三分鐘全知道:科學神學和大爆炸

三分鐘全知道:科學神學和大爆炸

這期內容我構思了很久,最後還是決定嚴肅點吧,所以這期就不用簡筆畫了,見諒!

物理學家曾經認為宇宙自很久以前就存在了,而且是永恆不變的。這是通過它們所觀察到的夜空所得到的結論。這個觀點可想而知,跟許多宗教“開始”或“創立”的觀點相矛盾。教徒信仰宇宙有一個起點(開端)。因此,天主教神父喬治·勒梅特(喬治·愛德華·勒梅特,比利時神父、宇宙學家)是提出宇宙有個起點這個全新科學觀點的主要人物之一,這並不是一件多麼令人震驚的事情。

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喬治·愛德華·勒梅特

宇宙有個起點,勒梅特當然也是個很聰明的數學家和科學家,這個觀點不僅是以他的宗教信仰為基礎的,同時也是依靠埃德溫·哈勃(美國著名天文學家,研究現代宇宙理論最著名的人物之一,河外天文學的奠基人和提供宇宙膨脹實例證據的第一人)的新實驗證據,這個實驗證據告訴了人們宇宙是在不斷膨脹的。這個證據,再加上廣義相對論的數學,成就了勒梅特“重放”了宇宙的歷史的同時,也推算出越是回到宇宙的過去,宇宙的大小就越小。這個自然的結論就是如今我們看到的一切,很久之前大概就是在宇宙中的一個點。

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勒梅特將這個點叫做了“原始原子”(宇宙是從一個“原始原子”(primeval atom)開始,根據勒梅的計算,宇宙誕生時只有一丁點兒大,密度卻高得驚人,他稱之為原始原子,正是這個原始原子在漫長的歲月裡不斷膨脹,形成了現在的可觀測宇宙。),但是今天我們叫做“宇宙大爆炸”。

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目前為止,有關“大爆炸”的最大誤解是:這個隱含了整個宇宙在很久以前是被壓縮成一個點,從那以後就開始膨脹進入周圍的...周圍的什麼?沒有東西的東西?我們觀測到的宇宙,也就是說,從地球上能看到的整個宇宙,的確被壓縮到了一片很小很小的空間中,但那個空間不是一個單一的點,也不是說宇宙的所有都被壓縮到了一個點中間了。能解釋這個的只有神奇的無窮大。整個宇宙真的很大:現存的證據說至少是觀測到的宇宙的20倍,但這只是一個底線,有可能宇宙真的是無窮大。

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那麼假如你有無窮大的空間,你可以將空間縮小,將一切縮小成微不足道的東西,但仍然有無窮大的空間。好吧,這有點像你可以將一個數軸不斷的縮小,但是仍然有一個無窮的數軸供你縮小。

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類似的,宇宙不用任何可以“延展”的空間,因為它可以延展進入自己,同時仍然有許多空間。其實,宇宙也有不是無窮大的可能,但是這裡的理由很複雜,跟有關無限可微(微積分)的時空度量有關......好吧還是回到正題,這個不幸被叫做“宇宙大爆炸”的東西其實是在很久很久以前的一個時刻,宇宙無比的緻密擁擠,同時可觀測宇宙(地球上可看到的宇宙)在這種無比緻密擁擠的空間裡。因為整個宇宙處處都是緻密和高溫,時空曲率高,這蜷曲的時空通過了宇宙快速的膨脹所表現了出來。

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雖然人們叫它“大爆炸”但它不僅僅大,它還處處存在。這也不是真的一個爆炸,這是宇宙在延展。不幸的是:“處處延展”(咱們有個叫六合八荒的詞,差不多就這個意思吧。)這個詞沒有“大爆炸”來的帶感。所以我們就得到“大爆炸奇點”這個詞。“大爆炸奇點”這個詞是有誤導性的。我的意思是,這個“奇點”好像在暗示一個東西在一個點上發生了什麼。

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其實就是說,我們現存的有關宇宙物理模型都無法準確的說明或者推測到宇宙最開始的時候發生的事。而不是“我們不知道在什麼地方發生了什麼的時候”而叫它“奇點”。不知道我們為什麼會稱之它為“奇點”。雖然如此這個名字還是很好的解答出了“大爆炸”前發生了什麼,也因為它告訴了我們這個問題並沒有明確的定義:當宇宙壓縮到令人難以置信的程度,處處都是緻密高溫時,我們的宇宙數學模型就完全瓦解了,連“時間”都沒有了意義。這個有點像你處在北極點上,“北”的定義就瓦解了。我的意思是北極的北方是什麼?你只能說地球上的任何的另一處在北極的南方。

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類似的,在宇宙中的任意時刻......在大爆炸開始之後,一旦時間開始了,宇宙以飛快的速度膨脹進了整個宇宙(是不是有點懵?哈哈。):這種情況只持續了很短的時間,也許只有一瞬間。然後膨脹率減小了,然後過了幾十億上百億年,我們就在這了。到現在我們仍然不知道的事是為什麼”處處延展“發生了。也就說宇宙為什麼會從一個壓縮的狀態開始,同時它為什麼會遵守看似隨意的物理定律,這些物理定律也從此領導了宇宙的膨脹和發展?

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對於勒梅特,這裡就應該是上帝入場的時候了。對於他來說,上帝可以解釋這些科學解釋不了的東西。可是實驗證據並沒有排除在大爆炸前宇宙存在的可能性,一個之前自我壓縮了的宇宙,變得無比緻密和炎熱,還不至於說撕裂我們對於時間的看法。

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講到這裡,物理可能在輕輕地將我們推回到文章開頭物理學家曾經認為宇宙是永恆的,同時宇宙沒有開端的觀點。如果真的是這樣,那勒梅特教授或許真的要重新想一下”在開始“這三個字的含義了。


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