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第5章 天行有常(下)

我们在《天行有常——天文学(上)》里边,已经回顾了人类天文学发展的历程,特别是中国几千年来在天文学方面的成就,像我们对天体的观测、制定历法,以及宇宙论等等。同时我们也对西方从托勒密开始到伽利略、从开普勒到牛顿天文学的发展也有了一个很好的回顾。特别是我们对太阳系各个行星的运动又有了一个比较全面的了解。在这一章里我们将和大家一起回顾人类天文学发展的历程。

人类认识天象,其中有一个量是一个很关键的,就是这些天体跟我们的距离。人类已经知道满天星斗,除了行星、月亮、太阳之外,满天星斗都离我们很远。很远是一个定性的描述,那么究竟有多远多近呢?人们就一直想探测。到了19世纪30年代,也就是望远镜发明之后过了200多年,才不约而同地有三个天文学家,才量出来几个离我们较近的恒星距离。他们得到结果,这个距离就再也不能够用日地作为一个天文单位来量度了,就得用光年了,这就是大大地跨越了一步,人类的视野跳出了太阳系,进入了恒星世界。在恒星世界中,知道离我们最近的一个恒星距离也得4.2光年。这一满天星斗又称为一个什么系统呢?天文学家就进行了探讨。采取的办法就是数星,数星的结果认为,太阳系是这个大系统的中心,而把这个大系统就称为银河系,它的样子就像一个不规则的螃蟹形。一直到了19世纪至20世纪初期,也就是100年前这个时候,人类还认为我们的太阳系,是这个恒星世界内的大系统的中心。到了1920年前后,终于认识到这样的认识又陷入当年地心说跟日心说类似的一种讨论中来。原来过去那个数星的结果,又是被一种所谓的眼见为实所迷惑了。而真正的中心却完全不是在太阳系,而是离太阳系要有3万光年多的另外一个地方。那个地方就是夏天可以看到有一个南斗星,那个星座叫人马座,那个星斗有六颗亮星,很容易认得。原来在那个方向,是太阳恒星世界内的中心。那个中心由于从地球上看上去中间被很多星际物质尘埃挡住了,我们拿眼睛还看不到那个恒星,但是由于研究了恒星的运动,就知道所有的包括太阳系内的太阳在内的所有恒星,都是围绕着这个系统内的一个中心,围着它转,于是就把这个系统叫做银河系。这个银河系的成员又不少于一千亿个像太阳这样的恒星,而它们都围绕着那个中心转,整个样子就像一个铁饼,它本身也在自转,而我们的太阳是以每秒220公里的速度围绕着这个银河系旋转,大概要两亿年旋转一周。这下人类才知道,从地心说到日心说,现在又到银心说,而到银心说的时候,我们才知道太阳系在宇宙中的位置又达到了银河系的边缘。

从太阳系放眼四望,尽管上下左右都是星星,但离我们最近的半人马座也有4.3光年。相距10光年左右的还有天狼星和小犬。再往下数,牛郎星和织女星已在16光年和26年光年开外了。当一道朦胧而缥缈的光带,如银白色的天河泄过夜空,人类东西方文化便同时接受了银河之水最早的哺育和灌溉。中国古人把银河称之为云汉,诗经《小雅》中便能读到唯天有汉的字句。希腊人则把银河想象为女神赫拉乳房喷出的奶汁。1750年,英国天文学家莱特最早提出,银河是我们在长轴方向上看到的扁平恒星体系。赫西尔则进一步绘出了以太阳系为中心的银河系图解。1918年美国天文学家沙谱立提出,银河系中心在人马座方向,这是自哥白尼否定地球的宇宙中心位置以来,人类再次否定太阳中心地位的壮举。

银河系的轮廓像一只双凸透镜透着的铜箔,投掷的铁饼。太阳系则处在与银河系中心二八开的地方。现在天文学用氢的21厘米谱线,勾勒出了银河系的宏大结构。这是一个拥有2000多亿星体的螺旋形恒星系,它包括银盘、银星和银晕三个部分。银盘是银河系的主体,广阔的对称平面,由人马座悬臂,猎户座悬臂,应先座悬臂和三千秒差距悬臂,互相环绕而成。

直径约8万光年,厚度3-6千光年,是较为年轻的星族威武浩荡的阵列。银心则是中心明亮而突起的部分,直径约2万光年,厚1万光年,是老年的星族聚集的地方。银晕则是弥散在银盘之外的球形天区,直径约10万光年,流离着一些衰老的恒星。有研究认为,银晕外还有更大的银冕。

