霍金答疑:爲什麼我們的夜晚漆黑一片,而非明亮如晝?

霍金答疑:為什麼我們的夜晚漆黑一片,而非明亮如晝?

這個問題看似很矛盾,估計絕大多數人都會很驚訝,夜晚它不漆黑一片還叫夜晚嗎?這個問題問得太傻了!聰明如你當然會馬上想到:地球我們所在的一面轉到了背向太陽的一面,當然會漆黑一片了。

在看霍金的《時間簡史》、《果殼中的宇宙》之前,也從來沒想過這個似乎天經地義的現象,黑夜就是黑夜,當然不會明亮,即使顧城,他也只是渴望:黑夜給了我黑色的眼睛,我卻用她來尋找光明。實際上這個現象涉及到宇宙存在的基本問題:宇宙是一直存在的,還是在有限久的時間前創生的?

亞里士多德、康德等哲學家都相信我們及周圍的世界一直並將永久存在,但這將不可避免地帶來一個荒謬的結果:我們生活的世界將會變得和恆星一樣明亮,沒有白天和夜晚之分。

我們已經知道,在我們地球的周圍到無限遠的空間裡,大體均勻地分佈著無數星雲和恆星,科學家們估計,僅在目前可觀測宇宙的範圍內,恆星數量就達到驚人的3×10^23個。如果我們的宇宙一直存在,那麼這些恆星發出的光線最終都會有足夠的時間到達我們地球,把整個天空照耀得如同恆星一樣明亮。換言之,我們向任何方向望出去,都會看到密密麻麻的恆星擠滿天空,將天空打造成一塊明亮的比任何視網膜屏幕分辨率還要高無數倍的極其平滑的“光幕”。

可能有人說,遠處恆星的光線會被星雲、塵埃等星際物質吸收減弱,無法到達我們地球。如果真是這樣,由於宇宙一直存在,恆星會一直髮光,最終還是會把這些物質加熱到發出和恆星一樣強的光為止,那麼天空依然會這麼明亮。恆星一直髮光的結果,就是整個宇宙都會被加熱到極高的溫度。

唯一能避免把整個天空照得像太陽那麼亮的辦法,就是恆星並不是永遠那麼亮,而且是在有限久的過去才開始發光。在這種情況下,星際物質還沒有被加熱,遠處恆星的光線也沒有到達地球,我們也才能在寂靜的夜晚仰望星空,思索心中崇高的道德準則。所以宇宙是有限的,一定有個開端。隨著哈勃發現星系紅移,互相遠離的現象,霍金和彭羅斯在愛因斯坦相對論的基礎上,證明了宇宙和時間本身必然有一個奇點,而且是在一百多億年前的爆炸中誕生的。證明的過程非常嚴謹,也是霍金最重大的成就之一,筆者將另行撰文描寫。

事實上提出這個疑問的也不是霍金,而是德國哲學家奧勃斯,以及牛頓時代的一些科學家。看似平常、無須動腦思考的自然現象,卻和宇宙創生緊密聯繫在一起,看來那句話“人類一思考,上帝就發笑”,可以改成“人類一思考,上帝就緊張”了。

霍金答疑:為什麼我們的夜晚漆黑一片,而非明亮如晝?

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