宇宙16︱宇宙真的起源大爆炸。是不是哪里搞错了。

在说本日的内容之前，我们先探究一个问题，一个正确的科学理论是若何诞生的。我感到离不开这几个字，归纳总结、逻辑演绎、提出预言、观测实证。

我们在熟悉天然的进程中，起首会看到一些表象纪律，好比说苹果落地、天体活动，颠末年夜量的察看我们就会发现这些征象都有必定的纪律，然后把这些纪律找出来，这就叫归纳总结，好比伽利略的自由落体定律，就说重物和轻物会同时落地，由于他们的加快度是一样的。

再好比说，开普勒就拿着天体的运行数据，就总结出了开普勒三年夜定律，那么有了这些定律之后，我们就必要找到这些定律背后的本色缘故原由。

以是牛顿就提出了力学三年夜定律，以及万有引力，在数学上就解释了伽利略的自由落体定律，以及开普勒的三年夜定律，这就叫逻辑演绎，或者是数学演绎。

那么牛顿的理论到底对纰谬，不克不及由于他解释以前的征象就说他对，他还必要提出新的预言，而且这个预言还必要获得观测实证。

很显然，牛顿的理论很好用，把天体活动的纪律拿捏得死死的，它预言了1758年哈雷彗星的回归，预言了天王星之外还有一颗行星，海王星。

那你说牛顿的理论对纰谬。确定对，永久都错不了，再过一万年，我们发射卫星还会用牛顿的理论，这便是一个正确的科学诞生的进程，也是它必需具备的要素。

好，有了以上的共鸣，我们说本日的问题，宇宙年夜爆炸到底对纰谬。

我知道许多人不信任宇宙来自于年夜爆炸，实在不光是你，许多著名的科学家比你更憎恶年夜爆炸宇宙模子，由于如许的宇宙跟神创论没有啥区别，以是他们受不了宇宙有一个出发点。

以是在年夜爆炸宇宙模子成长的进程中，科学家就提出了许多替代的理论，但末了都短命了，由于假如你用我适才说的谁人科学办法论去审查所有的理论的话，你就会发现，只有年夜爆炸可以或许挺到末了。以是末了你不得不认可年夜爆炸是对的，也不得不接受宇宙有一个出发点。

好， 接下来我们先从宇宙膨胀这个征象入手审查年夜爆炸理论，由于宇宙膨胀是年夜爆炸的根基。

哈勃在1929年发现了星系的间隔和红移之间的关系，我们如今以为是空间膨胀造成了星系在阔别我们，而且间隔我们越远的星系，阔别我们的速率更快。

依据这个关系的反推，就有了年夜爆炸宇宙模子，但其时有些科学家对哈勃看到的征象，就做出了其他解释。

最初就有人说，星系在阔别我们并不是由于空间在膨胀，而是在静止的空间中物资产生了爆散变乱，就像是一个鞭炮、一个炸弹爆炸以后，碎片会向四周扩散一样。

这便是爆散学说，很显然，这个说法对星系阔别我们的解释存在很年夜的破绽，基本经不起推敲，更经不起观测的实证。

起首存在的破绽是，假如物资真是爆散出去的话，那么依据哈勃的观测，我们四周的物资都在阔别我们，这就阐明，昔时谁人爆炸的中央就在我们银河系。我们刚颠覆了地心说，日心说，如今银河系又要酿成宇宙的中心了，这人们确定不克不及接受。

还有一个静止的宇宙，爆散的物资，这种描写违背了爱因斯坦的广义相对论，物资和时空是不克不及相互自力、互不影响的。

末了便是它违背了宇宙学原理，暴散的宇宙跟着光阴的推移物资会逐渐地集中在以银河系为中心的外圈傍边，固然看起来也是各向同性的，但如许的宇宙并不平均。以是暴散学说，刚一呈现就很快被人们掐灭了。

还有一种学说，他不以为宇宙在膨胀，而是一个静态的宇宙，哈勃之以是看到了星光产生了红移，完满是由于光在空间中流传的进程会丧失能量。这便是光芒老化学说。

提出这个说法的人叫茨威基，在后面讲到暗物资的时刻，我们还会再提到他，光芒老化，很显著要比暴散学说来的玄妙。

茨威基说，光在空间流传的时刻会与空间中的物资产生互相作用，也便是被空间中的尘埃、气体云散射，以是光就丧失能量了，我们看到的星光就产生了红移，并不是由于空间在膨胀。假如空间没有膨胀，那就没有年夜爆炸理论了，而是一个静态的宇宙。

很显然，茨威基的光芒老化，也经不起观测实证，起首假如一个星系的光在到达地球之前，被气体云、尘埃散射了，那么光芒中携带的信息就会丧失，是以我们会看到迢遥的星系会酿成一个隐约的光斑，基本弗成能分辩出此中的细节，好比螺旋星云的悬臂布局。

