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“現代宇宙學”批判(下)

2022-03-14由 知而且識之 發表于 漁業

紫移是什麼意思

“現代宇宙學”批判

四、宇宙的年齡

現代宇宙學將宇宙的年齡定在一百三十七億年之內,這裡顯然就有一點不小的矛盾:銀河系內有的球狀星團的年齡,就已經超過了一百六十億年。不過大爆炸學說並不在意這些,因為埃德溫·哈勃在初期得到的哈勃常數,從而推得的宇宙年齡才僅有二十多億年,早期宗教推出的宇宙年齡也只有六千多年。對於現代宇宙學來說,這些都是可以調整的,但是觀念卻是不能改變的。

“現代宇宙學”批判(下)

宇宙的組成

在天文學中,我們分析恆星和星系的光譜時發現:它們的頻譜會紅移或者紫移,經過長期觀測星光頻譜的移動,它基本可分成兩個部分。其第一部分是發光物體實際視向運動產生的頻譜移動(多普勒效應的結果,在恆星觀測中普遍適用)。還有一部分就是與視距相關的紅移,有人叫它宇宙學紅移,對這一部分頻移的現代宇宙學解釋頗具爭議。

這一部分紅移的數量級大約是光行走,每百萬年有不到萬分之一的頻率降低。哈勃當年也沒有仔細考慮(不用考慮,當時對光的科學認識才剛剛開始,也沒想紅移的解釋還有另外的可能),就隨意將這部份紅移也歸入發光體的運動紅移。並且歸納出哈勃常數—星體逃逸速度和視距離的函式,依此紅移就是宇宙膨脹的反映,是現代宇宙學的基石。

在看似簡單事物,隨意給出一種解釋。可要是用來解決重大理論問題,這時的隨意多數可能會引出大的麻煩來:現代宇宙學家認為,宇宙的膨脹是星系間的擴張,星系本身並不膨脹。可是在恆星的紅移中也存在有視距相關紅移量,當我們計算恆星的實際運動狀態時就必須扣除掉這部分紅移,也才可能正確表達出銀河系的實際狀態。如果把恆星的紅移全部算作運動紅移,雖然其數值不是很大,可誰也沒見到銀河系在膨脹啊,而且還是以地球為中心的膨脹呢。

有許多類星體的紅移值都超過4,有些甚至更大,這已經不是什麼新聞。依據該值,用哈勃常數反推視向距離,至少也在600億光年以上。許多星系學家都默認了該值。但是宇宙學家不能承認,因為600億年太大了,不好再調整了。那只有做狹義相對論修正。透過修正之後,類星體的膨脹速度就小於了光速,視距也在140億光年之內了。不過這一修正又把問題給修正出來了:許多星系和類星體,在修正的100億光年以上的範圍裡幾乎都粘到了一起去了。

更有意思的是,還有一部分宇宙學家認為,你看到的600億光年的類星體不是600億光年的距離。因為宇宙是一個時空彎曲的多維閉合體,你看到的600億光年的星光已經在宇宙閉合體內轉了好幾圈了。

談到宇宙閉合體時,現代宇宙學家喜歡把它簡化到用二維情形來表述,即如球體表面—有界無邊。在這裡我們還可以從球體的視點上看問題。你無論站在宇宙球體的任何地方,在球體的表面都會出現兩個頂點:即你腳下的那個視點和該點相對應的球體另一個點。把它推廣到多維宇宙閉合體中,銀河系在宇宙閉合體的一個頂點上。我們三維地望出去,也就是向空間的任何方向看出去,如果另一頂點上有一個亮星系,我們就會看到它無處不在。沒有嗎?我們的視線再從另一頂點轉回來,你就會看到有銀河系,它應該佔滿天空中的每一個角落。這樣我們的夜空應該比現在更加明亮,我們到處都應該可以看到銀河系。這可能嗎?

現代宇宙學家們總是說,我們是生活在一個多維的時空空間裡,那裡有著許多的黑洞和蟲洞,還有弦,也許還有膜,這裡的許多問題都是人類不太好理解的事。但是,當你把簡單的多維空間放到宇宙學家的面前時,他們連最簡單的時空彎曲屬性都不願意承認。因為我們實際觀測到的結果和現代宇宙學理論完全不相符合。比如,我們可以計算出137億年由奇點膨脹出來的宇宙空間體量,無論它是多少維的。我們再把我們所可以看到的全部星系放到這個空間裡面去。我們會發現大爆炸的空間根本放不下所有的星系!

