“大爆炸”宇宙学的出笼与变异。请“专业物理学家批评指点。”
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1934年，比利时的勒迈特(G·E·Lemaiter，1894～1966)发表《膨胀宇宙的进化》。他 从 古希腊哲学中引入“元初原子”(uraton)的概念，认为它是在几十亿年前由宇宙收缩汇聚而 成的。这个元初原子的半径约1.4亿公里，包含着整个宇宙的质量(Masse)，也有人把他的 这种uraton戏称为“宇宙蛋”。
据勒迈特称，这个相当地球公转轨道圈尺度的“宇宙蛋”包含了太多的物质，其密度太 大 ，极不稳定，蛋内物质不断发生放射性衰变，宇宙蛋开始向四周膨胀、长大，最后进化成了 今天的宇宙。至于现在的宇宙会不会再生出另一个宇宙蛋的问题，勒迈特的回答是“无可奉 告”。
1939年，美籍俄人盖莫夫(G·Gamow，1904～1968)在《总星系起源》等文章中，提出一 种“热宇宙模型”，又被称之为“火球模型”。盖莫夫认为，原始火球由炽热的基本粒子构 成，其温度可达100亿K(开尔文度)，当这些基本粒子进行核聚变反应的一瞬，这只热核蛋就 开始形成最原始的“氢弹爆炸”，见图二十。
图二十
为支撑这种热核蛋爆炸模型，盖莫夫列出了几大主要推断与证据。1.热核蛋是在约46亿年前 爆炸的，宇宙元素也是在那时合成的，这与地球重元素(铀等)的放射性衰变年龄相一致。
2.在“原始氢弹”的热核反应过程中，大量质子与电子合成氢元素，而且氢元素又会合 成氦元素，现宇空中氦氢的丰度比可以证明这种原始爆炸的存在。
3.既然宇宙是无限的，那么这种原始爆炸就不会在46亿年时间内完成，宇宙仍然处在向 外 爆胀的过程之中。故宇宙的密度正在变小，星体之间的距离会不断加大，根据多普勒效应原 理，远处的星光必然出现红移。
盖莫夫是一个极具想像力的科普作家，在曼哈顿计划(美国研制原子弹)还没实现、氢弹 还未出现的时候，能提出这种“热核蛋”宇宙模型，其眼力着实令人欣佩。
当然，上世纪30年代初叶，以居里夫人为标志的一批科学家已经对放射性元素做过较为 深 入的研究，盖莫夫把这些研究成果用于解释宇宙的起源，不仅是敏锐深遂的，也是相当时髦 的，他的热核蛋宇宙模型也就具备了风行全世界的潜力。
必须提到的是，盖莫夫的两个研究生为“大爆炸”宇宙学做出了至关重要的贡献，他们 是 阿尔弗(R·Alpher)和赫尔曼(R·Herman)。这两位在1948年预言，宇宙核弹爆炸后出现的原 始火球会跟着宇宙空间的膨胀而冷却，到现在为止，这些余烬的温度已冷至开尔文5度(5) 左右。这种预言本来没有什么学术含量可言，当时人们只是把它当成一种科幻性推导。而随 着1965年“宇宙微波背景辐射”(见第四章五节)的发现，盖莫夫的“热核蛋”理论一跃而成 为宇宙显学，历史就这样给人类开了一个半真半假的玩笑。
霍伊尔与“大爆炸”的由来
1945年某日，剑桥大学讲师霍伊尔(F·Hoyle)与戈尔德(T·Gold)在邦迪(H·Bondi) 家喝酒，聊起了宇宙的起源问题。三位物理学家在酒桌上达成了一项共识，即宇宙既无开始 ，也无终结，宇宙的过去就是现在这个样子，也可以用宇宙的现在去注释未来，宇宙处于连 续永恒的自我创造与自我更新过程之中。后来，三位又进一步把这一思想数学化为“稳恒 态宇宙理论(SteadyState Theory)”。
在霍伊尔等人提出“稳恒态宇宙模型”的同时，西方宇宙学界已经在大肆吹嘘美籍俄人 盖 莫夫的“火球模型”或“热核蛋宇宙模型”。相形之下，霍伊尔的稳恒理论无人问津，这使 他们大为恼火。
1951年，霍伊尔应英国广播公司之邀，向公众介绍他们的“稳恒态宇宙理论”。他在广 播 讲话中，首次用“Big Bang”一词来嘲笑盖莫夫的宇宙学说。没想到，这个贬义词很快流行 起来，成为热核蛋宇宙模型的正式冠名。