我们的太阳系就依偎在猎户座悬壁长长的臂弯里,距银心约3.2万光年。距银道平面,仅30光年。银河系近90%的恒星分布在中心区域,10%在悬臂上。里面部分比外面部分有更快的转动周期,当太阳系诞生的时候,银河系这个巨大的螺旋世界,已经有100亿岁高龄了。

银河系中除了2000亿颗恒星外,还有很多原始星系气体,以及宇宙抛射产生的尘埃,密集之处就成为星云。这些朦胧的亮斑,有的能测出明线光谱,属于自身发光的发射星。有些则是靠反射光线,或其中窝藏着恒星而发亮的。

星云不仅在银河系中占有很大的质量氛围,而且是恒星诞生的苗圃和孵化器。从外辐射检测到,有些密集星云正在发热,几乎可以被称为红外巨星。庞大的复合星云,常常产生许多小漩涡,并批量生产恒星。

当初和我们的太阳在一个星云母腹中同胎诞生的同胞姐妹们,如今可能早已东走西散,闯荡到银河的各个角落了。金牛星座的卯星团周围,可以看到吸附着大量原生气体的残骸。还有一些行星状星云,是晚年恒星发散出来的气体尘埃物质,而星云的广阔弥漫,包括暗星云的存在,则相当影响宇宙空间的透明度,有很强的消光作用,并容易带来种种观测误差。人们对星云的概念也有一个重新定义的过程。1784年法国天文学家梅西耶公布了他发现的103个雾蒙蒙的天体,当时统称为星云。后来证实,有些星云是较远的星团。1924年,美国著名天文学家哈勃,从威尔逊山的强大望远镜中看到仙女座星云,其实由大量恒星组成。人们便把那些由于遥远而貌似云雾状的银河外天体系统,都称之为星系了。

像太阳这样的单身汉恒星并不多,银河系中近半数的恒星都是双星,它们相依相伴。有些做近密轨道互绕,或相互掩映,甚至彼此进行物质交换。天狼星AB便是著名的双星。有些恒星则拉帮结伙成为巨星。在相互引力作用下如捉迷藏般进行着更复杂的运动。南门二、北斗一,则属于这一类型。还有许许多多恒星纠合在一起成为大小星团的。其中,疏散星团有十几个,到几千个恒星组成,它们结合松散形状随意,分布在银道面附近,也叫银河星团,至今已被发现1000多个。民间称为七姐妹星的金牛座卯星团,也有750颗恒星,可算它们的典型样本。我们如果生活在那里,将不会有黑夜,箭射九日的后裔,也只能徒唤奈何了。球状星团,则有多达几万,乃至几十万的恒星聚成球形,密集分布在银河系中心。

太阳系不是银河系的中心,那么银河系又是不是整个宇宙呢?关于这个问题始终是一个谜。就是人们要问我们可看见的宇宙究竟有多大?一直到19世纪末,天文学家应用牛顿力学来考察我们的太阳系,非常圆满。当然并非百分之百,但已经相当圆满。后来又拿牛顿力学扩大它的对象,来考察我们的银河系,当时已经知道的银河系,结果也还是很满意。考察我们这个银河系有点什么特征呢?就是首先它所预见的空间范围大概是十万光年左右。

而围绕着银河系中心的旋转每秒不过200公里,就以这样的前提来考察我们的银河系,结果也非常满意。到了1915年,爱因斯坦发明创造了他的广义相对论,这时候他就扩大了考察。刚才说的银河系是一万光年,以每秒上百公里这样的前提来考察我们的银河系,或者来考察我们的宇宙,如果我们的时间范围扩大到了上亿年,如果我们的空间范围扩大到上亿光年,如果天体的运动速度,我们考察对象的运动速度要接近光速,那又会怎么样?这是爱因斯坦创造的相对论之后,用他的广义相对论来考察宇宙。这时跳出牛顿力学,结果他就发现了宇宙是不稳定的,不稳定的宇宙已经被广大科学界、广大公众所接受了,就是说我们的宇宙是个静态的,无始无终的,无边无垠的。那么,爱因斯坦已经发现了宇宙另外一个面貌,就跟传统观念是不一样的时候,他没有继续再走下去,同时代的精通相对论的天文学家也是走到了这步。这就是说,对我们提出了一个挑战,当你用广义相对论来考察宇宙的时候,得到的结论可是要跟我们传统接受的宇宙观有冲突,这就是在20世纪头20年的处境。