我們在天文學的觀測中,現在總結下來也只有紅移量和天體到我們之間的距離有比例關係。如果宇宙真是大爆炸產生的,那麼星系的演化形態、星系重金屬的含量、星際物質的一些輕元素的含量都應該與視距相關。但是,我們現在的天文觀測中,沒發現一個有說服力的視距相關現象,所以單獨的星系視距紅移量不可以用星系的退行來解釋。百萬年時間對光執行來講,可以說是一個不短的時間,我們應該認為光在這麼漫長的執行時間裡是由於引力作用造成了距離相關紅移,這不能算是不合情理的紅移解釋。所以說光在上百萬年時間的傳播中,由於廣泛星際物質引力的作用,可以造成光的一點點的性質改變—頻率改變,並不牽強。

宇宙的年齡?對星系的演化來說,140億年太小了。它只能是恆星演化的時間量級。用這樣短的時間不足以使稀薄的宇宙物質凝聚為星系。星系要進行演化,宇宙大爆炸學說就必須放棄。

五、宇宙背景輻射

1964年,美國的工程師彭齊亞斯和威爾遜,在除錯他們的喇叭形天線時,出乎意料地接收到一種無線電干擾噪聲,現代宇宙學將其稱之為3K溫度宇宙微波背景輻射。宇宙學家稱這一發現是,這是繼1929年天文學發現星系譜線紅移後的又一個重大的發現。它使我們獲得很久以前宇宙創生時所發生的宇宙誕生過程中的資訊。它是宇宙學的基石之一。

“宇宙背景輻射”!很有意思的概念。在有熱力學之前,自然事物中有“溫度背景”的概念。當熱力學定義溫度為物質狀態屬性的表象後,溫度背景就不大提了。再說3K溫度附近的低溫輻射都是些沒什麼穿透能力的(就像我們行進在黑暗中,黑暗是撲面而來的感覺相似)波,這些輻射應該是不太遙遠的恆星(太陽系的奧爾特雲)物質的溫度波。在現在能感知到的宇宙中怎樣會,能是這樣低的溫度,又是非常遙遠的宇宙爆炸的背景輻射殘留呢,有意思吧?

更有意思的是,現代宇宙學連最基本常識都不要了:我們看大爆炸,原子彈大爆炸、超新星大爆發,無論爆炸有多麼遙遠,只要我們能看到它就都是一個火球。現代宇宙學讓你看到的大爆炸卻是一個幾乎最低的溫度!

依據現代宇宙學,如果存在宇宙大爆炸殘留背景,那應該是在爆炸波的法線方向上。在多維閉合的宇宙時空裡,我們的視線方向上應該看不到它們。

總之,這種微波低溫輻射應該是不太遙遠的奧爾特雲物質的溫度表象,沒有任何實際的理由,我們可以把它和宇宙創生聯絡一起。

如果現代宇宙學家另外認為,它不是背景,只是星際物質3k溫度輻射,是宇宙大爆炸當時的殘留。可是現代宇宙學家又不願意承認,宇宙中為什麼會有這麼許多的暗物質存在。因為他們根本無法解釋在宇宙大爆炸中為什麼一部分物質能變成恆星和星系,可是另外大部分物質卻只能保持不變,仍然是宇宙中的暗物質。

六、物質的輪迴

二十世紀天文學的偉大發現之一是全面地認識到恆星的生命演化過程。其中精彩的部分是:應用原子核物理學的原理,闡明恆星的燃燒是氫、氦等物質的核聚變。並且由此可以產生出,組成宇宙的其它一些基本元素,最後恆星經過新星過程演變成白矮星、中子星或者黑洞。在這個恆星生命的過程中,能量釋放是劇烈的,在熱力學第二定律和其他規律的規範下,我們享受著燦爛的陽光,並且生息不止。

“現代宇宙學”批判(下)

物質的輪迴

現在最主要的問題已經被展現出來,我們應該問:這些氫、氦等輕物質是從哪裡來的?如果這個問題可以切實地得到解決,那麼我們的許多重要問題:如熱力學第二定律疑問和白矮星、中子星、黑洞無限增多的宇宙靜寂疑問都會得到根本的解決。

