宇宙的起源

熱心網(wǎng)友：宇宙是如何起源的？空間和時(shí)間的本質(zhì)是什么？這是從2000多年前的古代哲學(xué)家到現(xiàn)代天文學(xué)家一直都在苦苦思索的問題。經(jīng)過了哥白尼、赫歇爾、哈勃的從太陽系、銀河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙學(xué)已經(jīng)不再是幽深玄奧的抽象哲學(xué)思辯，而是建立在天文觀測(cè)和物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門現(xiàn)代科學(xué)。 目前學(xué)術(shù)界影響較大的“大爆炸宇宙論”是1927年由比利時(shí)數(shù)學(xué)家勒梅特提出的，他認(rèn)為最初宇宙的物質(zhì)集中在一個(gè)超原子的“宇宙蛋”里，在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數(shù)碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫等人，又詳細(xì)勾畫出宇宙由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于150億年前一次大爆炸后，經(jīng)一系列元素演化到最后形成星球、星系的整個(gè)膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。 宏觀宇宙是相對(duì)無限延伸的?！按蟊ㄓ钪嬲摗标P(guān)于宇宙當(dāng)初僅僅是一個(gè)點(diǎn)，而它周圍卻是一片空白，即將人類至今還不能確定范圍也無法計(jì)算質(zhì)量的宇宙壓縮在一個(gè)極小空間內(nèi)的假設(shè)只是一種臆測(cè)。況且從能量與質(zhì)量的正比關(guān)系考慮，一個(gè)小點(diǎn)無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來呢？ 人類把地球繞太陽轉(zhuǎn)一圈確定為衡量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)——年。但宇宙中所有天體的運(yùn)動(dòng)速度都是不同的，在宇宙范圍，時(shí)間沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙范圍就沒有任何意義。既然年的概念對(duì)宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢？ 1929年，美國天文學(xué)家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說。哈勃定律只是說明了距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動(dòng)速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關(guān)系。但他沒能發(fā)現(xiàn)很重要的另一點(diǎn)--星系紅移量與星系質(zhì)量也呈正比關(guān)系。 宇宙中星系間距離非常非常遙遠(yuǎn)，光線傳播因空間物質(zhì)的吸收、阻擋會(huì)逐漸減弱，那些運(yùn)動(dòng)速度越快的星系就是質(zhì)量越大的星系。質(zhì)量大，能量輻射就強(qiáng)，因此我們觀察到的紅移量極大的星系，當(dāng)然是質(zhì)量極大的星系。這就是被稱作“類星體”的遙遠(yuǎn)星系因質(zhì)量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質(zhì)量小、能量輻射弱的星系（除極少數(shù)距銀河系很近的星系，如大、小麥哲倫星系外）則很難觀察到，于是我們現(xiàn)在看到的星系大多呈紅移。而銀河系內(nèi)的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的紅移紫移數(shù)量大致相等。 導(dǎo)致星系紅移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)都是在一定范圍內(nèi)圍繞一個(gè)中心按圓形軌跡運(yùn)動(dòng)的，不是像大爆炸宇宙論描述的從一個(gè)中心向四周作放射狀的直線運(yùn)動(dòng)。因此，從地球看到的紫移星系范圍很窄，數(shù)量極少，只能是與銀河系同一方向運(yùn)動(dòng)的，前方比銀河系小的星系；后方比銀河系大的星系。只有將來研制出更高分辨程度的天文觀測(cè)儀器才能看到更多的紫移星系。 宇宙中的物質(zhì)分布出現(xiàn)不平衡時(shí)，局部物質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)不斷發(fā)生膨脹和收縮變化，但宇宙整體結(jié)構(gòu)相對(duì)平衡的狀態(tài)不會(huì)改變。僅憑從地球角度觀測(cè)到的部分（不是全部）可見星系與地球之間距離的遠(yuǎn)近變化，不能說明宇宙整體是在膨脹或收縮。就像地球上的海洋受引力作用不斷此漲彼消的潮汐現(xiàn)象并不說明海水總量是在增加或減少一樣。 1994年，美國卡內(nèi)基研究所的弗里德曼等人，用估計(jì)宇宙膨脹速率的辦法計(jì)算宇宙年齡時(shí)，得出一個(gè)80～120億年的年齡計(jì)算值。然而根據(jù)對(duì)恒星光譜的分析，宇宙中最古老的恒星年齡為140～160億年。恒星的年齡倒比宇宙的年齡大。 1964年，美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測(cè)到的微波背景輻射，是因?yàn)椴紳M宇宙空間的各種物質(zhì)相互之間能量傳遞產(chǎn)生的效果。宇宙中的物質(zhì)輻射是時(shí)刻存在的，3K或5K的溫度值也只是人類根據(jù)自己判斷設(shè)計(jì)的一種衡量標(biāo)準(zhǔn)。這種能量輻射現(xiàn)象只能說明宇宙中的物質(zhì)由于引力作用，在大尺度空間整體分布的相對(duì)均勻性和星際空間里確實(shí)存在大量我們目前還觀測(cè)不到的“暗物質(zhì)”。 至于大爆炸宇宙論中的氦豐度問題，氦元素原本就是宇宙中存在的僅次于氫元素的數(shù)量極豐富的原子結(jié)構(gòu)，它在空間的百分比含量和其它元素的百分比含量同樣都屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分布規(guī)律中很平常的物理現(xiàn)象。在宇宙大尺度范圍中，不僅氦元素的豐度相似，其余的氫、氧……元素的豐度也都是相似的。而且，各種元素是隨不同的溫度、環(huán)境而不斷互相變換的，并不是始終保持一副面孔，所以微波背景輻射和氦豐度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯(lián)系。 大爆炸宇宙論面臨的難題還有，如果宇宙無限膨脹下去，最后的結(jié)局如何呢？德國物理學(xué)家克勞修斯指出，能量從非均勻分布到均勻分布的那種變化過程，適用于宇宙間的一切能量形式和一切事件，在任何給定物體中有一個(gè)基于其總能量與溫度之比的物理量，他把這個(gè)物理量取名為“熵”，孤立系統(tǒng)中的“熵”永遠(yuǎn)趨于增大。但在宇宙中總會(huì)有高“熵”和低“熵”的區(qū)域，不可能出現(xiàn)絕對(duì)均勻的狀態(tài)。所以，那種認(rèn)為由于“熵”水平的不斷升高而達(dá)到最大值時(shí)，宇宙就會(huì)進(jìn)入一片死寂的永恒狀態(tài)，最終“熱寂”而亡的結(jié)局，是把我們現(xiàn)在可觀測(cè)到的一部分宇宙范圍當(dāng)作整個(gè)宇宙的誤識(shí)。 根據(jù)天文觀測(cè)資料和物理理論描述宇宙的具體形態(tài)，星系的形態(tài)特征對(duì)研究宇宙結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，從星系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以推斷整個(gè)宇宙的結(jié)構(gòu)形態(tài)。而星系共有的圓形旋渦結(jié)構(gòu)就是整個(gè)宇宙的縮影，那些橢圓、棒旋等不同的星系形態(tài)只是因?yàn)樾窍的挲g和觀測(cè)角度不同而產(chǎn)生的視覺效果。 奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式。這種螺旋現(xiàn)象對(duì)于認(rèn)識(shí)宇宙形態(tài)有著重要的啟迪作用，大至旋渦星系，小至DNA分子，都是在這種螺旋線中產(chǎn)生。大自然并不認(rèn)可筆直的形式，自然界所有物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)都是曲線運(yùn)動(dòng)方式的圓環(huán)形狀。從原子、分子到星球、星系直到星系團(tuán)、超星系團(tuán)無一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一個(gè)大旋渦。因此，確立一個(gè)“螺旋運(yùn)動(dòng)形態(tài)宇宙模型”，比那種作為所有物質(zhì)總和的“宇宙”卻脫離曲線運(yùn)動(dòng)模式而獨(dú)辟蹊徑，以直線運(yùn)動(dòng)方式從一個(gè)中心向四面八方無限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能體現(xiàn)真實(shí)的宇宙結(jié)構(gòu)形態(tài)。

