改变世界的物理学论文

置疑者的声音—宇宙大爆炸理论探究
摘要: 宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派，它能较满意地解释宇宙中的一些根本问题。

宇宙大爆炸是一种学说，是根据天文观测研究后得到的一种设想。

大约在150亿年前，宇宙所有的物质都高度密集在一点，有着极高的温度，因而发生了巨大的爆炸。

大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，就形成了今天我们看到的宇宙，那么宇宙的形成真的就是缘于一场大爆炸吗？现在的证据能否肯定宇宙大爆炸的存在？
关键词：天体物理学宇宙大爆炸宇宙膨胀
一．引言
宇宙大爆炸理论虽然在20世纪40年代才提出，但20年代以来就有了萌芽。

20年代时，若干天文学者均观测到，许多河外星系的光谱线与地球上同种元素的谱线相比，都有波长变化，即红移现象。

到了1929年，美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移星与星系同地球之间的距离成正比的规律。

他在理论中指出：如果认为谱线红移是多普勒效应的结果，则意味着河外星系都在离开我们向远方退行，而且距离越远的星系远离我们的速度越快。

这正是一幅宇宙膨胀的图像。

1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。

美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始物质，最初的温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀。

二．宇宙大爆炸理论观点
大爆炸理论的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。

在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。

这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。

根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。

物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。

宇宙间只有中子、质子·电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。

但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。

当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。

温度进一步下降到100
万度后，早期形成化学元素的过程结束（见元素合成理论）。

宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。

当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙。

三．不和谐的声音
首先，在目前支持宇宙大爆炸与宇宙膨胀的各种证据中，光谱红移被认为是最强有力的证据。

毫无疑问，多普勒效应可以用来解释红移现象，但是，反过来却不一定成立，红移现象是否必定是由多普勒效应引起？不是。

引力场的作用也能引起光谱的红移。

另外，如果宇宙空间真空态不纯，弥漫有微粒子，那么，真空态实际就成为一种稀薄的介质，就会造成光速变小，光子能量衰减引起红移。

这表明，光子和高速运动粒子在引力场或空间作用下，会由于能量的衰减而频率减小。

然后来看一下，在宇宙大爆炸理论中，称自从150亿年前的宇宙大爆炸之后，星体和各星系一直各自向外飞散，认为在最初大爆炸之后，宇宙紧接着进入超高速疯狂扩张期，宇宙体积成倍成倍地膨胀。

该膨胀期只持续远远不到一秒钟的刹那间。

但是计算结果表明，这就足以使辐射变得均匀，并使弯曲展平——消除了大爆炸留下的波纹，于是又恢复了宇宙常数。

而且以正在发生爆炸的恒星超新星作为测量距离的信标(因为可以用超新星闪烁的速度来估计它们的实际亮度)，即宇宙可能正在莫名其妙地加速扩张。

让宇宙学家们又开始感到不安了，因为宇宙辐射过于均匀；这表明宇宙最初是均质单一的，后来莫名其妙地演化成我们今天所见到的不规则的宇宙，中间点缀着恒星、星系和巨大星系团。

要想让这么多的物质凝结起来，似乎宇宙的年龄还不够大，引力也不够强。

所以，一个新的物质诞生了，就是著名的宇宙中的暗物质。

宇宙学家们已经发现，理论上存在的暗物质可以让“大爆炸”理论自圆其说。

如果宇宙中存在足够多的这种看不见的物质，那么这种物质就可以产生额外的引力，促使形成巨型结构。

但是，暗物质只是一种理论产物，没有确切的找到。

科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设，但直到目前还没有得到充分的证明。

还可以知道的是，宇宙大爆炸理论违背了，宇宙中的一个基本理论，能量守恒定律。

二十世纪地球人类天文学的宇宙大爆炸假说认为：我们的宇宙是从一个点（这就是广义相对论的奇点。

这时，不存在空间和时间的概念。

）无中生有地创世纪凭空创造出了我们的宇宙。

显然这种已经被世人和科学界公认的宇宙大爆炸假说某种意义上说是唯心主义的学说，地球人类现代天文学的宇宙大爆炸假说违反了能量守恒定律（能量既不能凭空产生，也不会无端的消失，能量可以从一个物体转移到另外一个物体，无论发生何种转换，这个封闭系统内的能量与广义物质的量的总和保持不变）。

那么，既然宇宙的形成来源于一场大爆炸，那么大爆炸之前是什么？宇宙又将归于何处，又会有什么新的开始？会是物理学家和天文学家所说“热寂说”？
并不是说宇宙大爆炸理论是错误的，但是，这个理论还有很多缺陷和问题没有解决，还需要不断的科学研究。

有的科学家说，宇宙大爆炸后宇宙不断的膨胀，到达临界后又会收缩，这样往复进行着时间的循环。

那么，为什么我们不能这么理解，宇宙本来就不是一种物质，而是一种循环，正如老子所说的“无中生有”，而我国古代的文化瑰宝《周易》也提到“生生不息”。

宇宙无始,也就没有终,这就是中国古代文化中广义的"无"之解。

小到基本粒子,中到人类进化,大到恒星,星系演化,灭亡与新生是构成这个循环的基本元素,循环往复,周而复始,从而"生生不息"!这就是中国文化之中的“永恒”之说!
宇宙博大精深，人类才仅仅研究了小小的一角，宇宙如果没有止境，那么人类的研究也永无止境。

参考文献：《致科学界的公开信》—《新科学家》2004年5月22日
百度百科—宇宙大爆炸理论/view/39430.htm?fr=ala0_1 _1。