假设我的小屋正在以一个不变的速度在真空的空中运动,换句话说,我的加速度是零,那么我肯定是没有重量的。我现在点燃我的小屋火箭,随着火箭的加速,小屋向上飞行得越来越快,我感到似乎有一种力量,把我向地板上拉。小屋火箭的加速度现在已经达到了9.8米每平方秒,我实际上感到很舒服。好的,火箭向上的加速度达到了50米每平方秒,我感到自己被一种力量往下托,我向上的加速度达到了100米每平方秒,500米每平方秒。我的天啊,加速度超到了1000米每平方秒,我觉得自己好像被挤得有点喘不过气来了。

爱因斯坦于是提出这样一个问题,如果有一束光穿过正在加速的小屋会出现什么样情况呢?这束光从小屋的一边到达另一边,肯定需要一定的时间,因为我是在加速,这束光穿过小屋的时候,小屋已经马上飞走了。所以从我的角度看去,这束光好像是在向下弯曲,但是爱因斯坦认为,这是不可能的。因为光的速度是恒定不变的,而且是以直线运动的。光是不会弯曲的,于是对于这种自相矛盾问题,他得出令人难以置信的答案。

不,真正弯曲不是光,而是光所穿过的空间,请注意,这是一种非常奇特的想法,我还想再重复一遍,如果你是在加速运动,那么空间就被弯曲。这一切与万有引力又有什么样的关系呢,请别着急。假设小屋在降落之前,先是放慢了速度,爱因斯坦意识到,我们并不是只有在空间进行加速运动的情况下,才会产生被拉向地板的感觉,万有引力也是以同样的方式,将我们的双脚粘在地面上。事实上,当我的加速度降到令人更舒服的9.8米每平方秒的时候,我感到小屋仿佛就在地面上一样,所以在一个加速度的空间小屋里,我们所感受到的拉力同万有引力产生的拉力是一样的。爱因斯坦把这种现象,称为等效原理。爱因斯坦将这两种观点,合到一起,便得到了一种不同寻常的结论,加速运动弯曲了空间,万有引力和加速运动是等效的。所以万有引力弯曲了空间。

这就是爱因斯坦的广义相对论。1916年,爱因斯坦发表了他的广义相对论,当时,一小部分能够理解他的人感到非常震惊,但是到目前为止,这只是一种推测,爱因斯坦需要证据,为此他需要一次完整的日食。只要把下次日全食拍摄下来,就能够验证。我们可以观测到太阳附近的星光,如果星光弯曲了,你就有了实物的证据。

爱因斯坦的广义相对论认为,万有引力弯曲了空间,为了向我展示弯曲的空间是如何影响光的,天体物理学家比德可斯,拿了一张蹦床,这种两维的坐标网,代表了牛顿定义的宇宙,在这样的宇宙里,时间和空间始终都是规则的。而爱因斯坦的理论一出现,一切都被搅乱了。

有科学家评述,“我们知道太阳是一个非常大的星球,所以它对空间和时间能够产生非常强的重力效果,你看这张蹦床的网格被扭曲的情形,同空间被扭曲的情形是一样的,特别是在太阳附近,这扭曲的产生的结果之一就是,证明那些在没有太阳的情况下,以直线运动的光线,已不再是直线的。如果你发出一个光信号,从太阳附近通过的话,你就会看到这种扭曲的情形,就像把一只高尔夫球扔到蹦床上产生的效果是一样的”。

如果爱因斯坦的推测是正确的,那么某个星球发出的光在到达地球之前,从太阳附近通过的时候,实际上是沿着时空中的一条曲线在运动。由于我们认为光是沿着直线运动的,那么我们从地球上看到的情况是,这个星球处在离太阳很远的B点。如果爱因斯坦的推测不正确,万有引力不会使光线弯曲,那么这个星球就始终处于A点。当然,通常你不会看到太阳附近有另一个星球存在,因为太阳太亮了,但是在有一种时候,你能够看到这个星球的存在,那就是发生日全食的时候。爱因斯坦预测到,这个时候我们会看到,星球按照广义相对论所说的方式运动,那么接下去所需要的是有人能够拍下来日全食的照片。这个人就是阿瑟·爱丁顿,一位著名的英国天文学家,他相信爱因斯坦的理论,并且迫切地希望能够证明爱因斯坦是正确的。1915年5月,他带领一个小组,前往非洲的普林西比岛拍摄日全食照片。

