四節:宇宙大爆炸理論是如何來描繪宇宙的中心的呢?


    人們從最簡單的觀察,聯合自身豐富的想象力,再到最初的天文觀測,對於宇宙的中心部分位於宇宙中的一個怎樣的位置?都沒能給出一個值得人們永久的信耐。然而從實際觀察得不出的結論,在無奈之舉下,我們隻能寄希望於我們的理論的幫助,來探討這一直困惑我們人類不知多少歲月的難題!


    我們用“質能分合宇宙”模型,在前一部分裏,相當好的解答了關於宇宙是有限還是無限?這一同樣困擾了我們不知多少個世紀,從古代的智者:知識淵博的學者,聰明才智的哲學家,到現代的物理學家,數學家和直接參入天文觀察與研究的天文學家以及宇宙學家,都沒能為我們人類給出一個非常的答複。那麽用此新宇宙理論來描述宇宙的中心部分位於宇宙的一個什麽位置,也一定能起得比較好的用處。


    在我們未推出“質能分合宇宙”模型之前,就已有幾個十分具有影響的宇宙學理論對此作出了巨大的努力,並且也起到了一定的成效。


    我們先來談到近代史上一位在天文學上的風雲人物,荷蘭天文學家,物理學家,數學家德西特,從在1925年-1928年之間任過國際天文聯合會主席,他對於傳播廣義相對論起過很大作用。在1917年德西特繼愛因斯坦之後提出的一個宇宙模型,它跟愛因斯坦的靜態宇宙模型一樣,認為宇宙的空間不隨時間而改變,故屬靜態型宇宙,但是他又認為宇宙裏的物質有運動,不過物質的平均密度趨近於零,在這些條件下,求得愛因斯坦引力場的方程解,而得德西特靜態時空度規,由此建立了德西特靜態宇宙模型。


    德西特的靜態模型為一封閉宇宙,跟愛因斯坦沒有邊界的靜態彎曲封閉體的宇宙,是有點像那麽迴事。


    牛頓的靜態宇宙卻是一個不穩定的結構模型,稱之牛頓靜態宇宙的困惑:用萬有引力來描繪的宇宙,任何一物體都被另外一物體所吸引,物體質量愈大,相互之間的吸引力愈大,則相互之間的距離也就愈近。


    我們從這點來出發的話,因為被分割開的物體都相互吸引著,到最後會集中到一塊的。這種理解,如果宇宙是一個處於有限的時空關係,是有可能會出現一個相當不穩定的結構,可是麵對是一個無限的宇宙時空關係,那其結果就將不同了。


    假如宇宙的時空是一個無限的概念,那麽我們智者所創造的一些定義將再起不到什麽用處啦。牛頓用他的萬有引力來描繪的靜態宇宙模型,其最後結果是宇宙裏所有物質都聚集到一起,那麽牛頓心中的靜態模型是一個有限概念的時空關係。由此牛頓的靜態模型出現了一個叫自己難以理解的狀況。因為當時的人們認定宇宙是一個永恆的形態。


    愛因斯坦是現代宇宙學的奠基人,他在1915年提出的廣義相對論成了現代宇宙學的理論工具,1917年根據狹義相對論提出了一個靜態宇宙模型,通過對愛因斯坦的引力方程求得的解,似乎宇宙所處的情形,不會像當時用天文望遠鏡觀察到的那樣平靜,於是愛因斯坦在為了平衡他的引力方程的解,加了一個叫做“宇宙常數”。


    愛因斯坦他也尊重宇宙是一個體積有限,沒有邊界的靜態彎曲封閉體而一個自洽統一的動力學宇宙模型。我們從中看到,愛因斯坦在給宇宙所處的時空是一個有限還是一個無限的問題上,是存在矛盾的心理。不知不覺地陷入了德國著名的哲學家康德提出的時空悖論,強調人們關於對宇宙的有限還是無限必然存在著矛盾!


    不管是德西特的“靜態宇宙”,還是牛頓的“靜態宇宙”的困惑以及關於愛因斯坦“靜態宇宙”的矛盾心情,總是從人類對宇宙一步步更深入的認識過程裏走過來的。


    總而言之,雖然他們用畢生精力致力於宇宙探索和鑽研又都適用於宇宙是一個無限的理念,那麽他們又為什麽熱衷於宇宙是一個有限的時空概念呢?


