這一過程的機製,難度相當大。因此,在事實麵前上述三種理論全都難以站得住腳。這正應了羅賓·布列特博士所說的話:要解釋月球不存在,要比解釋月球存在更容易些。

這幾種月球起源假說都存在著這樣或那樣的缺陷,而這些缺陷又遠不是用科學所能解決得了的,所以現在科學家們又提出了一種新的假設,即“月球——宇宙飛船”假說。他們認為在宇宙的某個角落裏有一種較我們地球進化先進幾十倍的高智生物,出於某種目的,他們使用了某種技術,將一個小行星內部挖空,改造成巨大的宇宙飛船,然後經過漫長的年代,穿越了許多恒星係將它送來我們地球軌道。這一假設可以解決許多現代科學無法解釋的月球神秘現象。雖然這一假設與上古神話所記述的事件有許多一致的地方,甚至雙方可以互證,但還需要眾多的證據來證明它的可靠性。

月球的起源雖然存在著種種假說,但是都還沒有確鑿的證據來證實它們,所以關於月球的起源還是一個有待證實的謎。

25.月球的年齡之謎

人們一直想弄清地球的確切年齡,這樣才能更好的研究地球的演化過程。然而科學家們尋找了很多途徑,但是都不能得其門而入。於是有人提出根據現代科學對月球成因的假設,我們可以從月球的年齡來判斷地球的年齡。可是誰也沒想到,對於月球年齡的研究給人類帶來了一個更大的謎題。

宇航員尼爾·阿姆斯特朗降落在月麵信手撿起的月麵岩石其曆史都在36億年以上。在以後的數次登月中,宇航員從月球表麵帶回的岩石中還有43億年,甚至45億年以上的東西。而“阿波羅”11號飛船帶回的月麵土壤標本據信曆史已達46億年。而迄今為止,科學家在地球上發現的最古老的岩石是在非洲大裂穀中發現的,它的年齡是35億年。大多數科學家認為,大陽的年齡大約是50億歲,地球的年齡大約是46億歲。土壤標本46億年前後的年齡,正是太陽係剛剛形成之際,這麼古老的岩石不該出現在月球表層。更不可思議的是,這種月球的土壤顯然比它周圍的岩石還要“年長”1億年。如果說,現代探測鑒定年齡的方法有錯誤,那麼這種錯誤不論是對地球還是月球都是一樣的,不該有如此大的差別。難道說美國的宇航員是帶回了一些極個別的標本嗎?事實證明好像並非如此。因為原蘇聯的無人月球探測器也獲得了與美國天文學界相同的結論。

還有更讓科學家們大傷腦筋的。人們將月表岩石用“鉀——氬測定法”測定發現,有的月表岩石竟達70億年,就在“阿波羅”12號宇宙飛船帶回的岩石中,有兩塊的年齡竟是200億年,而這200億年就相當於現在已知地球年齡的四倍。這是科學家們在宇宙中所發現的最古老的東西,因為人類現在所知的宇宙的年齡也不過200億年,那麼月球也許是太陽係中資格最老的成員了,幾乎與宇宙同齡,這簡直太不可思議了。科學家們稱,即使從最保守的年代估計,月球也有50~60億年的曆史。根據這個年齡來推斷,月球根本不可能是太陽係的東西,它很可能誕生在宇宙中的某一個角落裏,不知穿越了幾億個恒星係,更不知經過了多少時光,才來到我們的太陽係。但是讓科學家們感到奇怪的是,在月球極為漫長的旅行過程中,並沒有被其它恒星係的星球俘獲,這真是個奇跡。

由於月球年齡的種種謎題,科學家們對月球的起源也提出了更大膽的假設。但不管是假設還是推測都有待充分的證據來證實。

26.地球轉動的力量從何而來

地球是太陽係中一顆普通的行星,是我們人類的家鄉,地球也存在著很多獨一無二的方麵。在地理課上我們曾經學到過,地球在一個橢圓形軌道上圍繞太陽公轉,同時又繞地軸自轉。而正是因為地球的這種不停的公轉和自轉,地球上才有了季節變化和晝夜交替。然而,地球這樣永不停息地運動是由什麼力量驅使呢?地球運動的過去、現在、將來又是怎樣的呢?