現代宇宙學也正是想從此處入手來解決問題。它認為氫、氦等物質是宇宙大爆炸中產生的:在爆炸發生後的不到半小時裡,溫度迅速降低到100億度,當時的宇宙間只存在密度極高的中子、質子、電子、光子、中微子等基本粒子,但是整個體系還在不斷地膨脹,溫度很快下降。當溫度降到10億度時,中子失去自由存在的條件,有的衰變,有的同質子結合成重氫、氦等元素。在宇宙空間裡,氦的丰度大約是30%。用恆星核反應機制不能說明為什麼有如此多的氦元素存在。而根據大爆炸理論,早期宇宙的溫度很高,所以產生氦的效率也就很高。現代宇宙學得意地認為,這足以證明宇宙是大爆炸產生的這一事實,所以也是基石之一。

能解釋以上氫、氦產生問題的方式,不外乎有這樣兩種可能:第一種解釋就是創生說,另一種解釋是輪迴說。創生說又可分為,急速創生說和連續創生說兩種。大爆炸理論屬於急速創生說,英國天文學家霍伊爾的穩恆態宇宙論是連續創生說的代表。穩恆態宇宙論,因為沒有得到天文觀測的支援,因而早已被放棄。科學界普遍認為,連續創生說已是昔日黃花。而大爆炸的急速創生說現在可以說是如日中天,所以直到今天也都根本就沒有輪迴說表達的份(在此處我們好像又回到了早年宗教爭論的時代)。

在表述輪迴說之前,我們先談第五種力。說它是第五種力是因為在此力之前已確認有四種力,而實際上這個第五種力應該排在引力的前面。是牛頓最先有提到過它,由於當時認識自然界的侷限性,牛頓沒能夠說出它的本源,

而將其稱為“上帝的第一推動”。

還有人稱它為離心力,在旋轉星系和恆星、行星上它的數學表達是角動量。可以說,它是星系演變的動力,大多數的恆星的生命都要靠它來啟動。它是瀰漫在宇宙當中的一種趨勢力,星系的長期演化使它們能聚集到了一起。我們對它只需要像牛頓當年承認萬有引力的存在一樣,承認它的存在即可。由於它的存在造就了組成星系的眾恆星,也就是它使星系的姿態千變萬化。

仔細看看各種星系的照片,特別是在漩渦星系的邊緣,第五種力的作用令人震撼。各種星系的形態就是這種力和引力共同作用的結果。在巨大星系演變的過程中,恆星演化的輪迴會時常發生,邊緣的恆星在演化過程中逐漸帶著它們演化出來的許多物質奔向星系的中心—星系核,最後一直會歸入到星系的核當中去。

現在的天文學家認為大星系核當中是一個巨大的黑洞。其實各類星系物質落入黑洞的過程,也就是一個“熵”逆變為最小的過程。在此之後我們只需說明活動星系核能有許多物質噴流出來,即可完成基本物質輪迴說的過程解釋。

以下我們比較急速創生說和輪迴說解釋輕物質產生問題的各個方面的可能性。

從哲學的層面看:創生說的無中生有實在是太困難。現代物理學對物質的定義是:我們所看到的物質,無論是粒子或者是反粒子,它們都是運動狀態的表象。在急速創生說中,宇宙中所有的動態表達可以一次創生?這在牛頓的第一運動定律中都無法得到合理的理解,更何況還要把他們全部放到一個奇點裡面去呢。而物質的輪迴說,卻不存在任何哲學障礙,依據前面推得的“輻射平衡定理”,在有限空間中無論從物質或是從動能的角度講,它們都是守恆的。由此規範,物質的輪迴說可以充分自洽。

從物理的層面看:大爆炸創生說僅僅給出個宇宙學公式,而這個公式卻不能解決任何實際的問題,用它來猜度宇宙,那就只好要到處去尋找所謂的例證了。物質輪迴說認為,星系和組成他們的恆星都是生命體,物質可在此生命過程中輪迴。而星系、恆星的生命過程都是一種力學過程,它們完全可以用計算機進行模擬表達。

