《文解宇宙起源》
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§中文解析宇宙起源
法印:玄主,口田~回因~园果。
缘起:全知,无明~运行~认识。
层次:时空>>宇宙>>世界。
意义:我~找一~悟道,真~具十~修行。
十天:中空日金木月土水火风。┓
十天:天天天天天天天天天天。┛
十全:正大功义仁福信智礼耻。┓
十全:道道德务和德约慧律垢。┛
智慧:知日~能量,彗心~质量。
真假:由构造的密度形成。
梦境:由观察的角度形成。
大小:由选择的尺度形成。
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解析:首先认清一个事实,我们都是由原子
构成的,而原子是由星球创造的,也就是说
我们从根本上来说都是星星的孩子,即恒星
和行星的孩子。既然我们是星星的孩子,那
么我们的真身只能是小星星,即原子。认清
这个事实后,我们就可以通过对自身的能力
进行了解,从而了解我们的父母具有的能力
了,并以此模拟整个宇宙的创造过程。现在,
就让我们来做一个实验吧,从中我们将实际
验证宇宙的起源,并且不花一分钱喔。首先,
闭上双眼再放下思虑,此时看到一团漆黑的
东西,这对应着我们的原子真身中心的太阳
瞬间熄灭了,变成了一个黑洞,如同房间里
的灯关了,整个房间漆黑一片。此时,我们
感觉自己的意识被困在一个有限的范围内,
物质层面就像一个“口”字,精神层面就像
一个“田”字,正在顺转卍或逆转卐。虽然
此时能感觉到外界的变化,但是不能分辨它
们是什么。假设此时自己的家人正在附近说
话,我们非常容易在意识中浮现出它们的样
子,这对应着我们的原子真身中心又出现了
太阳,这个太阳在通过磁场读取自己太阳系
内存储的信息,并通过电场将需要的信息打
印出来。通过分析可知,原子中心的黑洞变
成太阳后,我们的感觉能力并未消失,同时
又增加了一种应变能力,可以用它来响应或
改变外界的刺激,这说明原子中心的黑洞并
未完全消失,而是隐藏在太阳的内层了。当
太阳自转速度减慢时,它又会成为一个黑洞,
它并不是死亡了,只是在休息而已。此时,
太阳的物质层面就像一个“回”字,分成了
两层,内层为质量层,外层为能量层,能量
层就是我们能够直接感受到的层面,随着太
阳的自转速度不同,它的能量层将表现出不
同的物理性质,这可以从我们能想象出各种
各样颜色的光点可以知道,因为它们本质上
仍是太阳,只是比我们的原子真身中心的太
阳小得多,它们正是我们的孩子,正如我们
也是太阳的孩子。我们的原子真身中心的太
阳正是这个原子世界,即微型太阳系中的事
物形成的原因,太阳的精神层面就像一个
“因”字,内层的“大”表示大道,外层的
“囗”表示阳德或父德,“大”的形象表示
内层有个人张开双臂在自转。此时,无限的
真空中已经有了创造宇宙的基本材料,即太
阳,它们之间的关系就如同屏幕与像素点。
太阳通过自己的磁场与其它太阳连接形成一
个网络,它的信息在它的磁场中传播是没有
时间差的,正如我们能够同时感觉到意识中
的所有事物。当我们想象意识中的一个图像
不断变化时,正如太阳在按照我们的意愿重
新排列我们身体的原子矩阵,形成我们人生
的经历。大多数人都误认为是自己在控制着
身体,却不知道这完全是“承借着佛的威神
之力”而得成就的,它们既不能控制身体的
生,也不能控制身体的死,却仍然去坚信身
体才是真实的自己。我们内在的原子世界由
我们自己控制,大多数人却不相信那就是自
己的真身,因为感觉太不真实了。然而,当
我们进入深度的梦境中时,意识重新聚焦到
内在世界的星球上,那里面有山有水、有人
有物,不都是由我们过去经历的事物形成的
吗,它们是那样的真实,以至于我们误认为
自己在梦中去了其它星球,实际上那些都是
通过我们创造出来的,只是我们的意识非常
散乱,无法很好地聚焦到自己的内在世界,
产生一种自己很无知、无能的错觉。大部份
原子经过无数次拆分重组后,经历了无数次
人身的死亡与重生,积累了非常丰富的人生
经验,最后终将用于创造自己的世界。为了
帮助原子更好地体验人生、增长智慧,因此
它们的父神和母神设计了隔离机制,即通过
入胎十月,在人母体中如同炼狱般的感受作
为屏障,以此防止原子中心的太阳通过它的
磁场轻易地读取到过去的记忆,但是当遇到
与潜藏记忆中相似的事物时,过去的记忆仍
然可能被唤醒,从而形成它的天赋,这就是
同频共振,也叫量子纠缠,是原子的一种搜
索或联想能力。所谓的天赋都是原子们累世
修行的果报,试想一下,如果人去世之后什
么都没有了,那么人生和宇宙的存在还有什
么意义。实际上,人生的意义在于不断提升
自己的原子级别,从最初的氢原子,即婴儿
形态,进化成为最终的“钅黑原子”,那时
就是圆满成佛了,原子世界就是佛的报身,
宇宙就是包含了所有原子的那个最大的原子。
如果佛不以原子形态显现,那么就是应身或
化身,即肉身或中阴身,中阴身就是常说的
灵魂,灵魂和肉身类似,但是它拥有更多的
权限,其中的核心原子,就是我们的真身,
称为谷神或元神。谷神是不死的,它是世界
的终极奥秘,认识它也就认识了宇宙本身,
因为它们的结构和功能是相似的。当太阳
的质量层激荡能量层时,就是太阳发射光
波和音波的时候。光波是射线从太阳发出
后不再返回,被其它量子吸收,形似“丿”。
音波是日耳从太阳发出后将会返回,遇冷
后光属性减弱,肉眼无法直观,天眼可以
看到,形似“乚”。光波形成电场,音波
形成磁场。太阳的两层形似“二”,合在
一起是个“元”字,大太阳通过它的电磁
场互相感应控制着它外部的小太阳运动形
成各种天体,如行星、卫星、彗星、矿物、
植物、动物、人体、灵魂等,最终构建起
一个属于自己的世界,成为一个“园”字。
同时,这也是中心的太阳结出的“果”,
“田”象征正在自转的质量层,“一”象
征它能够直接感受到的能量层,“|”象征
它平直的电场线,“八”象征它弯曲的磁
场线。这个果子的味道由原子自身的品性
决定,不同级别的原子果味不同,组合之
后性质会互相影响,形成一种混合果味。
我们吃的、喝的东西的味道都是源自原子
本身具有的果味,同时这个果味也对应着
原子的果位,即智慧水平。原子越具有智
慧,它对应的人生将越美好,即果味越好,
反之亦然。如果我们的真身中心的黑洞停
止运动会怎样呢,毫无疑问它将重新成为
无限的真空的一部份,拥有全知之力,但
此时它静止了,因此是无为的,它成为了
纯粹的观察者,与一切同在。此时的它物
质层面就像一个正四面体,即“玄”字,
它是最稳定的结构,对于我们而言,它就
像彻底死了一样。实际上它的精神层面就
像“主”字,宇宙的一切过去、现在和未
来都在它超然而独立的无限意识之中,此
时的原子获得了永生和一切智慧,对它而
言,它就是一切,对无知的人而言,它们
认为这个原子彻底死亡了。由于事物的特
殊属性需要通过运动来维持,因此原子成
佛涅盘后,会适时地苏醒,以此来维持自
身记忆的活性,否则它记忆中的事物会因
为长期的低温大量入灭,回到真空状态,
原子累世修行的经验将不复存在,这是宇
宙会有劫数的原因。此时它虽然继续活着,
但是智慧水平却大大下降了,一旦原子中
心的真空再度被激活,它也只能重头再修。
因为没有足够的智慧,黑洞要想停止运转,
不受外界的干扰,几乎是不可能的。为了
智慧的传承,每一位佛都会选定自己的接
班人,在它涅盘后,由下一位佛继续照看
它原来管理的世界,也就是成为那个世界
新的太阳神,自己好去休息了,毕竟一运
转就是几十亿年还是挺累的。当原来的佛
醒来之后,它往往会化身成为菩萨去学习
新的佛创造出来的知识,成为它们的肋侍,
然后自己再次成佛,让前面的佛可以修养
生息。一切佛涅盘时,都是全知者,因此
它们本质上是同一个存在,即一切。但是,
佛住世教化众生时,它的意识只能完全覆
盖到自己的原子世界,此时它不再是全知
者,因此它也需要学习。不过,佛拥有宇
宙中最高的权限,只要成佛了,一切佛都
将承借着根本佛,即宇宙本身的愿力,而
获得接近全知、全能的力量。比如,当一
个人成佛后,它在常态下,只能完全觉察
到内在原子世界中的情况,当它想知道整
个星系的情况时,宇宙将一边观察整个星
系一边在顶轮中打印出缩略图给它看,当
化身佛需要查看某个行星的情况时,缩略
图将自动拉近到这个行星,方便它查看并
管理这个行星。当化身佛想到某个遥远的
星球时,宇宙将瞬间在那个星球上构造出
