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[宇宙物理] 宇宙大爆炸:最大的科学真理,还是最大的科学谎言?

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henryharry2 发表于 2015-9-5 05:24:45 | 显示全部楼层

被动摇的理论

 
凭借三大观测证据的支撑,“大爆炸”理论早在40年前就已成为关于宇宙起源的“权威”学说。然而,该学说现在已经出现了一些裂痕。而且,这些裂痕还越来越明显。
    大家都听过有关“大爆炸”(Big Bang)这个优美动听、构思巧妙的故事,它极具冲击力,毫不费力地抓住了大家的心。这个讲述宇宙起源及演化的传奇故事不仅让普通听众深信不疑,也得到了科学界的认可,他们认为这个故事——真实可信!40年来,它成了解释宇宙起源的唯一标准版本,故事的开头总是这样的:“在137亿年以前……”
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 楼主| gaobo118560 发表于 2015-9-5 12:15:14 | 显示全部楼层
 
大爆理论不是物理学学家提出的。在物理中只是一个假设。
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henryharry2 发表于 2015-9-5 14:17:21 | 显示全部楼层

被动摇的理论

 
后来呢?大爆炸理论提供的故事情节简单明了:137亿年前,一次神秘的爆炸之后,宇宙出现了。关于这次爆炸,我们只知道它的强度和温度超乎人类的想象,也是当前物理学所无法触及的。大爆炸也并不像人们通常认为的那样是一次爆炸,而是某种神奇的能量促使宇宙发生急速膨胀,之后空间和时间出现。整个宇宙在其最初时刻,即理论假设的零点之后,都还只是一团炙热的、不断发生着快速膨胀和冷却的等离子体,由于这次急速的膨胀,这一炙热均匀的流体开始变得致密,渐渐形成了原子、恒星、星系……
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 楼主| henryharry2 发表于 2015-9-5 14:32:08 | 显示全部楼层

三大证据

 
当然,这样一个剧本并不是天上掉下来的,该设想由比利时的一位牧师兼天文学家乔治·勒梅特(Georges Lemaītre)在上世纪20年代末提出。短短几十年间,他的观点逐步得到了绝大多数科学家的支持。到了20世纪60年代末,这一设想开始变成一门几乎无懈可击的理论。该理论之所以得到认同,是因为它拥有三大观测证据作为基础。第一项证据是在1929年发现的:埃德温·哈勃(Edwin Hubble)发现星系之间的距离在拉大,而星系之间相互远离的现象正是大爆炸理论关于宇宙膨胀的一个标志;第二项证据名为“原初核聚变”:上世纪60年代,人们观察到宇宙中各种原子所占的比例(氢原子占75%、氦原子占24%、较重的元素仅占1%)与大爆炸理论的预言值基本吻合。因为根据该理论,在宇宙形成之初,只存在那些最轻的原子(氢和氦),而较重的原子则是后来才在各恒星中形成的,数量也要少得多;第三项证据则是在1965年发现的宇宙背景辐射,这种表明整个宇宙沉浸在-270℃(也就比绝对零度高3℃左右)的温度之中的微弱辐射来自何方?唯一合理的解释似乎就是:这是当宇宙还是一团炙热气体时所散发出的巨大光辐射在经历了宇宙膨胀而冷却之后的余烬。换句话说,宇宙背景辐射就是宇宙大爆炸时发出的辐射,用大爆炸自身的辐射来证明大爆炸的发生,这是何等强有力的证据啊!最终使得大爆炸理论大受欢迎的正是这项伟大的发现。
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 楼主| henryharry2 发表于 2015-9-5 14:42:19 | 显示全部楼层

三大证据

 
大爆炸理论主宰天文学界已经40余年,已经成为知识领域无人能够撼动的圣殿。
   有了这些支柱,大爆炸理论便顺理成章地主宰了天文学界,到如今已经40余年了,甚至已经成为知识领域一座无人能够撼动的圣殿。不过,一旦我们走近这座圣殿,就会发现上面已经出现了些许观测上的裂缝或理论上的缺口……这不由让人担心“圣殿”是否摇摇欲坠。应该看到,这些裂痕尽管有着扩大的趋势,但仍然不成气候。那么,它们究竟只是一些很容易修正的建筑瑕疵,还是可能危及这一理论的严重缺陷呢?
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 楼主| henryharry2 发表于 2015-9-5 15:05:00 | 显示全部楼层

HUDF-JD2

 
有一件事是确定的,几个月前,也就是在2005年末,有一道裂痕悄悄地扩大了。当时,马克·迪金森(Mark Dickinson)领导的国际研究组发现了一个们于鲸鱼座的星系HUDF-JD2。科学家们在发现了这一星系后,立即组织了全球数台大望远镜对其进行观测,其中有哈勃空间望远镜,欧州的VLT望远镜(VLT:Very Large Telescope)以及NASA(美国国家航空航天局)的斯必泽(Spitzer)空间望远镜等,它们一刻不停地注视着茫茫苍穹中这个极微小的亮斑。在使用了如此众多的技术手段后,人们成功地获得了关于HUDF-JD2的数据资料,这些数据资料显示,该星系有着超乎常规的属性!据计算,它与地球的距离达到130亿光年,这个数字如此接近大爆炸发生的时间,不禁令人瞠目结舌。如果大爆炸理论成立的话,这就意味着,我们观测到的HUDF-JD2星系正是它在大爆炸发生仅仅7亿年后的模样。
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 楼主| henryharry2 发表于 2015-9-5 16:52:51 | 显示全部楼层

“物理学上来讲这是不可能的!”