但真实的观测显示，迢遥的星系并没有被隐约失落，好比赛弗特六重星系，他们的光谱有着异常强烈的多普勒红移，然则他们并没有被隐约失落，尤其是最小的谁人，盘面正对我们星系NGC6027D，他的间隔是其他星系的5倍，但他的螺旋布局依然清楚可见。这阐明光芒红移并不是被散射造成的。

并且光芒老化，也违背了广义相对论的光阴膨胀效应，依据广义相对论的猜测，空间膨胀会导致光芒的波长被拉长，这就会造成我们看到迢遥的星系相称于我们的光阴产生了膨胀。

好比说，红移越强的星系，此中呈现的新星，他的亮度从最高、到最低，所必要的光阴，要比我们从邻近星系中看到的新星要长。这一点相符我们的观测事实，但茨威基的光芒老化，否认了这一点，以是他的说法很快就被否认失落了。

可以看出，只要是狐疑宇宙膨胀的理论，只要是否认宇宙学原理的理论，基本就站不住脚，假如你如今想要提出一个新的宇宙模子，就必需要包括宇宙膨胀，以及宇宙学原理。

那么在1940年月，剑桥的三位科学家霍伊尔、戈尔德、邦迪，就提出了一个可以抗衡年夜爆炸宇宙模子的理论：稳恒态宇宙模子，在今后的二十几年间，这两个理论并存于科学界，你无法分辩出哪个对，哪个错。

便是由于稳恒态理论包括了两种紧张的观测事实，宇宙膨胀以及宇宙学原理。然则稳恒态理论对宇宙的曩昔和将来却做出了分歧的猜测。

稳恒态理论说，宇宙一直在膨胀，然则新的物资会在膨胀出来的闲暇中创生出来，然后又逐步地形成物资布局，恒星、星系、星系团。

以是如许的宇宙跟着空间的膨胀，物资密度并不会低落，并且它还能保证各雷同性，以及处处平均的宇宙学原理。

最紧张的是，如许的宇宙不必要一个出发点，宇宙可以永恒的存在，如许的话，就躲避了年夜爆炸理论所面对的两个问题，年夜爆炸之前产生了什么。为什么宇宙会在谁人时候诞生，而不是其余时候。

这两个问题，恰是年夜爆炸宇宙模子的软肋，老是让人感到宇宙的诞生有神的干涉。这也是霍伊尔最为憎恶的一种感觉。以是他才提出了稳恒态宇宙模子。

我知道你如今在想啥。你是不是也感觉稳恒态模子有两个软肋，新物资是从哪里来的。它又若何知道本身要呈现在哪里。

依据霍伊尔昔时的说法，新物资呈现的频率并不必要太高，就能保证宇宙的物资密度不会产生转变。每一百年只必要在像帝国年夜厦那么年夜的空间里呈现一个原子就可以了。

那么物资为什么会被创生出来，这确切在本日是个问题，然则霍伊尔的年月基本就不是个问题，由于你伽莫夫都敢说宇宙中所有的物资是年夜爆炸一刹时发明的，那我如今说物资会逐步的在空间中创生，这不外分吧。以是这个问题在其时就不是个问题。

第二个问题，新呈现的物资是若何知道它要呈现在这里的。这也不是问题，在其时。由于宇宙学原理说了，宇宙要坚持处处平均，那空间膨胀了留下了地位，新物资当然就要呈现在这里了，以保证宇宙处处平均。

以是经由过程这两个问题，没有方法反驳恒态宇宙模子，究竟你年夜爆炸宇宙模子也有软肋。那人们要若何分辩谁对，谁错呢。

别忘了，我们有科学办法论，我就用它来查验这两个理论所做出的预言。那年夜爆炸模子就说，宇宙来源于氢和氦，此中的重元素可以在恒星中形成。

那稳恒态模子说，除了氢以外的元素都是从恒星中形成的，很显著这里存在差别，他俩对氦的起源，以及含量的猜测分歧。

年夜爆炸宇宙模子说，宇宙中的星系是统一光阴形成的，年夜约是宇宙诞生后的5000万年到15000万年间形成，以是我们在银河系的邻近看到的星系都很古老，都跟银河系的年龄差不多，但只要我们看得更远，我们就能看到远古时期的婴儿星系。

但稳恒态宇宙模子说，跟着宇宙的膨胀，物资的创生，星系也在赓续地形成，以是我们应该可以在银河系的不远处看到婴儿星系。这又是两个分歧的猜测。

年夜爆炸宇宙模子说，原始火球跟着宇宙的膨胀如今已经红移到了微波波段，以是在空间各个偏向上应该存在一种低温辐射。

但稳恒态宇宙模子无法做出这种预言，不外后来霍伊尔又弥补说，宇宙空间中确切有低温辐射，但这并不是原始火球的余温，而是宇宙中星光被星云散射以后形成的。但依旧存在差别，由于伽莫夫的微波配景是完善的黑体谱，比太阳还要完善，而霍伊尔的微波配景并不满意黑体谱。

以是只要查验以上的预言，我们就能披沙拣金了。好，本日的内容就到这里，下节课我们说微波配景辐射。