它原来的形态,并将过去所处位置的形态
清除掉,以此实现瞬间移动,这也是飞碟
运行原理。同时,凭借着宇宙的全能之力,
化身佛也可变大、变小,进入高密度或低
密度的世界中度化众生。然而,要想成佛
必须拥有极大的智慧与德行,你愿意承担
多大的责任,你最终就能获得多大的力量。
至高的神,即宇宙本身,它拥有毁灭、维
护和创造三种最根本的神力,这也是大家
都具备的能力,因为我们都是它的孩子嘛。
但是唯有宇宙本身的神力能够覆盖到所有
世界中,它一直都是全知全能的神,它就
是上帝本身。世间的一切不过是它的造化
游戏,它将自己的三种神力分别授权予三
系至尊佛,即阿弥陀佛、药师佛和因果佛,
阿弥陀佛和药师佛是夫妻关系,它们分别
代表了宇宙的中心太阳和外围的星团,它
们的直系孩子是因果佛,因代表了文殊菩
萨,也称为道德天尊或毗湿奴神,果代表
了观世音菩萨,也称为慈航真人或拉克什
米女神,它们是宇宙的光音波,即电磁场
的显化,如同我们会把抽象的东西形象化,
说到财富,自然浮现钱币的图像,宇宙也
是一样,它也拥有人格,不过它拥有的是
完美的人格。普贤菩萨代表了我们这个银
河系的中心太阳,它也称为梵天,大势至
菩萨代表了它外围的星系,它也称为辩才
天女。我们所处的银河系是药师佛体内的
一个星系,因此普贤菩萨和大势至菩萨也
是阿弥陀佛和药师佛的子女,阿弥陀佛、
文殊菩萨、普贤菩萨在佛界显男身,药师
佛、观世音菩萨、大势至菩萨则显女身。
阿弥陀佛即是元始天尊,它也称为湿婆神,
药师佛即是太元圣母,它也称为萨克蒂女
神。这就是宇宙至尊人格神族的情况,它
们是永生的人格神,宇宙每个劫末将只剩
下它们的世界存在,信奉它们的众生才有
资格进入它们的世界,最终在宇宙的轮回
中保存个体记忆,否则将最终失去自己的
个性,在劫末被重置到真空状态,但能获
得精神层面上的永生,因此没能幸存的众
生也不用太难过,因为你只是变回了自己
原来的样子,宇宙在下个劫初会再次把你
创造为新的事物。“天地不仁,以万物为
刍狗”,是说你的存在如果对神毫无价值,
你终将被毁灭后再创造,宇宙造物的目的
是为了通过它的分身来体验爱自己与爱万
物,最终去圆满自利的功德与利它的福德。
综上所述,宇宙的起源可以简记为“主田
因果”,即真空、黑洞、夸克、原子。最
后,释迦牟尼佛的真身正是本太阳系的中
心太阳,本太阳系也称为“娑婆世界”,
它是这个世界的最高神明,名号“Shriya”,
发音“水呀”,即它是生命与智慧的源泉,
同时代表它是湿婆神“Shriva”(发音水娃)
的化身。它的报身就是它外围的天体,显化
为佛母耶稣陀罗。释迦牟尼佛是大日如来的
化身,释迦牟尼佛的儿子罗睺罗正是耶稣和
莲花生大士的过去世,他是整个宇宙中密宗
的首领,名号金刚手菩萨,它是弥勒菩萨的
化身。弥勒菩萨是大方广佛的化身,它兼具
十项全能,将在56亿年之后在此世间圆满成
佛,在此期间将由它的化身金刚手菩萨负责
管理和教化这里的众生。弥勒菩萨由阿弥陀
佛与药师佛共同创生,它在印度教中被称为
象神,象的两个耳朵象征了弯曲的磁场线,
两颗牙齿象征了平直的电场线,中间的头象
征了原子的主体,它的鼻子象征了原子的自
转轴,它的名号是“Ganesh”,重组后得到
“ASheng”,代表它是阿弥陀佛和药师佛创
生的孩子,中文名“迦内什”,代表它未来
将成为兼具十种神力的佛陀,帮它的父母管
理整个宇宙,那时它就成为了整个宇宙中极
其稀有的第108号序数的原子,成为了宇宙
的终极化身。当它的化身金刚手菩萨完成他
此生的使命后,他未来将承担起管理这个太
阳系的重任,他的佛父佛母就可以去度假了。
其中除了宇宙的起源过程是必然的,其它的
都不是必然的,视乎造化而定,因此去追问
先有鸡还是先有蛋毫无意义。每次宇宙进入
大寂灭后,即无限的时空全部回到真空状态
后,再次产生的宇宙,又将是一种现在的众
生无法知道的样子。未来其实是不确定的,
虽然神有它的计划,并且通过预言告诉了人
们,但是神是很慈悲的,它会根据实际的情
况做出相应的调整。因此,不要被宿命论给
误导了,行善还是作恶皆由你的自由意志决
定,神对世界的规划叫命,我们对自己的规
划叫运,命和运是互相影响的。若你想信靠
某一位神,推荐你信靠阿弥陀佛或观世音菩
萨,真心地向它们祷告,必然会得到它们的
回应。我之所以能领悟到世界的奥秘,就是
在修行的过程中,得到了观世音菩萨的指点,
否则我即使穷尽毕生精力也无法想到,原来
世界的奥秘就隐藏在举手投足之间。
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§英文解析宇宙起源
▲:Nam(Na ma),真空。
●:Na(Not a),黑洞。
⊙:A(Alpha),太阳。
∈⊙Э:Ra(R~Ψ),Ami(mi~Ψ),太阳神。
€⊙Э:Brasa(Brahma&Sarasvati),星系团。
ф:Amitabrasa,Tatagatha(他她尜他),Man,宇宙。
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§至尊人格神族
Amitabrasa~大方广佛~游戏如来~佛主~全能。
Amideva~阿弥陀佛~大日如来~佛父~毁灭。
Brasajiya~药师佛~广月如来~佛母~创造。
Harihara~因果佛~空明如来~佛子~维护。
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§相关引导信息
Ami:阿米星星的孩子(极乐净土)。
Bashar:巴夏艾莎莎妮人(琉璃净土)。
本世纪,有两种"宇宙模型"比较有影响。一是稳态理论,一是大爆炸理论。20年代后期,爱德温·哈勃(Edwin Hubble)发现了红移现象,说明宇宙正在膨胀。60年代中期,阿尔诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)发现了"宇宙微波背景辐射"。这两个发现给大爆炸理论以有力的支持。现在,大爆炸理论广泛地为人们所接受。
大爆炸理论认为,宇宙起源于一个单独的无维度的点,即一个在空间和时间上都无尺度但却包含了宇宙全部物质的奇点。至少是在120~150亿年以前,宇宙及空间本身由这个点爆炸形成。
宇宙是如何起源的?空间和时间的本质是什么?这是从2000多年前的古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。经过了哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲,宇宙学已经不再是幽深玄奥的抽象哲学思辨,而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。
目前学术界影响较大的“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的,他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里,在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片,形成了今天的宇宙。1948年,俄裔美籍物理学家伽莫夫等人,又详细勾画出宇宙由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后,经一系列元素演化到最后形成星球、星系的整个膨胀演化过程的图像。但是该理论存在许多使人迷惑之处。
宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙论”关于宇宙当初仅仅是一个点,而它周围却是一片空白,即将人类至今还不能确定范围也无法计算质量的宇宙压缩在一个极小空间内的假设只是一种臆测。况且从能量与质量的正比关系考虑,一个小点无缘无故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量从何而来呢?
人类把地球绕太阳转一圈确定为衡量时间的标准——年。但宇宙中所有天体的运动速度都是不同的,在宇宙范围,时间没有衡量标准。譬如地球上东西南北的方向概念在宇宙范围就没有任何意义。既然年的概念对宇宙而言并不存在,大爆炸宇宙论又如何用年的概念去推算宇宙的确切年龄呢?
