我们人类太喜欢发问,而发问的结果是发现我们有太多的问题没办法解决。宇宙最初是什么样的呢?它是如如何产生的?想象着外太空还有和我们一样的生物,基于人类对美好事物的向往,认为那些外太空生物应比我们更聪明一些,那样,我们这样喜好打探别人的兴趣就得到了些许满足。浩瀚的宇宙隐藏着太多的秘密,现在我们人类早已不满足了解地球了,因为如果我们不能了解宇的奥秘,我们就永远不可能解开我们这个星球的一些谜团。当我们说宇宙最初只是一个奇点,那这个奇点又是如何产生的呢?既然宇宙有开始,那就应有结束,那它什么时候结束呢?又以什么样的方式结束呢?
我们人类太喜欢发问,而发问的结果是发现我们有太多的问题没办法解决。
当我们假设完宇宙的开始与完结,中间的部分才是我们最感兴趣的,毕竟我们没经历过字宙时开始,而且我们也不会活到它结束的那一天。中间离我们太近了,且不时有新闻报道说有些穿过“时空隧道”的事情,这就更让人着迷,如果“时空隧道”真的存在的话,谁不想去看看我们的前生呢?而这同时也引出了一些难题,比如我们会和我们的祖先生活在同一时间里,而我们又知道他们的过去,那样,我们可能会干扰他们的生活,而这又是不被允许的。当然,这同样也没难倒我们人类,因为我们人类就是为解释无法解释之事而存在的生物。
地心说
地心说在古代欧洲很是盛行了一段时间。它最初由古希腊学者欧多克斯提出,经过亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。
托勒密认为,地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外,依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,在各自的圆形轨道上绕地球运转。其中,行星的运动要比太阳、月球复杂些:行星在本轮上运动,而本轮又沿均轮绕地运行。在太阳、月球行星之外,是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。而推动天体的原动天就在最外面。
地心说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地球当作宇宙中心是错误的,然而它的历史功绩不应抹杀。地心说承认地球是“球形”的,并把行星从恒星中区别出来,着眼于探索和揭示行星的运动规律,这标志着人类对宇宙认识的一大进步。地心说最重要的成就是运用数学计算行星的运行,托勒密还第一次提出“运行轨道”的概念,设计出了一个本轮均轮模型。按照这个模型,人们能够对行星的运动进行定量计算,推测行星所在的位置,这是一个伟大的创造。在一定时期里,依据这个模型可以在一定程度上正确地预测天象,因而在生产实践中也起过一定的作用。
地心说中的本轮均轮模型,毕竟是托勒密根据有限的观察资料拼凑出来的,他是通过人为地规定本轮、均轮的大小及行星运行速度,才使这个模型和实测结果取得一致。但是,到了中世纪后期,随着天文观测仪器的不断改进,行星位置和运动的测量越来越精确,观测到的行星实际位置同这个模型的计算结果的偏差,就逐渐显露出来了。
但是,信奉地心说的人们并没有认识到这是由于地心说本身的错误造成的,却用增加本轮的办法来补救地心说。开始这种办法还能勉强应付,后来小本轮增加到八十多个,可再也无法算出小行星的位置。这不能不使人怀疑地心说的正确性了。到了16世纪,哥白尼在持日心地动观的古希腊先辈和同时代学者的基础上,终于创立了“日心说”。从此,地心说便逐渐被淘汰了。
日心说
1543年,波兰天文学家哥白尼在临终时发表了一部具有历史意义的著作——《天体运行论》,这是第一次完整地提出“日心说”理论。这个理论体系认为,太阳是行星系统的中心,一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星,它在上面像陀螺一样自转,同时又和其他行星一样围绕太阳转动。
日心说把宇宙的中心从地球移向太阳,现在看来没有什么,可在当时却是一项非凡的创举。哥白尼依据大量精确的观测材料,运用当时正在发展中的三角学的成就,分析了行星、太阳、地球之问的关系,计算了行星轨道的相对大小和倾角等,“安排”出一个比较和谐而有秩序的太阳系。这比起已经加到八十余个圈的地心说,不仅在结构上优美和谐得多,而且很容易计算。更重要的是,哥白尼的计算与实际观测资料能更好地吻合。因此,日心说最终代替了地心说。