熱心網(wǎng)友：宇宙起源的問題有點(diǎn)像這個(gè)古老的問題：是先有雞呢，還是先有蛋。換句話說，就是何物創(chuàng)生宇宙，又是何物創(chuàng)生該物呢？也許宇宙，或者創(chuàng)生它的東西已經(jīng)存在了無限久的時(shí)間，并不需要被創(chuàng)生。直到不久之前，科學(xué)家們還一直試圖回避這樣的問題，覺得它們與其說是屬于科學(xué)，不如說是屬于形而上學(xué)或宗教的問題，然而，人們?cè)谶^去幾年發(fā)現(xiàn)，科學(xué)定律甚至在宇宙的開端也是成立的。在那種情形下，宇宙可以是自足的，并由科學(xué)定律所完全確定。 關(guān)于宇宙是否并如何啟始的爭(zhēng)論貫穿了整個(gè)記載的歷史。基本上存在兩個(gè)思想學(xué)派。許多早期的傳統(tǒng)，以及猶太教、基督教和伊斯蘭教認(rèn)為宇宙是相當(dāng)近的過去創(chuàng)生的。(十七世紀(jì)時(shí)鄔謝爾主教算出宇宙誕生的日期是公元前4004年，這個(gè)數(shù)目是由把在舊約圣經(jīng)中人物的年齡加起來而得到的。)承認(rèn)人類在文化和技術(shù)上的明顯進(jìn)化，是近代出現(xiàn)的支持上述思想的一個(gè)事實(shí)。我們記得那種業(yè)績(jī)的首創(chuàng)者或者這種技術(shù)的發(fā)展者?？梢匀绱诉@般地進(jìn)行論證，即我們不可能存在了那許久；因?yàn)榉駝t的話，我們應(yīng)比目前更加先進(jìn)才對(duì)。事實(shí)上，圣經(jīng)的創(chuàng)世日期和上次冰河期結(jié)束相差不多，而這似乎正是現(xiàn)代人類首次出現(xiàn)的時(shí)候。 另一方面，還有諸如希臘哲學(xué)家亞里斯多德的一些人，他們不喜歡宇宙有個(gè)開端的思想。他們覺得這意味著神意的干涉。他們寧愿相信宇宙已經(jīng)存在了并將繼續(xù)存在無限久。某種不朽的東西比某種必須被創(chuàng)生的東西更加完美。他們對(duì)上述有關(guān)人類進(jìn)步的詰難的回答是：周期性洪水或者其他自然災(zāi)難重復(fù)地使人類回到起始狀態(tài)。 兩種學(xué)派都認(rèn)為，宇宙在根本上隨時(shí)間不變。它要么以現(xiàn)在形式創(chuàng)生，要么以今天的樣子維持了無限久。這是一種自然的信念，由于人類生命——整個(gè)有記載的歷史是如此之短暫，宇宙在此期間從未顯著地改變過。在一個(gè)穩(wěn)定不變的宇宙的框架中，它是否已經(jīng)存在了無限久或者是在有限久的過去誕生的問題，實(shí)在是一種形而上學(xué)或宗教的問題：任何一種理論都對(duì)此作解釋。1781年哲學(xué)家伊曼努爾·康德寫了一部里程碑式的，也是非常模糊的著作《純粹理性批判》。他在這部著作中得出結(jié)論，存在同樣有效的論證分別用以支持宇宙有一個(gè)開端或者宇宙沒有開端的信仰。正如他的書名所提示的，他是簡(jiǎn)單地基于推理得出結(jié)論，換句話說，就是根本不管宇宙的觀測(cè)。畢竟也是，在一個(gè)不變的宇宙中，有什么可供觀測(cè)的呢？ 然而在十九世紀(jì)，證據(jù)開始逐漸積累起來，它表明地球戲及宇宙拭其他部分事實(shí)上是隨時(shí)間而變化的。地學(xué)家們意識(shí)到巖石以及其中的化石的形成需要花費(fèi)幾億甚至幾十億年的時(shí)間。這比創(chuàng)生論者計(jì)算的地球年齡長(zhǎng)得太多了。由德國物理學(xué)家路德維?！て茽柶澛岢龅乃^熱力學(xué)第二定律還提供了進(jìn)一步的證據(jù)，宇宙中的無序度的總量(它是由稱為熵的量所測(cè)量的)總是隨時(shí)間而增加，正如有關(guān)人類進(jìn)步的論證，它暗示只能運(yùn)行了有限的時(shí)間，否則的話，它現(xiàn)在應(yīng)已退化到一種完全無序的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下萬物都牌相同的溫度下。 穩(wěn)恒宇宙思想所遭遇到的另外困難是，根據(jù)牛頓的引力定律，宇宙中的每一顆恒星必須相互吸引。如果是這樣的話，它們?cè)趺茨芫S持相互間恒定距離，并且靜止地停在那里呢？ 牛頓曉得這個(gè)問題。在一封致當(dāng)時(shí)一位主要哲學(xué)家里查德·本特里的信中，他同意這樣的觀點(diǎn)，即有限的一群恒星不可能靜止不動(dòng)，它們?nèi)繒?huì)落某個(gè)中心點(diǎn)。然而，他論斷道，一個(gè)無限的恒星集合不會(huì)落到一起，由于不存在任何可供它們落去的中心點(diǎn)。這種論證是人們?cè)谡務(wù)摕o限系統(tǒng)時(shí)會(huì)遭遇到的陷阱的一個(gè)例子。用不同的方法將從宇宙的其余的無限數(shù)目的恒星作用到每顆恒星的力加起來，會(huì)對(duì)恒星是否維持恒常距離給出不同的答案。我們現(xiàn)在知道，其正確的步驟是考慮恒星的有限區(qū)域，然后加上在該區(qū)域之外大致均勻分布的更多恒星。恒星的有限區(qū)域會(huì)落到一起，而按照牛頓定律，在該區(qū)域外加上更多的恒星不能阻止其坍縮。這樣，一個(gè)恒星的無限集合不能處于靜止不動(dòng)的狀態(tài)。如果它們?cè)谀骋粫r(shí)刻不在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它們之間的吸引力會(huì)引起它們開始朝相互方向落去。另一種情形是，它們可能正在相互離開，而引力使這種退行速度降低。 盡管恒定不變的宇宙的觀念具有這些困難，十七、十八、十九甚至至二十世紀(jì)初斯都沒有人提出過，宇宙也許是隨時(shí)間演化的，不管是牛頓還是愛因期坦都失去了預(yù)言宇宙不是在收縮便是在膨脹的機(jī)會(huì)。因?yàn)榕ｎD生活在觀測(cè)發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹以前的二百五十年，所以人們實(shí)在不能責(zé)備他。但是愛因斯坦應(yīng)該知道得更好。他在1915年提出的廣義相對(duì)論預(yù)言正在膨脹。但是他對(duì)穩(wěn)恒宇宙是如此之執(zhí)迷不悟，以至于要在理論中加上一個(gè)使之和牛頓理論相調(diào)和并用于抗衡引力的因素。 1929年埃德溫·哈勃的宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)完全改觀了有關(guān)其起源的討論。如果你把星系現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)往時(shí)間的過去方向例溯，它們?cè)谝话賰|和二百億年前之間的某一時(shí)刻似乎應(yīng)該重疊在一起，在這個(gè)稱為大爆炸奇點(diǎn)的時(shí)刻，宇宙的密度和時(shí)空的曲率應(yīng)為無窮大。所有的已知的科學(xué)定律在這種條件下都失效了。這對(duì)科學(xué)是一樁災(zāi)難?？茖W(xué)所能告訴我們的一切是：宇宙現(xiàn)狀之所以如此是因?yàn)樗沁^去是處于那種形態(tài)。但是科學(xué)不能解釋為何它在大爆炸后的那一瞬間是那個(gè)樣子的。 這樣，許多科學(xué)家對(duì)此結(jié)論感到不悅就毫不足怪了。為了避免存在大爆炸奇點(diǎn)以及由此引起的時(shí)間具有開端的結(jié)論，人們進(jìn)行了若干嘗試。其中一種稱為穩(wěn)恒態(tài)理論。它的思想是，隨著星不互相分離而去，由連續(xù)產(chǎn)生的物質(zhì)在星系之間的空間中形成新的星系。這樣宇宙就多多少少以今日這樣的狀態(tài)不但已經(jīng)存在了，而且還將繼續(xù)存在無限長(zhǎng)時(shí)間。 為了使宇宙繼續(xù)膨脹并創(chuàng)生新物質(zhì)，穩(wěn)恒態(tài)模型需要修改廣義相對(duì)論。但是所需要的產(chǎn)生率非常低：大約為每年每立方公里一個(gè)粒子，這不會(huì)和觀測(cè)相沖突。該理論還預(yù)言了，星系和類似物體的平均密度不但在空間上而且在時(shí)間上必須是常數(shù)。然而，由馬丁·賴爾和他的劍橋小組進(jìn)行的銀河系外射電源的普查顯示，弱源的數(shù)目比強(qiáng)源的數(shù)目多得多。