物質輪迴說在物理上最後存在的困難,就只有黑洞噴流的機制疑問了。實際上黑洞噴流機制非常簡單,首先巨大黑洞的內部溫度和壓力對減壓和降溫後產生氫、氦等物質不存在任何疑問,其次黑洞的物質噴流可以看成是黑洞質量和自轉速度的函式,具體的噴流形式是兩極管狀急速降壓輕物質形成噴流。由於此處的篇幅有限我們就不詳細討論了。

從天文觀測的角度看:大爆炸創生說可以說是沒有多少觀測事實能夠給予支援,創生的大爆炸誰也沒有看到過,多少有一點支援宇宙膨脹的紅移與視距相關的事實,也根本經不住實質性的推敲。而物質創生說和星系演化理論是相輔相成的科學體系,它能從星系的生成開始,談形態、求證各種物質含量,最後還可以去說明類星體的噴發性質。這些都是實際觀測到的事實,只要說得明白,應該都是例證。

從不能解釋的天文現象看,大爆炸創生說不能解釋的天文現象比比皆是:星系的形成,恆星的起源,類星體的性質,暗物質的存在,它都不能給出令人信服的解釋。更需要提請注意的是,大爆炸認為是它揭示了氫、氦等物質的形成過程,可是在同時形成的氘、鋰同位素的含量問題上卻仍然不能給出合理的解釋。氘、鋰同位素是極易遭到破壞的物質,而它們在宇宙中的許多地方都有著非常高的含量,用大爆炸理論根本無法得到合理的解決。有些天文學家卻很能自圓其說,他們認為氫、氦是宇宙大爆炸產生的,而氘、鋰同位素卻是活動星系核噴流出來的。

我們可以想一想,宇宙有了活動星系核的物質噴流,它還要宇宙大爆炸有什麼用?正是因為如此,大爆炸學說從來不願意看到類星體的存在和它的物質噴流現象。

無論你從何種層面去看:物質輪迴說解釋氫、氦等物質疑問,顯得貼切、實際,它也是解決“熱寂”問題的最佳方案。而對於大爆炸創生說來講它根本就沒有存在的實際空間。只是因為現代宇宙學家把空間、時間和所有的一切都放到一起去創生,並且告訴對此無任何體驗的人們:“大爆炸之前發生了什麼、是什麼引起了大爆炸,這些問題在邏輯上就是沒有意義的。你們都是三維動物,兩維動物(?)看不懂你,你們也不會想明白大爆炸。” 你們看看,大爆炸學說也真能唬人。

七、我們所看到的世界

“人擇原理”自得慶幸的感覺未免太好了。他說,為什麼宇宙是這樣的而不是別的樣?是因為它若不這樣就演化不出我們人類,而沒有人類,就不會出現對初始條件的追問。但是在宇宙學中,問題有些特別,宇宙只有一個,因而它的初始條件或者邊界條件也只有一個。他們認為物理定律必須是現今這樣的,否則就不會有觀察者存在。在這種情況下,“人擇原理的考慮,是十分恰當了。”

“現代宇宙學”批判(下)

看到的世界

實際上地球人類在宇宙中並沒有任何特殊的地位可言,智慧生命體在以前發生過,現在會發生,今後還要發生。而我們現在必須要擺脫那種自以為是的優越感,星系演化理論認為:星系是生命的過程,恆星、行星也是生命的過程。人類對於地球的生命過程來說,擁有現代技術的人們,幾乎可以說是地球肌膚上的癌細胞,他們會加速地球的死亡。生命地球留給我們人類生存的時間已經不多了。

現代宇宙學要想僅憑頭腦高智力的構思、嚴密地邏輯運演就對宇宙的構造並歸納法則,只想追求和諧、簡單和統一性,追求透過數學方程式就對宇宙實施理性控制的熱情。從而輕易丟棄了對我們身邊發生事物的客觀和理性的態度,那這種熱情一定要犯帶有偏見性質的錯誤。

“偏見”從英文字面上看是指前判斷,即在實際考察事物的證據之前就把一些論點給拒斥掉了。偏見,正是強烈地感情用事的結果,而不是運用可靠推論的結果。假如我們希望找到事物的真理,那我們就務必儘可能以完全放開禁錮的頭腦去考慮全部的問題,並且還需要深刻意識到我們自己在自然事物中的侷限性和癖好性。