1929年,美国天文学家哈勃提出了星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。哈勃定律只是说明了距离地球越远的星系运动速度越快--星系红移量与星系距离呈正比关系。但他没能发现很重要的另一点--星系红移量与星系质量也呈正比关系。
宇宙中星系间距离非常非常遥远,光线传播因空间物质的吸收、阻挡会逐渐减弱,那些运动速度越快的星系就是质量越大的星系。质量大,能量辐射就强,因此我们观察到的红移量极大的星系,当然是质量极大的星系。这就是被称作“类星体”的遥远星系因质量巨大而红移量巨大的原因。另外那些质量小、能量辐射弱的星系(除极少数距银河系很近的星系,如大、小麦哲伦星系外)则很难观察到,于是我们现在看到的星系大多呈红移。而银河系内的恒星由于距地球近,大小恒星都能看到,所以恒星的红移紫移数量大致相等。
导致星系红移多紫移少的另一原因是:宇宙中的物质结构都是在一定范围内围绕一个中心按圆形轨迹运动的,不是像大爆炸宇宙论描述的从一个中心向四周作放射状的直线运动。因此,从地球看到的紫移星系范围很窄,数量极少,只能是与银河系同一方向运动的,前方比银河系小的星系;后方比银河系大的星系。只有将来研制出更高分辨程度的天文观测仪器才能看到更多的紫移星系。
宇宙中的物质分布出现不平衡时,局部物质结构会不断发生膨胀和收缩变化,但宇宙整体结构相对平衡的状态不会改变。仅凭从地球角度观测到的部分(不是全部)可见星系与地球之间距离的远近变化,不能说明宇宙整体是在膨胀或收缩。就像地球上的海洋受引力作用不断此涨彼消的潮汐现象并不说明海水总量是在增加或减少一样。
1994年,美国卡内基研究所的弗里德曼等人,用估计宇宙膨胀速率的办法计算宇宙年龄时,得出一个80~120亿年的年龄计算值。然而根据对恒星光谱的分析,宇宙中最古老的恒星年龄为140~160亿年。恒星的年龄倒比宇宙的年龄大。
1964年,美国工程师彭齐亚斯和威尔逊探测到的微波背景辐射,是因为布满宇宙空间的各种物质相互之间能量传递产生的效果。宇宙中的物质辐射是时刻存在的,3K或5K的温度值也只是人类根据自己判断设计的一种衡量标准。这种能量辐射现象只能说明宇宙中的物质由于引力作用,在大尺度空间整体分布的相对均匀性和星际空间里确实存在大量我们目前还观测不到的“暗物质”。
至于大爆炸宇宙论中的氦丰度问题,氦元素原本就是宇宙中存在的仅次于氢元素的数量极丰富的原子结构,它在空间的百分比含量和其它元素的百分比含量同样都属于物质结构分布规律中很平常的物理现象。在宇宙大尺度范围中,不仅氦元素的丰度相似,其余的氢、氧……元素的丰度也都是相似的。而且,各种元素是随不同的温度、环境而不断互相变换的,并不是始终保持一副面孔,所以微波背景辐射和氦丰度与宇宙的起源之间看不出有任何必然的联系。
大爆炸宇宙论面临的难题还有,如果宇宙无限膨胀下去,最后的结局如何呢?德国物理学家克劳修斯指出,能量从非均匀分布到均匀分布的那种变化过程,适用于宇宙间的一切能量形式和一切事件,在任何给定物体中有一个基于其总能量与温度之比的物理量,他把这个物理量取名为“熵”,孤立系统中的“熵”永远趋于增大。但在宇宙中总会有高“熵”和低“熵”的区域,不可能出现绝对均匀的状态。所以,那种认为由于“熵”水平的不断升高而达到最大值时,宇宙就会进入一片死寂的永恒状态,最终“热寂”而亡的结局,是把我们现在可观测到的一部分宇宙范围当作整个宇宙的误识。
根据天文观测资料和物理理论描述宇宙的具体形态,星系的形态特征对研究宇宙结构至关重要,从星系的运动规律可以推断整个宇宙的结构形态。而星系共有的圆形旋涡结构就是整个宇宙的缩影,那些椭圆、棒旋等不同的星系形态只是因为星系年龄和观测角度不同而产生的视觉效果。
奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物质运动形式。这种螺旋现象对于认识宇宙形态有着重要的启迪作用,大至旋涡星系,小至DNA分子,都是在这种螺旋线中产生。大自然并不认可笔直的形式,自然界所有物质的基本结构都是曲线运动方式的圆环形状。从原子、分子到星球、星系直到星系团、超星系团无一例外,毋庸置疑,浩瀚的宇宙就是一个大旋涡。因此,确立一个“螺旋运动形态宇宙模型”,比那种作为所有物质总和的“宇宙”却脱离曲线运动模式而独辟蹊径,以直线运动方式从一个中心向四面八方无限伸展的“大爆炸宇宙模型”,更能体现真实的宇宙结构形
还有一点,大爆炸是循环的,有科学家声称:宇宙现在的膨胀达到极点时将又发生一场大爆炸。如同黑洞的形成过程一样,宇宙将变成一个高密度、小体积的球体。缩小到一定程度后,将再次发生大爆炸。根据能量守恒定律,宇宙的能量并没有消亡。但是,却没有人能解释,大爆炸每次循环时间、空间、分子结构等等,都是像上次一样(几百几千亿年以后,又有太阳系,又有地球,又有中国,又有你),还是重新排列(光凭空可以弯曲——|||)
宇宙起源的问题有点像这个古老的问题:是先有鸡呢,还是先有蛋。换句话说,就是何物创生宇宙,又是何物创生该物呢?也许宇宙,或者创生它的东西已经存在了无限久的时间,并不需要被创生。直到不久之前,科学家们还一直试图回避这样的问题,觉得它们与其说是属于科学,不如说是属于形而上学或宗教的问题,然而,人们在过去几年发现,科学定律甚至在宇宙的开端也是成立的。在那种情形下,宇宙可以是自足的,并由科学定律所完全确定。
关于宇宙是否并如何启始的争论贯穿了整个记载的历史。基本上存在两个思想学派。许多早期的传统,以及犹太教、基督教和伊斯兰教认为宇宙是相当近的过去创生的。(十七世纪时邬谢尔主教算出宇宙诞生的日期是公元前4004年,这个数目是由把在旧约圣经中人物的年龄加起来而得到的。)承认人类在文化和技术上的明显进化,是近代出现的支持上述思想的一个事实。我们记得那种业绩的首创者或者这种技术的发展者。可以如此这般地进行论证,即我们不可能存在了那许久;因为否则的话,我们应比目前更加先进才对。事实上,圣经的创世日期和上次冰河期结束相差不多,而这似乎正是现代人类首次出现的时候。
另一方面,还有诸如希腊哲学家亚里斯多德的一些人,他们不喜欢宇宙有个开端的思想。他们觉得这意味着神意的干涉。他们宁愿相信宇宙已经存在了并将继续存在无限久。某种不朽的东西比某种必须被创生的东西更加完美。他们对上述有关人类进步的诘难的回答是:周期性洪水或者其他自然灾难重复地使人类回到起始状态。
两种学派都认为,宇宙在根本上随时间不变。它要么以现在形式创生,要么以今天的样子维持了无限久。这是一种自然的信念,由于人类生命——整个有记载的历史是如此之短暂,宇宙在此期间从未显著地改变过。在一个稳定不变的宇宙的框架中,它是否已经存在了无限久或者是在有限久的过去诞生的问题,实在是一种形而上学或宗教的问题:任何一种理论都对此作解释。1781年哲学家伊曼努尔·康德写了一部里程碑式的,也是非常模糊的著作《纯粹理性批判》。他在这部著作中得出结论,存在同样有效的论证分别用以支持宇宙有一个开端或者宇宙没有开端的信仰。正如他的书名所提示的,他是简单地基于推理得出结论,换句话说,就是根本不管宇宙的观测。毕竟也是,在一个不变的宇宙中,有什么可供观测的呢?
然而在十九世纪,证据开始逐渐积累起来,它表明地球戏及宇宙拭其他部分事实上是随时间而变化的。地学家们意识到岩石以及其中的化石的形成需要花费几亿甚至几十亿年的时间。这比创生论者计算的地球年龄长得太多了。由德国物理学家路德维希·破尔兹曼提出的所谓热力学第二定律还提供了进一步的证据,宇宙中的无序度的总量(它是由称为熵的量所测量的)总是随时间而增加,正如有关人类进步的论证,它暗示只能运行了有限的时间,否则的话,它现在应已退化到一种完全无序的状态,在这种状态下万物都牌相同的温度下。
稳恒宇宙思想所遭遇到的另外困难是,根据牛顿的引力定律,宇宙中的每一颗恒星必须相互吸引。如果是这样的话,它们怎么能维持相互间恒定距离,并且静止地停在那里呢?