人們可以預(yù)料，弱的源在平均上講應(yīng)是較遙遠(yuǎn)的。這樣就存在兩種可能性：或許我們正位于宇宙中的一個(gè)強(qiáng)源不如平均源頻繁的區(qū)域；或者過去的源的密度更高，光線在離開這些源向我們傳播時(shí)更遙遠(yuǎn)的距離。這兩種可能性沒有一種和穩(wěn)恒態(tài)理論相協(xié)調(diào)，因?yàn)樵摾碚擃A(yù)言射電源密度不僅在空間上而且在時(shí)間上必須為常數(shù)。1964年阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發(fā)現(xiàn)了從比我們的銀河系遙遠(yuǎn)得多的地方起源的微波輻射背景，這是對(duì)該理論的致命打擊。它具有從一個(gè)熱體發(fā)射出的輻射的特征譜，盡管在這種情形下熱這個(gè)字根本不適合，因?yàn)槠錅囟戎徊贿^比絕對(duì)零度高2.7度而已。宇宙是一個(gè)既寒冷又黑暗的地方！穩(wěn)恒態(tài)理論中沒有一種產(chǎn)生具有這種譜的微波的合理機(jī)制，所以穩(wěn)恒態(tài)理論難逃被拋棄的命運(yùn)。 1963年兩位俄國科學(xué)家歐格尼·利費(fèi)席茲和伊薩克·哈拉尼科夫提出另一種思想，企圖用來避免大爆炸奇性。他們說，只有當(dāng)星系直接相互接近或離開時(shí)，它們才會(huì)在過去的一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)上相重疊，才導(dǎo)致無限密度狀態(tài)?？上У氖牵窍颠€多少具有一些側(cè)向速度，宇宙早斯就可能存在過這樣的一種收縮相，這時(shí)，星系雖然曾經(jīng)非?？拷^，卻能設(shè)法避免互相撞擊。然后宇宙會(huì)繼續(xù)重新膨脹，而不必通過一種無限的密度的狀態(tài)。 當(dāng)利費(fèi)席茲和哈拉尼科夫提出其設(shè)想時(shí)，我正是一名研究生，亟需一個(gè)問題以完成博士論文。因?yàn)槭欠裼惺卮蟊ㄆ纥c(diǎn)的問題對(duì)于理解宇宙的起源關(guān)系重大，所以它引起了我的興趣。我和羅杰·彭羅斯一道發(fā)展了一套數(shù)學(xué)工具，用以處理這個(gè)以及類似的問題。我們指出，如果廣義相對(duì)論是正確的，任何合理的宇宙模型都必需起始于一個(gè)奇點(diǎn)。這就表明，科學(xué)能夠預(yù)言，宇宙必須有一個(gè)開端，但是它不能夠預(yù)言宇宙應(yīng)如何啟始的：正因?yàn)槿绱?，人們必須求助于上帝? 審察人閃對(duì)奇性看法的變化是十分有趣的。當(dāng)我還是一名研究生時(shí)，幾乎沒人認(rèn)真地看待之。現(xiàn)在，作為奇性定理的一個(gè)結(jié)果，幾乎無人不信宇宙是從一個(gè)奇瞇起始的，物理定律在該處失效。然而，現(xiàn)在我認(rèn)為，雖然存在奇點(diǎn)，物理定律仍能確定宇宙是如何起始的。 廣義相對(duì)論是一種被稱為經(jīng)典的理論。也就是說，它沒有顧及這個(gè)事實(shí)，即粒子不具備精確定義的位置和速度，由于量子力學(xué)的不確定性原理位置和速度的小范圍內(nèi)被“抹平”，不確定性原理不允許我們同時(shí)既測(cè)量又測(cè)量速度。因?yàn)檎Ｇ樾蜗聲r(shí)空的曲率在和粒子位置的不確定性相比較時(shí)非常大，這些以我們沒什么影響。然而奇性定理指出，在現(xiàn)在的宇宙膨脹相的開端，時(shí)空被高度地畸變，并且具有很小的曲率半徑。不確定性原理在這種情形下變成非常重要。這樣，廣義相對(duì)論因預(yù)言奇性而導(dǎo)致自身的垮臺(tái)。為了討論宇宙的開端，我們需要一種結(jié)合廣義相對(duì)論和量子力學(xué)的理論。 那種理論便是量子引力論。我們尚未知道正確的量子引力論應(yīng)采取的準(zhǔn)確形式。我們此刻所擁有的最佳候選者是超弦理論，但它仍有許多耒解決的困難。然而，人們可以期望，任何有前途的理論都應(yīng)具有某些特征。其中之一便是愛因斯坦的思想，引力效應(yīng)由被物質(zhì)和能量所彎曲甚至卷曲的時(shí)空來體現(xiàn)。物體在彎曲空間中沿著最接近于直線的軌跡運(yùn)行。然而，由于時(shí)空是彎曲的。所以它們的路徑就顯得是彎折的，正如同被引力場(chǎng)所彎折的似的。 另一種在這個(gè)終極理論中可以預(yù)料的要素是里查德·費(fèi)因曼的設(shè)想，即量子理論可以表達(dá)成“對(duì)歷史的求和”。該思想可以最簡(jiǎn)單的形式表達(dá)成，每顆粒子在時(shí)間中走過任何可能的路徑或歷史。每一路徑或歷史具有依其形狀而定的概率。為了使這種思想可行，人們必須考慮在虛時(shí)間里發(fā)生的歷史，而不是在我們感受生活于其中的實(shí)時(shí)間城發(fā)生的歷史。虛時(shí)間聽起來有點(diǎn)像是科學(xué)幻想的東西，其實(shí)它是定義得很好的數(shù)學(xué)概念。它在某種意義上可被認(rèn)為是和實(shí)時(shí)間成直角的時(shí)間方向。人們把所有具有某種性質(zhì)粒子歷史，譬如講在某些時(shí)刻通過某些點(diǎn)的歷史的概率加起來。然后應(yīng)把這結(jié)果延拓到我們?cè)谄渲猩畹膶?shí)的時(shí)空中去。這不是量子力學(xué)的最熟知的手段，但它給出和其他方法得到的相同結(jié)果。 在量子引力的情形下，費(fèi)因曼的對(duì)歷史求和的思想牽涉到對(duì)宇宙的不同的可能性的歷史，也就是對(duì)不同的彎曲時(shí)空的求和。這些代表了宇宙和它之中的任何東西的歷史。人們必須指明，在對(duì)歷史的求和中，應(yīng)包括哪些種類的彎曲空間。這種空間種類包括具有奇性的的空間，則該理論就不能確定這類空間的概率。相反的，它們必須以某種任意的方法被賦予概率。這意味著科學(xué)不能預(yù)言時(shí)空這類奇性歷史的概率。這樣，它就不能預(yù)言宇宙應(yīng)如何運(yùn)行。然而，宇宙可能處于由只包括非奇性彎曲空間的求和所定義的狀態(tài)。在這種情形下，科學(xué)定律就把宇宙完全確定，人們就不必吁求宇宙之外的某物來確定宇宙如何啟始。由只對(duì)非奇性歷史的求和確定宇宙的狀態(tài)有點(diǎn)像一名醉漢在燈柱之下找他的鑰匙：這兒也許不是他遺失之處，但是這兒是他可能找到的僅有的地方。類似的，宇宙也許不處于由對(duì)非奇性歷史求和定義的狀態(tài)，但這是科學(xué)能預(yù)言應(yīng)當(dāng)什么樣子的僅有的狀態(tài)。 1983年詹姆·哈特爾和我提出，宇宙的狀態(tài)應(yīng)由對(duì)一定種類歷史的求和給出。這類歷史由沒有奇性的，而且具有有限尺度卻沒有邊界或邊緣的彎曲空間組成。它們像是地球的表面，只不過多了兩維。地球的表面具有有限的面積，但是它不具有任何奇性、邊界或邊緣。我曾經(jīng)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過這一點(diǎn)。我作過環(huán)球旅行，而沒有落到外面去。 哈特爾和我所做的設(shè)想可以被重新表達(dá)成：宇宙的邊界條件是它沒有邊界。只有當(dāng)宇宙處于這個(gè)無邊界狀態(tài)時(shí)，科學(xué)定律自身才能確定每種可能歷史的概率。因此，只有在這種情形下，已知的定律才會(huì)確定宇宙應(yīng)如何運(yùn)行。如果宇宙處于任何其他的狀態(tài)，則歷史求和中的彎曲空間的種類就要包括具有奇性的空間。人們必須求助于已知科學(xué)定律以外的某種原理，才能確定這種奇性歷史的概率。這種原理就會(huì)是外在于我們宇宙的某種東西。我們不能從我們宇宙之中將其推導(dǎo)出來。而另一方面，如果宇宙是處于無邊界狀態(tài)，在原則上，我們就能在不確定性原理容忍的限制之仙完全確定宇宙應(yīng)如何運(yùn)行。 如果宇宙處于無邊界狀態(tài)，那對(duì)于科學(xué)而言就太好了，但是我們?nèi)绾尾拍苤朗虑榫烤故欠袢绱四?？其答案是，無邊界設(shè)想對(duì)宇宙應(yīng)如何運(yùn)行作出了明確的預(yù)言。如果這些預(yù)言不與觀測(cè)相符合，則我們就能得出結(jié)論說，宇宙不處于無邊界狀態(tài)。這樣，在哲學(xué)家卡爾·波普定義的意義上說，無邊界設(shè)想是一種好的科學(xué)理論：它可被觀測(cè)證偽。 如果觀測(cè)不與預(yù)言相符合，我們就知道在可能歷史的種類中必須有奇性。然而，這就大致上是我們知道的一切。我們不能計(jì)算出這種奇性歷史的概率，因此我們不能預(yù)言宇宙應(yīng)如何運(yùn)行。有人也許會(huì)認(rèn)為，如果不可預(yù)見性只發(fā)生在大爆炸處，那不會(huì)太礙事，那畢竟是一百億或二百億年以前的事。但是，如果可預(yù)言性在大爆炸的非常強(qiáng)引力場(chǎng)中失效，那么只要恒星坍縮它也會(huì)失效。這種事件僅在我們的銀河系中每周就會(huì)發(fā)生幾次。我們的預(yù)言能力甚至按照天氣預(yù)報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)來說也是非常差勁的。 