宇宙的起源
辯證唯物主義認為:宇宙是無邊無際、無始無終的。
既然無始,自然就不存在從何而來的問題。
這裏所指的宇宙,是指天文學上的宇宙,也就是我們人類目前認識能力所及的這一部分(包括10億個星係,稱為總星係)。
對於目前所測到的這部分宇宙的起源問題,科學家們提出了各種假說,“大爆炸宇宙”論就是當今最流行的一種。
何謂“大爆炸宇宙”論?“大爆炸宇宙”論認為,在150億—180億年以前,宇宙中的物質都密集集中一起,其密度為水的100萬億倍,溫度高達150億3,在一定的條件下,發生了一次大爆炸。爆炸初期的高溫階段,宇宙中隻有中子、電子、光子、中微子等基本粒子形態的物質,形成一個原初火球,它向四周迅速膨脹,同時溫度、密度不斷下降。
當溫度下降到100億°0時,宇宙中開始形成化學元素,隨後宇宙物質等離態。
當溫度降至幾千攝氏度時,等離子體複合成通常的氣體。
當溫度再往下降時,氣體物質逐漸凝聚為星雲,以後凝縮為,成為的總這個。
目前,有一些觀測事實支持這種假說。
例如,天文學家在觀測宇宙中各星係時,發現光譜普遍紅移,說明各星係都離我們遠去,其退行速度與距離成正比。因此,得出一個驚人的推論:各星係間的距離都正在均勻地拉開!總星係正在均勻地膨脹著!宇宙在膨脹!由此例推論,宇宙一定從某一基點猛烈爆炸,並急劇地向外膨脹。
1965年發現宇宙的四麵八方都在不停地發射微波波段的無線電波,電波十分微弱,才相當於絕對溫度3度(—270C)物體發出的輻射。這種微波背景福射是從哪裏來的?
科學家對此提出了種種解釋,其中之一就是“大爆炸宇宙”論,有的科學家認為微波背景輻射正是從前大爆炸中遺留下來的火球輻射。
再就從天體總質量來看。
科學家們測得天體總質量的2/3是氫,另1/3是氦。
從恒星內部氫核聚變的過程來看,無論女何也產生不了這麼多的氦。目麼,這麼多的氦是從哪裏來的呢?
“大爆炸宇宙”論解答了這個問題。
它認為一部分氦是在大爆炸之後形成化學元素的階段產生的。由此推測證明宇宙起源於大爆炸。
另外,還有一個重要的觀測事實,天文學家觀測星星時,發現星星的年齡都沒有超過100億年,太陽現在大約也隻有50億年,月球大約有46億年,地球也有50億年,最老的星球也不到100億歲。
這些星球的年齡均不超過100億歲,說明它們的生成年代均在150億年前那次大爆炸之後,也就是說,可能是150億年前一次大爆炸的結果。最近,科學家又發現中微子極微子的靜止質量。
如果這一點得到證實,目麼,它又為大爆炸宇宙論提供了一個新的論據。因為宇宙中到處都有中微子,盡管它的靜止質量非常微小,但是它們全加在一起,所產生的引力作用可以阻止宇宙繼續膨脹下去,並把宇宙物質重新拉回一處,從而引向另一次宇宙新爆炸。
宇宙究竟從何而來?“大爆炸宇宙論”是否就是宇宙產生的原因?這也許是一個曠古難解之謎,有待於繼續探討,進一步證實。
宇宙的空間
從整體上看,宇宙很可能比我們探知的大得多。但是不能強求天文學家測定他們無法看見的東西。而且就測定所能提供的證據來說,專家們顯然並不知道,至少不是確切地知道大爆炸是何時發生的。隻能非常籠統地說,大爆炸要麼發生在100億年前,要麼發生在200億年前,或者是發生在100億年前到200億年前之間的某個時刻。
對我們常人來說,浩瀚無垠的宇宙幾乎是不可度量的。而對天文學家來說,精確地測繪宇宙天體不僅是必要的,也是可能的。當然,用“千米”之類的單位來度量太陽係以外的遙遠的物體是太不合適、太不方便了。天文學采用的計量單位是“光年”,即光在一年裏所走的距離。光的前進速度約為每秒29.98萬千米,一光年大約是9.66萬億千米。銀河係的直徑約為10萬光年,而在銀河係之外還有別的星係距離我們有數十億光年。最新發現的類星體位於我們目前所能觀測到的宇宙邊緣,與地球相隔約100億—200億光年,是迄今所知最遙遠的。
如此遙遠的距離簡直難以想象,天文學家的任務就是準確地計算、測量出宇宙的大小和範圍。要測量太陽係裏的其他行星或附近的恒星的距離,可以采用由古希臘人發明的視差計算法。所謂視差,是指從兩個觀察位置觀察同一物體時兩道視線所形成的夾角。在天文學中,測定視差的方法是把兩個觀測點與被觀測的天體構成一個三角形。已知兩個觀測點連線(即基線)的長度,再從這兩個觀測點測出天體的方位(即三角形的頂角),就能求出天體與地球的距離。基線越長,求得的結果就越精確。通常在測量離地球較近的天體如月亮的距離時,可以用地球的半徑作基線,所測定的視差則稱為“周日視差”。如果要測定太陽係以外天體的距離,一般都以地球與太陽的距離為基線,所測定的視差稱為“周年視差”。用這種視差法測量相距8.6光年以內的天體非常準確,測量遠至1000光年的天體時也能做到大體準確。