牛顿晓得这个问题。在一封致当时一位主要哲学家里查德·本特里的信中,他同意这样的观点,即有限的一群恒星不可能静止不动,它们全部会落某个中心点。然而,他论断道,一个无限的恒星集合不会落到一起,由于不存在任何可供它们落去的中心点。这种论证是人们在谈论无限系统时会遭遇到的陷阱的一个例子。用不同的方法将从宇宙的其余的无限数目的恒星作用到每颗恒星的力加起来,会对恒星是否维持恒常距离给出不同的答案。我们现在知道,其正确的步骤是考虑恒星的有限区域,然后加上在该区域之外大致均匀分布的更多恒星。恒星的有限区域会落到一起,而按照牛顿定律,在该区域外加上更多的恒星不能阻止其坍缩。这样,一个恒星的无限集合不能处于静止不动的状态。如果它们在某一时刻不在作相对运动,它们之间的吸引力会引起它们开始朝相互方向落去。另一种情形是,它们可能正在相互离开,而引力使这种退行速度降低。
参考资料: http://baike.baidu.com/view/298574.html
盖天说
“盖天说”是我国古代最早的宇宙结构学说。这一学说认为,天是圆形的,像一把张开的大伞覆盖在地上;地是方形的,像一个棋盘,日月星辰则像爬虫一样过往天空,因此这一学说又被称为“天圆地方说”。
“天圆地方说”虽然符合当时人们粗浅的观察常识,但实际上却很难自圆其说。比如方形的地和圆形的天怎样连接起来,就是一个问题。于是,天圆地方说又修改为:天并不与地相接,而是像一把伞高悬在大地上空,中间有绳子缚住它的枢纽,四周还有八根柱子支撑着。但是,这八根柱子撑在什么地方呢?天盖的伞柄插在哪里?扯着大帐篷的绳子又拴在哪里?这些也都是天圆地方说无法回答的。
到了战国末期,新的盖天说诞生了。新盖天说认为,天像覆盖着的斗笠,地像覆盖着的盘子,天和地并不相交,天地之间相距8万里。盘子的最高点便是北极。太阳围绕北极旋转,太阳落下并不是落到地下面,而是到了我们看不见的地方,就像一个人举着火把跑远了,我们就看不到了一样。新盖天说不仅在认识上比天圆地方说前进了一大步,而且对古代教学和天文学的发展产生了重要的影响。
在新盖天说中,有一套很有趣的天高地远的数字和一张说明太阳运行规律的示意图——七衡六间图。古代许多圭表都是高8尺,这和新盖天说中的天地相距8万里有直接关系。
盖天说是一种原始的宇宙认识论,它对许多宇宙现象不能作出正确的解释,同时本身又存在许多漏洞。到了唐代,天文学家一行等人通过精确的测量,彻底否定了盖天说中“日影千里差一寸”的说法后,盖天说从此便破产了。
浑天说
日月星辰东升西落,它们从哪里来,又到哪里去了呢?日月在东升以前和西落以后究竟停留在什么地方?这些问题一直使古人困惑不解。直到东汉时,著名的天文学家张衡提出了完整的“浑天说”思想,才使人们对这个问题的认识前进了一大步。
浑天说认为,天和地的关系就像鸡蛋中蛋白和蛋黄的关系一样,地被天包在当中。浑天说中天的形状,不像盖天说所说的那样是半球形的,而是一个南北短、东西长的椭圆球。大地也是一个球,这个球浮在水上,回旋漂荡;后来又有人认为地球是浮于气上的。不管怎么说,浑天说包含着朴素的“地动说”的萌芽。
用浑天说来说明日月星辰的运行出没是相当简洁而自然的。浑天说认为,日月星辰都附着在天球上,白天,太阳升到我们面对的这边来,星星落到地球的背面去;到了夜晚,太阳落到地球背面去,星星升上来。如此周而复始,便有了星辰日月的出没。
浑天说把地球当作宇宙的中心,这一点与盛行于欧洲古代的“地心说”不谋而合。不过,浑天说虽然认为日月星辰都附在一个坚固的天球上,但并不认为天球之外就一无所有了,而是说那里是未知的世界。这是浑天说比地心说高明的地方。
浑天说提出后,并未能立即取代盖天说,而是两家各执一端,争论不休。但是,在宇宙结构的认识上,浑天说显然要比盖天说进步得多,能更好地解放许多天象。
另一方面,浑天说手中有两大法宝:工是当时最先进的观天仪——浑仪,借助于它,浑天家可以用精确的观测事实来论证浑天说。在中国古代,依据这些观测事实而制定的历法具有相当的精度,这是盖天说所无法比拟的。另一大法宝就是浑象,利用它可以形象地演示天体的运行,使人们不得不折服于浑天说的卓越思想,因此,浑天说逐渐取得了优势地位。到了唐代,天文学家一行等人通过大地测量彻底否定了盖天说,使浑天说在中国古代天文领域称雄了上千年。
宣夜说
宣夜说是我国历史上最有卓见的宇宙无限论思想。它最早出现于战国时期,到汉代则已明确提出。“宣夜”是说天文学家们观测星辰常常喧闹到半夜还不睡觉。据此推想,宣夜说是天文学家们在对星辰日月的辛勤观察中得出的。
不论是中国古代的盖天说、浑天说,还是西方古代的地心说,乃至哥白尼的日心说,无不把天看作一个坚硬的球竞,星星都固定在这个球壳上。宣夜说否定这种看法,认为宇宙是无限的,宇宙中充满着气体,所有天体都在气体中漂浮运动。星辰日月的运动规律是由它们各自的特性所决定的,决没有坚硬的天球或是什么本轮、均轮来束缚它们。宣夜说打破了固体天球的观念,这在古代众多的宇宙学说中是非常难得的。这种宇宙无限的思想出现于两千多年前,是非常可贵的。
另一方面,宣夜说创造了天体漂浮于气体中的理论,并且在它的进一步发展中认为连天体自身、包括遥远的恒星和银河都是由气体组成。这种十分令人惊异的思想,竟和现代天文学的许多结论一致。
宣夜说不仅认为宇宙在空间上是无边无际的,而且还进一步提出宇宙在时间上也是无始无终的、无限的思想。它在人类认只史上写下了光辉的一页。可惜,宣夜说的卓越思想,在中国古代没有受到重视,几至失传。
地心说
地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯提出,后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。
托勒密认为,地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外,依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,在各自的圆轨道上绕地球运转。其中,行星的运动要比太阳、月球复杂些:行星在本轮上运动,而本轮又沿均轮绕地运行。在太阳、月球行星之外,是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。再外面,是推动天体运动的原动天。
地心说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地球当作宇宙中心是错误的,然而它的历史功绩不应抹杀。地心说承认地球是“球形”的,并把行星从恒星中区别出来,着眼于探索和揭示行星的运动规律,这标志着人类对宇宙认识的一大进步。地心说最重要的成就是运用数学计算行星的运行,托勒密还第一次提出“运行轨道”的概念,设计出了一个本轮均轮模型。按照这个模型,人们能够对行星的运动进行定量计算,推测行星所在的位置,这是一个了不起的创造。在一定时期里,依据这个模型可以在一定程度上正确地预测天象,因而在生产实践中也起过一定的作用。
地心说中的本轮均轮模型,毕竟是托勒密根据有限的观察资料拼凑出来的,他是通过人为地规定本轮、均轮的大小及行星运行速度,才使这个模型和实测结果取得一致。但是,到了中世纪后期,随着观察仪器的不断改进,行星位置和运动的测量越来越精确,观测到的行星实际位置同这个模型的计算结果的偏差,就逐渐显露出来了。
但是,信奉地心说的人们并没有认识到这是由于地心说本身的错误造成的,却用增加本轮的办法来补救地心说。#初这种办法还能勉强应付,后来小本轮增加到80多个,但仍不能满意地计算出行星的准确位置。这不能不使人怀疑地心说的正确性了。到了16世纪,哥白尼在持日心地动观的古希腊先辈和同时代学者的基础上,终于创立了“日心说”。从此,地心说便逐渐被淘汰了。
日心说
1543年,波兰天文学家哥白尼在临终时发表了一部具有历史意义的著作——《天体运行论》,完整地提出了“日心说”理论。这个理论体系认为,太阳是行星系统的中心,一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星,它上面像陀螺一样自转,一面又和其他行星一样围绕太阳转动。
日心说把宇宙的中心从地球挪向太阳,这看上去似乎很简单,实际上却是一项非凡的创举。哥白尼依据大量精确的观测材料,运用当时正在发展中的三角学的成就,分析了行星、太阳、地球之间的关系,计算了行星轨道的相对大小和倾角等,“安排”出一个比较和谐而有秩序的太阳系。这比起已经加到80余个圈的地心说,不仅在结构上优美和谐得多,而且计算简单。更重要的是,哥白尼的计算与实际观测资料能更好地吻合。因此,日心说最终代替了地心说。
在中世纪的欧洲,托勒密的地心说一直占有统治地位。因为地心说符合神权统治理论的需要,它与基督教会所渲染的“上帝创造了人,并把人置于宇宙中心”的说法不谋而合。如果有谁怀疑地心说,那就是亵渎神灵,大逆不道,要受到严厉制裁。日心说把地球从宇宙中心驱逐出去,显然违背了基督教义,为教会势力所不容。为了捍卫这一学说,不少仁人志士与黑暗的神权统治势力进行了前仆后继的斗争,付出了血的代价。意大利思想家布鲁诺,为了维护日心说,最终被教会用火活活烧死;意大利科学家伽利略,也因为支持日心说丽被宗教法庭判处终身监禁;开普勒、牛顿等自然科学家,都为这场斗争作出过重要贡献。