當(dāng)然，人們還會(huì)說，我們根本不必在乎發(fā)生在一顆遙遠(yuǎn)恒星處的可預(yù)言性的失效。然而，在量子理論中任何不被實(shí)際上禁止的東西都能夠并將要發(fā)生。這樣，如果可能歷史的種類中包括奇性空間的話，這些奇性可在任何地方發(fā)生，而不僅在大爆炸處以及坍縮星之中。這意味著，我們不能預(yù)言任何東西。反過來說，我們能夠預(yù)言事件的這一事實(shí)是反對(duì)奇性并贊同無邊界設(shè)想的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 那么無邊界設(shè)想為宇宙做出什么預(yù)言呢？第一個(gè)預(yù)言是，因?yàn)橛钪娴呐掠锌赡艿臍v史在廣延上都是有限的，所以人們用來作為時(shí)間測(cè)度的任何量都必須有一個(gè)最大值和一個(gè)最小值。這樣宇宙就有一個(gè)開端和一個(gè)終結(jié)。在實(shí)時(shí)間中的開端即是大爆炸奇點(diǎn)。然而在虛時(shí)間中這個(gè)開端就不再是奇點(diǎn)。相反的，它有點(diǎn)像地球的北極。如果人們把地球表面的緯度當(dāng)作時(shí)間的類似物，則可以說地球的表面從北極開始。然而，北極是地球上完全普通的一點(diǎn)。它沒有任何特殊之處，同樣的定律在北極正如同在地球上的其他地方同樣地成立。類似的，我們用來標(biāo)志作撛諦槭奔淠謨鈧嫻鈉羰紨?shù)氖录菚r(shí)空中的一個(gè)通常的點(diǎn)，正如其他的點(diǎn)那樣。科學(xué)定律在開端處正如在其他地方一樣成立。 人們從和地球表面的類比，也許會(huì)預(yù)料到，正如北極和南極相似一樣，宇宙的終結(jié)會(huì)和開端相類似。然而，北南二極是對(duì)應(yīng)于虛時(shí)間向?qū)崟r(shí)間延拓，就會(huì)發(fā)現(xiàn)宇宙在實(shí)時(shí)間中的開端和它的終結(jié)可以非常不同。 約納遜·哈里威爾和我對(duì)無邊界條件的含義作過一個(gè)近似計(jì)算。我們把宇宙當(dāng)作一個(gè)完全光滑和均勻的背景來處理，在這個(gè)背景上存在密度的小微擾。宇宙在之前時(shí)間中從非常小的半徑開始膨脹。最初的這種膨脹稱作暴漲，也就是說，宇宙尺度在比一秒還要短暫非常多的每一時(shí)間間隔中得到加倍，這正如在某些國家中每一年價(jià)格都要加倍一樣。第一次世界大戰(zhàn)后的德國也許創(chuàng)下了通貨膨脹的世界紀(jì)錄，一捆面包的價(jià)格在幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)從一個(gè)馬克漲到一百萬馬克。但是沒有任何東西可與似乎在極早期宇宙發(fā)生過的暴漲相比擬，宇宙尺度在一秒的極微小的部分時(shí)間內(nèi)至少增加了一百萬億億億倍。這當(dāng)然是發(fā)生在當(dāng)局政府之前的事。 暴漲在如下意義上來說，是件好事，它產(chǎn)生了一個(gè)在大尺度上光滑而均勻的宇宙，而且這個(gè)宇宙以剛好避免坍縮的臨界速度膨脹。它還能在相當(dāng)嚴(yán)格的意義上把宇宙的怕有內(nèi)容從無中創(chuàng)生出來，這是暴漲的又一好處。當(dāng)宇宙像北極那樣的一個(gè)單獨(dú)點(diǎn)時(shí)，它不包含有任何東西。然而，在我們可觀測(cè)到的宇宙部分至少有十的八十次方顆粒子。所有這些粒子從何而來呢？其答案是，相對(duì)論和量子力學(xué)允許物質(zhì)從能量中以粒子反粒子對(duì)的形式創(chuàng)生出來。那么能量又是從何而來以創(chuàng)生物質(zhì)呢？其答案是，它是從宇宙的引力能中借來的。宇宙虧欠了極大數(shù)量的負(fù)引力能的債務(wù)，它剛好和物質(zhì)的正能量相平衡。其結(jié)果便是凱恩斯經(jīng)濟(jì)學(xué)的勝利：一個(gè)充滿物質(zhì)的、充滿活力的正在膨脹的宇宙。引力能的債務(wù)只有在宇宙終結(jié)時(shí)才能償付清。 早期宇宙不能是完全均勻一致的，因?yàn)榉駝t的話就會(huì)違反量子力學(xué)的不確定性原理。相反的，必須存在對(duì)均勻密度的一些偏差。無邊界設(shè)想意味著，這些密度差別是從它們的基態(tài)開始，也就是說，它們是和不確定性原理相一盡可能的小。然而，這些差別在暴漲時(shí)被放大了。在暴漲時(shí)期結(jié)束之后，留下的宇宙是一些地方比另一些地方膨脹得稍快一些。在膨脹稍慢的區(qū)域，物質(zhì)的引力吸引使膨脹進(jìn)一步減慢。該區(qū)域最終會(huì)停止膨脹，并且收縮形成星系和恒星。這樣，無邊界設(shè)想可以解釋我們四周看到的所有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。然而，它沒有給宇宙作出單獨(dú)的預(yù)言。相反地，它預(yù)言整整一族可能的歷史，每一個(gè)歷史都具有自己的概率。也許可能有這樣的歷史，工黨在上次英國競(jìng)選中取勝，雖然這種概率很小。 無邊界設(shè)想對(duì)于上商在宇宙事務(wù)中的作用含義極其深遠(yuǎn)。人們現(xiàn)在廣泛接受，宇宙按照定義很好的定律演化。這些定律可能是上帝欽定的，但是它似乎不去干涉宇宙去違反這些定律。然而，直到不久以前，人們都認(rèn)為這些定律不能適用于宇宙的開初。那就要依賴上帝去旋緊發(fā)條，并讓宇宙順著它的意愿的方式去運(yùn)行。這樣，宇宙的現(xiàn)狀是上帝對(duì)初始條件選擇的結(jié)果。 然而，如果某種像無邊界設(shè)想的東西是正確的話，則情況就會(huì)大大改觀。在那種情形下，物理定律甚至也適用于宇宙的開端，這樣上帝就沒有選取初始條件的自由。當(dāng)然它在選取宇宙要服從的定律上仍然具有自由。然而，這里并沒有許多選擇的余地。也許只存在很少數(shù)目的定律，這些定律是自洽的，并能導(dǎo)致像我們自己這么復(fù)雜的生物的存在，他能詢問什么是上帝的性質(zhì)。 甚至即使只存在唯一的一族可能的定律，它也只不過是一族方程。究竟是什么東西將生命之火賦予這些方程，使之產(chǎn)生一個(gè)受它們制約的宇宙呢？難道終結(jié)的統(tǒng)一理論是如此之咄咄逼人，以至于其自身的實(shí)現(xiàn)成為不可避免？雖然科學(xué)能解決宇宙如何啟始的課題，它仍然無法回答這個(gè)問題：為何宇宙必須存在？我對(duì)此沒有答案。 稿源： 科技之光 編輯： 李強(qiáng)

熱心網(wǎng)友：本世紀(jì)，有兩種"宇宙模型"比較有影響。一是穩(wěn)態(tài)理論，一是大爆炸理論。20年代后期，愛德溫·哈勃(Edwin Hubble)發(fā)現(xiàn)了紅移現(xiàn)象，說明宇宙正在膨脹。60年代中期，阿爾諾·彭齊亞斯(Arno Penzias)和羅伯特·威爾遜(Robert Wilson)發(fā)現(xiàn)了"宇宙微波背景輻射"。這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)給大爆炸理論以有力的支持?，F(xiàn)在，大爆炸理論廣泛地為人們所接受。 大爆炸理論認(rèn)為，宇宙起源于一個(gè)單獨(dú)的無維度的點(diǎn)，即一個(gè)在空間和時(shí)間上都無尺度但卻包含了宇宙全部物質(zhì)的奇點(diǎn)。至少是在120~150億年以前，宇宙及空間本身由這個(gè)點(diǎn)爆炸形成。 漫話宇宙起源 宇宙是如何起源的？空間和時(shí)間的本質(zhì)是什么？這是從2000多年前的古代哲學(xué)家到現(xiàn)代天文學(xué)家一直都在苦苦思索的問題。經(jīng)過了哥白尼、赫歇爾、哈勃的從太陽系、銀河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙學(xué)已經(jīng)不再是幽深玄奧的抽象哲學(xué)思辯，而是建立在天文觀測(cè)和物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門現(xiàn)代科學(xué)。 目前學(xué)術(shù)界影響較大的“大爆炸宇宙論”是1927年由比利時(shí)數(shù)學(xué)家勒梅特提出的，他認(rèn)為最初宇宙的物質(zhì)集中在一個(gè)超原子的“宇宙蛋”里，在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數(shù)碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫等人，又詳細(xì)勾畫出宇宙由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于150億年前一次大爆炸后，經(jīng)一系列元素演化到最后形成星球、星系的整個(gè)膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。 宏觀宇宙是相對(duì)無限延伸的?！