1993年8月，美国《天空与望远镜》杂志在征求了大量读者意见之后，认为没有比Big B a ng(大爆炸)更贴切的词语，来表达当今最流行的宇宙学说。而这时的霍伊尔后悔了，他曾对 前来采访的科普记者霍根(J·Horgan《科学的终结》作者)说：“这实在是个祸害， 为了更形象地说明这个理论，我首先用了‘大爆炸’一词。要是我将之申请专利，并且保护 其使用权的话，……”
其实，霍伊尔教授没必要后悔，即使当初获得了专利，Big Bang毕竟只是一种宇宙理论 的 绰号，除了有点额外专利收入之外，并不反映它包含有多少真理。与其去收这种名词使用费 ，倒不如坚持“稳恒态宇宙模型”，守住自己亲自开创的精神家园。
尽管霍伊尔稳恒态宇宙模型的理论基础离不开爱因斯坦的广义相对论，但他毕竟抛弃了 相 对论的许多玄学成份，其表述也比弗里德曼、盖莫夫等人实际得多。霍伊尔认为，当宇宙膨 胀时，平均密度ρ虽然在减小，但当它接近下限值时，宇宙自己会合成出更多的物质元 素来填补空隙。
面对学生的进一步追问，霍伊尔说：“物质是被宇宙自己创造出来的，当宇宙的 平均密度太低，需要新物质来补充时，它们就被创造出来了”(这与《圣经·创 世纪》中的上帝说有就有何等相似)。邦迪教授则说得更直接：“必须清楚地 理解，我们所说的创造，不是说物质由辐射形成，而是无中生有，这种创造没有任何原因和 目的。”
按照霍伊尔等人的观点，宇宙现在每秒钟在每一立方厘米的空间中平均生产10*-43 克新物质，以补偿宇宙的膨胀效应。这相当每隔1万亿年，宇宙自己在每升容积中丢进一个 新的氢H2分子。读者可能注意到，霍伊尔的新神话里没有明显请上帝帮忙，宇宙创造物质 的过程是非常缓慢的，但方式则异常简单，如同一颗豆芽可以自动增殖细胞一样。
霍伊尔还指出，宇宙中90%以上的物质是氢元素，而氢不需要通过“大爆炸”在一瞬间 产 生，它是宇宙长期不停创造的结果。如果把宇宙的膨胀效应归结为原始大爆炸，那么四处飞 散的物质就不可能聚集成为恒星与星系。宇宙中的恒星和星系都在诞生、演变、衰老、死 亡的过程之中，但就整个宇宙来说，它不 存在什么演化过程，它在空间上是无限的，在时间上是永恒的，宇宙的整体图像是稳定的， 人们过去看到的宇宙和未来将看到的宇宙是同一幅形态，宇宙是稳定的恒久的。
近半个世纪以来，人们一直对霍伊尔等人的宇宙模型冷眼旁观，没有多少人响应附和， 比 起盖莫夫的门庭来，可算得门可罗雀。但人们不能老是倾听一种声音，虽然“大爆炸”是宇 宙学中的主旋律，却也离不开“稳恒态”的伴奏。因此，我们不管他们的学说正确与否， 在这里插入他们声音则是完全必要的。而就这两种表面相互对立的学说来说，其实质却完 全一样，都属于宇宙玄学，因为他们的立论前提都是虚构的，经不起观测与实验的检验。
从火焰到奇点
1952年，美国的桑达杰(A·R·Sandage，1926～)绘制了第一个能区分主星序(如太阳) 的 星团光色—星等图，弄清了在氦He燃烧阶段的恒星脱离主星序、向红巨星方向过渡的演化过 程。桑达杰认为，宇宙中恒星、星团、星协、星系物质的来源，也许并不须要选择大爆炸的 方式，而可以以火焰的形式从原始火球中慢慢喷射出来。
不久，一位叫约旦(P·Jordan)的天文学家提出了礼花式模型，认为宇宙天体是通过各 处 的超新星(Supernovae)爆发方式不断向外膨胀的，繁星犹如空中的礼花烟火，全是一颗颗长 寿的新星。现在宇空深处，还在不断出现新星，正是它们的出现，导致了拥挤的宇宙不断向 外膨胀。
约旦根据爱因斯坦广义相对论原理，认为组成新星的物质是从引力场能转化出来的，这 符合能量转化为质量的相对论原则。也正是约旦第一次提出了宇宙起源于奇点(Singular Po int)的假说，因为盖莫夫的原始火球只不过是宇宙的第一颗新星。
