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神秘莫测的宇宙

神秘莫测的宇宙

神秘莫测的宇宙

不过才一百年前,科学家们还相信我们的银河系就是整个宇宙。可是,到了20世纪,天文学、物理学和科技都有很大的进步,科学家发现宇宙实在大得惊人,有些发现甚至令人感到自己很渺小。例如,近几十年,天文学家才发现宇宙有超过百分之90的物质和能量都是他们不了解的。还有,这些发现使科学家们开始质疑他们以前信以为真的基本物理原理。当然,他们提出的质疑也不算是什么新鲜事了。

举例说,到了19世纪末,物理学家观察到光的速度有些奇怪的现象。他们发现,当一个人观察光速时,光移动的速度都是一样的,不会因为观察者移动的速度而改变。不过,这听起来不合逻辑!1905年,爱因斯坦就在他发表的狭义相对论中解决了这个问题,这个理论指出,距离(长度)、时间和质量都不是绝对的,而是相对的。后来,他在1907年突然闪过一个灵感,他说这个灵感是他“一生中最快乐的一个念头”,之后他就着手建立他的广义相对论,这个理论后来在1916年发表。爱因斯坦这个革命性的理论指出重力、时间和空间是彼此有关联的,这修改了牛顿的物理学理论。

宇宙不断扩大

爱因斯坦根据当时已知的证据,认为宇宙是静止的,没有扩大,也没有收缩。可是,在1929年,美国天文学家哈勃提出一些证据,证明宇宙正在扩大。

哈勃也解释了一些天文学家长久以来的疑惑。有些天文学家观察夜间的天象,发现天上有些很浑沌、会发亮的云团,就把这些云团称为星云,因为这些星云看来像一团团云雾状的气体。这个发现引起了一个问题,也是一百年前英国的天文学家威廉·赫歇耳(1738年-1822年)提出的:“到底这些星云是在我们银河系的里面还是外面呢?”

当哈勃第一次计算他观察到的其中一个星云,就是仙女座大星云跟地球的距离时,得出了一个结论,这个星云其实是一个星系,距离地球有一百万光年,比银河系的边缘还远,因为银河系的直径“只有”10万光年而已。哈勃又计算地球跟其他星云的距离,就发现宇宙非常巨大,他的发现对天文学和宇宙学产生了重大的影响。 *

不久之后,哈勃观察到宇宙正在扩大,因为他留意到有些遥远的星系不断后退,远离地球,而且星系离地球越远,后退的速度就越快。这些观察的结果显示,宇宙一天比一天还大。哈勃在1929年发表了他的创新发现,为“大爆炸论”铺路,这个理论说大约130亿年前,宇宙有过一次威力很大的爆炸,根据“大爆炸论”,这就是宇宙的开始。但这个理论仍然有很多地方需要解释。

宇宙扩大的速度有多快?

自从哈勃发表他的理论后,天文学家设法准确地量度宇宙扩大的速度,称之为“哈勃常数”。为什么“哈勃常数”这么重要呢?要是天文学家能够计算出宇宙扩大的速度有多快,就可以用这个数值测出宇宙的年龄。此外,宇宙扩大的速度也许会大大影响宇宙的命运。为什么呢?根据科学家的推测,如果宇宙扩大的速度太慢,星系之间的重力牵引可能会比宇宙扩大的速度还大,结果,宇宙的膨胀会逆转为收缩,最终形成“大坍缩”!但如果宇宙扩大的速度太快,整个宇宙就可能会不断扩大,最后就完全解体了。

虽然科学家计算出的精确数值,可以解答一些关于宇宙的疑问,但同时却产生了其他的问题。这些问题令人质疑,我们目前对宇宙的物质和基本力量的理解是否真的正确。

暗能量和暗物质

1998年,研究人员分析一类特别的超新星爆炸的亮度,这些超新星是由恒星爆炸之后形成的。 *研究人员发现宇宙其实正在加速扩大!起初,科学家都对这个发现半信半疑,但证据越来越多,令他们不得不相信。当然他们想知道究竟是什么力量使宇宙加速扩大。他们观察到一点,就是这种力量的作用看来是跟地心引力相反的,还有,这个力量无法以目前所知的理论来解释。因此,这个神秘的力量被称为“暗能量”,而百分之75的宇宙可能都是由暗能量组成的。