按蟊ㄓ钪嬲摗标P(guān)于宇宙當(dāng)初僅僅是一個(gè)點(diǎn)，而它周圍卻是一片空白，即將人類至今還不能確定范圍也無法計(jì)算質(zhì)量的宇宙壓縮在一個(gè)極小空間內(nèi)的假設(shè)只是一種臆測(cè)。況且從能量與質(zhì)量的正比關(guān)系考慮，一個(gè)小點(diǎn)無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來呢？ 人類把地球繞太陽轉(zhuǎn)一圈確定為衡量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)——年。但宇宙中所有天體的運(yùn)動(dòng)速度都是不同的，在宇宙范圍，時(shí)間沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙范圍就沒有任何意義。既然年的概念對(duì)宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢？ 1929年，美國天文學(xué)家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說。哈勃定律只是說明了距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動(dòng)速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關(guān)系。但他沒能發(fā)現(xiàn)很重要的另一點(diǎn)--星系紅移量與星系質(zhì)量也呈正比關(guān)系。 宇宙中星系間距離非常非常遙遠(yuǎn)，光線傳播因空間物質(zhì)的吸收、阻擋會(huì)逐漸減弱，那些運(yùn)動(dòng)速度越快的星系就是質(zhì)量越大的星系。質(zhì)量大，能量輻射就強(qiáng)，因此我們觀察到的紅移量極大的星系，當(dāng)然是質(zhì)量極大的星系。這就是被稱作“類星體”的遙遠(yuǎn)星系因質(zhì)量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質(zhì)量小、能量輻射弱的星系（除極少數(shù)距銀河系很近的星系，如大、小麥哲倫星系外）則很難觀察到，于是我們現(xiàn)在看到的星系大多呈紅移。而銀河系內(nèi)的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的紅移紫移數(shù)量大致相等。 導(dǎo)致星系紅移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)都是在一定范圍內(nèi)圍繞一個(gè)中心按圓形軌跡運(yùn)動(dòng)的，不是像大爆炸宇宙論描述的從一個(gè)中心向四周作放射狀的直線運(yùn)動(dòng)。因此，從地球看到的紫移星系范圍很窄，數(shù)量極少，只能是與銀河系同一方向運(yùn)動(dòng)的，前方比銀河系小的星系；后方比銀河系大的星系。只有將來研制出更高分辨程度的天文觀測(cè)儀器才能看到更多的紫移星系。 宇宙中的物質(zhì)分布出現(xiàn)不平衡時(shí)，局部物質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)不斷發(fā)生膨脹和收縮變化，但宇宙整體結(jié)構(gòu)相對(duì)平衡的狀態(tài)不會(huì)改變。僅憑從地球角度觀測(cè)到的部分（不是全部）可見星系與地球之間距離的遠(yuǎn)近變化，不能說明宇宙整體是在膨脹或收縮。就像地球上的海洋受引力作用不斷此漲彼消的潮汐現(xiàn)象并不說明海水總量是在增加或減少一樣。 1994年，美國卡內(nèi)基研究所的弗里德曼等人，用估計(jì)宇宙膨脹速率的辦法計(jì)算宇宙年齡時(shí)，得出一個(gè)80～120億年的年齡計(jì)算值。然而根據(jù)對(duì)恒星光譜的分析，宇宙中最古老的恒星年齡為140～160億年。恒星的年齡倒比宇宙的年齡大。 1964年，美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測(cè)到的微波背景輻射，是因?yàn)椴紳M宇宙空間的各種物質(zhì)相互之間能量傳遞產(chǎn)生的效果。宇宙中的物質(zhì)輻射是時(shí)刻存在的，3K或5K的溫度值也只是人類根據(jù)自己判斷設(shè)計(jì)的一種衡量標(biāo)準(zhǔn)。這種能量輻射現(xiàn)象只能說明宇宙中的物質(zhì)由于引力作用，在大尺度空間整體分布的相對(duì)均勻性和星際空間里確實(shí)存在大量我們目前還觀測(cè)不到的“暗物質(zhì)”。 至于大爆炸宇宙論中的氦豐度問題，氦元素原本就是宇宙中存在的僅次于氫元素的數(shù)量極豐富的原子結(jié)構(gòu)，它在空間的百分比含量和其它元素的百分比含量同樣都屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分布規(guī)律中很平常的物理現(xiàn)象。在宇宙大尺度范圍中，不僅氦元素的豐度相似，其余的氫、氧……元素的豐度也都是相似的。而且，各種元素是隨不同的溫度、環(huán)境而不斷互相變換的，并不是始終保持一副面孔，所以微波背景輻射和氦豐度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯(lián)系。 大爆炸宇宙論面臨的難題還有，如果宇宙無限膨脹下去，最后的結(jié)局如何呢？德國物理學(xué)家克勞修斯指出，能量從非均勻分布到均勻分布的那種變化過程，適用于宇宙間的一切能量形式和一切事件，在任何給定物體中有一個(gè)基于其總能量與溫度之比的物理量，他把這個(gè)物理量取名為“熵”，孤立系統(tǒng)中的“熵”永遠(yuǎn)趨于增大。但在宇宙中總會(huì)有高“熵”和低“熵”的區(qū)域，不可能出現(xiàn)絕對(duì)均勻的狀態(tài)。所以，那種認(rèn)為由于“熵”水平的不斷升高而達(dá)到最大值時(shí)，宇宙就會(huì)進(jìn)入一片死寂的永恒狀態(tài)，最終“熱寂”而亡的結(jié)局，是把我們現(xiàn)在可觀測(cè)到的一部分宇宙范圍當(dāng)作整個(gè)宇宙的誤識(shí)。 根據(jù)天文觀測(cè)資料和物理理論描述宇宙的具體形態(tài)，星系的形態(tài)特征對(duì)研究宇宙結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，從星系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以推斷整個(gè)宇宙的結(jié)構(gòu)形態(tài)。而星系共有的圓形旋渦結(jié)構(gòu)就是整個(gè)宇宙的縮影，那些橢圓、棒旋等不同的星系形態(tài)只是因?yàn)樾窍的挲g和觀測(cè)角度不同而產(chǎn)生的視覺效果。 奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式。這種螺旋現(xiàn)象對(duì)于認(rèn)識(shí)宇宙形態(tài)有著重要的啟迪作用，大至旋渦星系，小至DNA分子，都是在這種螺旋線中產(chǎn)生。大自然并不認(rèn)可筆直的形式，自然界所有物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)都是曲線運(yùn)動(dòng)方式的圓環(huán)形狀。從原子、分子到星球、星系直到星系團(tuán)、超星系團(tuán)無一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一個(gè)大旋渦。因此，確立一個(gè)“螺旋運(yùn)動(dòng)形態(tài)宇宙模型”，比那種作為所有物質(zhì)總和的“宇宙”卻脫離曲線運(yùn)動(dòng)模式而獨(dú)辟蹊徑，以直線運(yùn)動(dòng)方式從一個(gè)中心向四面八方無限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能體現(xiàn)真實(shí)的宇宙結(jié)構(gòu)形態(tài)?；卮鹫撸簒ianyunyiyue - 見習(xí)魔法師 三級(jí) 6-18 00:00本世紀(jì)，有兩種"宇宙模型"比較有影響。一是穩(wěn)態(tài)理論，一是大爆炸理論。20年代后期，愛德溫·哈勃(Edwin Hubble)發(fā)現(xiàn)了紅移現(xiàn)象，說明宇宙正在膨脹。60年代中期，阿爾諾·彭齊亞斯(Arno Penzias)和羅伯特·威爾遜(Robert Wilson)發(fā)現(xiàn)了"宇宙微波背景輻射"。這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)給大爆炸理論以有力的支持?，F(xiàn)在，大爆炸理論廣泛地為人們所接受。 大爆炸理論認(rèn)為，宇宙起源于一個(gè)單獨(dú)的無維度的點(diǎn)，即一個(gè)在空間和時(shí)間上都無尺度但卻包含了宇宙全部物質(zhì)的奇點(diǎn)。