大爆炸理論- -要簡介*

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大爆炸(大霹靂)理論（Big Bang）是天體物理學關於宇宙起源的理論。根據大霹靂理論，宇宙是在大約140億年前由一個密度極大且溫度極高的狀態演變而來的。本理論產生於觀測到的哈柏定律下星系遠離的速度，同時根據廣義相對論的弗里德曼模型，宇宙空間可能膨脹。延伸到過去，這些觀測結果顯示宇宙是從一個起始狀態膨脹而來。在這個起始狀態中，宇宙的物質和能量的溫度和密度極高。至於在此之前發生了什麼，廣義相對論認為有一個引力奇點，但物理學家對此意見並不統一。

大霹靂一詞在狹義上是指宇宙形成最初一段時間所經歷的劇烈變化，這段時間通過計算大概在距今137億（1.37 × 1010）年前；但在廣義上指當今流行的揭示宇宙起源和膨脹的理論。這一理論的直接推論是我們今天所處的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根據這一理論，喬治·伽莫夫在1948年預測了宇宙微波背景輻射的存在。1960年代，這一輻射被探測到，有力地支持了大霹靂理論，從而否定了另一個比較流行的穩恆態宇宙理論。

一、宇宙的膨脹

1929年，在美國加裏福尼亞州的蒙特· 威爾遜觀測站，著名的美國天文學家愛德溫· 哈勃公佈了他的發現──這是天文學史上最偉大的發現之一。當他用一個超級望遠鏡觀察星系時，發現從這些星系發出的光處於光譜中紅色的一端，而且星系離地球越遠，其光線離光譜紅端越近。這一發現震驚了整個科學界。根據物理學中的規律，靠近觀測點的發光體發出的光線接近光譜的紫色端，而遠離觀測點的發光體發出的光線趨向光譜的紅色端。根據哈勃的觀察，從星系發出的光都趨向光譜的紅端，也就是說，這些星系正恒定地遠離我們地球。

不久以後，哈勃又有了另一重大發現：星系和銀河不僅是在遠離我們，它們彼此之間也在不斷遠離。結論顯而易見：宇宙正在恒定地“膨脹”。打個比方來說，我們可以將宇宙想象成一個氣球的表面，當氣球不斷被吹得膨脹起來時，氣球表面任何兩點之間的距離就會不斷增大，這兩點會不斷地彼此遠離。宇宙的膨脹亦是如此。只有當宇宙膨脹時，宇宙中所有的天體才會彼此不斷遠離。

“零體積”是一個理論上的描述方法，因爲人們很難理解真正意義上的“無”。科學家們將“無”定義爲“零體積的點”。實際上，體積爲零就意味著什麽也沒有，不存在，也就是“無”。宇宙來源於“無”，換言之，它是被創生的。

二、大爆炸理論的發展

顯而易見，大爆炸理論證明了宇宙源自於無，是被造物主──安拉所創造的。因而，具有唯物主義傾向的科學家拒絕接受大爆炸理論，而是傾心於穩態理論。著名的唯物主義物理學家愛丁頓坦說：“從哲學觀點上來說，我討厭當前那種認爲宇宙有個突兀性起源的看法。”[2]

弗萊德·霍勒是被大爆炸理論所困擾的學者之一。20世紀中葉，他提出了穩態理論，該理論的主要觀點類同於19世紀的靜態宇宙模型，認爲宇宙是無限大的，且是永恒存在的。該理論問世的主要動機是支援唯物主義的哲學思想，因而與認爲宇宙有起源的大爆炸理論背道而馳。這些狂熱擁護穩態理論的人爲此與支援大爆炸理論的科學家們進行了長久的爭論。然而，科學的日新月異卻不斷地揭示著他們的錯誤。

1948年喬治·加莫夫提出一種與大爆炸理論相關的設想。他認爲，宇宙在經由大爆炸而形成時所發出的射線目前仍舊存在，而且射線應當是均勻地輻射到宇宙之中的。

三宇宙背景射線

1965年，科學家阿諾·潘茲亞斯和羅伯特·威爾遜偶然發現了這種被稱作宇宙背景射線的特殊射線。這種射線自大爆炸早期生成，並至今存在。
1989年，美國國家宇航局向太空中發射了宇宙背景探索號（COBE）衛星，用於研究宇宙背景射線。衛星上攜帶的敏感探測器只花費了8分鐘時間就驗證了潘茲亞斯和威爾遜的研究成果。COBE還發現了大爆炸的一些殘餘物。

