我们的世界从哪里来?这也许是人类最古老的问题。无论是宗教、哲学还是科学,都试图回答这个问题。在蒙昧时代,人们把世界的创造归功于上帝的创造。在科学成为主流文化的今天,人们摆脱了超自然的思维方式,转而用科学的方法探索宇宙的起源。就像爱因斯坦在《物理学的进化》一书中的比喻,用科学方法探索宇宙的起源,就像推理一样,是一个惊心动魄的新奇过程。

宇宙大爆炸

现在科学界公认的宇宙起源理论,当然是“大爆炸理论”。这个理论本身是科学推理的结果。因为这个理论得到了很多天文观测的支持,现在已经成为宇宙起源的主流观点。那么,这个理论到底说了什么?

所谓大爆炸理论,是指宇宙起源于一次“大爆炸”。这只是一个形象的说法,和我们通常理解的爆炸是不一样的。大爆炸理论有一个基本出发点,就是相信宇宙是不断演化的,有一个起点。那么,这个起点是什么样子的呢?

宇宙之初,也可以说是宇宙的零点。此时的宇宙没有时间,没有空,没有现在能看到的天体,而是一个真实的空状态,温度和密度无限高。这是宇宙的开端。那么有人会问,在这之前,宇宙是什么状态?现在只能说,因为没有时间,没有“以前”的概念,所以这个问题不存在。那么,时间是如何产生的呢?时间随着宇宙的爆炸而产生。从宇宙的这个起点,瞬间出现了急剧的暴涨。正是这种涌动产生了时间,空和物质。从这一次涌动中,宇宙逐渐演变成了今天人们所看到的样子。

对于刚接触《生活大爆炸》的人来说,有些人可能会觉得它很荒谬。千百年来,人类一直生活在生机勃勃的地球上,白天艳阳高照,夜晚繁星璀璨。我们怎么会想到这个看似有趣的世界在诞生之初是如此的机械和无趣?这是科学提供的宇宙诞生的图像。与“世界之初”、“上帝创造了世界”等神话传说相比,BIGBANG的过程非常单调乏味。那么,这个理论为什么会成为科学界公认的理论呢?如前所述,它是有科学观察支持的。

科学证据在哪里?

1929年,美国天文学家哈勃提出了哈勃定律。根据长期的天文观测,他发现星系的红移与星系间的距离成正比。这就是哈勃定律。根据这个定律,人们可以推断出所有的星系都彼此远离;而且,离地球越远,星系运动越快。这一发现在当时引起了轰动。也就是说,如果把目前星系的运动追溯到时间上,那么,在100亿年到200亿年前的某一时刻,似乎所有的星系都应该汇聚成一个点,这个点就是宇宙的起点。

1962年,科学家通过大量的观测发现,在天空的各个方向都可以均匀地探测到X射线空。然后在1965年发现,来自太空的微波辐射均匀分布在天空的各个方向,无论哪个方向,其均匀性都是惊人的。这被称为宇宙微波背景辐射。微波背景辐射无处不在。在生活中,我们都有这样的经历:如果没有电视信号,我们会在电视屏幕上看到雪花状的图像。这幅图像的部分原因是无处不在的微波背景辐射。

微波背景辐射是20世纪天文学最重要的发现之一。更令人惊讶的是,早在20世纪40年代,俄裔美国物理学家加莫夫就已经预言了宇宙微波背景辐射,因为宇宙微波背景的存在是大爆炸理论的直接推论。这样,物理学家伽莫夫等人提出的BIGBANG理论立即成为科学界最重要的宇宙起源理论。

疑点重重。

事实上,早在1927年,比利时数学家勒迈特就提出了类似的观点。他认为,起初,宇宙中的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”中。在一次划时代的大爆炸后,宇宙中的物质分裂成无数碎片,形成了今天的宇宙。这个最初的想法被不断修正,形成了今天的大爆炸理论。伽莫夫的贡献在于他画出了宇宙爆炸后的整个演化过程,也就是后来宇宙形成各种行星和星系的全过程。

爱因斯坦还对宇宙的起源做出了巨大贡献。他根据自己的理论提出了宇宙方程式。这个方程表达了一幅宇宙演化的图景:宇宙是由微观粒子组成的高温高密度均匀气体演化而来,现在宇宙中的物质形态和天体结构都是演化的产物。爱因斯坦用物理学来促进大众对宇宙的理解。但是有一点不能不提,在这个大爆炸的那一刻,因为宇宙的特殊状态,现在人们已经掌握的所有物理定律在这个条件下都失效了。那是什么状态?还没有答案。

就BIGBANG而言,宇宙在快速膨胀的同时,温度也在降低。因此,宇宙的状态发生了变化。从诞生后的第一秒到100秒,宇宙产生了基本核,即氢核和氦核,然后继续合成轻核。当然,这些只是科学推断。事实上,宇宙大爆炸理论自诞生以来就一直受到质疑。大爆炸理论面临着一个难题。如果宇宙无限膨胀,最后的结局会是什么?这个问题和宇宙起源一样,是科学的终极问题。

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