至少是在120~150億年以前，宇宙及空間本身由這個(gè)點(diǎn)爆炸形成。 宇宙是如何起源的？空間和時(shí)間的本質(zhì)是什么？這是從2000多年前的古代哲學(xué)家到現(xiàn)代天文學(xué)家一直都在苦苦思索的問題。經(jīng)過了哥白尼、赫歇爾、哈勃的從太陽系、銀河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙學(xué)已經(jīng)不再是幽深玄奧的抽象哲學(xué)思辯，而是建立在天文觀測(cè)和物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門現(xiàn)代科學(xué)。 目前學(xué)術(shù)界影響較大的“大爆炸宇宙論”是1927年由比利時(shí)數(shù)學(xué)家勒梅特提出的，他認(rèn)為最初宇宙的物質(zhì)集中在一個(gè)超原子的“宇宙蛋”里，在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數(shù)碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫等人，又詳細(xì)勾畫出宇宙由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于150億年前一次大爆炸后，經(jīng)一系列元素演化到最后形成星球、星系的整個(gè)膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。 宏觀宇宙是相對(duì)無限延伸的。“大爆炸宇宙論”關(guān)于宇宙當(dāng)初僅僅是一個(gè)點(diǎn)，而它周圍卻是一片空白，即將人類至今還不能確定范圍也無法計(jì)算質(zhì)量的宇宙壓縮在一個(gè)極小空間內(nèi)的假設(shè)只是一種臆測(cè)。況且從能量與質(zhì)量的正比關(guān)系考慮，一個(gè)小點(diǎn)無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來呢？ 人類把地球繞太陽轉(zhuǎn)一圈確定為衡量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)——年。但宇宙中所有天體的運(yùn)動(dòng)速度都是不同的，在宇宙范圍，時(shí)間沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙范圍就沒有任何意義。既然年的概念對(duì)宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢？ 1929年，美國天文學(xué)家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說。哈勃定律只是說明了距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動(dòng)速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關(guān)系。但他沒能發(fā)現(xiàn)很重要的另一點(diǎn)--星系紅移量與星系質(zhì)量也呈正比關(guān)系。 宇宙中星系間距離非常非常遙遠(yuǎn)，光線傳播因空間物質(zhì)的吸收、阻擋會(huì)逐漸減弱，那些運(yùn)動(dòng)速度越快的星系就是質(zhì)量越大的星系。質(zhì)量大，能量輻射就強(qiáng)，因此我們觀察到的紅移量極大的星系，當(dāng)然是質(zhì)量極大的星系。這就是被稱作“類星體”的遙遠(yuǎn)星系因質(zhì)量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質(zhì)量小、能量輻射弱的星系（除極少數(shù)距銀河系很近的星系，如大、小麥哲倫星系外）則很難觀察到，于是我們現(xiàn)在看到的星系大多呈紅移。而銀河系內(nèi)的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的紅移紫移數(shù)量大致相等。 導(dǎo)致星系紅移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)都是在一定范圍內(nèi)圍繞一個(gè)中心按圓形軌跡運(yùn)動(dòng)的，不是像大爆炸宇宙論描述的從一個(gè)中心向四周作放射狀的直線運(yùn)動(dòng)。因此，從地球看到的紫移星系范圍很窄，數(shù)量極少，只能是與銀河系同一方向運(yùn)動(dòng)的，前方比銀河系小的星系；后方比銀河系大的星系。只有將來研制出更高分辨程度的天文觀測(cè)儀器才能看到更多的紫移星系。 宇宙中的物質(zhì)分布出現(xiàn)不平衡時(shí)，局部物質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)不斷發(fā)生膨脹和收縮變化，但宇宙整體結(jié)構(gòu)相對(duì)平衡的狀態(tài)不會(huì)改變。僅憑從地球角度觀測(cè)到的部分（不是全部）可見星系與地球之間距離的遠(yuǎn)近變化，不能說明宇宙整體是在膨脹或收縮。就像地球上的海洋受引力作用不斷此漲彼消的潮汐現(xiàn)象并不說明海水總量是在增加或減少一樣。 1994年，美國卡內(nèi)基研究所的弗里德曼等人，用估計(jì)宇宙膨脹速率的辦法計(jì)算宇宙年齡時(shí)，得出一個(gè)80～120億年的年齡計(jì)算值。然而根據(jù)對(duì)恒星光譜的分析，宇宙中最古老的恒星年齡為140～160億年。恒星的年齡倒比宇宙的年齡大。 1964年，美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測(cè)到的微波背景輻射，是因?yàn)椴紳M宇宙空間的各種物質(zhì)相互之間能量傳遞產(chǎn)生的效果。宇宙中的物質(zhì)輻射是時(shí)刻存在的，3K或5K的溫度值也只是人類根據(jù)自己判斷設(shè)計(jì)的一種衡量標(biāo)準(zhǔn)。這種能量輻射現(xiàn)象只能說明宇宙中的物質(zhì)由于引力作用，在大尺度空間整體分布的相對(duì)均勻性和星際空間里確實(shí)存在大量我們目前還觀測(cè)不到的“暗物質(zhì)”。 至于大爆炸宇宙論中的氦豐度問題，氦元素原本就是宇宙中存在的僅次于氫元素的數(shù)量極豐富的原子結(jié)構(gòu)，它在空間的百分比含量和其它元素的百分比含量同樣都屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分布規(guī)律中很平常的物理現(xiàn)象。在宇宙大尺度范圍中，不僅氦元素的豐度相似，其余的氫、氧……元素的豐度也都是相似的。而且，各種元素是隨不同的溫度、環(huán)境而不斷互相變換的，并不是始終保持一副面孔，所以微波背景輻射和氦豐度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯(lián)系。 大爆炸宇宙論面臨的難題還有，如果宇宙無限膨脹下去，最后的結(jié)局如何呢？德國物理學(xué)家克勞修斯指出，能量從非均勻分布到均勻分布的那種變化過程，適用于宇宙間的一切能量形式和一切事件，在任何給定物體中有一個(gè)基于其總能量與溫度之比的物理量，他把這個(gè)物理量取名為“熵”，孤立系統(tǒng)中的“熵”永遠(yuǎn)趨于增大。但在宇宙中總會(huì)有高“熵”和低“熵”的區(qū)域，不可能出現(xiàn)絕對(duì)均勻的狀態(tài)。所以，那種認(rèn)為由于“熵”水平的不斷升高而達(dá)到最大值時(shí)，宇宙就會(huì)進(jìn)入一片死寂的永恒狀態(tài)，最終“熱寂”而亡的結(jié)局，是把我們現(xiàn)在可觀測(cè)到的一部分宇宙范圍當(dāng)作整個(gè)宇宙的誤識(shí)。 根據(jù)天文觀測(cè)資料和物理理論描述宇宙的具體形態(tài)，星系的形態(tài)特征對(duì)研究宇宙結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，從星系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以推斷整個(gè)宇宙的結(jié)構(gòu)形態(tài)。而星系共有的圓形旋渦結(jié)構(gòu)就是整個(gè)宇宙的縮影，那些橢圓、棒旋等不同的星系形態(tài)只是因?yàn)樾窍的挲g和觀測(cè)角度不同而產(chǎn)生的視覺效果。 奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式。這種螺旋現(xiàn)象對(duì)于認(rèn)識(shí)宇宙形態(tài)有著重要的啟迪作用，大至旋渦星系，小至DNA分子，都是在這種螺旋線中產(chǎn)生。大自然并不認(rèn)可筆直的形式，自然界所有物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)都是曲線運(yùn)動(dòng)方式的圓環(huán)形狀。從原子、分子到星球、星系直到星系團(tuán)、超星系團(tuán)無一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一個(gè)大旋渦。因此，確立一個(gè)“螺旋運(yùn)動(dòng)形態(tài)宇宙模型”，比那種作為所有物質(zhì)總和的“宇宙”卻脫離曲線運(yùn)動(dòng)模式而獨(dú)辟蹊徑，以直線運(yùn)動(dòng)方式從一個(gè)中心向四面八方無限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能體現(xiàn)真實(shí)的宇宙結(jié)構(gòu)形一切現(xiàn)在已知的物理定律在奇點(diǎn)都會(huì)失效，比如慣性等等，這也就是說不會(huì)有多大的能量的概念，換句話說，現(xiàn)在宇宙中的這么多物質(zhì)都是當(dāng)初一個(gè)點(diǎn)造成的