偉大的物理學家牛頓認為地球的運動是一種標準的勻速運動,否則,一日的長短就會改變。他將整個宇宙天體的運動,看成是上好發條的機械,準確無誤,完善無缺。然而這隻是他的一種錯覺。

現代科學已經證明,地球的運動是在變化著的,而且極不穩定。科學家們根據對“古生物鍾”的研究發現,地球的自轉速度其實是在逐年變慢。如在4.4億年的晚奧陶紀,地球公轉一周要412天;到4.2億年前的中誌留紀,每年隻有400天;3.7億年前的中泥盆紀,一年為398天;到了一億年前的晚石炭紀,每年約為385天;6500萬年前的白堊紀,每年約為376天;而現在一年隻有365.25天。

科研人員根據天體物理學的計算,證明了地球自轉速度正在變慢。科學家將此現象解釋為是由於月球和太陽對地球的潮汐作用引起的。

現代人通過石英鍾的幫助能夠更準確地測量和記錄時間。但是人們通過用石英鍾記時來觀測日地的相對運動,卻發現在一年之內地球自轉存在著時快時慢的周期性變化:春季自轉變慢,秋季加快。

經過科學家們長期觀測確定,地球運動之所以會出現這種周期性變化,其原因是由地球上的大氣和冰的季節性變化引起的。此外,地球內部物質的運動,如重元素下沉,向地心集中;輕元素上浮、岩漿噴發等,都會影響地球的自轉速度。

除了地球的自轉外,人們還發現地球的公轉也不是勻速運動。這主要是因為地球公轉是在一個橢圓形軌道上進行的,最遠點與最近點相差約500萬千米。當地球從遠日點向近日點運動時,離太陽越近,受太陽引力的作用越強,速度越快。由近日點到遠日點時則相反,運行速度減慢。

人們還發現,地球自動軸與公轉軌道並不垂直;地軸也並不總是穩定不變的,它就像是一個陀螺在地球軌道麵上作著圓錐形的旋轉。地軸的兩端並非始終如一地指向天空中的某一個方向,如北極點,而是圍繞著這個點在不規則地畫著圓圈。當然地軸指向的這種不規則變化,是由於地球的運動所造成的。

科學家經過不斷的觀察還發現,在地球運動時,地軸向天空劃的圓圈並不是規整的。也就是說地軸在天空上的軌跡根本就不是一個圓的軌跡,而是在圓周以外作周期性的擺動,人們經計算得出其擺幅為9″。

從中我們不難看出,地球的公轉和自轉是許多複雜運動的一種組合,而並不是簡單的線速或角速運動而已。科研人員曾把這種現象形象的說成,地球就像一個年老體弱的病人,一邊時快時慢、搖搖擺擺地繞日運動著,一邊又顫顫巍巍地自己旋轉著。

地球除了公轉、自轉之外,還隨太陽係一道圍繞銀河係運動,並隨著銀河係在宇宙中飛馳。地球在宇宙中運動不息,這種奔波可能自它形成時起就已經開始了。

就現在地球在太陽係中的運動而言,其加速或減速都離不開太陽、月亮及太陽係其它行星的引力。那麼地球最初是如何運動起來的呢?未來又將會如何運動下去呢?其自轉速度會一直變慢下去,直至停止嗎?地球運動需要消耗能量嗎?若是這樣,地球消耗的能量又是從何而來?它若不需消耗能量,那它是“永動機”嗎?最初又是什麼使它開始運動的呢?存在著所為第一推動力嗎?

這一連串的問題迄今為止還沒有人能給出答案,但希望在不久後的未來,人們通過不懈的努力,能夠更了解我們賴以生存的地球,能夠揭開這些秘密。

27.我們真的是爆炸後的遺物

宇宙是如何起源的?空間和時間的本質是什麼?這是從2000多年前的古代哲學家到現代天文學家一直都在苦苦思索的問題。在我國就流傳著盤古於混沌之中開天辟地的說法;二在西方《聖經》中也有‘創世紀’一篇,講述上帝創造世界的過程。這體現了古代的人們無法解釋這些千奇百怪的自然現象,從而編造了神化,用以借助神靈的威力。

而幾千年後人們終於提出了兩種比較有影響的“宇宙模型”。一是穩態理論,一是大爆炸理論。

“穩態理論”是由邦迪、高爾德和霍伊爾於1948年提出的。而“大爆炸理論”,它是1927年由比利時數學家勒梅特提出的。這一理論的核心內容是:最初宇宙的物質集中在一個超原子的“宇宙蛋”裏,在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數碎片,形成了今天的宇宙。這也是現在被大家所廣泛認同,影響力較大的一種說法。這一理論認為我們所觀測到的宇宙曾經有過一段從熱到冷的演化史。在這一時期內,與中體係在不斷地膨脹著,物質密度也隨之從密到疏地演化。這一從熱到冷、從密到疏的過程如同一次規模巨大的爆炸,也就是說宇宙起源於一個單獨的無維度的點,即一個在空間和時間上都無尺度但卻包含了宇宙全部物質的奇點。至少是在120~150億年以前,宇宙及空間本身由這個點爆炸形成。