回到剑桥后,爱丁顿下一步的工作就是将他拍摄到的日全食的照片,与一张参照底片进行对比。那是几个月前拍摄到的同一颗星球的照片。当时这颗星球的光没有受到太阳引力的影响。他仔细对比这颗星球在这两张底片上的位置。

有科学家评述,“我们在屏幕上看到的是放大了50-100倍后的情形,我们放上爱丁顿在这次日全食前拍到的一张底片,上面画上了星空坐标图,我们在这颗星球的中心位置,画了一个叉,作为标记,然后我们取下这张底片,换上爱丁顿在日全食期间拍到的底片。如果爱因斯坦的推测是正确的,这颗星球将不会处在叉的位置上。在我们换了底片之后,你会看到这个星球实际上已经不在这个叉的位置上了”。

广义相对论彻底改变了我们过去对空间和时间的认识,帮助我们理解了诸如黑洞和大爆炸等宇宙现象。在艾萨克·牛顿理论统治了250多年之后,爱因斯坦为人类创造出一个崭新的宇宙模型。

爱因斯坦是20世纪伟大的科学天才,他的思想非常深邃,他是第一个跳出牛顿的经典力学的框框来观察世界,来认识宇宙的人。他认为时间和空间是相对的,随着物质运动的变化而变化,而不是认为时间空间都是固定的不变的,是什么无边无际,无始无终。这样一个动态的宇宙观,在1917年爱因斯坦提出来以后,好像20世纪对待新的宇宙理论的形成,和对宇宙的看法有了一个飞速的发展。那么这以后,会有一些什么事情发生呢?

在19世纪20世纪之交,有少数天文学家去拍摄,当时还不知道它的本源的那些星云的光谱,希望通过它们的光谱分析,来探讨它们的本源。结果就发现了无论是椭圆星云,还是漩涡星云,它们都有一个共同的特征,就是它们的谱线都跟静止光源的谱线有很大的不同,就是谱线有位移。

我们应该简略介绍一下红移,为此,又需要先温习一下大家所熟悉的多普勒效应。火车总是尖啸而来,低吼而去,我们知道这是因为波源朝我们运动时,声波两个波峰到达我们耳膜的时间,间隔缩小了,因为波长变短,音调升高。反过来,波源离我们而去时,两个波峰间隔被拉长了,音调听起来变低。如同一个远行者,每周定期发一封信回家,但他在离家的旅途上,我们会超过一星期,才收到一封,而他踏上归程后,又会不到一星期就收到一封。1842年,奥地利科学家多普勒列出了音调、声源和观察者之间相对运动的数学关系式,他的名字从此和多普勒效应永远连在了一起。这个效应同样适用于光的传播,离我们而去的光源,光谱会向红端移动,这便是红移。有个科学笑话说,酒后驾车闯红灯的司机,向警察辩解,怪多普勒效应把红灯变成了绿灯。如果真如此,这位司机的车速应该达到每秒6000公里左右。我们正是应用多普勒效应,观察行星自转时,两侧相反运动在光谱运动上产生的宽限,计算它们的自转周期,并测定天体的事项速度。远去的星系并不会因为红移而看上去变红,因为它们的紫外波段会跟着移进可见区域,补上空缺。我们的视网膜无从感到这种变化。

当巨大的红移告诉我们,发光星系在几十亿光年之外,便等于告诉了我们,望远镜中的影像发生在几十亿年之前。因此望远镜也是回望遥远过去的望时镜。科学家把光线传播的空间,加上一维时间,想象成所谓的时间光锥。发生在光锥之外的事对我们是毫无影响的。举个浅显的例子,如果太阳此刻不慎熄灭,我们对这样天大的事会浑然不觉,非要等8分19秒钟后才一片哗然。那些几十亿光年外正在发生的任何事,在今后几十亿年沿着过去光锥到达地球之前将无法觉察。

不妨随便提提我们拍下来的遥远星系的照片,除了不是它们今天模样,甚至也不是它们当年真实的容貌,星系自身几十万光年的庞大尺寸,使相差几十万年的老光、新光,出现在同一张胶片上,恰同一个高达百光年的巨人,头朝着这边躺着,我们拍下他的照片,将有百岁的头,50岁的腰和一岁的脚,拼凑而成。