熱心網(wǎng)友：宇宙的起源 本世紀(jì)，有兩種"宇宙模型"比較有影響。一是穩(wěn)態(tài)理論，一是大爆炸理論。20年代后期，愛德溫·哈勃(Edwin Hubble)發(fā)現(xiàn)了紅移現(xiàn)象，說明宇宙正在膨脹。60年代中期，阿爾諾·彭齊亞斯(Arno Penzias)和羅伯特·威爾遜(Robert Wilson)發(fā)現(xiàn)了"宇宙微波背景輻射"。這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)給大爆炸理論以有力的支持?，F(xiàn)在，大爆炸理論廣泛地為人們所接受。 大爆炸理論認(rèn)為，宇宙起源于一個(gè)單獨(dú)的無維度的點(diǎn)，即一個(gè)在空間和時(shí)間上都無尺度但卻包含了宇宙全部物質(zhì)的奇點(diǎn)。至少是在120~150億年以前，宇宙及空間本身由這個(gè)點(diǎn)爆炸形成。宇宙是如何起源的？空間和時(shí)間的本質(zhì)是什么？這是從2000多年前的古代哲學(xué)家到現(xiàn)代天文學(xué)家一直都在苦苦思索的問題。經(jīng)過了哥白尼、赫歇爾、哈勃的從太陽系、銀河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙學(xué)已經(jīng)不再是幽深玄奧的抽象哲學(xué)思辨，而是建立在天文觀測(cè)和物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門現(xiàn)代科學(xué)。 目前學(xué)術(shù)界影響較大的“大爆炸宇宙論”是1927年由比利時(shí)數(shù)學(xué)家勒梅特提出的，他認(rèn)為最初宇宙的物質(zhì)集中在一個(gè)超原子的“宇宙蛋”里，在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數(shù)碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫等人，又詳細(xì)勾畫出宇宙由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于150億年前一次大爆炸后，經(jīng)一系列元素演化到最后形成星球、星系的整個(gè)膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。 宏觀宇宙是相對(duì)無限延伸的。“大爆炸宇宙論”關(guān)于宇宙當(dāng)初僅僅是一個(gè)點(diǎn)，而它周圍卻是一片空白，即將人類至今還不能確定范圍也無法計(jì)算質(zhì)量的宇宙壓縮在一個(gè)極小空間內(nèi)的假設(shè)只是一種臆測(cè)。況且從能量與質(zhì)量的正比關(guān)系考慮，一個(gè)小點(diǎn)無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來呢？ 人類把地球繞太陽轉(zhuǎn)一圈確定為衡量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)——年。但宇宙中所有天體的運(yùn)動(dòng)速度都是不同的，在宇宙范圍，時(shí)間沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙范圍就沒有任何意義。既然年的概念對(duì)宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢？ 1929年，美國天文學(xué)家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說。哈勃定律只是說明了距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動(dòng)速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關(guān)系。但他沒能發(fā)現(xiàn)很重要的另一點(diǎn)--星系紅移量與星系質(zhì)量也呈正比關(guān)系。 宇宙中星系間距離非常非常遙遠(yuǎn)，光線傳播因空間物質(zhì)的吸收、阻擋會(huì)逐漸減弱，那些運(yùn)動(dòng)速度越快的星系就是質(zhì)量越大的星系。質(zhì)量大，能量輻射就強(qiáng)，因此我們觀察到的紅移量極大的星系，當(dāng)然是質(zhì)量極大的星系。這就是被稱作“類星體”的遙遠(yuǎn)星系因質(zhì)量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質(zhì)量小、能量輻射弱的星系（除極少數(shù)距銀河系很近的星系，如大、小麥哲倫星系外）則很難觀察到，于是我們現(xiàn)在看到的星系大多呈紅移。而銀河系內(nèi)的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的紅移紫移數(shù)量大致相等。 導(dǎo)致星系紅移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)都是在一定范圍內(nèi)圍繞一個(gè)中心按圓形軌跡運(yùn)動(dòng)的，不是像大爆炸宇宙論描述的從一個(gè)中心向四周作放射狀的直線運(yùn)動(dòng)。因此，從地球看到的紫移星系范圍很窄，數(shù)量極少，只能是與銀河系同一方向運(yùn)動(dòng)的，前方比銀河系小的星系；后方比銀河系大的星系。只有將來研制出更高分辨程度的天文觀測(cè)儀器才能看到更多的紫移星系。 宇宙中的物質(zhì)分布出現(xiàn)不平衡時(shí)，局部物質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)不斷發(fā)生膨脹和收縮變化，但宇宙整體結(jié)構(gòu)相對(duì)平衡的狀態(tài)不會(huì)改變。僅憑從地球角度觀測(cè)到的部分（不是全部）可見星系與地球之間距離的遠(yuǎn)近變化，不能說明宇宙整體是在膨脹或收縮。就像地球上的海洋受引力作用不斷此漲彼消的潮汐現(xiàn)象并不說明海水總量是在增加或減少一樣。 1994年，美國卡內(nèi)基研究所的弗里德曼等人，用估計(jì)宇宙膨脹速率的辦法計(jì)算宇宙年齡時(shí)，得出一個(gè)80～120億年的年齡計(jì)算值。然而根據(jù)對(duì)恒星光譜的分析，宇宙中最古老的恒星年齡為140～160億年。恒星的年齡倒比宇宙的年齡大。 1964年，美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測(cè)到的微波背景輻射，是因?yàn)椴紳M宇宙空間的各種物質(zhì)相互之間能量傳遞產(chǎn)生的效果。宇宙中的物質(zhì)輻射是時(shí)刻存在的，3K或5K的溫度值也只是人類根據(jù)自己判斷設(shè)計(jì)的一種衡量標(biāo)準(zhǔn)。這種能量輻射現(xiàn)象只能說明宇宙中的物質(zhì)由于引力作用，在大尺度空間整體分布的相對(duì)均勻性和星際空間里確實(shí)存在大量我們目前還觀測(cè)不到的“暗物質(zhì)”。 至于大爆炸宇宙論中的氦豐度問題，氦元素原本就是宇宙中存在的僅次于氫元素的數(shù)量極豐富的原子結(jié)構(gòu)，它在空間的百分比含量和其它元素的百分比含量同樣都屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分布規(guī)律中很平常的物理現(xiàn)象。在宇宙大尺度范圍中，不僅氦元素的豐度相似，其余的氫、氧……元素的豐度也都是相似的。而且，各種元素是隨不同的溫度、環(huán)境而不斷互相變換的，并不是始終保持一副面孔，所以微波背景輻射和氦豐度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯(lián)系。 大爆炸宇宙論面臨的難題還有，如果宇宙無限膨脹下去，最后的結(jié)局如何呢？