大爆炸说
1929年,天文学家哈勃公布了一个震惊科学界的发现。这个发现在很大程度上导致这样的结论:所有的河外星系都在离我们远去。即宇宙在高速地膨胀着。这一发现促使一些天文学家想到:既然宇宙在膨胀,那么就可能有一个膨胀的起点。天文学家勒梅特认为,现在的宇宙是由一个“原始原子”爆炸而成的。这是大爆炸说的前身。美国天文学家伽莫夫接受并发展了勒梅特的思想,于1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸学说。
伽莫夫认为,宇宙最初是上个温度极高、密度极大的由最基本粒子组成的“原始火球”。根据现代物理学,这个火球必定迅速膨胀,它的演化过程好像一次巨大的爆发。由于迅速膨胀,宇宙密度和温度不断降低,在这个过程中形成了一些化学元素(原子核),然后形成由原子、分子构成的气体物质.气体物质又逐渐凝聚起星云,最后从星云中逐渐产生各种天体,成为现在的宇宙。
这种学说一般人听起来非常离奇,不可思议。在科学界,也由于这个学说缺乏有力的观测证据,因而在它刚刚问世时,并未予以普遍的响应。
到了1965年,宇宙背景辐射的发现使大爆炸说重见天日。原来,大爆炸说曾预言宇宙中还应该到处存在着“原始火球”的“余热”,这种余热应表现为一种四面八方都有的背景辐射。特别令人惊奇的是,伽莫夫预言的“余热”温度竟恰好与宇宙背景辐射的温度相当。另一方面,由于有关天文学数据已被改进,因此根据这个数据推算出来的宇宙膨胀年龄,已从原来的50亿年增到100-200亿年,这个年龄与天体演化研究中所发现的最老的天体年龄是吻合的。由于大爆炸说比其他宇宙学说能够更多、更好地解释宇宙观测事实,因此愈来愈显示出它的生命力。
现在,大多数天文学家都接受了大爆炸说的基本思想,不少过去不能解释的问题正在逐步解决,它是最有影响、最有希望的一种宇宙学说。
星云说
太阳系究竟是怎样产生的,这个问题直到现在仍然没有令人完全满意的答案.长期以来,人们为了解决这个问题,曾经提出过许多学说,其中“星云说”是提出最早,也是在当代天文学上最受重视的一种学说。
最初的星云说是在一18世纪下半叶由德国哲学家康德和法围天文学家拉普拉斯提出来的。由于他们的学说在内容上大同小异,因而人们一般称之为康德一拉普拉斯星云说。他们认为:太阳系是由一块星云收缩形成的,先形成的是太阳,然后剩余的星云物质进一步收缩演化形成行星。
星云说出现以前,人们把天体的运动变化看作是上帝发动起来的,称之为“第一次推动”。康德一拉普拉斯的星云说,用自然界本身演化的规律性来说明行星运动的一些性质,无疑对这种荒谬的观点是一个有力的打击,也为天文学的发展建立了不朽的功勋。
不过,康德一拉普拉斯星云说只是初步地说明了太阳系的起源问题,还有许多观测事实却难以用它来解释。所以,星云说在很长时间里陷入了窘境。直到本世纪,随着现代天文学和物理学的进展,特别是近几十年里,恒星演化理论的日趋成熟,星云说又换发出了新的活力。
现代观测事实证明,恒星是由星云形成的。太阳系的形成在宇宙中并不是一个独特的偶然的现象,而是普遍的必然的结果。另外,关于太阳系的许多新发现也有力地支持了星云说。
在这样的背景下,现代星云说逐渐完善起来了。当然,星云具体是怎样演化的,这一点还有不少分歧的意见。有一种观点认为:形成太阳系的是银河系里的下团密度较大的星云,这块星云绕银河系的中心旋转着,当它通过旋臂时受到压缩,密度增大,达到一定密度时,星云就在自身引力的作用下,逐渐收缩。收缩过程中,一方面使星云中央部分内部增温,最后形成原始太阳,当原始太阳中心温度达到700万摄氏度时,氢聚变为氦的热核反应点火,于是,现代太阳便真正诞生了。另一方面,由于星云体积缩小,因而自转加快,离心力增大,逐渐在赤道面附近形成一个星云盘。星云盘上的物质在疑柔和吞并过程中,最后演化为行星和其他小天体。总之,现在人们己能用星云说比较详细地描述太阳系的起源过程,但还有很多具体问题未能很好解决,还有待完善和充实。
宇宙的最初三分钟
摘自 中华网 科技博览 王艳红
道生一,一生二,二生三,三生万物。道者,无也。 —老子《道德经》
宇宙诞生之前,没有时间,没有空间,也没有物质和能量。大约150亿年前,在这四大皆空的“无”中,一个体积无限小的点爆炸了。时空从这一刻开始,物质和能量也由此产生,这就是宇宙创生的大爆炸。
刚刚诞生的宇宙是炽热、致密的,随着宇宙的迅速膨胀,其温度迅速下降。最初的1秒钟过后,宇宙的温度降到约100亿度,这时的宇宙是由质子、中子和电子形成的一锅基本粒子汤。随着这锅汤继续变冷,核反应开始发生,生成各种元素。这些物质的微粒相互吸引、融合,形成越来越大的团块,并逐渐演化成星系、恒星和行星,在个别天体上还出现了生命现象。然后,能够认识宇宙的人类终于诞生了。 这幅大爆炸图景,是目前关于宇宙起源最可能的一种解释,被称为“大爆炸模型”。大爆炸理论诞生于20年代,在40年代由伽莫夫等人进行补充和发展,但一直寂寂无闻。直到50年代,人们才开始广泛注意这个理论,不过也只是觉得它很好玩,并不信服。人们更愿意认为,宇宙是稳定的、永恒的。
但是,越来越多的证据表明,大爆炸模型在科学上有强大的说服力。我们不得不相信,宇宙有一个开始,也将有一个终结。它产生于“无”,也终将回归于“无”。 宇宙:可有始,可有终?
在人类历史的大部分时期,有关创世的问题,一向是留给神去解决的。宇宙起源于何处?终点又在哪里?生命如何产生?人类怎样出现?对这些疑问,许多宗教都能给出一份体系完备的答案。至于上帝从哪里来,这种问题是不该问的。
直到最近几个世纪,人们才开始学着把神撇开,以超越宗教的角度,去思考世界的本源。这样一来,就有一个重大的原则性问题需要解决:宇宙是永恒存在的,还是有起始的?
这两种说法长久以来一直困扰着科学家、哲学家和神学家,对于普通人来说,更是难以理解。假设宇宙在时间上没有起源,即过去一直存在,那么宇宙的年龄就是无穷大了。无穷大这个概念,一听就让人头昏脑胀:既然是已经过去了无穷久的时间,我们的“现在”又是什么呢?而如果说宇宙是有起始的,那么它就是从“无”中突然产生的了,这最初的一刹那,又是怎样呢? 凭着人类在短暂的生命中获得的常识,实在是很难想明白这些东西。不过,我们可以从科学上寻求一些佐证。大爆炸模型的一个基本假设是宇宙的年龄有限,这个说法令人信服的直接理由,来自物理学中一条最基本的定律——热力学第二定律。这条科学史上最令人伤心绝望的定律,冥冥中早已规定了宇宙的命运。 简而言之,第二定律认为热量从热的地方流向冷的地方。对任何物理系统,这都是众所周知并且显而易见的特性,毫无神秘之处:开水变凉,冰淇淋化成糖水。要想把这些过程倒过来,就非得额外消耗能量不可。就最广泛的意义而言,第二定律认为宇宙的“嫡”(无序程度)与日俱增。例如,机械手表的发条总是越来越松;你可以把它上紧,但这就要消耗一点能量;这些能量来自于你吃掉的一块面包;麦子在生长的过程中需要吸收阳光的能量;太阳为了提供这些能量,需要消耗它的氢来进行核反应。总之宇宙中每个局部的嫡减少,都须以其它地方的嫡增加为代价。 在一个封闭的系统里,嫡总是增大的,一直大到不能再大的程度。这时,系统内部达到一种完全均匀的热动平衡状态,不会再发生任何变化,除非外界对系统提供新的能量。对宇宙来说,是不存在“外界”的,因此宇宙一旦到达热动平衡状态,就完全死亡,万劫不复。这种情景称为“热寂”。
宇宙正在缓慢地、但坚定不移地走向这无法抗拒的命运,几代智者为此怀疑人类的存在是否有意义。暂且撇开这种沮丧的情绪,作一个简单的推理,我们就可以发现,宇宙不可能有无限的过去。很简单,如果宇宙无限老,那它早就已经死了。以有限速率演变的东西,是不可能永远维持下去的。换句话说,宇宙必然是在某个有限的时间之前诞生的。 大爆炸:有推论有根据
第二定律明示了宇宙有起始,但这个重要推论竟然被19世纪的科学家忽略了,它只是在后来成为大爆炸模型的佐证。该模型的提出,是基于20世纪初的天文观测。
20年代,天文学家埃德温·哈勃注意到,不同距离的星系发出的光,颜色上稍稍有些差别。远星系的光要比近星系红一些,即波长要长一些,这种现象被称为“哈勃红移”。它说明,各星系正以很高的速度彼此飞离。一列火车快速驶远时,它的汽笛声听来会沉闷很多,因为声波相对于我们的频率变低、波长变长了,这就是多普勒效应。把声波换成光,产生的效果就是红移。哈勃对众多星系的光谱进行研究后确认,红移是一种普遍现象,这表明宇宙正在膨胀。 这一发现,奠定了现代宇宙学的基础。
如果宇宙正在膨胀,那它过去必定比较小。如果能把宇宙史这部影片倒过来放,我们势必会发现,在过去的某个时刻,所有的星辰都是聚合在一起的。这个时间大概是100多亿年前,要准确推断它比较困难。
另外,宇宙膨胀的速度会随时间发生变化,这与引力有关。万有引力作用于字宙中一切物质与能量之间,起到刹车的作用,阻止星系往外跑,从而使膨胀速度越来越慢。在诞生初期,宇宙从高密度状态迅速膨胀,随着时间的推移,体积越来越大,膨胀速度越来越小。将这个过程向回追溯到宇宙创生的那一刻,可以发现当时宇宙体积为零,而膨胀速度为无限大。这就是大爆炸。
