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第一篇 星外傳奇

宇宙的誕生

21世紀到了,世紀更替,千年狂歡,但人們并沒有忘記那些長期困擾人類的疑問。人們渴望通過找尋這些問題的答案,并以此來更多地了解大自然。

宇宙是永恒不變的嗎?宇宙有多大?宇宙是什么時候誕生的?宇宙中的物質是怎么來的?關于宇宙的疑問太多了,人們從遠古時代就提出了許多諸如此類的問題。

當人類第一次仰望蒼穹,看到了廣闊無垠的天空和閃閃發光的星星,不禁想知道這一切究竟是怎樣產生的。

各個民族、各個時代都有種種關于宇宙形成的傳說。不過那都是建立在想象和幻想基礎上的優美的神話故事。在今天,科學技術的日益發展,使人類有了強大的認識自然的工具,但關于宇宙的成因卻一直沒有定論,都還處在假說階段。人們總結了一下,大致有以下幾種假說:

在7000光年遠的天鷹座星云中誕生了一顆新星

在云柱的頂端有幾個橢圓形的塊狀物,和巨大的云柱相比,它們顯得很渺小,這就是剛誕生的新星。

第一種假說是“宇宙永恒論”。這種假說認為,宇宙并不是動蕩不定的,宇宙中的星體、星體的數目和分布以及它們的空間運動從開天辟地時開始,就一直處于一種穩定狀態,宇宙是永恒的。持這種假說的天文學者把宇宙中的物質分成了恒星、小行星、隕石、宇宙塵埃、星云、射電源、脈沖星、類星體、星際介質等幾大類,認為在大尺度范圍內,這些物質處于一種力和物質的平衡狀態。也就是說,一些星體在某處消逝了,另一些新的星體一定會在另一處產生。宇宙在整體范圍內是穩定的,即使發生了變化,也只是局部的變化。

哈勃望遠鏡是最著名的太空望遠鏡,于1990年由航天飛機發射。它的主聚光鏡直徑為240厘米。它由NASA控制,通過無線電波向地面上的天文學家發射數據。哈勃望遠鏡在地球上空610千米處圍繞地球旋轉,因此不受地球大氣層的影響——大氣層會折射星光、模糊圖像。哈勃望遠鏡能制作出更清晰的圖片。

第二種假說是“宇宙分層論”。這一觀點認為宇宙的結構是分層次的,恒星是一個層次,恒星集合組成星系是一個層次,若干個星系結合在一起組成的星系團是一個層次,一些星系團再組成超星系,成為一個更高的層次。

第三種假說就是到目前為止許多科學家都比較贊同的“宇宙大爆炸”理論。這一觀點是由美國著名天體物理學家加莫夫和弗里德曼提出來的。他們認為,大約在200億年以前,我們今天所看到的天體物質都集中在一起,構成一個密度極大、溫度高達100億攝氏度的原始火球。

這個時期的天空中,到處充滿了輻射,恒星和星系并不存在。后來因為某種未知的原因,這個原始火球發生了大爆炸,組成火球的物質被噴發到四面八方,并逐漸冷卻下來,密度也開始降低。

爆炸發生2秒鐘之后,質子和中子在100億攝氏度的高溫下產生了,隨后的11分鐘之內,自由中子衰變,進而形成了重元素的原子核。大約1萬年以后,氫原子和氦原子產生。在這1萬年的時間里,散落在空間中的物質開始在局部聯合,這些物質凝聚成了星云、星系的恒星。大部分氣體在星云的發展中變成了星體,因受星體引力的作用,其中一部分物質變成了星際介質。

此后,科學家建造了太空望遠鏡,并以“哈勃”命名,希望能夠借它來確定哈勃常數。哈勃常數是以“哈勃”命名的宇宙膨脹率,多年以來成為宇宙中最為重要的數字。哈勃常數的物理意義就是星體互相拋離的速度和距離之比。常數數值越大,表示宇宙擴張到今天的大小所需的時間就越短,宇宙就越年輕。哈勃常數與宇宙現在的年齡有關,涉及宇宙的過去,還將決定宇宙的未來。

宇宙有一個開始,是否一定會有一個結束?宇宙產生于“無”,是否最后的歸宿也是“無”呢?

從一開始,人們就圍繞哈勃常數展開了激烈的爭論。按照哈勃本人測得的數值可以推算出,宇宙的年齡約為20億歲,但是地球就有40億歲,這顯然是不可能的。很顯然,宇宙應該比在它其中的星球誕生得更早。科學家們自20世紀70年代開始,不斷地采用各種手段測算哈勃常數,并得出了不同的結果。但是人們從這些數值出發,推算出的宇宙年齡卻是大相徑庭的。

科學家推測的宇宙誕生理論示意圖

科學家們一方面圍繞著哈勃常數展開喋喋不休的爭論,而另一方面,科學家們對某些星體年齡的測定卻更為準確。現階段,天文學家們已經測知,銀河系中一些最古老的星系的年齡約為160億歲。如果是這樣的話,大爆炸只能在160億年以前發生,而根據科學家們最近用哈勃望遠鏡得到的一些觀測結果分析,宇宙的年齡約為120億歲。這個結論證明,宇宙確實比存在于它其中的古老星系更年輕。

如果測算結果是正確的,那么只能說明原先的假設出現了錯誤,宇宙可能不是從爆炸中誕生的。

宇宙的年紀這么“小”,再度讓自己的身世在人們眼中變得神秘起來。

1999年9月,印度著名天文學家納爾利卡爾等人對大爆炸理論發起挑戰,并提出了一種新的宇宙起源理論。他們把自己的研究成果命名為“亞穩狀態宇宙論”,這是納爾利卡爾和另外3名科學家共同提出的新概念中最重要的觀點。

他們認為,宇宙不是由一次大爆炸形成的,而是由若干次小規模爆炸共同形成的。這種新理論認為,宇宙在最初的時候是一個巨大的能量庫,被稱為“創物場”,而大爆炸理論所描述的是沒有時間和空間的起點。

在這個能量場中,接二連三的爆炸逐漸形成了宇宙的雛形。此后小規模的爆炸還在不斷地發生,導致局部空間的膨脹。局部膨脹時快時慢,綜合在一起便形成了整個宇宙范圍的膨脹。

以前,人們認為宇宙在時間上是無始無終的,在空間上是無窮無盡的,是無限的。但是在觀測中人們發現,宇宙一直在膨脹,只不過是速度慢了下來,這就形成了一個全新的宇宙有限觀,這一觀點幾乎將宇宙無限的舊觀念完全代替了。宇宙學家根據觀測,推算宇宙在超空期中的一個小點上爆炸,先膨脹再收縮,到最后死亡消散,大約要經過800億年。現在大約只過了160億年,宇宙間的一切在以后的600億年中將逐漸向中心一點集攏,當時空都到了盡頭,宇宙也就不復存在了。就像超巨星在熱核燃燒凈盡,引力崩潰,所有物質瞬間向中心收縮,形成我們至今仍不可見的黑洞一樣,成為存在而不可見的超物質,這也許就是宇宙死亡的模型。

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