如果把这个位移当作物体运动的反映,而物体的运动会使得光谱谱线位移,这一点已经在恒星世界内被证实。而在星云世界谱线位移的量,可是比恒星世界要大得多。比如说我们在恒星世界内,看到的谱线位移有的往红端位移,就是它远离我们,运动的速度一般在二三十公里。还有的恒星是往短的波长位移,就是往蓝端位移,位移的速度也是每秒二三十公里,就是远离我们的。也有趋近我们的,但是当时已经拍到了40多个星云的光谱,这个情况就完全不一样,它们的谱线就普遍地是向红端位移。也就是说波长变长。这个波长变长的量换算成为运动速度的话,就是每秒不是几十公里,是几百公里,上千公里,甚至逼近上万公里。这个观测事实令天文界迷惑不解,就是根据一般的已经熟悉了的尝试,天体难道说能够有运动上千公里上万公里的速度?比子弹速度高得多?这是很难理解,但这个确实又是真的观测实际。这个就把星云的光谱普遍地往红端位移这件事情,就作为一个谜,从19世纪末到20世纪初,就跨世纪遗留下来了。这时候有一个天文学家,是美国的哈勃,也就是空间望远镜,哈勃太空望远镜的那个命名者。

当时哈勃是到英国留学,回来以后没有搞他的专业,还是继续他的大学课程做天文工作。他是第一个来确认星云是银河系之外的。这是由于他第一个量出来,用确凿无疑的证据量出来。这些星云的距离是以百万光年计的,而我们的银河系范围是十万光年。以百万光年计的这样河外星云,那显然在银河系之外。也就是从1925年起人类就知道了原来还有一个银河系之外这样的称谓,确切的称谓。然后就把凡是在银河系以外的星云就称之为河外星云。后来又发现了、又证明了这些星云都是跟我们银河系类似的恒星系统,因此就叫做河外星系。从此就有了一个新名词河外星系,而今天简称就叫做星系。又过了几年,到了1929年,他就把前人搜集好的河外星系的光谱,40多个河外星系的光谱的星系一一地测定了它们的距离,然后他手边上有前人量出来的,河外星云远离我们的速度每秒几百公里、上千公里、几千公里的速度,然后他又把这些河外星系的距离又一一地量出来。他把这两个数字:一个是运动速度,一个是距离互相比照,看看它们的相互关系,他就发现了一个非常特殊的现象。

1929年是天文学历史上一块重要的里程碑。哈勃在威尔逊山天文台观察了18个星系的光谱,发现都明显向红端移动,说明这些星系都在以极大速度离我们而去。更重要的是,星系离我们越远,退行速度越快,其间有着确定的线性关系,这便是著名的哈勃定理。天文学从此成为理论与观察空前统一的现代科学。霍金称哈勃定理是20世纪最伟大的智慧革命。

李竞:“我用一个简单的图解给你看:这个横坐标是哈勃本人量出来的距离,单位都在百万光年,纵坐标是前人测量出来的退行速度。有了退行速度这个量,又有了距离这个量,他把这个点子就点在这上面,这是距离的量,这是速度的量,点上去,再有一个又点上去。他就发现在这个图上呈现出来一条直线。”

王瑜生:“这在数学上叫做距离和速度之间的线性关系。”

李竞:“线性关系。这个关系可重要了。这个关系什么重要呢?如果它保持了这样子,因为量距离是件天大的难事,可是要量运动速度,你只要拍出了光谱,一下子就量出来。所以呢,凡是你不知道它的远近这样的星系,你只要拍到了它的光谱,量出来了速度,在这张图上面就一下子知道了它的距离。”

王瑜生:“根据线性关系,可以反推距离。”

李竞:“人类实际上在这最近50年来就是利用这种方法,来了解成千上万的几十万个星系的距离。你说哈勃发现这样的线性关系对人类有多大贡献。”

王瑜生:“好像有一个定律就叫做哈勃定律。”

李竞:“对,这个定律,这个关系,后人就称之为哈勃定律。这个哈勃定律、这个线性关系说明什么?这个线性关系只有一个解释就是各个天体之间,你看我,我看你,彼此之间都在远离。只要彼此之间都同时在远离,才会有距离越远运动速度越大,或者说运动速度越大者,距离越远。这就是发现的一个宇宙的特征。”

王瑜生:“这个特征后来就被称之为宇宙膨胀,因为它在运动,而且互相在远离。”

李竞:“对。所以宇宙不是静止的,而是在运动着发展着变化着,它是在膨胀着。”

王瑜生:“对。那么宇宙的膨胀是怎么引起的呢?”

