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宇宙大爆炸理论的前世

已有 2034 次阅读 2015-3-31 11:19 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记

 

      宇宙大爆炸理论被我国学界所普遍了解是源于1970S“参考消息”报上的小译文。而这类小译文摘译自国外媒体上的科技新闻。

      先入为主。不得不说,人们无意中把这类文章上的见解或多或少的转化为了自身对宇宙大爆炸理论的理解。用文字表达的宇宙大爆炸,用新闻春秋笔法写就的宇宙大爆炸理论也就成了几乎人人都懂的理论。在闲暇之时,围绕大爆炸理论的各类品头论足就是时髦。人们借此展示自身的学问,而无从理解大爆炸者就是虔诚的听众。

      多么迷人的热爱科学的场面啊!时至今日,宇宙大爆炸由理论变成了媒体中的“共识”性事实!

      但是,要从学术角度理解宇宙大爆炸,其难度却把绝对的多数拒之门外。然而,寻求科学上的捷径是人的本性。不仅是学科内的研究者,还是学科外的门外汉,无论是反对者还是支持者,视乎人人都有权做出最终的判决。这类判决无疑是主观性的。参与者,无论是学者还是白丁,他们都在此时忘记了(或不知道)科学判断的基本点:理论的证明性推断;实验观测性的证据;与被验证理论间的协调性检验;可能的推论及被验证的可能性。

      因而,此类剧烈的所谓科学争论,事实上是地地道道的文词游戏。这个“优良”传统延续至今。

      而如果使用科学判断的基本原则,那先要深入学习宇宙大爆炸的理论自身。谁会花这个精力?我们要捷径,那就名人的只言片语好了,或是某类名人的论断就行了。对此类文章的热情寻求,事实上就是我国在很多人心中的“热爱科学”。饱读此类论断式文献者,往往也就自觉的把自身升格为“学者”。他们坚信自身真理在手,有权碾压一切不同意见者。当不同意见者不啃声时,他们就非常得意的宣告自身的胜利。这个现象是全球性的。

      从宇宙学研究的角度,相对论性宇宙学经历了6个阶段。

1)在1917-1927年间,在毫无观测性证据的情况下推导出了几个模型。在1915年,爱因斯坦建立了相对论性引力场论,随后,一个简单的理想宇宙解也就被爱因斯坦在1917年得到了。他的一个努力就是推动宇宙学对此解(宇宙常数项)给予观测性检验,或理论应用。而与此同时,Willem de Sitter 也得到了一个非常不同的宇宙解,其中的宇宙参数是时间的函数。这样,使用广义相对论的场方程:就有了一个静态宇宙解,和一个动态的宇宙解。从而,Alexander Friedmann 提出:放弃静态宇宙概念,采用动力学宇宙模型(开放的无限宇宙)。学界也由此分成两派,争论文章不断。

2)在1927-1945年间,观测到了宇宙红移,有了一个动力学的Friedmann-Lemaitre解析解理论。初步站住了脚。Eddington与他的研究生 Georges Lemaitre 使用红移观测数据,证明了deSitter 解中的距离-红移间的线性关系。退行速度与距离成正比的、观测证实Hubble定律也由de Sitter 解导出。这就第一次引出了对Hubble定律的大爆炸理论解释。进一步的,Eddington发现,爱因斯坦的宇宙静态解是不稳定的,它有两个奇点:要么是宇宙大爆炸,要么是宇宙无限收缩。两个宇宙解的对立性被在本质上消除了。随后,宇宙大爆炸理论的方方面面就开始完善起来。理论建立了。

3)在1945-1965年间,得到了稳固。宇宙射线观测,基本粒子合成,化石辐射等新证据不断出现。理论不断的被观测实验证实。

4)在1965-1980年间,宇宙大爆炸理论终于战胜了其对手(稳态宇宙理论)。也就是在这个时期,媒体上广泛的宣传、普及。我们从媒体上“学会了”宇宙大爆炸理论。

5)在1980-1998年间,高能物理,量子效应等等被引入宇宙学,以描写早期的宇宙。这是黄金扩张期。这类东西太高深了,是专业者的事。

6)现在,是高精度实验(观测)宇宙学主导的时期。以百分之一的精度测定基本宇宙常数,与此同时,新的问题,如暗能量,宇宙拓扑等,也就上升为研究重点了。对学科外的人,这就玄而又玄的事了。

      历史如此的有周期性!暗能量,及与此有关的概念再次的由媒体“教会了”大批学者,相关的“学术”争论再次的在我国成为热点之一。人们希望通过争论上升为“学者”。

 




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