德國物理學(xué)家克勞修斯指出，能量從非均勻分布到均勻分布的那種變化過程，適用于宇宙間的一切能量形式和一切事件，在任何給定物體中有一個(gè)基于其總能量與溫度之比的物理量，他把這個(gè)物理量取名為“熵”，孤立系統(tǒng)中的“熵”永遠(yuǎn)趨于增大。但在宇宙中總會(huì)有高“熵”和低“熵”的區(qū)域，不可能出現(xiàn)絕對(duì)均勻的狀態(tài)。所以，那種認(rèn)為由于“熵”水平的不斷升高而達(dá)到最大值時(shí)，宇宙就會(huì)進(jìn)入一片死寂的永恒狀態(tài)，最終“熱寂”而亡的結(jié)局，是把我們現(xiàn)在可觀測(cè)到的一部分宇宙范圍當(dāng)作整個(gè)宇宙的誤識(shí)。 根據(jù)天文觀測(cè)資料和物理理論描述宇宙的具體形態(tài)，星系的形態(tài)特征對(duì)研究宇宙結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，從星系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以推斷整個(gè)宇宙的結(jié)構(gòu)形態(tài)。而星系共有的圓形旋渦結(jié)構(gòu)就是整個(gè)宇宙的縮影，那些橢圓、棒旋等不同的星系形態(tài)只是因?yàn)樾窍的挲g和觀測(cè)角度不同而產(chǎn)生的視覺效果。 奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式。這種螺旋現(xiàn)象對(duì)于認(rèn)識(shí)宇宙形態(tài)有著重要的啟迪作用，大至旋渦星系，小至DNA分子，都是在這種螺旋線中產(chǎn)生。大自然并不認(rèn)可筆直的形式，自然界所有物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)都是曲線運(yùn)動(dòng)方式的圓環(huán)形狀。從原子、分子到星球、星系直到星系團(tuán)、超星系團(tuán)無一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一個(gè)大旋渦。因此，確立一個(gè)“螺旋運(yùn)動(dòng)形態(tài)宇宙模型”，比那種作為所有物質(zhì)總和的“宇宙”卻脫離曲線運(yùn)動(dòng)模式而獨(dú)辟蹊徑，以直線運(yùn)動(dòng)方式從一個(gè)中心向四面八方無限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能體現(xiàn)真實(shí)的宇宙結(jié)構(gòu)形 還有一點(diǎn),大爆炸是循環(huán)的,有科學(xué)家聲稱:宇宙現(xiàn)在的膨脹達(dá)到極點(diǎn)時(shí)將又發(fā)生一場(chǎng)大爆炸。如同黑洞的形成過程一樣，宇宙將變成一個(gè)高密度、小體積的球體?？s小到一定程度后，將再次發(fā)生大爆炸。根據(jù)能量守恒定律，宇宙的能量并沒有消亡。但是，卻沒有人能解釋，大爆炸每次循環(huán)時(shí)間、空間、分子結(jié)構(gòu)等等，都是像上次一樣（幾百幾千億年以后，又有太陽系，又有地球，又有中國，又有你），還是重新排列（光憑空可以彎曲——|||） 宇宙起源的問題有點(diǎn)像這個(gè)古老的問題：是先有雞呢，還是先有蛋。換句話說，就是何物創(chuàng)生宇宙，又是何物創(chuàng)生該物呢？也許宇宙，或者創(chuàng)生它的東西已經(jīng)存在了無限久的時(shí)間，并不需要被創(chuàng)生。直到不久之前，科學(xué)家們還一直試圖回避這樣的問題，覺得它們與其說是屬于科學(xué)，不如說是屬于形而上學(xué)或宗教的問題，然而，人們?cè)谶^去幾年發(fā)現(xiàn)，科學(xué)定律甚至在宇宙的開端也是成立的。在那種情形下，宇宙可以是自足的，并由科學(xué)定律所完全確定。 關(guān)于宇宙是否并如何啟始的爭(zhēng)論貫穿了整個(gè)記載的歷史?；旧洗嬖趦蓚€(gè)思想學(xué)派。許多早期的傳統(tǒng)，以及猶太教、基督教和伊斯蘭教認(rèn)為宇宙是相當(dāng)近的過去創(chuàng)生的。(十七世紀(jì)時(shí)鄔謝爾主教算出宇宙誕生的日期是公元前4004年，這個(gè)數(shù)目是由把在舊約圣經(jīng)中人物的年齡加起來而得到的。)承認(rèn)人類在文化和技術(shù)上的明顯進(jìn)化，是近代出現(xiàn)的支持上述思想的一個(gè)事實(shí)。我們記得那種業(yè)績(jī)的首創(chuàng)者或者這種技術(shù)的發(fā)展者。可以如此這般地進(jìn)行論證，即我們不可能存在了那許久；因?yàn)榉駝t的話，我們應(yīng)比目前更加先進(jìn)才對(duì)。事實(shí)上，圣經(jīng)的創(chuàng)世日期和上次冰河期結(jié)束相差不多，而這似乎正是現(xiàn)代人類首次出現(xiàn)的時(shí)候。 另一方面，還有諸如希臘哲學(xué)家亞里斯多德的一些人，他們不喜歡宇宙有個(gè)開端的思想。他們覺得這意味著神意的干涉。他們寧愿相信宇宙已經(jīng)存在了并將繼續(xù)存在無限久。某種不朽的東西比某種必須被創(chuàng)生的東西更加完美。他們對(duì)上述有關(guān)人類進(jìn)步的詰難的回答是：周期性洪水或者其他自然災(zāi)難重復(fù)地使人類回到起始狀態(tài)。 兩種學(xué)派都認(rèn)為，宇宙在根本上隨時(shí)間不變。它要么以現(xiàn)在形式創(chuàng)生，要么以今天的樣子維持了無限久。這是一種自然的信念，由于人類生命——整個(gè)有記載的歷史是如此之短暫，宇宙在此期間從未顯著地改變過。在一個(gè)穩(wěn)定不變的宇宙的框架中，它是否已經(jīng)存在了無限久或者是在有限久的過去誕生的問題，實(shí)在是一種形而上學(xué)或宗教的問題：任何一種理論都對(duì)此作解釋。1781年哲學(xué)家伊曼努爾·康德寫了一部里程碑式的，也是非常模糊的著作《純粹理性批判》。他在這部著作中得出結(jié)論，存在同樣有效的論證分別用以支持宇宙有一個(gè)開端或者宇宙沒有開端的信仰。正如他的書名所提示的，他是簡(jiǎn)單地基于推理得出結(jié)論，換句話說，就是根本不管宇宙的觀測(cè)。畢竟也是，在一個(gè)不變的宇宙中，有什么可供觀測(cè)的呢？ 然而在十九世紀(jì)，證據(jù)開始逐漸積累起來，它表明地球戲及宇宙拭其他部分事實(shí)上是隨時(shí)間而變化的。地學(xué)家們意識(shí)到巖石以及其中的化石的形成需要花費(fèi)幾億甚至幾十億年的時(shí)間。這比創(chuàng)生論者計(jì)算的地球年齡長(zhǎng)得太多了。由德國物理學(xué)家路德維?！て茽柶澛岢龅乃^熱力學(xué)第二定律還提供了進(jìn)一步的證據(jù)，宇宙中的無序度的總量(它是由稱為熵的量所測(cè)量的)總是隨時(shí)間而增加，正如有關(guān)人類進(jìn)步的論證，它暗示只能運(yùn)行了有限的時(shí)間，否則的話，它現(xiàn)在應(yīng)已退化到一種完全無序的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下萬物都牌相同的溫度下。 穩(wěn)恒宇宙思想所遭遇到的另外困難是，根據(jù)牛頓的引力定律，宇宙中的每一顆恒星必須相互吸引。如果是這樣的話，它們?cè)趺茨芫S持相互間恒定距離，并且靜止地停在那里呢？ 牛頓曉得這個(gè)問題。在一封致當(dāng)時(shí)一位主要哲學(xué)家里查德·本特里的信中，他同意這樣的觀點(diǎn)，即有限的一群恒星不可能靜止不動(dòng)，它們?nèi)繒?huì)落某個(gè)中心點(diǎn)。然而，他論斷道，一個(gè)無限的恒星集合不會(huì)落到一起，由于不存在任何可供它們落去的中心點(diǎn)。這種論證是人們?cè)谡務(wù)摕o限系統(tǒng)時(shí)會(huì)遭遇到的陷阱的一個(gè)例子。用不同的方法將從宇宙的其余的無限數(shù)目的恒星作用到每顆恒星的力加起來，會(huì)對(duì)恒星是否維持恒常距離給出不同的答案。我們現(xiàn)在知道，其正確的步驟是考慮恒星的有限區(qū)域，然后加上在該區(qū)域之外大致均勻分布的更多恒星。恒星的有限區(qū)域會(huì)落到一起，而按照牛頓定律，在該區(qū)域外加上更多的恒星不能阻止其坍縮。這樣，一個(gè)恒星的無限集合不能處于靜止不動(dòng)的狀態(tài)。如果它們?cè)谀骋粫r(shí)刻不在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它們之間的吸引力會(huì)引起它們開始朝相互方向落去。另一種情形是，它們可能正在相互離開，而引力使這種退行速度降低。

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熱心網(wǎng)友：宇宙大爆炸的時(shí)候,整個(gè)宇宙從一個(gè)奇點(diǎn)產(chǎn)生.