    到了1923年,美國的天文學家哈勃測定了太陽至仙女星座星雲的距離,發現原來她是位於銀河係外邊的另一個星係,由此人們認識到銀河係也隻不過是宇宙中為數眾多的星係之一。並且測得河外星係普遍存在著退行的想象,產生了星係光譜的紅移。


    從靜態宇宙到大爆炸宇宙觀進入二十世紀後,出現了一個推翻傳統時間和空間觀念的理論——即愛因斯坦的相對論,首先在他的廣義相對論基礎上建立了現代物理學的宇宙觀。我們的科學家從一定的時空記憶中所走過來的每一步艱辛的足印,演繹著從靜態的宇宙到大爆炸宇宙觀的形成之路!


    早在1914年,美國天文學家維斯托.斯裏弗就已宣布,他測量的幾乎所有星係都在做高速退離。斯裏弗不明白這是什麽原因導致的星雲的這種紅移現象?廣泛遵循的認識和理解,因為多普勒效應要求光波和聲波頻率,都一直認為所有的恆星和星係在宇宙中是隨機漂移的。


    當時的普遍認為宇宙是一個靜態的和永恆的觀念,人們還認定銀河係就是整個宇宙。因此觀測到的恆星,他的那些離去或者奔來的運動,被看成與整個宇宙所做的漩渦運動沒有什麽區別的現象。


    哈勃發現,盡管較近的恆星並不是在離我們遠去,可是遙遠的星係卻在離我們而去,並且,星係越遠其退行的速度也更快。奠基了哈勃定義的基礎:通過觀測經驗得出:與星係的距離和退行速度之間存在著精確的線性關係,距離我們遠兩倍的星係,其遠去的速度也會高兩倍的數。


    由於意識到了更遠的星係所具備的更高的速度,同時還意識到,我們所觀察到的星係,是光保存他過去的時空概念。在宇宙早期階段,星係之間相互離去的速度曾經更快,我們所觀察到的現在宇宙實際上是從很遠劇烈的初期擴張膨脹所延續下來物質的減速遠動而已。


    如此這樣,現代科學家並形成一致意見:宇宙遙遠的過去在某個特定的時間不是在膨脹而是曾發生了爆炸!


    令科學家們倍感興奮,成為現代宇宙學上的重大發現!宇宙大爆炸論認為:宇宙的時間是有起始點的,宇宙曾從非常非常小的超原子結構的小宇宙,通過一次巨大的大爆發,大爆炸所產生的強烈的衝擊力,將物質撒向宇宙的各處,隨著緩慢的減速,以致到現在這個樣子。


    大爆炸宇宙論認為,我們現在觀測到的宇宙其形,是曾遙遠的過去一個十分十分小的“宇宙蛋”,通過一次物質大爆炸後而演化過來的——大爆炸論下的宇宙,曾從一個有限的時空關係而演變過來的,既然是一個有限的時空關係,那麽大爆炸論下的宇宙就必然存在一個關於宇宙中心的問題——在宇宙未啟動爆炸之前,那個最小的“超原子”宇宙,不就是宇宙起點的中心。


    天文學家通過目前最先進的天文觀測工具:在遙遠的宇宙過去裏觀察到了類星體和原始星係......觀測的宇宙範圍已經超過了一百八十億光年,也科學家們一致認為宇宙大爆炸發生在距今我們一百三十七八億年之間,


    從宇宙誕生的時間與我們所觀察到的巨大空間,難道我們的天文望遠鏡真的就沒有感觸到宇宙中心的存在?也許我們清晰地注視到宇宙的某個區域或許就是宇宙的中心,隻是我們還不敢確認也已。


    不過,又說過來,如果宇宙大爆炸發生在距今一百三十七八億年之間,我們可以看成這隻是宇宙的一個半徑,用光速來計算宇宙的大小,宇宙從她的開啟到現在,空間已經擴張到了近兩百八十億光年的範圍,可是我們目前所觀測的宇宙範圍還不到兩百億光年。


    假如我們的觀測視覺也許已搜索到了宇宙的中心部分,那我們怎麽來確認宇宙的中心是一個怎麽的情形呢?如若我們的觀測與宇宙中心的方向發生了視線錯位,這是有可能的事。這主要由地球在宇宙中的一個什麽位置來決定,再者,宇宙中複雜的不同環境,容易影響我們的觀測效果。

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