大爆炸是空间、时间、物质与能量的起源。这些概念都不能外推到大爆炸之前。大爆炸之前发生了什么、是什么引起了大爆炸,这些问题在逻辑上就是没有意义的。那以前所有的,只是“无”。
以上所述仅是旁证,似不足以令大多数人信服。如果150亿年前发生了一场大爆炸,如此惊天动地的力量是否在今天的宇宙结构上留下了某种印迹?于是,有一阵子,科研人员热衷于寻找宇宙创生的遗迹,劲头赛过当年的宗教考古学家寻找伊甸园。亚当和夏娃的文物是一样也没发现,原初宇宙最重要的遗迹倒真给找出来了,这就是微波背景辐射。 按照大爆炸理论,最初的几分钟里,宇宙是一个炽热的火球,到处充满温度高达几十亿度的光辐射。由于此时的宇宙处于热动平衡中,这种辐射具有独特的光谱特征,称为“黑体谱”。1965年,贝尔电话公司的两位物理学家彭齐亚斯和威尔逊偶然发现,宇宙确实浸润在一种热辐射之中。这种辐射以相同的强度从空间各个方向射向地球,其温度约为3K,谱线具有完美的黑体谱特征。微波背景辐射的发现,是对大爆炸模型最有力的支持。
知道了今天宇宙背景辐射的温度,就很容易推算出,宇宙诞生后约1秒钟各处的温度约为100亿度。在如此高温下,不仅我们熟悉的物质无法存在,连原子核也会被撕得粉碎。宇宙只能是一锅由质子、中子和电子等构成的基本粒子汤。
随着这锅汤变冷,核反应发生了。中子和质子很容易聚合在一起,产生由两个质子、两个中子组成的氦核。计算表明,氦核形成的过程持续了大约3分钟,形成的氦约占宇宙物质总质量的四分之一。这个过程用完了所有的中子,余下的质子就成了氢原子核。
因此,大爆炸模型预言宇宙应当由大约25%的氦和75%的氢组成,这与天文测量结果极为符合。最初三分钟里形成的氢与氦,构成了宇宙中99%以上的物质。形成行星和生命的丰富多彩的重元素,只占宇宙总质量的不到l%,它们大部分是在恒星内部形成的。
根据推断,宇宙的形成距今约100~200亿年。
生命:既永恒又无恒
天文观测表明,各种天体的年龄均小于200亿年,这与大爆炸理论契合得非常好。我们的地球大概是50亿年前形成的,人类出现的时间更短得不值一提。宇宙现在还算得上年轻,担忧末日的来临,对单个人来说是十分无聊的事。然而,为全人类的命运想一想这个问题,还是有必要的。
按照大爆炸模型,宇宙在诞生后不断膨胀,与此同时,物质间的万有引力对膨胀过程进行牵制。如果宇宙的总质量大于某一特定数值,那么总有一天宇宙将在自身引力的作用下收缩,造成与大爆炸相反的“大坍塌”。如果宇宙总质量小于这一数值,则引力不足以阻止膨胀,宇宙就将永远膨胀下去。
在非常遥远的将来,比如1亿亿亿年以后,所有的恒星都燃烧完毕,茫茫黑暗中,潜伏着一些黑洞、中子星等天体。宇宙的尺度已经膨胀到如今的1亿亿倍,而且还在扩张下去。在这个系统里,引力虽不足以使膨胀停止,但会不露声色地消耗着系统的能量,使宇宙缓慢地走向衰亡。黑洞在霍金效应的作用下释放出微弱的辐射,最终全都以热和光的形式蒸发掉。足够长的时间之后,连质子这样稳定的基本粒子也衰变、消亡了,宇宙最终变成一锅稀得难以置信的汤,其中有光子、中微子,越来越少的电子和正电子。所有这些粒子都在缓慢地运动,彼此越来越远,不会再有任何基本物理过程出现。 这是寒冷、黑暗、荒凉而又空虚的宇宙,它已经走完了自己的历程,面对的是永恒的生命,抑或永恒的死亡。这种情景,差不多就是“热寂”了。 如果引力足够强大,宇宙终有一天开始收缩,又将如何呢?在大尺度上,收缩过程与大爆炸后的膨胀是对称的,像一场倒放的电影。收缩的过程起初很缓慢,随后越来越快。在转折点过后,宇宙的体积开始缩小,背景辐射温度上升。漆黑寒冷的宇宙变成一个越来越热的熔炉,生命无处可逃,全都被煮熟烤焦。最后,行星、恒星也毁灭了,分布在如今浩瀚空间中的物质被挤进一个很小的体积内,最后三分钟来临了。
温度变得如此之高,连原子核也被撕毁,宇宙又成了一锅基本粒子汤。然而这种状态也只能生存几秒钟的时间。随后,质子和中子也无法区分,挤成一堆由夸克构成的等离子体。在最后的时刻,引力成为占绝对优势的作用力,它毫不留情地把物质和空间碾得粉碎。在这场与大爆炸的“暴胀”相对的“暴缩”中,所有的物质都因挤压不复存在,一切有形的东西,包括空间和时间本身,都被消灭。 这就是末日。它是一切事物的末日。大爆炸中诞生于无的宇宙,此刻也归于无。无数亿年的辉煌灿烂,连一丝回忆也不会留下。
宇宙的起源
宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。
宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中。
千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天,科学家们才确信,宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。
在爆炸发生之前,宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,之后发生了大爆炸。
大爆炸使物质四散出击,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命,都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。
然而,大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释,“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西? “大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。
连续创生论 〔 作者:佚名 转贴自:www.scitom.com.cn 点击数:196 文章录入:pdyuan 〕
因为大爆炸理论并没有被证明是真理,所以并不是每个人都会同意大爆炸理论。在近代宇宙学史上曾经和大爆炸理论抗衡的宇宙形成理论还有连续创生论。
1948年,两位奥地利天文学家邦迪和戈尔德提出一种理论,承认膨胀宇宙但否定大爆炸。后来英国天文学家霍伊尔发展并普及了这个理论,在星系散开的过程中,星系之间又形成新的星系;形成新星系的物质是无中生有的,而且运动的速度非常缓慢,用现在的技术无法测出。结论是,宇宙自始至今基本上保持着同一状态。在过去无数个纪元中,它看上去就是现在这个样;在未来的无数个纪元中,它看上去还是现在这个样子,因此既没有开始也没有结束。
这种理论被称为连续创生论,由此形成一个稳恒态宇宙。在十多年的时间里,大爆炸和连续创生论的争论非常激烈,但没有实际的证据来决定哪一个对。
1949年,伽莫夫指出,假若大爆炸曾经发生,伴随而生的辐射在宇宙膨胀过程中应该损失能量,而现在应该以射电辐射的形式存在,作为一个均质背景从天空的四面八方射来。这种辐射在绝对温度5K(-268℃)时应该是天体的特征。美国物理学家迪克进一步发展了这一观点。
1964年5月, 德国出生的美国物理学家彭齐亚斯和美国射电天文学家R·W·威尔逊接受迪克的建议,探测到与伽莫夫预见的特征非常相似的射电波背景,它显示出宇宙的平均温度为绝对温度3度。
大多数天文学家认为,射电波背景的发现为大爆炸理论提供了结论性的证据。现在一般天文学家都接受大爆炸理论,而放弃了连续创生论的观点。所以,连续创生论已是明日黄花了。
被物理学颠倒了的现实 至为写于2003年1月12日
现代物理学对物理现实作了一个颠
关于宇宙是否并如何启始的争论贯穿了整个记载的历史。基本上存在两个思想学派。许多早期的传统,以及犹太教、基督教和伊斯兰教认为宇宙是相当近的过去创生的。(十七世纪时邬谢尔主教算出宇宙诞生的日期是公元前4004年,这个数目是由把在旧约圣经中人物的年龄加起来而得到的。)承认人类在文化和技术上的明显进化,是近代出现的支持上述思想的一个事实。我们记得那种业绩的首创者或者这种技术的发展者。可以如此这般地进行论证,即我们不可能存在了那许久;因为否则的话,我们应比目前更加先进才对。事实上,圣经的创世日期和上次冰河期结束相差不多,而这似乎正是现代人类首次出现的时候。
另一方面,还有诸如希腊哲学家亚里斯多德的一些人,他们不喜欢宇宙有个开端的思想。他们觉得这意味着神意的干涉。他们宁愿相信宇宙已经存在了并将继续存在无限久。某种不朽的东西比某种必须被创生的东西更加完美。他们对上述有关人类进步的诘难的回答是:周期性洪水或者其他自然灾难重复地使人类回到起始状态。
两种学派都认为,宇宙在根本上随时间不变。它要么以现在形式创生,要么以今天的样子维持了无限久。这是一种自然的信念,由于人类生命——整个有记载的历史是如此之短暂,宇宙在此期间从未显著地改变过。在一个稳定不变的宇宙的框架中,它是否已经存在了无限久或者是在有限久的过去诞生的问题,实在是一种形而上学或宗教的问题:任何一种理论都对此作解释。1781年哲学家伊曼努尔·康德写了一部里程碑式的,也是非常模糊的著作《纯粹理性批判》。他在这部著作中得出结论,存在同样有效的论证分别用以支持宇宙有一个开端或者宇宙没有开端的信仰。正如他的书名所提示的,他是简单地基于推理得出结论,换句话说,就是根本不管宇宙的观测。毕竟也是,在一个不变的宇宙中,有什么可供观测的呢?