 
这样一来,问题就复杂了。因为根据计算得出,该星系的质量相当于6000亿个太阳的质量,约为我们所处的银河系质量的4倍。而天文学家一向认为,银河系已经是星系中非常巨大的一个了。奇怪的是,根据目前有关星系演化的理论,即所谓“层级模型理论”,现有的星系都是逐渐由小型星云和小型星系聚集形成的——那么如此巨大的一个星系怎么可能在大爆炸之后这么快就形成了呢?
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 楼主| henryharry2 发表于 2015-9-6 05:11:49 | 显示全部楼层

“物理学上来讲这是不可能的!”

 
这并不是唯一的问题。科学家们在测算构成HUDF-JD2星系的恒星年龄时,碰到了更奇怪的事。根据他们在计算机程序中建构的恒星形成模型,他们发现,这个星系最晚大概形成于大爆炸后的2亿年,而最早则有可能形成于大爆炸之前的1亿年!换句话说,这个星系Z“可能比宇宙还要老”,马克·迪金森说。他急忙又补充道:“当然,这在物理学上是不可能的”。他甚至怀疑过是不是计算机出了错,竟算出这样一个荒诞的结果……目前,马克·迪金森正在从理论方面寻找突破口,以期缩短恒星及星系形成所需的时间,30多年来,很多科学家都是这样做的……实际上,“星系年龄大于宇宙年龄”的问题并不是今天才出现的。随着天文观测技术的发展,这个问题变得越来越突出……而这一次,问题也许变得更加尖锐了,因为HUDF-JD2很可能只是冰山一角。一些天文家认为,随着观测技术的不断改进,人们一定会发现一些更老的天体。果真如此的话,根据大爆炸理论编制的宇宙演化时间表就有可能要被彻底改写……问题还不止于此。宇宙背景辐射因其反映了宇宙在大爆炸发生后38万年的状态(即温度高达3000℃的浓密粒子雾),其提供的证据一向被视作大爆炸理论最牢靠的支柱,然而这些证据也发生了动摇。特别是2003年以来,人造卫星WMAP对这一辐射进行了准确的测量,得出的结论是:在原始宇宙中,各部分的温差不会超过0.0002℃。那么,仅仅几亿年后,星系间真空与恒星内部的温差却过到了宇宙形成之初的数万亿倍,这怎么可能?一个原本同质的环境怎么可能如此迅速地转变成一个几乎全部由真空构成、其中零散分布着一些巨大的物质结块(比如星系)的环境呢?依据大爆炸理论编写的星系形成剧本无法对此作出回答……
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 楼主| henryharry2 发表于 2015-9-6 08:12:26 | 显示全部楼层

精神分裂的宇宙学研究

 
如果要相信大爆炸理论是成立的,那就不得不相信关于暗物质和暗能量的假设。
    随着观测技术的日益进步,这样的质疑越来越多,导致宇宙学研究行将陷入精神分裂的境地。美国的WMAP研究组对批语声置若罔闻,还坚称“我们的宇宙学研究已经进入了一个精确的时代”,并提供了一系列数据来论证自己的观点。令人感到滑稽的是,这些数据的精确度达到了超现实的程度,不由得令质疑者们哑然失笑。WMAP研究组认为,宇宙中能量和物质“内容”的5%由恒星、星云、星系和行星等构成,25%由人们尚不了解性状的“暗物质”构成。70%由一种神秘的“暗能量”构成。一句话,该理论所要解释的宇宙的95%的部分的性质都是尚不为人所知的!这便是大爆炸论的第三道惊人裂痕——原来它为我们所描绘的宇宙,归根到底只是占宇宙5%的局部。
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 楼主| henryharry2 发表于 2015-9-6 11:09:27 | 显示全部楼层

未知的暗物质

 
那么这所谓的“暗物质”和“暗能量”到底是什么呢?它们的名称本身就透露了宇宙学家们无所适从的心境。先谈谈暗物质吧。它的存在首先是由弗里茨·兹威基(Fritz Zwicky)在1938年提出的。这位美籍瑞士天文学家经过观测发现,邻近星系之间相互间的引力要远远大于根据对组成这些星系的恒星观测数据而计算出的引力……由此,他推断星系中存在着大量无形的物质。如果没有这种物质,引力就无法将有形的物质聚集,那么构筑了宇宙的众多星系就无法形成,至少在大爆炸剧本设定的时间内无法形成。简单地说:没有暗物质,就没有星系。如今,绝大多数的天文学家都同意他的观点,认为这种所谓的“暗物质”是确实存在的。然而它存在的唯一表现只有引力干扰,除此之外,任何天文望远镜的宏观观测和任何粒子加速器的微观研究都未能揭示其真实的性质。它到底是极微小的恒星?还是黑洞?抑或是无形的星云?应该都不是,否则人类通过这30多年的努力应该能够发现它的一些蛛丝马迹。或许它是一种质量巨大然而无影无形的粒子流?也许吧,反正到目前为止没有任何粒子加速器能够复制这种粒子……那么,到底该如何签别它呢?人们之所以无法接受对它毫不了解的现实,是因为这种“暗物质”的影响极其巨大——它能够将一个星系的质量增加到其可见部分质量的近百倍。这可不是个小数字!因此,现在有一部分科学家正在进行反思,他们认为有关暗物质的问题有可能是一种“伪问题”,人们应该摆脱它的束缚,去对大爆炸理论的一些支柱比如引力规律,加以重新审视。
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