在中世纪的欧洲,托勒密的地心说一直占有统治地位。因为神权统治需要这种理论,它与基督教会所渲染的“上帝创造了人,并把人置于宇宙中心”的说法不谋而合。谁若胆敢怀疑地心说,那就是亵渎神灵,大逆不道,要受到严厉惩罚。日心说把地球从宇宙中心驱逐出去,显然违背了基督教义,为教会势力所不容。为了捍卫这一学说,不少仁人志士与黑暗的神权统治势力进行了前仆后继的斗争,付出了血的代价。为了维护地心说,教会用火活活烧死了意大利思想家布鲁诺;意大利科学家伽利略,也因为支持日心说而被宗教法庭判处终身监禁;开普勒、牛顿等自然科学家,都为这场斗争作出过重要贡献。
大爆炸说
1929年,天文学家哈勃公布了一个震惊科学界的发现。而一个结论也因他的发现而产生了:所有的河外星系都在离我们远去。即宇宙在高速地膨胀着。这一发现促使一些天文学家想到:既然宇宙在膨胀,那么就可能有一个膨胀的起点。天文学家勒梅特认为,现在的宇宙是由一个“原始原子”爆炸而成的。这是大爆炸说的前身。美国天文学家伽莫夫接受并发展了勒梅特的思想,于1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸学说。
伽莫夫认为,宇宙最初是个温度极高、密度极大的由最基本粒子组成的“原始火球”。根据现代物理学,这个火球必定迅速膨胀,它的演化过程好像一次巨大的爆发。由于膨胀得太快,宇宙密度和温度不断降低,在这个过程中形成了一些化学元素(原子核),然后形成由原子、分子构成的气体物质,气体物质又逐渐凝聚起星云,最后从星云中逐渐产生各种天体,我们现在所处的宇宙也就产生了。
这种学说一般人听起来非常离奇,不可思议。在科学界,也由于这个学说缺乏有力的实际证据,因而在它刚刚问世时,并未予以普遍的响应。到了1965年,宇宙背景辐射的发现使大爆炸说重见天日。原来,大爆炸说曾预言宇宙中还应该到处存在着“原始火球”的“余热”,这种余热应表现为一种四面八方都有的背景辐射。特别令人惊奇的是,伽莫夫预言的“余热”温度竟恰好与宇宙背景辐射的温度相当。另一方面,由于有关天文学数据已被改进,因此根据这个数据推算出来的宇宙膨胀年龄,已从原来的50亿年增到100亿至200亿年,这个年龄与天体演化研究中所发现的最老的天体年龄是吻合的。由于大爆炸说比其他宇宙学说能够更多、更好地解释宇宙观测事实,这就使它得到大多数人的支持。
现在大爆炸思想为大多数科学家所接受,不少过去不能解释的问题正在逐步解决,它是最有影响、最有希望的一种宇宙学说。P18-21
浩瀚的宇宙隐藏着太多的秘密,现在我们人类早已不满足了解地球了,因为如果我们不能了解宇宙的奥秘,我们就永远不可能解开我们这个星球的一些谜团。
宇宙最初是什么样的呢?它是如何产生的?
当我们说宇宙的最初只是一个奇点,那么这个奇点又是如何产生的呢?既然宇宙有开始,那就应有结束,那它什么时候结束呢?又以怎样的方式结束呢?
我们人类太喜欢发问,而发问的结果是发现我们有太多的问题没办法解决。
当我们假设完宇宙的开始与完结,中间的部分才是我们最感兴趣的,必竞我们没经历过宇宙的开始,而且我们也不会活到它结束的那一天。中间离我们太近了,且不时有新闻报道说有些穿过“时空隧道”的事情,这就更让人着迷,如果“时空隧道”真的存在的话,准不想去看看我们的前生呢?而这同时也引出了一些难题,比如我们会和我们的祖先生活在同一时间里,我们又知道他们的过去,那样,我们可能会干扰他们的生活,而这又是不被允许的。当然,这同样也没难倒我们人类,因为我们人类就是为解释无法解释之事而存在的生物。
对了,人们随即就提出了空间的维度问题,这个问题正好让我们可以不犯冒犯我们祖先的事情。也就是我们可以看到我们的祖先,但我们是和平生活在平行的空间里,也就是不可能与他产生交集,结果是满足了我们的好奇心,而不会影响历史的进程。
宇宙探索还没有结束,我们又关心起我们的邻居来,因为对于一种高级生物来说我们人类太寂寞了,想象着外太空还有和我们一样的生物,基于人类对美好事物的向往,认为那些外太空生物应比我们更聪明一些,那样我们这样喜好打探别人的兴趣就得到了些许的满足。
人类的探索总是没有止境的,而又有那么多宇宙中我们没法解释的现象,比如那些我们从没有近距离看过的不明飞行物,而又有很多人说他们见过,但所有那些掌握太多科学知识的学者却从没有得到这些外星人的垂青,这样那些说见过的人的话也就被认为是不可信的。
这就更让我们想去探个究竟。
本书编者选用最新科学观点,为青少年朋友们倾情奉献一本有关宇宙未解之谜方面的探索书籍,使广大青少年朋友能够在阅读本书的同时,感受宇宙太空的奥妙与神秘,并树立向科学进军的远大志向。
编者
2009年6月