大多數不盲從無神論思想的科學家們都已承認了至大的造物主在宇宙創生過程中所起的作用，是造物主創造了物質和時間，而主本身是獨立於物質和時間而存在的。著名的天文學家霍夫·羅斯說：“如果以宇宙的開端作爲時間紀元的起點，那麽宇宙的起源必定是由某一時刻的某一實體的行爲所致，而這一時刻在宇宙的紀元開始之前已經存在，並完全獨立于宇宙的紀元。這一結論對於我們理解造物主的屬性和本質是至關重要的，它告訴我們造物主既不是宇宙本身，也不是宇宙的一部分[5]。物質和時間都是由大能的造物主所創造的，而造物主是脫離一切物質和時間獨立存在的。這個造物主就是安拉──天園和大地的主宰。

四、空間的精妙平衡

實際上，大爆炸理論給唯物主義帶來的恐慌遠遠超過無神論哲學家安東尼·弗洛的自白，因爲大爆炸不僅證實了宇宙是被從無而創造的，而且證實了其創生的過程是以極其有計劃性、系統性和可控制的方式進行的。

在宇宙從包含一切物質和能量的一點經由大爆炸而形成的過程中，所有物質和能量分散到空間的速度是極其驚人的，而且在瞬間形成了星系、銀河、太陽、地球及其它一切天體之間的完美平衡，控制物質之間平衡狀態的法則是物理學法則，這一法則對整個宇宙中任何物質都適用，而且從未更改過。這一切都表明，大爆炸之後在宇宙中構建了完美的秩序。

但是，根據我們的日常生活經驗，一般的爆炸都是可怕的、有破壞力的，它使物體分崩離析，不可能形成有序的世界。例如，原子彈和氫彈的爆炸、瓦斯爆炸、火山爆發、天然氣爆炸等，這些爆炸都會造成驚人的破壞力。

如果有人告訴我們，一個爆炸産生了有序的狀況──比如說在一次地下岩漿噴發後産生了一個完美的藝術品，如巨大的宮殿或雄偉的建築群──我們必定會下結論說，在爆炸的背後必有“超自然的力量”，控制爆炸後的每一碎塊，使之移動到特定的位置。

提出穩態理論的弗萊德·霍勒在與大爆炸理論對抗了多年之後，終於承認了自己的錯誤：大爆炸理論認爲宇宙起源於一次大爆炸。普通的爆炸只是將物質彼此分離，而宇宙的大爆炸卻奇迹般地産生了相反的效果──物質彙聚而成了宇宙[6]。霍勒當初認爲大爆炸和有序性是一對矛盾，是因爲當時他帶著唯物主義的偏見並假設大爆炸是“無控制的爆炸”。實際上，因爲爆炸後産生的是有序，即爆炸受到了非常有效的控制，所以所謂的“無控制的爆炸”這種說法是完全錯誤的。正是由於他隨意地否認了造物主的存在，妄下論斷，才致使自己陷入了自相矛盾的兩難境地。

另外，大爆炸後所形成的這個有序的宇宙是適合人類居住的。一般來說，要形成一個適合人類居住的行星環境，需要許多複雜的條件，這個形成的過程決不是巧合。

著名的理論物理學教授保羅·戴維斯計算了大爆炸之後宇宙膨脹的速度，從而得出一個另人難以置信的結論：如果大爆炸後宇宙膨脹的速度與實際速度有1012分之一的差別的話，就不可能形成一種適合人類居住的環境。

精確的測量表明宇宙膨脹的速度正處於臨界值狀態，此時宇宙恰能擺脫自身的引力而永遠保持不斷膨脹。如果膨脹的速度稍慢一點點，宇宙就會因天體間相互擠碎而坍塌；如果膨脹的速度稍快一點點，宇宙中的天體就會衝破彼此之間的作用力而永遠分離，消失得無影無蹤。實際上，這種速度差異大於10-18時，就足以打破目前宇宙中精確的平衡狀態[7]。自大爆炸以來，決定宇宙發展演化的物理學規律在長達150億年的時間中從未改變過，這些規律也精確地控制著宇宙膨脹的速度。