各種數學方程式僅僅只是表達事物單一屬性的一種語言方式,在科學的程序中這種表達客觀、精確,而且具有說服力,它對人類進步的貢獻是有目共睹的。但是它絕對不是事物本身,有人想追求透過數學方程式就對宇宙實施理性控制的態度,這在上帝那裡都是無法透過的,雖然說上帝已經非常寬容。

使用數學語言和我們使用其他語言一樣,首先我們要明白我們自己說的是什麼,也就是要先看看邊界條件和初始條件。盲目地摻加個人的癖好,那這種結果是沒有不出問題的。

人們會說,星系演化理論又讓我們回到了問題的起始。我們還是不能解決空間是否有限,是彎曲的嗎?時間有起始嗎?宇宙是有限的還是無限的?有沒有中心有沒有邊?宇宙有沒有生老病死有沒有年齡?這些恐怕是自從有人類的活動以來一直被關心的基本問題。對於以上問題正是難於解決,因為人類沒有看到能反映這些問題的基本資訊,也只能去靠猜想了。但是現代宇宙學對它們的猜想錯了:我們看到的宇宙比現代宇宙學想象的要大得多,時間也長得多。而最根本的問題是我們的宇宙並不是大爆炸所產生的。

嚴肅的科學思想,應該厭煩那種氣吞宇宙的科學家,厭煩那種想用一個公式,或者一句話就想表達整個宇宙的人。因為科學史告訴我們,把自己所認識到的一塊天地說成是整個宇宙的人,到最後沒有一個不是處於非常尷尬的境地。人的認識是有限的,我們還是應該將時空無限的問題交給哲學家們去討論吧。

如果星系演化理論被一箇中學教師所理解,他會把它講得眉飛色舞,並且還沒有什麼可以顧忌的疑難。因為星系演化是實際發生的過程,它很容易自圓其說,自然界的普遍真理無所不在。但是,現代宇宙學在諸多方面的內容卻讓人感覺非常奇怪,以至於讀起來它更像是科學幻想。如果它是一門真實的科學,那它就應該經得起實際的思考和各種詰難。

在研究現代宇宙學的過程中,宇宙大爆炸總結出來的經驗是:宇宙的變化常常並不符合我們長期以來已經確立的思維方式,我們要理解宇宙,需要新的思維方法。所以我們敞開大門準備要接受一些更加奇異的概念。星系演化學說卻認為,人們的思維方法是人類長期演化的結果,它應該符合自然界本身的規律。關於要接納更加奇異的概念,人類應該慎重地對其反覆思考和驗證。因為搞點異想天開的事誰都會,到底它是不是真實的那就很難說了。

科學應該尊重那些有真實思想的人,科學的進步來源於各種假說和設想。在遇到人們謹慎的思考和誠懇的詰問時,我們都應該認真對待。而現代宇宙學通常的實踐是不理睬他們,但願他們趕快閉上他們的嘴,因為宇宙大爆炸的理論底氣實在是不足,他們無法面對我們所能看到的宇宙。

最後我們再談一下牛頓力學第一定律。有人說,“牛頓的力學三定律都是廢話”,他的意思表達是這些定律太簡單和明瞭,不足以像這樣再明確表示。

我們知道自然界裡的普遍真理無所不在,可是就有些人一到關鍵的時候就會犯糊塗,把好像很簡單問題都會忘掉。就說牛頓力學第一定律:它在粒子狀態的表現,是正反粒子的運動狀態的不變性,也就是物質守恆定理。在力學和運動力學中,力的守恆是它們承傳的基本要素。在太陽系系統中,人們在談到彗星時都認為它來自不可知的地方,其實根據第一定律它可能來自外太空的機率非常小,並且根據第一定律彗星的出現應該都有起因可查。在星系裡,恆星的存在具有普遍的意義,恆星的生成就力學本義來說,根據第一定律也不會是無緣無故的存在。所以恆星實在的普遍性說明了形成恆星力的普遍性。

如果當初,我們一開始在確認發現星系的時候,我們就能夠運用牛頓力學第一定律來認真看待它的起源和演化,而不是把它想象得這麼神秘,也許我們就不會犯宇宙大爆炸時代的錯誤了。還有人類在對待各種科學的問題時,都必須保持一種實際和誠懇的態度。“誠懇”這是科學從宗教那裡學來的最好的理念。因為它會使我們少犯錯誤。