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科学理论之批判(9)星系红移与微波背景辐射

(2007-12-16 11:09:35)
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   第九节   星系红移与微波背景辐射
 

    二十世纪的两大天文发现,被认为是对宇宙大爆炸理论最有力支持的证据。其一是由哈勃定律揭示的星系红移现象,它似乎证明了宇宙自“奇点” 爆炸后至今一直在膨胀。另一重要发现是二十世纪六十年代关于宇宙微波背景辐射的接收,它似乎也与大爆炸理论的重要提倡者很多年前的预言相吻合。科学家迦莫夫曾预言地球上今天应能接收到来自外太空的微波辐射,大约相当于5O K左右,它是当年宇宙大爆炸的遗留物。

    的确, 星系红移现象与微波背景辐射的发现从某种角度而言似乎在证明宇宙大爆炸理论是正确的,然而, 本文在第三章宇宙的演化有关论述中, 已经反复剖析了该理论的弊病及不能自圆其说。现在问题的关键就在于,能不能按本文的主体思想,对星系红移现象及微波背景辐射作出完全不同于宇宙大爆炸理论的更新更合理的解释呢!

    首先来理解哈勃定律及星系红移现象。

    人类对遥远太空的宏观天体的理解并非直接的, 都是通过光或电磁波传播的信息去研究和认识的。通过对电磁波谱的比较分析, 科学家们懂得,如果接收到的光信号在光谱中向可见光的红色一端移动, 根据著名的多普勒效应,则表明发光星体在运动着远离我们的星球,所接收到的是使波长被拉长的信号。哈勃定律正是据此得出结论, 遥远的星系在远离我们的星系,向远方逃逸,而且越远的星系, 这种逃逸速度越快。科学家们更进一步地论证, 我们的星系并非特殊的中心,就是处于其他任何星系,也会发现这种红移现象,这表明所有的星系之间彼此都在相互远离。 有人形象地据此将宇宙比喻为一个被吹得越来越胀大的气球, 星系就象气球表面上的彩色斑点, 随着气球的胀大,斑点之间的距离越来越远,似乎在相互逃离。

    由哈勃定律促使人们理解到宇宙并非静态的, 而是在动态地膨胀。

    气球膨胀的比喻非常生动精彩地表述了星系红移这一事实,但对宇宙动态变化的实质却必须正确地理解,关于这一点,上一章已经论述过,宇宙的膨胀并非通常所理解的是一种物质密度的减小, 体积的增大,宇宙是在一种膨胀与收缩的节律变化中不断在扩大, 也就是说不断有新的粒子, 新的物质在谐振中组合产生。星系、星系团、超星系团以及整个宇宙都因新粒子,新物质的产生而在扩大规模, 最新天文观察资料已显示,星系形成于围绕宇宙巨洞的巨壁之上, 星系宇宙巨洞是谐振旋转系统的中心,巨洞的扩大使巨壁的确象气球表皮那样在扩展膨胀,正是这种规模的扩展造成了星系之间的距离在变得越来越远,好象在相互逃离似的,这就造成了星系红移这一天文现象。

    对星系红移现象以及宇宙在膨胀扩大的本质的理解,告诉我们根本不必要将这种现象与宇宙大爆炸后,物质密度在减小,体积在扩大的所谓“膨胀” 相联系,这就从根本上撤除了宇宙大爆炸理论一条支撑站立的腿。

    那么, 再让我们尝试撤去另一条腿,更深入地剖析另一重大天文发现----微波背景辐射吧!

    1965年,美国贝尔电话实验室的阿诺.彭齐亚斯和罗伯特.威尔逊检测一个非常灵敏的微波探测器时,偶然发现了一种奇怪的微波噪声, 不管在任何时候,也不管将探测器朝什么方向, 这种噪声都是一样的,经分析,这种微波辐射只能来自太阳系之外,甚至银河系之外,倾向于宇宙大爆炸理论的科学家认为, 宇宙是从热到冷演变的, 早期宇宙的热辐射,今天我们仍能够接收到这种辐射信息,不过, 由于宇宙膨胀带来的红移,使温度达3000K的宇宙辐射的最大强度移到微波波段,(波长从1m到1mm的电磁波)彭齐亚斯和威尔逊在7.35cm波长上接收到的从各方向上来自宇宙的微波噪声,其信号强度等效于温度为3.5OK的黑体辐射,非常接近迦莫夫曾预言的5O K微波辐射。于是, 由此而获得1978年诺贝尔奖的彭齐亚斯和威尔逊所发现的宇宙微波背景辐射被作为一个充足的证据,用来证明宇宙是在一次大爆炸中产生的。很多科学家正是因此而信奉宇宙大爆炸理论的。

    现在如果尝试一下,用本文的主体思想, 对宇宙微波背景辐射作出另外两种不同的解释,是否可行呢?