根据他的推断，一个全由引力场能构成的宇宙奇点出现在100～130亿年之前，它是一 团 纯能量的不占空间与时间的“球形”奇点，随着它的能量第一次向质量转化，第一次超新星 (原始火球)爆发，然后开始二级、三级……连续爆发，宇宙质量Mu随着宇宙半径Ru同时增大 。
1964年，狄拉克详细研究了大爆炸的宇宙模型，提出整个宇宙热平衡的假说。他认为， 原 始火球中包含了整个宇宙的热能，这种热不会向别的地方传递，只能存在于本宇宙之内。随 着宇宙的爆炸膨胀，空间V加大，宇宙体温开始降低，到现在为止，宇宙物质之间还应存在 一定的热辐射，这就为所谓“微波背景辐射”的发现者们引出了一条潜在的思路。
狄拉克还对引力常数G的变化作出系统的预言，他认为，在宇宙处于奇点状态时，G值趋 于 无穷大。大爆炸使引力常数G迅速变小，在随后的宇宙膨胀过程中，G值继续减小，天体之间 的距离加大，地球半径也因引力变小而伸长，使原有的地壳被一层层胀破。
按照狄拉克的各项计算，地球在10亿年前的体积比现在的月亮大不了多少，其表面温度 也 高达100多摄氐度。为此，美国的一些生物进化论者开始吵闹了，如果那时的温度超过了水 的沸点，地球上的生物就会全被煮熟，怎能一步步进化出认识宇宙的人类呢?后来，人们 根据美国普林斯顿大学狄克(R·H·Dieke)教授的建议，把地球的早期温度由1 00多摄氐度降到了50℃左右，相当撒哈拉沙漠中部夏日中午的温度，以平熄生物进化论者的 抗议。
综观这些西方宇宙学家的言论，我们难免产生各种疑问。比如引力场真能转化成物质吗 ? 在物质都还未被转化出来之前，引力场是如何存在的呢?难道可以设想一种没有物质的引力? 宇宙G值是什么?它真是变化的吗?既然地球也在跟随宇宙膨胀，那么，45亿年前的地球也是 一个数学奇点吗?或者已经转化成了一只烫手的山芋?未来的地球会膨成多大?太平洋两岸还 会相互远离?……
看来，没有人会正面回答这些问题，在世的宇宙学家为维护自己的尊誉与颜面，他们会 装 腔作势地说：“你们应先研究清楚爱因斯坦的相对论，打下物理学理论基础之后，就可以理 解这些科学疑难了。”好吧!那就回过头去读《相对论》吧!看看死去的爱因斯坦在如何注释 四维阴间的宇宙。
去年，本人对爱因斯坦所谓的“质能 转 化律”进行过较为系统的评述，指出这位大物理学家犯了一个极其低级的物理学错误。看来 ，跟随爱因斯坦犯这种低级错误的物理学家还不少，前面提到的约旦正是把引力场误当成什 么“能量场”，宇宙物质就从这种“能量场”中被转化出来，第一次在宇宙学中应用爱因斯 坦的“能量向质量转化定律”。
后面我们还将看到，一批物理学家还进一步发展了这一荒唐的定律，公然把“引力能量 场 ”直接简化为“纯能量”，这种“纯能量”就被包含在宇宙奇点中，随着一声“大爆炸”， 这种“纯能量”迅速冲出禁锢它们多年的“奇点”，然后像妖魔一样还原成它们的本来形态 ，变成了各种具有质量的物质。
其实，这些神话故事的底本都来自E=mc2，这一公式的低级错误在于：它认为能量E不 需 要物质m这一载体，宇宙中存有一种脱离物质的纯能量，或者说质量m可以湮灭，转化为纯能 量E。
在我们可观测的物理世界里，无论是热能、电磁能、势能、动能、核能还是洛仑兹力， 哪 一种能量能够脱离物质载体而独立地存在呢?又有哪一种能量突然变成了质量呢?没有，也不 可能有。因此，作为世界的一流物理学家，不应该再去重复爱因斯坦的低级错误，宇宙物质 不生不灭，宇宙物质不须要从什么能量场或纯能量中转化出来，它是一种永恒的客观存在， 是自明真理，是不需要数学证明的实体。
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