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三顺四极

秃鹫振翅打右翼,九阴九阳三并蒂,三顺笃定拔头筹,激流回首顶毛刺。

 
 
 

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浅谈大爆炸模型  

2015-03-22 10:20:00|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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浅谈大爆炸模型 - 三顺 - 三顺四极
作者:李济

 【二零一五年三月二十一日】宇宙从何而来?为何而存在?它是否有边界?这些古老的问题,伴随着人类的悠悠历史长河走到今天,答案在哪里?科学认为宇宙起源于大爆炸,并被大多数人接受。科学占据了现代人的思维领地,当一种学说出现后,人们不太关心它的本质,好象只要是科学的就行了。然而,正如过去的理论被现在的取代,现在的也可能被将来的代替。真正了解它是什么,才能对我们的思考起到真正的作用。

20世纪上半叶之前,人类似乎本能地认为宇宙处于静止状态,直至1929年哈伯通过观测发现,不管你往哪个方向看,遥远星系正急速的远离我们,从而得出宇宙正在膨胀的观点。基于此,从时间上往回推,宇宙在100亿年到200亿年前刚好缩为一点(称作奇点),一个密度极高且温度极高的状态。然后科学家提出了宇宙起源于大爆炸的假说。建立大爆炸模型的一个基本假设是:在大尺度上宇宙是均匀且各向同性的。意思是,如果宇宙是膨胀的,不会是局部的,所有地方和方向上都在以同样的方式进行,也就是整体在膨胀。假设最终可能对也可能错,先不评论。即使假定整个宇宙在膨胀,奇点真的存在吗?如果它的膨胀是一个不随时间而改变的状态,那么我们就可以从时间上倒推回去直到奇点。可是宇宙忽大忽小并非没有可能。毕竟,科学家已经发现地球在喘息。在大尺度上看,人类所认识的宇宙可能也象地球一样喘息呢。

或许有人会说,科学并不只是依赖推理,还得有证据才行。没有错,现代科学走的是实证科学的路线,分为三个步骤:提出假设,进行实验,和建立理论。当然,其中的诸多瑕疵,科学家们自己也是承认的,他们只不过是选择了这样一条探索真理的道路罢了,并不代表这是条正确的或唯一的路。实验可以证伪假设,却不能完全证明假设。比如现在的天文观测数据可以在大爆炸模型中得到合理解释,却不能说明大爆炸是正确的模型,因为对已知数据而言,其它模型也可能照样行得通;但是,如果将来出现一组实验数据,大爆炸模型不再适用了,那么它很可能就是错误的了。人的思想中有个先入为主的特点,当这种情况出现时,也许不会直接丢弃旧理论,而是首先进行修正,以求保留原物。

20世纪90年代开始,科学家观察发现宇宙膨胀速度越来越快。试想,一颗炸弹爆炸后的速度应该是减小的,宇宙的速度也应该逐渐变小才对,大爆炸模型不和加速膨胀相冲突了吗?为此,科学家就提出,宇宙中存在着看不见的能量,叫作暗能量。暗能量的假说虽然未被证实,它却已经被普遍接受。既然暗能量是属于大爆炸模型中的,我们就站在这个背景下看看情况。在大爆炸模型的框架下,宇宙是有限的,时空是有边界的,对一个有限宇宙的形式而言,相关因素就不一定局限在它自身范围内了,因为外因也可能,或者更可能导致它存在的形成。那么问题是,这个膨胀的加速度为何不能来自宇宙之外的力量呢?另外,星系在运动,星球在旋转,地球还在自转,这些机制从哪里来?

大爆炸是基于相对论的宇宙模型,可是相对论却在宇宙的起始点处失效。也就是说,相对论预言宇宙存在起点却在起点处失效,从而必需依赖量子力学,而广义相对论和量子力学却不兼容。三十年前成为显学的超弦理论(以及环圈量子引力理论)试图统一广义相对论和量子物理,但整个理论物理学界历经三十年的努力,这个目标仍然遥遥无期。科学的终极目标是通过一个简单的模型描述整个宇宙,当前的状况似乎令人担忧。但是,科学本身不是目的,完全揭开宇宙之谜不才是人类求索的根本目的吗?我们没有理由局限在实证科学所划的框框内。(转自MH)

 

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