六大爆炸論
弟:早在古希臘時代,原子論者劉伯基提出了“漩渦星雲”的假說。劉伯基說:“世界是這樣生成的,許多具有各種形狀的物體由於來自無形的劇激運動而移入一個大的虛空中。他們聚集在一起,形成一個漩渦,物體在這個漩渦裏互相撞擊,以各種方式旋轉不休,同類相聚,繼而分離……產生了第一個球結構……相鄰的原子由於受到漩渦運動的影響而不斷流到一起,這樣大地便生成了……它逐漸變幹,並成為天體的基礎。”
17世紀,笛卡兒(RDescartes)在《哲學原理》一書中再次提出了“漩渦說”,認為行星繞太陽的運動是原始星雲物質的繼續。當時在漩渦中心的物質形成了太陽,大漩渦中所套小漩渦的物質形成了行星和衛星。
牛頓提出萬有引力後,布豐(Buffon)最先把引力應用到天體力學。他在《一般和特殊的自然》一書中首次提出“災變說”。布豐認為太陽是一個正在燃燒的天體,有一個遠道而來的彗星從它旁邊擦肩而過,來了個“順手牽羊”,從太陽那裏吸出了一串物質,冷卻凝固後成了行星與衛星。
1755年,康德(IKant)把笛卡爾的漩渦理論同牛頓的萬有引力結合起來,寫了一本《自然通史與天體理論》的書。康德認為今天的太陽係是由一團旋轉著的原始星雲凝聚而成。漩渦中心物質聚集成了太陽,邊緣較重的物質分別凝聚成了各大行星與衛星。在重物質向中心聚集過程中,原始星雲的旋轉慣量轉移給了太陽及行星,造成了太陽與行星的自轉及行星繞太陽公轉。
1796年,拉普拉斯(PSLaplace)發表《宇宙係統論》,形象通俗地描繪了太陽係的起源過程。後來,他又發表了《天體力學》,對太陽係的運動問題提供了數學分析,使“星雲說”的表述顯得更精確可靠。
拉普拉斯認為,太陽係誕生之前的物質是一團熾熱而緩慢旋轉著的原始星雲,隨著星雲的熱量向太空散發,星雲冷卻收縮,旋轉速度加快,離心力隨之增大,星雲逐漸由球形變為扁平狀。當離心力超過星雲中心部分的引力時,開始逐漸形成一道道圓環。原星雲中心物質聚集成為太陽,保持著原來的熱量。外圈圓環物質聚集成為行星,繼續保持原有的旋轉慣性,繞太陽公轉。
拉普拉斯的星雲說與康德的星雲說合稱為康德—拉普拉斯星雲說。關於太陽係的起源,這一學說是目前最流行的學說。
但是,這一學說也存在不少問題。無論行星的自轉方向與速率,小行星層與彗星軌道,還是太陽與行星的密度差異,都無法用星雲說加以解釋。尤其是角動量不守恒的問題,太陽質量占太陽係的998%,而角動量隻占058%,無法說清太陽緩慢的轉速。因此,18—20世紀以來,不少宇宙學家轉向布豐的“災變說”。有的則把兩種學說糅合起來,互補“星雲說”與“災變說”的理論漏洞。
1878年,比克頓(ABickerton)把布豐的“日彗擦肩說”改成“日客相撞說”,即某一客星同太陽相撞,拋灑的日泥冷卻成了行星與衛星。之後,比克頓又覺得說法欠妥,再次向布豐靠攏,提出“日客偶遇說”,即這個客星沒有與太陽相撞,而是擦肩而過,從太陽身上揩出一條長長的日泥,後來分成多節,冷卻後成了行星與衛星。
1900年,張伯倫(TChambeilain)與莫爾頓(FMoulton)把星雲說與災變說結合起來,創立一種“星胎星子說”。他們認為曾經與太陽擦肩而過的不是彗星及客星,而是另一顆恒星。從太陽身上吸出的不是石塊及火泥,而是一團旋轉著的熾熱氣體。當那顆恒星走遠後,這些氣體按星雲說所描繪的方式旋轉成一團團“行星胎”,胎中間有一個相對緊密的物質構成“星子”,最後它們冷卻凝聚成了穩定的行星與衛星。
20世紀40年代,魏紮克(CFVWeizsacker)采用流體力學原理,建立了一個宇宙漩渦模型。他認為早期的太陽係裏充滿著塵埃和氣體,因為這團星雲向同一方向盤旋,故星雲盤變得扁平,其直徑約80億千米,而厚度僅64萬千米,九成質量集中在星雲盤漩渦中心,它們後來聚集成了太陽。另十分之一的物質分散在星雲盤上,後來分離出幾個同心環,每個環內又有若幹次級漩渦,它們聚集成了行星與衛星。
差不多與魏紮克同時,阿耳文(HAlfven)提出了另一種現代星雲說。他認為太陽與行星不是同時誕生的,太陽早就存在於太陽係中心,而且有很強的磁場。太陽磁場把一些電離氣體約束在半徑約為1萬億千米的球麵上。後因電離雲冷卻,還原為中性元素,向太陽掉落,因掉落過程中不斷碰撞而再度電離,最後形成了幾個同心電離雲圈,慢慢冷卻凝聚成了今天的行星與衛星。由於阿耳文在1970年獲得過諾貝爾物理獎,因此,他的學說備受宇宙學界重視。
兄:眾說紛紜的學說,哪一個更真實可靠呢?為什麼物理學沒有統一的太陽係起源學說呢?還有,太陽係最邊遠的行星——冥王星,它的軌道麵與其他八大行星的軌道麵成一個178°的夾角,無論“星雲說”還是“突變說”都無法解釋這一現象。我們眼前的太陽係,物理學都沒有一套完善的理論說明它的起源。比太陽係更深更遠的宇宙,難道物理學就能說明它的起源嗎?(近來冥王星被定位為矮行星,我有權不承認,物理學許多結論我都有權不承認。)
弟:太陽係的起源,是宇宙起源的一部分。要徹底弄清太陽係的起源,首先必須弄清宇宙的起源。物理學說明宇宙起源的理論,是公認的和統一的。
兄:既然如此,請繼續。
弟:1543年,哥白尼(NCoperincus)撫摸著他的畢生心血——《天體運行論》一書與世長辭了。布魯諾(GBruno)一方麵頌揚與肯定“日心說”,另一方麵則對日心說進行修改與發揚。他首先打破包裹太陽係的“恒星天層”,指出所有恒星都是一個個獨立的太陽,它們周圍都有屬於自己的行星與衛星。而且可能還存在像地球這樣孕育生命的星球。布魯諾認為恒星分布是無限廣延的,宇宙本身無垠無際。既然如此,宇宙就沒有所謂的“中心”。哥白尼所說的“日心”,隻是對於太陽係而言成立,跳出太陽係外,就是另外的“日心”,宇宙有無限多個“日心”。