科学家不止发现了暗能量这种奇怪的东西,还有,早在20世纪80年代,天文学家研究不同的星系时还发现了另一种奇怪的东西。这些星系,包括我们的银河系都旋转得太快,远超过星系所能负荷的程度,不过,看来有某种物质的重力作用使星系不至于解体。究竟这种神秘的物质是什么呢?科学家们也不知道,他们称这种物质为“暗物质”,因为这种物质不会吸收、发出或反射出可以让人侦测到的电磁辐射。 *究竟宇宙中有多少暗物质呢?数据显示,宇宙是由百分之22或更多的暗物质组成的。

试想想:根据目前的估计,普通物质大约占整个宇宙的质量的百分之4,而其他部分是由暗能量和暗物质这两种神秘的东西组成的。所以,百分之96的宇宙仍然是神秘莫测的! *

永远也探索不尽

科学家总是不停地提出问题,想找到答案,但找到答案之后,又会产生更多的疑问。这使人想起一句意味深长的话,记载在圣经的传道书3:11,经文说:“上帝所做的一切,各自在适当的时候显得美好。他把永恒的意识放在世人心里,这样,上帝自始至终的作为,人永远也探索不尽。

当然,现在我们能够吸收的知识很有限,因为人的寿命很短,而且目前的知识大都是基于推测,随时都有可能改变。但在未来,情况就不一样了,因为上帝定意要让崇拜他的人在地上的乐园里享永生,到时人就有无尽的生命,可以深入研究上帝创造的万物,吸收真确的知识。(诗篇37:11,29;路加福音23:43

有些人预测,有一天宇宙会被毁灭,但我们不必恐惧。毕竟,科学家对于宇宙的认识也不过是皮毛而已,但创造主对他所造的一切却了如指掌。(启示录4:11

[脚注]

^ 7段 天文学就是研究外太空的物体和物质。宇宙学是天文学的分支,根据《世界图书百科全书》(英语)说:“宇宙学是研究宇宙的结构和发展以及在宇宙中运转的力量。……宇宙学家尝试解释宇宙是怎样产生的、发展的过程是怎么样、之后又会有什么改变。”

^ 13段 这些由恒星爆炸之后形成的星星,被称为1a型超新星,而这类星星的爆炸亮度就好像十亿个太阳同时发出的亮度。天文学家就是以这类特别的超新星作为测量的标准。

^ 14段 暗物质的理论早在20世纪30年代就有人提出来,直到20世纪80年代才被证实。今天天文学家怎样测量一个星系团有多少暗物质呢?由于暗物质可以折射从远处传来的光线,借着观察光线的折射,就可以测量暗物质的存在。

^ 15段 2009年被定为“国际天文年”,这是为了纪念伽利略首次用望远镜进行天文观测四百周年。

[第17页的附栏]

举目望天,自觉渺小

上帝古代的仆人举目望天,观察清朗的夜空,就对上帝心生敬畏,于是写下了一篇很美的诗歌。诗篇8:3,4说:“我看见你指头所造的天,目睹你陈设的月亮星辰,就想道:凡人算什么,你竟惦记他?世人算什么,你竟眷顾他?”这位诗篇执笔者既没有天文望远镜,也没有高科技的摄影机,他只用肉眼观察夜空,就对上帝产生了敬畏之心。那么,更何况我们呢?

[第18页的图解]

(排版后的式样,见出版物)

74% 暗能量

22% 暗物质

4% 普通物质

[第16页的图片鸣谢]

背景照片:Based on NASA photo

[第18页的图片鸣谢]

背景照片:Based on NASA photo