天天科普|宇宙从哪里而来?宇宙大爆炸后150亿年的进化

宇宙展厅(空间膨胀)

上图展品叫做空间膨胀。1929年,美国天文学家哈勃根据“所有星云都在彼此互相远离,而且离得越远,离去的速度越快”推测出这样一个天文观测的结果:整个宇宙在不断膨胀,星系彼此之间的分离运动也是膨胀的一部分,而不是由于任何斥力的作用。我们看到的这个模型可以按比例膨胀与收缩,上面布满LED灯点,每一个灯代表一个星系或天体,规则的运动模拟天体在空间的位置变化,利用机械球体的伸缩运动并伴随的光影色彩变幻,向我们演绎着宇宙的运动和变化。

自然界中任何物质,从基础粒子到整个宇宙,都处于无休止的运动和变化之中。天体、地球、生命、人类乃至万物,并非是上帝的创造物,也不是在此前一无所有,在此后也不会一成不变。它们的起源和演化充分说明:自然界中任何一个实体,从基础粒子到总星系,从生物大分子到人,都处于无休止的运动和变化之中。

根据对河外星系谱线红移的观测,证明宇宙是在不断膨胀的,河外星系离得越远,红移量越大,远离速度越大。近年来更精确地测定了哈勃常数,从而确定了宇宙年龄为137.2亿年。1998年珀尔马特等观测Ia超新星,发现遥远的河外星系中的Ia型超新星,比预期的更暗,表明宇宙正在加快膨胀。因此珀尔马特等共同荣获了2011年诺贝尔物理学奖。

现在的宇宙,据说是150亿年前发生的“创世大爆炸”造成的。“创世大爆炸”理论认为,宇宙最初是由一个体积之小、能量和质量密度之大均难以想象的“粒子”突然爆炸,扩展开来,向四处喷发出放射线,后来凝固成质点,经过150亿年的发展变化而成了现在这个样子。

比利时天文学家乔治·埃杜伍德·莱美卓的说法更为形象,他在1927年提出:宇宙是从一个发生剧烈爆炸的“宇宙蛋”开始的,今天在不断膨胀的宇宙是由“宇宙蛋”爆炸产生的。

这样解释宇宙的创世,似乎还不能使我们消除迷惑。正如《宇宙指南》一书中所说的,如果我们回到大碰撞(指创世大爆炸)的时候,并假设宇宙的所有物质和能量都集中在一个相当稠密的小球(也就是“宇宙蛋”了)中,这个小球非常热,它发生爆炸形成了宇宙,那么这个小球是从哪来的呢?它是怎么形成的呢?

按照大爆炸宇宙论,宇宙的不断膨胀,使各种星系和其他天体彼此高速远离而去,因此,宇宙物质将变得越来越稀疏,密度也越来越小。如若如此,我们的宇宙终将变得“空空荡荡”。于是又有另一种理论认为:当宇宙膨胀使星系之间的距离变得足够“巨大”的时候,就会有许多新的物质从“虚无”中被创造出来,以填补出现的“间隙”,维护宇宙物质的应有密度,他们甚至计算出新物质产生的速度。这真是“无中生有”!在这里,我们不但发现物质守恒定律变得毫无意义,而且还发现上帝在背后又插了一手。

光线红移被当作宇宙膨胀的证据,但我们认为光线红移是光线穿越宇宙空间时必然发生的衰变。

【编辑:祝洁】

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