“宇宙膨胀说”可以休矣

曾蒙慨允在《科学网》上开博，在博文中也曾抒发过对宇宙膨胀的异见，但总觉得不够清楚，表达不充分，随着时间的推移，觉得已有更充分的理由，故思重新讨论。

曾经说过，仅根据星系的谱线红移现象来断言宇宙存在膨胀，在逻辑上是有缺陷的。尽管在天文学的发展史上用多普勒效应来解释天文现象不乏成功的范例，但事情总会有例外！这里涉及到因果关系。知道了原因当然可确定地推断它会产生怎样的结果；但反过来就不一定都能成立。因为产生某一结果的原因不可能总是唯一的。这就不能据此结果断言它一定是由某一原因造成的，更不能用其来肯定该原因必然存在。我曾用天然气泄漏遇到明火常会发生爆炸，但不能说爆炸都是如此造成为例，说明不能用结果来反推原因的必然存在，除非能证明该因果关系具有唯一性。否则在逻辑上说不通。也就是说，星系的谱线红移现象并不是宇宙存在膨胀的铁定证据。长期以来人们虽未明确认识到上述逻辑上的失误，但总有人对宇宙膨胀是怀疑的。其中就包括预言过中子星和暗物质的宇宙学大师兹威基和爱因斯坦等名人，后来又认定星系谱线红移是引力红移，认为它是由宇宙的引力场引起的，这显然和星系的“退行”毫无关系。不过对宇宙膨胀的怀疑并没有给出否定宇宙膨胀的理由。但除了星系的谱线红移现象这一在逻辑上说不通的认定外，百年来也没有能够找到证实宇宙确在膨胀的证据。肯定抑或是否定依然无法定论。

膨胀的含义就是物体的体积变大了。它总是表明物体所占有的空间在向外扩展。在某个确定时刻物体的体积肯定是具有确定大小的，其与外界接触处就是其边界。通常也会具有中心，可以是几何中心也可以是质量中心。所谓宇宙膨胀实际上不过就是宇宙的边界不断地向外扩展。膨胀显然只对有限宇宙才有意义。既然有限宇宙的边界外什么都没有，宇宙中的物质分布肯定是从内向外存在从有到无的变化，这本身就表明宇宙中的物质分布密度在径向上是不均匀的。如果宇宙确在膨胀更会使这种不均匀极端加剧。只要从银河系向不同方向观察，必然会发现这种不均匀。

我们不妨对膨胀的具体情况进行粗略的估算：如果将宇宙简单地视为一个有限的以同样速度均匀膨胀的球体，其中心处每膨胀1米，其体积只增加了（4/3）ⅹπⅹ1米³。不难算出，在距中心L处每膨胀一米，其体积却增加了（4/3）ⅹπⅹ[（L+1）³- L ³]米³，增加量却是前者的（3 L ²+ 3L +1）倍！如果让L增加n倍，其体积增加量就会再翻n²倍多！如果L从1米开始按比例不断增加，体积增加量就会按比例的平方急剧增加，直到在距中心1光年==9.5×10¹⁵米处时，其体积的增加量就约是中心处的3ⅹ10³²倍！两者当然不可同日而语。因为没有任何物理机制能使全宇宙密度做到实时均匀化，显然如此悬殊的差异是不可能视而不见的。1光年在宇宙中可以说是微不足道的， 1光年的距离就能造成其物质密度变小的情况天差地别，更遑论其他了。当然，这里只是与宇宙中心处进行比较，但可以肯定，在宇宙中的任何场合都应存在类似的悬殊结果。这正是宇宙膨胀应该造成的必然后果！这还是宇宙各处以相同速度均匀膨胀的情况，如果按照星系距离越远其“退行”的速度越快的说法，那肯定更使宇宙物质在径向上的密度分布情况更为悬殊。如果利用现今的天文观测手段在不同方向上观测星系的密度分布，能够发现这种极端不均匀的现象，那才能表明宇宙膨胀是确实存在的！但观测事实却事与愿违，并没有相应的观测结果。众所周知，关于宇宙中的物质分布情况，有一个宇宙学原理，指出：天体在宇宙中的分布虽然是随机的，但以天文学的大尺度观察，天体是相对均匀分布且各向同性的，也就使得宇宙中的任何一个场点都不特殊，不会存在天体分布不均的现象。现代宇宙巡天观测的结果却是与该原理大体吻合的。也就是说，现代的天文观测事实对宇宙膨胀给予了最强有力的否定。在这种情况下，还有什么理由说宇宙膨胀是客观存在的呢？即使有人会搬出高深的现代理论来为“宇宙膨胀说”张目，在事实面前能有什么作为呢？看来需要改变的应该是那个理论吧！

“宇宙膨胀说”可以休矣！