第五章 宇宙的起源 【36】

第五章宇宙的起源

我們的宇宙是怎麼形成的？

幾千年來，從古希臘到如今人類文明社會，人們一直在問這個問題。

20世紀初，愛因斯坦創建的相對論將物理學引入大尺度宏觀宇宙的研究之中，就此建立起宇宙學。宇宙學是一門新的學科，而實際上關於宇宙的研究又是從很古老的時候就開始了。從字面上來說，宇宙是一切時間和空間的總稱，從意義上講，宇宙是一切客觀存在事物的總稱。自古以來作為宇宙中的高等智慧生命的人類，除了為滿足於自身的生存和種族的綿延，而一直不懈地研討著自身存在及生命的意義外；還不斷地對人類賴以為生的宇宙空間進行著探討。而科學進步的發展是極其緩慢和艱難的。僅僅從亞里士多德——托勒密的地心說到哥白尼——伽里略的日心說的演化就用去了2000多年的時間。

而宇宙是在演化的觀念，卻是直到20世紀20年代哈勃發現了紅移定律后，才被人們所接受。而早在18世紀牛頓的萬有引力定律早就表明，在引力的作用下，整個宇宙不可能處於穩定的狀態。在20世紀初愛因斯坦的廣義相對論中也已揭示了宇宙不是在膨脹就是在收縮。可惜在舊理念的作用下，這兩位偉大的科學家，他們都希望在自己的理論中找到一個穩定的宇宙模型而安枕無憂。牛頓對宇宙的看法是：「所有的天體都是靜止的，空間範圍無限大。」愛因斯坦在他的方程中加上額外的一項宇宙常數，它具有對引力的排斥效應，可和物質的互相吸引相平衡；由此正負時空正好抵消而得到了靜態的宇宙。而正是他的這一敗筆，使人類失去了一次重大的預言宇宙運行規律的機會，後來他自己在1929年哈勃發現遠處的星系正在離開我們而去后，才不無遺憾地說：「這是我一生中最大的錯誤。」

哈勃的發現正是現代宇宙論誕生之開端。接著哈勃又從星系光譜的紅移推斷越遠的星系以越快的速度遠離我們而去，這也就是「哈勃定律」。說明整個宇宙正處於膨脹的狀態，並就此估計出大約在150億年前，宇宙是從一個極其緊緻、極其熱的狀態中大爆炸而產生。大爆炸理論是1946年伽莫夫發表的，並且他就此形成了大爆炸宇宙模型，它顯示出如今的宇宙是起始於最初的一次大爆炸。當時宇宙是一密度極大、溫度極高、體積極小的一個奇點。大爆炸使物質向四周輻射。後來，在混沌中逐漸出現宇宙中的所有星系、恆星、行星以致生命等，這些全都是在這種膨脹的過程中逐步形成的。

大爆炸宇宙學的創始人為伽莫夫。他所描述的宇宙大爆炸的基本輪廓是：大爆炸后最初幾分鐘內組成了氦和氘等輕元素。幾十萬年後出現高溫火球，巨大能量的輻射開始出現由強到弱的變化趨勢，許多星系都在以很高的速度彼此退行。但是，大爆炸宇宙論關於宇宙起始於一個奇點的假設，如今還沒有得到證實。由於大爆炸宇宙模型得到觀測事實支持較多所以被稱為標準宇宙模型。

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