著名物理學家史蒂芬·霍金在其巨著《時間簡史》中陳述道，宇宙是建立在一系列計算和平衡之上的，其精確程度遠遠超出我們的想象。在提及宇宙的膨脹速度時，霍金說：

“爲什麽宇宙在創生之初以幾近臨界的速度膨脹，而今一百多億年後，仍能保持以這種臨界速度膨脹呢？如果在大爆炸之初宇宙的膨脹速度減小1017分之一，那麽宇宙在到達當前這種規模之前就崩潰了。”[8]

保羅·戴維斯也解釋了這種另人難以置信的精確平衡所揭示的事實：宇宙目前的結構對於影響其發展演化的參數具有強烈的依賴性，而這些參數的存在恰恰有力地證明了宇宙是被經過精心設計而創造出來的。[9]

同樣，美國天文學教授喬治·格林斯坦在其著作《符號宇宙學》中寫道：“科學研究的成果表明，這一切背後必有一個超自然的主宰。”[10]

五、物體的創生

原子是構成物質的基本元素，宇宙中所有物質都是原子積聚組合的結果。那麽，原子又是由什麽構成的呢？其結構如何呢？

考察原子的結構，會發現原子都有精致的構造，處處體現了匠心的設計和有序性。原子中心是原子核，由質子和中子組成，核外是電子，沿著固定的軌道以106米/秒的速度繞原子核旋轉[11]。原子中的質子和中子數量相等，質子所帶的正電荷與電子攜帶的負電荷保持著平衡。

假如萬物的形成是不受控制的，則大爆炸之後會形成各種隨機事物，從而造成混亂。但實際上，每一物質在形成之初就有完美無暇的結構。舉例來說，在不同地域、不同時刻都有原子在形成，這些原子都經過精密的組織安排，好象它們是從同一個工廠中製造出來的。在由原子組成物質的過程中，原子之間雖然互有差異，卻能有效地組織成一個有意義的實體，而不會發生任何紊亂現象。同時，萬物均由最小的物質單元──原子構成，卻有著各自不同的功能。這一切都是造物主存在的明證，主是萬能的，以其意願創造萬物。關於創造萬物，安拉在《古蘭》中說道：

“主就是本真理而創造天地的。在那日，主說“有”，世界就有了。主的話就是真理。”（《古蘭》6：73）

六、大爆炸之後

物理學家羅傑·彭羅斯對宇宙的開端作了進一步的研究，他指出，宇宙萬物的存在不僅僅是簡單的巧合，而是有明確的目的，只是目前我們還無法探究清楚宇宙的諸多秘密。[12]

羅傑·彭羅斯的思想給了我們有益的啓發，今天許多人錯誤地認爲這個和諧而完美的宇宙之存在是毫無意義的，所以他們活在世上只是在玩無聊的遊戲。實際上，大爆炸後形成的有序狀態決不是毫無意義的，科學界普遍認爲，這確實是宇宙形成的方式。

簡言之，在考察宇宙這個大系統時，我們看到宇宙的存在及其運行機制存在著精妙的平衡和複雜中體現出的有序。顯然，這種平衡和有序決不是在爆炸後隨機形成的，産生有序的力量只能是超自然的。

宇宙的有序性和精確性證實了有無限知識、大能的和睿智的造物主的存在。主從無創造物質，並不間斷地控制著萬物的運作，這個造物主就是安拉──天園、地球及此間一切事物的主宰。

