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人类认识宇宙的历史:从乌龟塔到宇宙大爆炸

时间:2019-10-11 来源:笑哥聊影视娱乐

人对宇宙的认识过程是一个不断提高和逐步深入的过程,它随着事物的发展而无限地发展着。如果今天我们还说大地是被一个巨大的乌龟驼在背上,宇宙是一个乌龟塔,那么一定会被笑掉大牙。

人类认识宇宙的历史:从乌龟塔到宇宙大爆炸

随着物理学上的一些最新突破,使得越来越先进的技术得到实现和应用,从而对于回答这些关于宇宙的长期以来悬而未决的某些问题得到了启发。

也许有一天我们再来回答这些问题可能会像我们认为地球绕着太阳运动这样显而易见。当然了也许会像乌龟塔那样荒唐可笑。不过,最终实践将证明一切,时间都会给我们答案。

人类认识宇宙的历史:从乌龟塔到宇宙大爆炸

在我国、巴比伦、埃及等古代文化发达的国家里,早在四、五千年之前,天文学已开始发展了。为了定季节、定时间、定方向,以便不误农时、认识道路和确定河流泛滥日期等,从事游牧业和农业的人们早就在观测日月星辰在天空的位置和它们的运动。

在长时期的观测实践中,人们建立了很多正确的概念。至迟在汉代,我国就已经知道月光只是日光的反射,月食是地球遮住了太阳光的结果;很早就有地球是在转动着的精辟见解;公元前六世纪,希腊的科学家已经知道大地是个球体,并提出了证据。

可是,这些正确的见解没有得到应有的重视。在相当长的一个历史时期里,多数人还只是依据日月星辰东升西落的表面现象,一直错认为它们都绕着地球转动,而没有深入到事物的本质中去。这就是在四百年前所谓的“地球中心说”;它在当时占着统治的地位,严重地束缚着人们的思想。这个学说在公元二世纪中由埃及天文学家托勒玫提出,他认为地球是宇宙的中心,其余的天体都绕着地球转。在社会生产力低下和科学不发达的时代,人们往往只看到各种现象之间的外部联系,由于缺乏深刻的概念,还不能作出正确的结论。这是可以理解的。但由于这个学说符合《圣经》上的“上帝创造一切都是为了人类”的思想,所以它得到占统治地位的罗马教廷的支持和宣扬,谁要反对这个学说,就会受到残酷的迫害。

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然而,1514年,尼古拉.哥白尼横空出世,他建立了一个更简单的模型:日心说。

在这个模型里,太阳是静止地位于中心,而地球和其它行星围绕着太阳做圆周运动。

100多年以后,这个模型才被认真地接受。两位天文学家开普勒和伽利略开始公开支持哥白尼的理论。

1609年,伽利略用刚发明的望远镜来观测星空。他发现,木星有几个小卫星或者月亮围绕着它转动,而木星的卫星沿着一种极其复杂的轨道绕地球运动。同时,开普勒修正了哥白尼的理论,认为行星不是沿着圆周轨道,而是椭圆轨道运动,从而使语言最终和观察相互一致了。

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1687年,牛顿在总结前人科学研究和实践观测的基础上,其中这两位科学家的卓越贡献不可磨灭,出版了他的《自然哲学的数学原理》。牛顿在这本书中不但提出了物体如何在空间和实践运动的理论,并且发展了为分析这些运动所需要的复杂的数学。同时,牛顿还提出了万有引力定律。

按照万有引力理论,引力使得月亮沿着椭圆轨道绕地球运行,而地球和其它行星沿着自己的椭圆轨道绕太阳公转。

牛顿意识到,恒星也是应该相互吸引的,这使得恒星不能保持基本上不动。那么它们是否会掉落到一起呢?后来牛顿在1691年给本特利写的一封信里说,如果恒星数量有限,空间有限的情况下,这就会发生。但如果空间无限,恒星无限多,大体分布均匀的情况下就不会发生,因为这个时候,不存在任何一个他们落下去的中心点。

那时候还没发现宇宙是膨胀的,所以牛顿这种思路存在一个问题就是,不论你加上多少恒星,宇宙总存在一种可能就是塌缩到一起。

但即使是这样,牛顿那个时代的人也没想到宇宙是在膨胀的。

人类认识宇宙的历史:从乌龟塔到宇宙大爆炸

1781年,一个全新的开天辟地的思想出现了。康德发表了著名的著作《纯粹理性批判》。这本书中,他深入地考察了关于宇宙在时间上是否有开端、空间上是否有限的问题。基于他的假设,不管宇宙是否存在了无限久,时间都可以无限地倒溯回去。在宇宙开端之前时间是没有意义的。

1905年爱因斯坦提出狭义相对论。1916年爱因斯坦发表了广义相对论。应该说,相对论是原先理论(万有引力论)的推广。比如水星进动,爱因斯坦的广义相对论预言和万有引力论略有不同。但爱因斯坦预言的运动和观测相符合,而万有引力论与观测不相符合。

然而我们在大多数的情形下万有引力论都是适用的。

1929年,哈勃做出了一个伟大的观测,不管我们往哪个方向看,远处的星系都是在急速地原理我们而去。换句话说,宇宙正在膨胀。

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这种观测的结果,暗示着宇宙存在一个叫做大爆炸的时刻,当时宇宙的尺度无穷小,而且无限紧密。在这种条件下,所有科学定律及所有能预见将来的能力都无效。

我们今天的科学家已经形成了以广义相对论和量子力学来共同架构的宇宙观。

未来,我们期待着能将这两个自相矛盾部分理论合并成一套能描述宇宙中任何东西的完整统一理论。最终给我们描画出一个全新的宇宙。