    一、图4-14 显示,我们的宇宙----相对空间,被绝对空间里无穷多的质能因子所包围,这些质能因子在无序地永恒振荡着, 其中的任何一个单独的质能因子,其极小尺度,极高频率, 极短波长的振荡信息,我们都无法接收到,因此对我们的宇宙可以说无任何影响,然而,包围着我们的无穷多的质能因子无序振荡的合成总量,其类似噪声的振荡信息,却能够在我们的宇宙空间传播,并为灵敏的微波探测器所接收,不过,同样因为我们的宇宙规模在不停地膨胀扩大, 由此带来的红移,使探测器只能在微波波段上接收到这种宇宙噪音, 而且这种噪音必然来自四面八方,即在空间的所有维度上辐射传播,并且从早期一直至今且将永恒存在下去!对比一下两者,时间是关键的判别因素。所谓宇宙大爆炸造成的微波背景辐射终将消失,而上述的微波噪音则将永远存在!

    二、图3-6 显示, 我们的星系处于宇宙中某星系团中, 星系团的各星系围绕宇宙巨洞旋转,形成一个巨壁,在我们的上下左右,更大尺度的立体太空之中,还有着其他星系团的巨洞与巨壁。巨洞由密集的亚核粒子构成,并以“暗子”构成的“暗波”向各个维度辐射。同样由于星系、星系团及整个宇宙在不断膨胀扩大而产生的红移现象,在所有的维度上遍及整个宇宙的, 比迦马 g射线频率更高、波长更短的“暗波”,经红移后,我们只能在微波段接收到“暗波”信息,这种微波噪声由于有着众多波源----黑洞或宇宙巨洞,并且在所有的维度上传播, 故无论灵敏的微波探测器朝向何方,接收到的信息都没有很大的变化。

    总之,宇宙空间各个层次上有着种种不同的波在传播,它们构成了宇宙深处的噪音源。类比地说,这有点像我们被远处一个巨大的商品市场所包围,小贩吆喝声、物件碰撞声、话语声等混杂合成为一个噪音整体,这种噪音整体的音响分贝超越了任何具体声音源,所以能为我们接收到,同样由于上述原因,我们的探测方法决定了只能在微波段接收到这类噪音。另外,宇宙中物质产生的速率决定了宇宙膨胀的速率,也决定了微波噪音的相关接收数据。

    以上两种解释同样是合乎逻辑的,并且说明对宇宙微波背景辐射产生机制的理解,并不一定要将其与宇宙大爆炸理论联系在一起。

    当我们对星系红移与宇宙微波背景辐射作出全新的理解后,大爆炸宇宙学说在奇点问题、均匀性问题以及空间曲率等问题上所显示的不能自圆其说的缺陷将变得更加致命。这一学说充其量只是一种局部理论,正如该理论最初的目的只是为了说明宇宙中元素的起源一样,我们不能用它来令人信服地解释宇宙的形成与演化。

    谈到爆炸,前文已述及。每颗恒星生成之始必然产生过一次较大的爆炸,以此让辐射穿透层层叠叠星云物质的围裹,形成我们可观察的光辐射透明的状态。太阳这样的恒星,总是利用爆炸这种质能分解的方式来达到空间平衡的目的。小规模的爆炸经常性发生,但都是在宏观粒子场的动态平衡范围内,而超新星的爆炸则超越了恒星动态平衡的上限值,相对于这一恒星而言,是一次性毁灭性的爆炸。在爆炸后的星云物质基础上,将再生出恒星,太阳就属于这类再生恒星。在此意义上,超新星爆炸后的星云物质如‘大爆炸理论’所描述的那样不断膨胀扩散,也可能在之后的极长时间里具有3.5O K左右的热辐射信息,这同样有可能在宇宙的特定空域构成所谓宇宙微波背景辐射。如果是这样,“大爆炸学说”在解释超新星爆炸及再生恒星的原始爆炸现象则具有一定的理论价值,因而它还可以作为一个局部理论来解释宇宙中宏观层次上的质能循环运动层层环节中的一个环节。但必须指出仅此而已,如要把百亿光年以上甚至更大范围内总的时空现象,也就是由‘宇宙’这一特定概念所表述的时空总现象均说成是由一个“奇点”一次性爆炸而产生,则实在是有“瞎子摸象”之嫌!

      

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