大爆炸之前的宇宙

宇宙有始而無終，這是英國著名理論物理學家斯蒂芬。霍金對宇宙的起源和歸宿問題提出的最新解釋。 目前普遍認可的宇宙誕生學說是所謂的"大爆炸"理論，它認爲宇宙發端於距今約120億年之前的大爆炸，大爆炸形成了時間、空間和物質。但大爆炸之前宇宙的圖景如何，天文學家們至今莫衷一是。
據英國《星期日泰晤士報》 報道，霍金與其合作者、英國康橋大學數學物理教授圖羅克最新提出的"開放暴脹"理論認爲，宇宙最初的模樣像一個豌豆的物體，懸浮於一片沒有時間的真空，"豌豆"狀的宇宙存在的時間與"大爆炸"相隔一個極短瞬間。 該理論認爲，"豌豆"狀的宇宙在"大爆炸"前的瞬間內經歷了被稱爲"暴脹"的極其快速的膨脹過程。宇宙在大爆炸後不到１秒的時間裏膨脹了大約１０^３０倍，大約和橘子一般大小，然後開始以較穩定的速率膨脹，直到現在，大約１５０億年，成爲目前的樣子。另外，霍金和圖羅克還根據"開放暴脹"理論推斷，宇宙最終將無限地膨脹下去，而不是像一些天文學家所認爲的，膨脹到一定程度後會在引力作用下收縮。 在這個過程中，物質“疙瘩”逐步形成了星系、恒星以及生命。這個模型暴脹期的長短是個關鍵。若稍短，物質爲充分散開，原生宇宙就有重新坍縮爲起點；若稍長，原生宇宙的物質則過於分散，形不成星系和恒星，自然也就不會出現生命和人類。 １９８７年霍金進一步提出了“嬰兒宇宙”模型，兩個大宇宙通過一個細“管子”連接起來，這個細管子稱爲“蟲洞”，大宇宙爲母宇宙，可能存在著從母宇宙分岔出去的另一端是自由的蟲洞，這樣的管子成爲子宇宙、嬰兒宇宙。就是說除了我們生存的宇宙之外還可能存在著衆多的由蟲洞連接起來的其他宇宙。 １９９２年，薩莫林在前人基礎上提出了宇宙自然選擇學說。母宇宙是空間閉合的，猶如一個黑洞，該黑洞在生存了一段時間後坍縮爲一個奇點，奇點又會反彈爆炸膨脹爲新的下一代宇宙。 這個學說的要點是，子宇宙中的物理常數較之母宇宙的物理常數會有小的、或強或弱的隨機變異，新生的嬰兒宇宙在再次坍縮成奇點前能膨脹到幾倍普克郎長度大小，隨機變異的物理常數有可能允許小小的暴脹，子宇宙可變的較大，當它足夠大時，可分隔爲兩個或更多的不同區域，每個區域又坍縮爲一個新的奇點，新奇點又觸發下一代的子宇宙，如此時代相傳，有的小宇宙重又坍縮，有的具有某些基本常數值的宇宙能更有效的産生許多黑洞，從而較具有其他某些基本常數值的宇宙留下更多的後代，借用生物進化論的術語，它們是被“自然選擇”下來的，經“選擇”作用，産生越來越多的黑洞，也就形成了更多的宇宙。 如果宇宙確是由以前的宇宙世代經過這種“自然選擇”而産生的話，那麽應該預期我們生存在其中的宇宙會具有所觀測到的樣子並正好具有目前測知的基本常數值。這個學說的另一要點是關於恒星的存在。在許多情況下，恒星是黑洞的前身。在氣體和塵埃雲中，恒星仍在形成。在碳塵埃微粒表面進行著的化學反應使氣體冷卻並促使氣雲坍縮。但碳塵埃粒子是從那裏來的呢？ 斯莫林指出，碳元素是由核聚變反應産生的這一情況只有在質子的質量稍大於中子的質量時才會發生，如果兩者質量之差比氦核的結合能大的多，則質子和中子不可能粘在一起形成氦核。沒有氦，聚變反應鏈在第一階段便終止了，根本形不成更重的元素，從而使恒星將少得多，自然也不會有多少黑洞，因此在任何一個宇宙中，若其中質子與中子的質量相差較大，將只能産生很少的宇宙，也就沒有什麽“選擇”的餘地了。 霍金和圖羅克的新理論在科學界引起了不同的反應。"暴脹"理論權威之一、俄羅斯物理學家林德對霍金等的理論提出了批評。林德稱，宇宙自始至終存在，試圖發現一個起點和所謂的終點是沒有意義的。 而英國的一些著名天文學家則出言謹慎。他們指出，霍金的新理論完全是按照物理學定律純理論推算的結果，它是否揭示了宇宙的本質還有待幹實際觀測的考驗。據悉，美國將於兩年後發射一顆衛星來測量宇宙大爆炸遺留的微波輻射，這很可能爲霍金的理論提供檢驗。