宇宙起源:从盘古开天地到大爆炸理论

处于儿童期的孩子会提出各种各样的问题,其中很多是关于事物从哪里来的这样的问题。比如人是从哪里来的、鱼是从哪里来的、空气是从哪里来的?这些问题或许一开始你感觉还可以应付,但很快就会发现自己有些力不从心了,因为这些问题几乎都有一个共同的归宿:宇宙是从哪里来的?

中国古代神话里有一个叫盘古的英雄,相传是他创造了宇宙。宇宙最初是一个混沌如鸡蛋形状的物体,盘古就孕育其中。一日盘古将这个鸡蛋打破,鸡蛋里面轻的东西上升为天,重的东西下沉为地。天空每天增高一丈,大地每天增厚一丈,盘古的身体也随之一同生长。最终盘古死去,化作了世间万物,至此宇宙诞生。

古希腊神话是这样描述宇宙起源的。最初的宇宙一片混沌,从混沌中最先生出了大地盖亚,接着在大地底层出现了“黑暗”厄瑞玻斯与“黑夜”尼克特,两者结合生出“光明”与“白昼”。大地又生出了“天空”。基督教关于宇宙的起源则更加简单,宇宙只是上帝的作品。上帝在第一天说,要有光,于是便有了光。七天的时间里,上帝便创造了世界万物。

那么,宇宙到底是从哪里来,真实的情况是怎样的呢?今天科学家们已经给出了一个合理的解释,即:我们现在所见并存在于其中的宇宙,起源于130多亿年前的一次大爆炸。这就是由比利时物理学家乔治·勒梅特首先提出的大爆炸理论。这种理论描述了宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的奇点演变而来的,并经过不断的膨胀形成今天的状态。

支持这种理论的一个重要证据是红移现象的发现。离我们而去的恒星发出的光线的光谱向红光光谱方向移动,这个现象被称作红移。相应的,如果一个恒星正在朝我们接近,它发出的光线的光谱会向蓝光光谱方向移动,称作蓝移。

1929年,美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现从地球到达遥远星系的距离与这些星系的红移成正比,这表明,所有遥远的星系都在远离我们这一观察点。可以用一个简单的小试验来模拟一下宇宙的膨胀。找一个气球,然后在上面用笔画上几个小点代表星球,把这个气球吹起来,你就会发现,气球上的各个点彼此正在远离。

支持大爆炸确实发生过的另外一个证据是宇宙微波背景辐射的发现。

1964年,彭齐亚斯和威尔逊在贝尔实验室意外发现了宇宙微波背景辐射的存在,辐射被观测到是各向同性的,并且对应的黑体辐射温度为3K。这表明大爆炸发生之后,宇宙的温度正在慢慢降低。那么,宇宙会一直膨胀下去吗?它的最终命运会如何呢?

科学家认为:宇宙的最终命运取决于宇宙内物质的多少:如果物质密度超过临界密度,宇宙的膨胀最后会停止,并逆转为收缩,最终形成与大爆炸相对的一个“大挤压”;如果物质密度等于或低于临界密度,则宇宙会一直膨胀下去。

知道了科学对于宇宙起源的解释,我们回过头再看一下古代各国的神话,会惊奇地发现,大爆炸理论和古代中国的神话有很多相似之处。盘古所居的鸡蛋,可以看作是大爆炸发生之前的那个奇点;盘古的诞生,是宇宙爆炸的开始;天与地的持续生长,是大爆炸之后宇宙的不断膨胀;盘古的身体化做了世间万物,是大爆炸之后物质在宇宙空间的散落。

这样看来,在宇宙起源的诸多神话里,中国的古代神话对于宇宙的解释是最接近科学的一个,这也算是一个难得的巧合吧。

大爆炸说虽然得到了主流科学界的认可,但并不代表着它是一个完美的理论,有些概念还只是一种猜测而缺乏实证,也有人质疑大爆炸是如何在“无”中生出“有”,是什么原因导致了大爆炸的发生等。在大爆炸之前发生了什么,在过去会被认为是没有意义的一个问题,因为大爆炸之前还没有时间诞生。

但现在也有科学家认为,在大爆炸之前宇宙已经存在了,并且大爆炸可能不止发生一次,宇宙在不断地进行着膨胀、收缩、膨胀、收缩的循环。看来,人类探索宇宙起源的道路还远没到终点。

(本文刊于《新语丝月刊》第240期)

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