摘要:後來,一羣粒子物理學家加入到宇宙大爆炸模型的建構當中,他們補充了大量宇宙早期發展的理論,並提出了兩個證據,分別是宇宙微波背景輻射和氦元素丰度。首先,就有一位精通科學的神父勒梅特提出,愛因斯坦“加宇宙學常數”的這個行爲還是需要多斟酌的,他認爲宇宙就像是廣義相對論場方程所欲言的那樣是膨脹的,然後進行倒推,宇宙必然有一個起點,於是,他提出了宇宙大爆炸模型的前身。

宇宙模型1.0版本

古人很早就開始思考“宇宙到底是什麼樣的?”,探討這個問題對於古人而言,只是有利於他們日常的耕作和社會的穩定。因爲古人沒有鐘錶,需要利用天體的運行來計算時間。比如:一個月就是月球繞着地球轉一圈,一天就是一個晝夜。

當然,以上的情況是針對於大多數的文明古國而言的,比如:古巴比倫,古埃及等。我們很容易發現,這些古代文明都位於大河流域附近,能夠種植作物,發展農業。

但是在同一個維度有一朵奇葩,它就是古希臘。他們所在的地區土地貧瘠,而且是平原相對較少,很難大規模發展農業。所以,那些比較發達的地方會做一些貿易。後來,因爲戰爭俘獲了一些奴隸,奴隸讓他們釋放了自己的勞動力,加上都是小國寡民,管理相對鬆散,思想相對自由。於是,他們在思考一些問題時拋開了功利性,而追求純粹理性。其中,地心說就是古希臘的智慧結晶之一。其中地心說到了托勒密手裏到達了頂峯。

在那個時代,地心說其實已經可以很好地預測一些天象,而且精確地已經夠那個時代的人使用了。這才被那個時代的學者們所承認,客觀地說,地心說符合科學的範式,是科學理論。不僅如此,其實在古希臘時代已經有日心說了,只不過在與地心說較量後,敗下了陣來。

宇宙模型2.0版本

後來,哥白尼的日心說實際上也沒有戰勝地心說,不是因爲有宗教的庇佑,的的確確是哥白尼的日心說並沒有比托勒密的地心說高明到哪裏去。

日心說可以確立江湖地位來自於伽利略和開普勒的貢獻,尤其是開普勒的三大定律將日心說的精確提高到前所未有的水平,完勝地心說,這才淘汰的地心說。

所以,我們不難發現,宇宙模型的討論其實只有一個客觀指標那就是:夠準。

宇宙模型3.0版本

有趣的是日心說才蹦躂沒多久,就迎來了毀滅。如果你細想一下,其實如果說地心說不對,那日心說其實也不對。如果地心說對,其實日心說也對,因爲這完全就是選擇的參考系不同而已。不過,你發現沒有,自從牛頓之後,就不再討論“宇宙中心說”了。那爲什麼會這樣呢?

這其實和牛頓的萬有引力定律有關,萬有引力定律描述的是物體之間的引力。如果物體之間有吸引力,那宇宙應該就是在引力的作用下,向中心靠攏,最後聚合到一起。

可事實上,我們並沒有觀測到這個現象,這也讓牛頓很糾結。於是,他提出了一個全新的宇宙模型,他認爲宇宙的無限大地,處處都是中心,處處都處於引力平衡態,這樣就不會向中心靠攏了。

但是你要問牛頓,爲什麼宇宙是無限大的?有沒有證據?牛頓大概率會把上文說到的那一套給你闡述一遍,但他其實拿不出任何證據來證明自己的觀點。但是有趣的是,作爲物理學界的大神,他可能猜對了“宇宙的大小”,但宇宙並不像他想象中的那樣,只存在引力。

宇宙模型4.0版本

牛頓之後最牛的大神應該就是麥克斯韋了,再然後是愛因斯坦。愛因斯坦提出了一套廣義相對論,其中有個場方程預示着宇宙正在膨脹。

愛因斯坦其實也有自己一套宇宙觀,他認爲宇宙是靜態的。意思是說,從大尺度上看,這裏的尺度大概是1億光年,宇宙是不隨着時間的變化而發生變化的。也就是我們常說的“宇宙是永恆的”。所以,他不能忍受這個方程的預言,就往這個方程里加了一個宇宙學常數。只要這個常數取值合適,場方程所預言的宇宙就可以是平衡態的。

但是愛因斯坦的宇宙模型並沒有得意太久。就把一系列的觀測和理論打臉了。首先,就有一位精通科學的神父勒梅特提出,愛因斯坦“加宇宙學常數”的這個行爲還是需要多斟酌的,他認爲宇宙就像是廣義相對論場方程所欲言的那樣是膨脹的,然後進行倒推,宇宙必然有一個起點,於是,他提出了宇宙大爆炸模型的前身。

但勒梅特的這條理論僅僅是理論,需要更多的觀測證明和補充,好在沒有讓勒梅特等太久,第二年,哈勃就觀測到了銀河系外大部分的星系都在離我們遠去,通過仔細的分析,就會發現,離我們越遠的,遠去的速度越快。所以,宇宙應該是膨脹的,而且不是邊界在向外擴,整體性地擴大。

後來,一羣粒子物理學家加入到宇宙大爆炸模型的建構當中,他們補充了大量宇宙早期發展的理論,並提出了兩個證據,分別是宇宙微波背景輻射和氦元素丰度。這兩個證據後來相繼被證明。這才使得宇宙大爆炸模型成爲了主流的科學理論。

所以,其實宇宙大爆炸從1915年愛因斯坦提出廣義相對論至今還在不斷被完善,它有三個堅實的證據,分別是哈勃觀測到的星系紅移,宇宙微波背景輻射,氦元素丰度。同時,宇宙大爆炸也遇到了一些困難,其中最棘手的就是搞清楚暗物質和暗能量到底是什麼?

這是因爲,暗物質和暗能量佔據了宇宙總物質量的95%以上,它們纔是主導宇宙演化的主角,如果能搞清楚它們的真身,勢必會直接提升我們對於宇宙演化的認知。

牛頓、愛因斯坦認爲宇宙是永恆,爲什麼當代科學家說宇宙在爆炸?

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