李竞:“先说怎么会膨胀,这个膨胀是怎么来的。这件事情是到了1946年有一个天体物理学家叫伽莫夫,他为了研究宇宙怎么会膨胀,他就把当时另外一个科学之谜跟它联系到一起,就是宇宙的物质分布。如果用粒子束来说为什么氢占90%,氦占10%,其他元素都是小数,都是百分之零点几,而这个是当时的科学之谜,为什么宇宙物质分布是这样一个状态?他就把这两点联系起来,一个是为什么宇宙物质分布是这样的,另外一个是为什么宇宙是膨胀的?”

王瑜生:“对。”

李竞:“把这两件事情合在一起,他就说在最早的时候是由一点,一个高质量的,密度非常大的,温度非常高的有一个奇点,由这个奇点突然间爆炸,就诞生了我们的宇宙。今天我们看到的这个宇宙就是爆炸之后在膨胀着的宇宙,而这个假说就被称之为大爆炸学说。”

宇宙既然是这样膨胀着,我们最合理的反推只能是,它过去要致密和紧凑得多,最多则起源于一次大爆炸。俄裔美籍物理学家伽莫夫率先把这个概念理论化了。目前,大爆炸学说,已经成为天文学界的共识和主流,让我们凝神屏息,看看宇宙大爆炸是一幅什么样的场景。根据哈勃常数推算,大约150亿年前,宇宙在无中生有的一个奇点起爆,蹦出了此后的万世万物,据诺贝尔奖获得者温格·波缪说,爆炸后的1%秒时,温度为1000亿摄氏度,宇宙处于最简单的热平衡状态。从纯能量中产生出来的光子和正负电子搅和在一起,连幻影般的中微子也泡在这盆热汤里。光子和质子的比例为10亿比1。爆炸1秒钟后,温度降到100亿摄氏度,中微子开始抽身逃离热平衡。三分钟是个划时代的时间,温度降到10亿摄氏度,正负电子的湮灭完成。宇宙主要由光、正反中微子组成,核粒子只占很少份额,其中氢和氦的比例为73:27。另外就是湮灭中多出来的与核离子同样稀少的电子。

此后一直70万年没有大事发生,这一阶段可以看作是大爆炸和物质形成两幕剧的中间休息。直至温度降到3000摄氏度,自由电子渐渐各有其主,与核结成了氢和氦,物质于是脱离了辐射的热平衡,宇宙开始透明。以上过程,就是混沌初开、乾坤始奠的大爆炸。

对它的研究,任何其他学科都插不上手,只能教给核物理专家处理,并由他们说了算。目前这些思维缜密逻辑严整的人们,正在加速器旁和试验室里满怀激情,从夸克的层次和万亿度高温的情况下,推究大爆炸1%秒之前的细节,并试图逼近统一场论的终极真理。

大爆炸理论最有说服力的另一个证据,是贝尔实验室的彭奇·亚斯和威尔逊发现的宇宙微波辐射。那是1964年,他们在新泽西州克劳伏特山上,用灵敏的天线,测定高银维的射电强度。但在7.35厘米波长上,意外探测到一种微波噪声,无论天线转向何方,无论白天黑夜,春夏秋冬,这种神秘的噪声都持续和稳定。相当于三K摄氏度的黑体,发出的辐射。

天文学家听说后大喜过望,他们早就估计到当年大爆炸后,今天总会留下点什么,每一个阶段的平衡状态,都应该有一个对应的等效温度,作为时间前进的嘀嗒声。彭奇·亚斯和威尔逊发现的各项同性的3K辐射,正是大爆炸1%秒时,那锅一千亿度的宇宙汤膨胀到今天,冷却到今天所应该放凉的温度,或者说是当年爆炸尚未最后散尽的硝烟和绕梁150亿年不绝的袅袅余音。是当年的爆炸之光,已经红移到微波波段的波长,是远古留下来的辐射化石。

我们和李竞老师一起回顾了天文学发展的历程,人类的宇宙观也从两三百年以前牛顿的静止宇宙观,发展到了20世纪以来,爱因斯坦的动态宇宙观,而且还是一个演变的发展宇宙观。我们根据最新的宇宙热爆炸模型,我们的宇宙大约生存了150亿年,同时我们的宇宙范围,也有150亿光年。那么我们知道,我们的地球迄今为止大概有46亿年,我们人类生存在地球上也有了三四百万年的历史,而我们的科学如果以牛顿的自然哲学数学原理1687年算起,迄今也不过300多年。如果我们把几百年说成是一岁的话,那我们就可以讲宇宙已经万万岁,地球已经千万岁,人类已经万岁,而科学只有一岁。这么年轻的科学去认识我们古老的宇宙,会产生很多科学的结论,科学的发展未有穷期。

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