大爆炸被科學家們大體概括成為一個這樣的過程:宇宙早期,如同一個原始的火球,它具有100億以上的高溫和極大的密度。由於高溫的作用,使得這個原始火球很不穩定。在200億年前,它終於爆炸了,整個體係在瞬間快速膨脹著,宇宙間充滿了基本形態的物質,如中子、電子、質子、光子和中微子等。隨著膨脹的繼續,溫度在幾分鍾後就已經下降到了10億度左右,這時中子慢慢失去了自由存在的條件,它要麼發生衰變,要麼與這些物質中的質子結合成重氫、氦等元素,這一時期是宇宙中的化學元素形成的時期;當溫度繼續降低到100萬度後,早期化學元素形成的過程告一段落;溫度降到幾千度時,爆炸所產生的強烈輻射進一部減退,宇宙間彌漫著氣態的物質。慢慢的氣體凝聚成氣雲,進而演化成各種各樣的恒星體係,知道人類今天看到的宇宙。相對於宇宙爆炸的200億年的時間來說,人類千萬年的曆史也隻不過是一瞬間的事情。

20年代後期,愛德溫·哈勃發現了紅移現象,說明宇宙正在膨脹。通過觀測天文學家們發現,許多星係的光譜都有“紅移”現象。當發光體想離開我們的方向運動時,人們所接收到的光譜線就會移向紅色的這一端。星係光譜的紅移正義為這它們是在遠離我們而去,或者說它們是在退行,這就意味著宇宙在膨脹。1929年,哈勃發現星係退行的速度和離我們的距離成正比,即距離越遠,退行的速度越快,這個規律被稱之為“哈勃定律”。這一定律對大爆炸理論提供了支持。

60年代中期,阿爾諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發現了“宇宙微波背景輻射”,其溫度約為3K,而這也證實了前蘇聯科學家大爆炸理論的創始人之一的伽莫夫曾預言的,今天的宇宙很冷,隻有絕對的幾度。這也給大爆炸理論提供了佐證。

雖然這種理論還沒有得到充分的證實,但是比起其它宇宙模型的觀點來說,大爆炸宇宙學的確能很好的解釋一些神奇的宇宙現象。比如說,我們現在已經觀測到的宇宙間所有的天體年齡還沒有發現超過或者是等於200億年的,這是因為它們都誕生在宇宙唯獨急劇下降之後,太陽也隻不過是50億年前的產物。

再比如說,天文學家們指出,各類不同的天體上,氦的含量都相當大,比例也大體相同,約占30%,靠恒星本身的和反映機製是不足以說明為什麼會有這麼多氦的,而“大爆炸”早期的高溫,卻能較好地解釋這一點。

可是,也有人對大爆炸理論提出了質疑。

宏觀宇宙是相對無限延伸的。“大爆炸宇宙論”裏所說的關於宇宙當初照顧是一個點,而它周圍是一片空白。即把人類至今還不能確定範圍也無法計算質量的宇宙壓縮在一個極小空間內的假設也僅僅隻是一種猜測。況且從能量與質量的正比關係考慮,一個小點無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來?

宇宙中星係間距離非常非常遙遠,光線傳播因空間物質的吸收、阻擋會逐漸減弱,那些運動速度越快的星係就是質量越大的星係。質量大,能量輻射就強,因此我們觀察到的紅移量極大的星係,當然是質量極大的星係。這就是被稱作“類星體”的遙遠星係因質量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質量小、能量輻射弱的星係(除極少數距銀河係很近的星係,如大、小麥哲倫星係外)則很難觀察到,於是我們現在看到的星係大多呈紅移。而銀河係內的恒星由於距地球近,大小恒星都能看到,所以恒星的紅移紫移數量大致相等。

1929年,美國天文學家哈勃提出了星係的紅移量與星係間的距離成正比的哈勃定律,但是他沒能發現很重要的另一點:星係紅移量與星係質量也呈正比關係。

除了以上這些問題之外,大爆炸宇宙論麵臨的難題還有,如果宇宙無限膨脹下去,最後的結局如何呢?是膨脹到一定程度時,天體間的引力使其停止,繼而收縮、升溫又回到“原始火球”,再爆炸,還是出現一個在擴張和崩潰之間實現臨界平衡的宇宙?