宇宙包含了世界上的万事万物,它是时间与空间的总和。千百年来人类一直致力于揭开宇宙的奥秘,那么宇宙到底是怎样诞生的?这是从3000多年前的古代自然哲学家们到现代天文学家们一直都在苦苦思索的问题。
时至今日,尽管科学家对宇宙的探索有了巨大的进步,但对于宇宙是怎么诞生的这一问题至今仍无定论。直至20世纪,两种“宇宙模型”的出现对解释宇宙诞生这一问题产生了深远的影响,一个是稳态理论,另一个是大爆炸理论。
稳态理论认为,宇宙是稳定的,它一直保持着某种状态,不因时间的转变而改变。这种理论认为宇宙内的物质以某种速度产生着,而老的物质也以某种速度在消失,所以,正好可以维持宇宙的密度不会改变。它非常肯定地预言了宇宙到底应该是什么样子的,也正因为如此,我们很容易判断出这种理论是不是正确的,当宇宙背景辐射被发现之后,这一理论就被否定了。
目前学术界普遍接受的是“宇宙大爆炸”理论,这是由比利时数学家勒梅特首次提出的。他认为宇宙的物质最初集中在一个超原子的“宇宙蛋”之中,经过一次无可比拟的大爆炸分裂成无数的碎片,继而慢慢地膨胀,并最终形成了今天的宇宙。他认为宇宙爆炸后宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀不断地演化,进而膨胀到现在,而且还会继续膨胀下去。“宇宙大爆炸”理论的正式提出是在1946年,是由美国物理学家伽莫夫提出的。
“宇宙大爆炸”理论认为,我们的宇宙原本是一个体积不是很大但密度和温度却相当大的火球。大约在150亿年前,黑暗的宇宙发生了史无前例的大爆炸。宇宙怎么会爆炸呢?假如我们把宇宙比喻为一个球的话,构成这个球的物质特别大,而且作为一个火球它的温度也是相当高的。由于高温和物质的不稳定性,宇宙在不断膨胀着。当宇宙年龄为10~44秒时,宇宙的温度达到爆炸温度,宇宙突然开始“暴胀”,就像一个气球突然被人猛一吹发生爆炸那样,宇宙发生了巨大的爆炸,而爆炸使宇宙空间在短时间内迅速增大。宇宙的温度也随着宇宙的爆炸膨胀而迅速下降。在大爆炸结束后的几十万年时间内,宇宙的温度已下降到很低的状态,在这期间各种化学元素也就开始形成了。在大约150亿年的时间里,宇宙不断膨胀着,温度也在逐渐地降低着,与此同时各种生物开始在地球上产生并繁衍生息。
宇宙正在膨胀的红移现象和20世纪60年代的“宇宙微波背景辐射”两个发现都似乎证明了大爆炸理论是正确的。早晚有一天,我们会确定地知道宇宙是怎样形成的。
小贴士
迄今为止人类所能观测到的距离地球最遥远也最古老的天体,是距地球大约131亿光年的一个星系。它的产生和存在,可能就是由宇宙大爆炸所致。此外,美国宇航局还通过宇宙背景探测器发现了宇宙诞生过程中原始火球的残留物。