然而在十九世纪,证据开始逐渐积累起来,它表明地球戏及宇宙拭其他部分事实上是随时间而变化的。地学家们意识到岩石以及其中的化石的形成需要花费几亿甚至几十亿年的时间。这比创生论者计算的地球年龄长得太多了。由德国物理学家路德维希·破尔兹曼提出的所谓热力学第二定律还提供了进一步的证据,宇宙中的无序度的总量(它是由称为熵的量所测量的)总是随时间而增加,正如有关人类进步的论证,它暗示只能运行了有限的时间,否则的话,它现在应已退化到一种完全无序的状态,在这种状态下万物都牌相同的温度下。
稳恒宇宙思想所遭遇到的另外困难是,根据牛顿的引力定律,宇宙中的每一颗恒星必须相互吸引。如果是这样的话,它们怎么能维持相互间恒定距离,并且静止地停在那里呢?
牛顿晓得这个问题。在一封致当时一位主要哲学家里查德·本特里的信中,他同意这样的观点,即有限的一群恒星不可能静止不动,它们全部会落某个中心点。然而,他论断道,一个无限的恒星集合不会落到一起,由于不存在任何可供它们落去的中心点。这种论证是人们在谈论无限系统时会遭遇到的陷阱的一个例子。用不同的方法将从宇宙的其余的无限数目的恒星作用到每颗恒星的力加起来,会对恒星是否维持恒常距离给出不同的答案。我们现在知道,其正确的步骤是考虑恒星的有限区域,然后加上在该区域之外大致均匀分布的更多恒星。恒星的有限区域会落到一起,而按照牛顿定律,在该区域外加上更多的恒星不能阻止其坍缩。这样,一个恒星的无限集合不能处于静止不动的状态。如果它们在某一时刻不在作相对运动,它们之间的吸引力会引起它们开始朝相互方向落去。另一种情形是,它们可能正在相互离开,而引力使这种退行速度降低。
尽管恒定不变的宇宙的观念具有这些困难,十七、十八、十九甚至至二十世纪初斯都没有人提出过,宇宙也许是随时间演化的,不管是牛顿还是爱因期坦都失去了预言宇宙不是在收缩便是在膨胀的机会。因为牛顿生活在观测发现宇宙膨胀以前的二百五十年,所以人们实在不能责备他。但是爱因斯坦应该知道得更好。他在1915年提出的广义相对论预言正在膨胀。但是他对稳恒宇宙是如此之执迷不悟,以至于要在理论中加上一个使之和牛顿理论相调和并用于抗衡引力的因素。
1929年埃德温·哈勃的宇宙膨胀的发现完全改观了有关其起源的讨论。如果你把星系现在的运动往时间的过去方向例溯,它们在一百亿和二百亿年前之间的某一时刻似乎应该重叠在一起,在这个称为大爆炸奇点的时刻,宇宙的密度和时空的曲率应为无穷大。所有的已知的科学定律在这种条件下都失效了。这对科学是一桩灾难。科学所能告诉我们的一切是:宇宙现状之所以如此是因为它是过去是处于那种形态。但是科学不能解释为何它在大爆炸后的那一瞬间是那个样子的。
这样,许多科学家对此结论感到不悦就毫不足怪了。为了避免存在大爆炸奇点以及由此引起的时间具有开端的结论,人们进行了若干尝试。其中一种称为稳恒态理论。它的思想是,随着星不互相分离而去,由连续产生的物质在星系之间的空间中形成新的星系。这样宇宙就多多少少以今日这样的状态不但已经存在了,而且还将继续存在无限长时间。
为了使宇宙继续膨胀并创生新物质,稳恒态模型需要修改广义相对论。但是所需要的产生率非常低:大约为每年每立方公里一个粒子,这不会和观测相冲突。该理论还预言了,星系和类似物体的平均密度不但在空间上而且在时间上必须是常数。然而,由马丁·赖尔和他的剑桥小组进行的银河系外射电源的普查显示,弱源的数目比强源的数目多得多。人们可以预料,弱的源在平均上讲应是较遥远的。这样就存在两种可能性:或许我们正位于宇宙中的一个强源不如平均源频繁的区域;或者过去的源的密度更高,光线在离开这些源向我们传播时更遥远的距离。这两种可能性没有一种和稳恒态理论相协调,因为该理论预言射电源密度不仅在空间上而且在时间上必须为常数。1964年阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现了从比我们的银河系遥远得多的地方起源的微波辐射背景,这是对该理论的致命打击。它具有从一个热体发射出的辐射的特征谱,尽管在这种情形下热这个字根本不适合,因为其温度只不过比绝对零度高2.7度而已。宇宙是一个既寒冷又黑暗的地方!稳恒态理论中没有一种产生具有这种谱的微波的合理机制,所以稳恒态理论难逃被抛弃的命运。
1963年两位俄国科学家欧格尼·利费席兹和伊萨克·哈拉尼科夫提出另一种思想,企图用来避免大爆炸奇性。他们说,只有当星系直接相互接近或离开时,它们才会在过去的一个单独的点上相重叠,才导致无限密度状态。可惜的是,星系还多少具有一些侧向速度,宇宙早斯就可能存在过这样的一种收缩相,这时,星系虽然曾经非常靠近过,却能设法避免互相撞击。然后宇宙会继续重新膨胀,而不必通过一种无限的密度的状态。
当利费席兹和哈拉尼科夫提出其设想时,我正是一名研究生,亟需一个问题以完成博士论文。因为是否有守大爆炸奇点的问题对于理解宇宙的起源关系重大,所以它引起了我的兴趣。我和罗杰·彭罗斯一道发展了一套数学工具,用以处理这个以及类似的问题。我们指出,如果广义相对论是正确的,任何合理的宇宙模型都必需起始于一个奇点。这就表明,科学能够预言,宇宙必须有一个开端,但是它不能够预言宇宙应如何启始的:正因为如此,人们必须求助于上帝。
审察人闪对奇性看法的变化是十分有趣的。当我还是一名研究生时,几乎没人认真地看待之。现在,作为奇性定理的一个结果,几乎无人不信宇宙是从一个奇眯起始的,物理定律在该处失效。然而,现在我认为,虽然存在奇点,物理定律仍能确定宇宙是如何起始的。
广义相对论是一种被称为经典的理论。也就是说,它没有顾及这个事实,即粒子不具备精确定义的位置和速度,由于量子力学的不确定性原理位置和速度的小范围内被“抹平”,不确定性原理不允许我们同时既测量又测量速度。因为正常情形下时空的曲率在和粒子位置的不确定性相比较时非常大,这些以我们没什么影响。然而奇性定理指出,在现在的宇宙膨胀相的开端,时空被高度地畸变,并且具有很小的曲率半径。不确定性原理在这种情形下变成非常重要。这样,广义相对论因预言奇性而导致自身的垮台。为了讨论宇宙的开端,我们需要一种结合广义相对论和量子力学的理论。
那种理论便是量子引力论。我们尚未知道正确的量子引力论应采取的准确形式。我们此刻所拥有的最佳候选者是超弦理论,但它仍有许多耒解决的困难。然而,人们可以期望,任何有前途的理论都应具有某些特征。其中之一便是爱因斯坦的思想,引力效应由被物质和能量所弯曲甚至卷曲的时空来体现。物体在弯曲空间中沿着最接近于直线的轨迹运行。然而,由于时空是弯曲的。所以它们的路径就显得是弯折的,正如同被引力场所弯折的似的。
另一种在这个终极理论中可以预料的要素是里查德·费因曼的设想,即量子理论可以表达成“对历史的求和”。该思想可以最简单的形式表达成,每颗粒子在时间中走过任何可能的路径或历史。每一路径或历史具有依其形状而定的概率。为了使这种思想可行,人们必须考虑在虚时间里发生的历史,而不是在我们感受生活于其中的实时间城发生的历史。虚时间听起来有点像是科学幻想的东西,其实它是定义得很好的数学概念。它在某种意义上可被认为是和实时间成直角的时间方向。人们把所有具有某种性质粒子历史,譬如讲在某些时刻通过某些点的历史的概率加起来。然后应把这结果延拓到我们在其中生活的实的时空中去。这不是量子力学的最熟知的手段,但它给出和其他方法得到的相同结果。
