宇宙起源本質(zhì)
宇宙是如何起源的?空間和時(shí)間的本質(zhì)是什么?這是從2000多年前的古代哲學(xué)家到現(xiàn)代天文學(xué)家一直都在苦苦思索的問題。直至20世紀(jì),有兩種“宇宙模型”比較有影響,一是穩(wěn)態(tài)理論,一是大爆炸理論。
大爆炸宇宙論
目前學(xué)術(shù)界影響較大的“大爆炸宇宙論”是1927年由比利時(shí)數(shù)學(xué)家勒梅特提出的,他認(rèn)為最初宇宙的物質(zhì)集中在一個(gè)超原子的“宇宙蛋”里,在一次無(wú)與倫比的大爆炸中分裂成無(wú)數(shù)碎片,形成了今天的宇宙。1948年,俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫等人,又詳細(xì)勾畫出宇宙由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于150億年前一次大爆炸后,經(jīng)一系列元素演化到最后形成星球、星系的整個(gè)膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。
宏觀宇宙是相對(duì)無(wú)限延伸的。“大爆炸宇宙論”關(guān)于宇宙當(dāng)初僅僅是一個(gè)點(diǎn),而它周圍卻是一片空白,即將人類至今還不能確定范圍也無(wú)法計(jì)算質(zhì)量的宇宙壓縮在一個(gè)極小空間內(nèi)的假設(shè)只是一種臆測(cè)。況且從能量與質(zhì)量的正比關(guān)系考慮,一個(gè)小點(diǎn)無(wú)緣無(wú)故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來(lái)呢?
哈勃定律
1929年,美國(guó)天文學(xué)家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律,并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說(shuō)。哈勃定律只是說(shuō)明了距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動(dòng)速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關(guān)系。但他沒能發(fā)現(xiàn)很重要的另一點(diǎn)--星系紅移量與星系質(zhì)量也呈正比關(guān)系。
宇宙中星系間距離非常非常遙遠(yuǎn),光線傳播因空間物質(zhì)的吸收、阻擋會(huì)逐漸減弱,那些運(yùn)動(dòng)速度越快的星系就是質(zhì)量越大的星系。質(zhì)量大,能量輻射就強(qiáng),因此我們觀察到的紅移量極大的星系,當(dāng)然是質(zhì)量極大的星系。這就是被稱作“類星體”的遙遠(yuǎn)星系因質(zhì)量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質(zhì)量小、能量輻射弱的星系(除極少數(shù)距銀河系很近的星系,如大、小麥哲倫星系外)則很難觀察到,于是我們現(xiàn)在看到的星系大多呈紅移。而銀河系內(nèi)的恒星由于距地球近,大小恒星都能看到,所以恒星的紅移紫移數(shù)量大致相等。