第18章 宇宙的起源和命运(1)[第2页/共4页]
大爆炸后的几个钟头以内,氦和其他元素的产生就停止了。以后的100万年摆布,宇宙仅仅是持续收缩,没有产生甚么事。最后,一旦温度降落到几千度,电子和核子不再有充足能量去克服它们之间的电磁吸引力,就开端连络构成原子。宇宙作为团体,持续收缩变冷,但在一个比均匀略微麋集些的地区,收缩就会因为分外的引力吸引而迟缓下来。在一些地区收缩终究会停止并开端坍缩。当它们坍缩时,在这些地区外的物体的引力拉力使它们开端很慢地扭转;当坍缩的地区变得更小,它会自转得更快――正如在冰上自转的滑冰者,缩回击臂时会自转得更快。终究,当地区变得充足小,它自转得快到足以均衡引力的吸引,碟状的扭转星系就以这类体例出世了。别的一些地区刚好没有获得扭转,就构成了叫做椭圆星系的椭球状物体。这些地区之以是停止坍缩,是因为星系的个别部分稳定地环绕着它的中间公转,但星系团体并没有扭转。
这有点像问很多门生一个测验题。如果统统人都给出完整不异的答复,你就会相称必定,他们相互之间交换过。在上述的模型中,从大爆炸开端光还没有来得及从一个悠远的地区达到另一个地区,即便这两个地区在宇宙的初期靠得很近。遵拍照对论,如果连光都不能从一个地区达到另一个地区,则没有任何其他的信息能做到。以是,除非因为某种不能解释的启事,导致初期宇宙中分歧的地区刚好从一样的温度开端,不然没有一种体例能使它们达到相互一样的温度。
一种能够的答复是,上帝挑选宇宙的这类初始布局是因为某些我们有望了解的启事。这必定是在一个全能造物主的力量以内。但是如果他使宇宙以这类不能了解的体例开端,他为何又挑选让它遵循我们可了解的定律去演变?
我不想去分享伽利略的厄运。我对伽利略之以是有一种激烈的认同感,其部分启事是我刚好出世于他身后的300年!
人们不能预言从奇点会出来甚么。正如之前解释的,这表白我们能够从这实际中割撤除大爆炸奇点和任何先于它的事件,因为它们对我们没有任何观察效应。时空会有一个鸿沟――大爆炸处的开端。
(2)为何宇宙在大标准上如此均匀?为何它在空间的统统点上和统统方向上看起来不异?特别是,当我们朝分歧方向看时,为何微波辐射背景的温度几近完整不异?
因为与光滑和有序的宇宙比拟,存在着多很多的浑沌和无序的宇宙。(如果每一布局都是等概率的,因为浑沌无序态多得这么多,宇宙多数会从这类态肇端)。很难了解,从如许浑沌的初始前提,如何导致明天我们这个在大标准上如此光滑和法则的宇宙。人们还预感,在如许的模型中,密度起伏导致比伽马射线背景观察设定的上限多很多的太初黑洞的构成。
科学仿佛揭露了一族定律,在不肯定性道理设下的极限内,如果我们晓得宇宙在任一时候的状况,这些定律就会奉告我们,它如何随时候生长。这些定律或许本来是由上帝公布的,但是看来从那今后他就让宇宙本身遵循这些定律去演变,而现在不对它干与。但是,他是如何挑选宇宙的初始状况和布局的呢?甚么是在时候肇端处的“鸿沟前提”?
1948年,科学家乔治・伽莫夫和他的门生拉夫・阿尔法在一篇闻名的合作的论文中,第一次提出了宇宙的热的初期阶段的图象。伽莫夫非常诙谐――他压服了核物理学家汉斯・贝特将他的名字加到这论文上面,使得列名作者为“阿尔法、贝特、伽莫夫”,正如最前面三个希腊字母:阿尔法、贝他、伽马:这特别合适于一篇关于宇宙开初的论文!他们在此论文中作出了一个惊人的预言:宇宙的热的初期阶段的辐射(以光子的情势)明天还应当在四周存在,但是其温度已被降落到只比绝对零度(-273℃)高几度。这恰是彭齐亚斯和威尔逊在1965年发明的辐射。在阿尔法、贝特和伽莫夫写此论文时,对于质子和中子的核反应体味得未几,以是对于初期宇宙分歧元素比例所作的预言相称不精确;但是,在用更好的知识重新停止这些计算以后,现在的成果已和我们的观察合适得非常好。何况,在解释宇宙为何应当有这么多氦时,用任何其他体例都是非常困难的。以是,我们相称确信,起码一向回溯到大爆炸后约莫1秒钟为止,这个图象是精确无误的。