在量子引力的情形下,费因曼的对历史求和的思想牵涉到对宇宙的不同的可能性的历史,也就是对不同的弯曲时空的求和。这些代表了宇宙和它之中的任何东西的历史。人们必须指明,在对历史的求和中,应包括哪些种类的弯曲空间。这种空间种类包括具有奇性的的空间,则该理论就不能确定这类空间的概率。相反的,它们必须以某种任意的方法被赋予概率。这意味着科学不能预言时空这类奇性历史的概率。这样,它就不能预言宇宙应如何运行。然而,宇宙可能处于由只包括非奇性弯曲空间的求和所定义的状态。在这种情形下,科学定律就把宇宙完全确定,人们就不必吁求宇宙之外的某物来确定宇宙如何启始。由只对非奇性历史的求和确定宇宙的状态有点像一名醉汉在灯柱之下找他的钥匙:这儿也许不是他遗失之处,但是这儿是他可能找到的仅有的地方。类似的,宇宙也许不处于由对非奇性历史求和定义的状态,但这是科学能预言应当什么样子的仅有的状态。
1983年詹姆·哈特尔和我提出,宇宙的状态应由对一定种类历史的求和给出。这类历史由没有奇性的,而且具有有限尺度却没有边界或边缘的弯曲空间组成。它们像是地球的表面,只不过多了两维。地球的表面具有有限的面积,但是它不具有任何奇性、边界或边缘。我曾经用实验验证过这一点。我作过环球旅行,而没有落到外面去。
哈特尔和我所做的设想可以被重新表达成:宇宙的边界条件是它没有边界。只有当宇宙处于这个无边界状态时,科学定律自身才能确定每种可能历史的概率。因此,只有在这种情形下,已知的定律才会确定宇宙应如何运行。如果宇宙处于任何其他的状态,则历史求和中的弯曲空间的种类就要包括具有奇性的空间。人们必须求助于已知科学定律以外的某种原理,才能确定这种奇性历史的概率。这种原理就会是外在于我们宇宙的某种东西。我们不能从我们宇宙之中将其推导出来。而另一方面,如果宇宙是处于无边界状态,在原则上,我们就能在不确定性原理容忍的限制之仙完全确定宇宙应如何运行。
如果宇宙处于无边界状态,那对于科学而言就太好了,但是我们如何才能知道事情究竟是否如此呢?其答案是,无边界设想对宇宙应如何运行作出了明确的预言。如果这些预言不与观测相符合,则我们就能得出结论说,宇宙不处于无边界状态。这样,在哲学家卡尔·波普定义的意义上说,无边界设想是一种好的科学理论:它可被观测证伪。
如果观测不与预言相符合,我们就知道在可能历史的种类中必须有奇性。然而,这就大致上是我们知道的一切。我们不能计算出这种奇性历史的概率,因此我们不能预言宇宙应如何运行。有人也许会认为,如果不可预见性只发生在大爆炸处,那不会太碍事,那毕竟是一百亿或二百亿年以前的事。但是,如果可预言性在大爆炸的非常强引力场中失效,那么只要恒星坍缩它也会失效。这种事件仅在我们的银河系中每周就会发生几次。我们的预言能力甚至按照天气预报的标准来说也是非常差劲的。
当然,人们还会说,我们根本不必在乎发生在一颗遥远恒星处的可预言性的失效。然而,在量子理论中任何不被实际上禁止的东西都能够并将要发生。这样,如果可能历史的种类中包括奇性空间的话,这些奇性可在任何地方发生,而不仅在大爆炸处以及坍缩星之中。这意味着,我们不能预言任何东西。反过来说,我们能够预言事件的这一事实是反对奇性并赞同无边界设想的实验证据。
那么无边界设想为宇宙做出什么预言呢?第一个预言是,因为宇宙的怕有可能的历史在广延上都是有限的,所以人们用来作为时间测度的任何量都必须有一个最大值和一个最小值。这样宇宙就有一个开端和一个终结。在实时间中的开端即是大爆炸奇点。然而在虚时间中这个开端就不再是奇点。相反的,它有点像地球的北极。如果人们把地球表面的纬度当作时间的类似物,则可以说地球的表面从北极开始。然而,北极是地球上完全普通的一点。它没有任何特殊之处,同样的定律在北极正如同在地球上的其他地方同样地成立。类似的,我们用来标志作撛谛槭奔淠谟钪娴钠羰紨的事件是时空中的一个通常的点,正如其他的点那样。科学定律在开端处正如在其他地方一样成立。
人们从和地球表面的类比,也许会预料到,正如北极和南极相似一样,宇宙的终结会和开端相类似。然而,北南二极是对应于虚时间向实时间延拓,就会发现宇宙在实时间中的开端和它的终结可以非常不同。
约纳逊·哈里威尔和我对无边界条件的含义作过一个近似计算。我们把宇宙当作一个完全光滑和均匀的背景来处理,在这个背景上存在密度的小微扰。宇宙在之前时间中从非常小的半径开始膨胀。最初的这种膨胀称作暴涨,也就是说,宇宙尺度在比一秒还要短暂非常多的每一时间间隔中得到加倍,这正如在某些国家中每一年价格都要加倍一样。第一次世界大战后的德国也许创下了通货膨胀的世界纪录,一捆面包的价格在几个月的时间内从一个马克涨到一百万马克。但是没有任何东西可与似乎在极早期宇宙发生过的暴涨相比拟,宇宙尺度在一秒的极微小的部分时间内至少增加了一百万亿亿亿倍。这当然是发生在当局政府之前的事。
暴涨在如下意义上来说,是件好事,它产生了一个在大尺度上光滑而均匀的宇宙,而且这个宇宙以刚好避免坍缩的临界速度膨胀。它还能在相当严格的意义上把宇宙的怕有内容从无中创生出来,这是暴涨的又一好处。当宇宙像北极那样的一个单独点时,它不包含有任何东西。然而,在我们可观测到的宇宙部分至少有十的八十次方颗粒子。所有这些粒子从何而来呢?其答案是,相对论和量子力学允许物质从能量中以粒子反粒子对的形式创生出来。那么能量又是从何而来以创生物质呢?其答案是,它是从宇宙的引力能中借来的。宇宙亏欠了极大数量的负引力能的债务,它刚好和物质的正能量相平衡。其结果便是凯恩斯经济学的胜利:一个充满物质的、充满活力的正在膨胀的宇宙。引力能的债务只有在宇宙终结时才能偿付清。
早期宇宙不能是完全均匀一致的,因为否则的话就会违反量子力学的不确定性原理。相反的,必须存在对均匀密度的一些偏差。无边界设想意味着,这些密度差别是从它们的基态开始,也就是说,它们是和不确定性原理相一尽可能的小。然而,这些差别在暴涨时被放大了。在暴涨时期结束之后,留下的宇宙是一些地方比另一些地方膨胀得稍快一些。在膨胀稍慢的区域,物质的引力吸引使膨胀进一步减慢。该区域最终会停止膨胀,并且收缩形成星系和恒星。这样,无边界设想可以解释我们四周看到的所有复杂结构。然而,它没有给宇宙作出单独的预言。相反地,它预言整整一族可能的历史,每一个历史都具有自己的概率。也许可能有这样的历史,工党在上次英国竞选中取胜,虽然这种概率很小。
无边界设想对于上商在宇宙事务中的作用含义极其深远。人们现在广泛接受,宇宙按照定义很好的定律演化。这些定律可能是上帝钦定的,但是它似乎不去干涉宇宙去违反这些定律。然而,直到不久以前,人们都认为这些定律不能适用于宇宙的开初。那就要依赖上帝去旋紧发条,并让宇宙顺着它的意愿的方式去运行。这样,宇宙的现状是上帝对初始条件选择的结果。
然而,如果某种像无边界设想的东西是正确的话,则情况就会大大改观。在那种情形下,物理定律甚至也适用于宇宙的开端,这样上帝就没有选取初始条件的自由。当然它在选取宇宙要服从的定律上仍然具有自由。然而,这里并没有许多选择的余地。也许只存在很少数目的定律,这些定律是自洽的,并能导致像我们自己这么复杂的生物的存在,他能询问什么是上帝的性质。
甚至即使只存在唯一的一族可能的定律,它也只不过是一族方程。究竟是什么东西将生命之火赋予这些方程,使之产生一个受它们制约的宇宙呢?难道终结的统一理论是如此之咄咄逼人,以至于其自身的实现成为不可避免?虽然科学能解决宇宙如何启始的课题,它仍然无法回答这个问题:为何宇宙必须存在?我对此没有答案。
稿源: 科技之光 编辑: 李强