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宇宙连续创生的假设
20世纪二三十年代,随着望远镜技术的发展,天文学家发现,宇宙中那些遥远的星系都在远离地球而去,而且距离地球越远的天体,远离地球的速度也就越快。
这个新发现似乎意味着宇宙在不断膨胀。由此逆推,不难得出结论:宇宙的过去一定比现在更小。推到最后,宇宙间所有的物质都曾被挤压在一个极小的空间当中,大爆炸理论由此而生。大爆炸理论指出宇宙开始于一次大爆炸,然后向外膨胀,逐渐形成了现在的星系等天体。
大爆炸理论虽然解释了宇宙不断膨胀的事实,但却无法回答人们的普遍疑问:大爆炸之前发生了什么呢?因此,这一理论也受到了一些宇宙学家的反驳,这其中的代表人物就是汤姆斯·戈尔德。
戈尔德(1920~2004)是出生于奥地利的犹太天文学家,小时候随父亲来到柏林,纳粹上台后,他和家人一起走遍欧洲,最后定居英国,上了剑桥大学。20世纪50年代末移居美国,先后执教于哈佛大学、康奈尔大学。
1948年,戈尔德和同事邦迪提出,那些不断离我们而去的遥远星系,实际上最终会跑出我们的宇宙。而随着星系的分离,在星系之间的广大空间会慢慢地形成新的物质。当相邻的两个星系之间的距离加倍时,在它们之间就会形成足够的物质来组成新的星系,因而星系在空间的密度保持不变。就这样,老星系跑出宇宙而新星系产生,但宇宙总的图景不随时间改变,这就是“稳恒态”宇宙。稳恒态宇宙学认为宇宙处于连续的创造过程之中,当宇宙不断地膨胀时,新的物质便连续地在星体中创造出来以填补空隙。这个理论不但完美地解释了宇宙不断膨胀的事实,而且避免了大爆炸理论难以摆脱的“奇点”困扰。
但连续创生理论要求物质能不断从无中创生出来,这挑战了能量守恒定律,从而受到人们的质疑。上世纪60年代宇宙微波背景辐射的发现,证明了大爆炸假说的正确性,使得稳恒态宇宙理论归于失败。虽然这一学说没有成功,但提出这一学说的人是伟大的,因为这一学说要挑战更加权威的能量守恒定律,这需要具备强大的勇气。
一个又一个天才式假设
戈尔德在宇宙形成假说上的失利,并没有妨碍他在面对宇宙新发现时大胆假设的热情。1968年,天文学界发现了脉冲星,戈尔德认为该天体是快速自转的中子星,他还指出,由于脉冲星的强力磁场和高速自转,会使其发射的电磁波类似旋转的灯塔光束。这个理论在第一次脉冲星国际研讨会上就遭到了否定,但是后来,当人们用阿雷西博电波望远镜观测到蟹状星云内的脉冲星之后,才发现戈尔德的理论是正确的。
最令人印象深刻的,还是戈尔德在美国宇航局工作时对月球表面状况进行的预测。在航天器未曾到访月球之前,人们大多猜测月球表面遍布着岩石。但是戈尔德在经过分析后却预测,月球表面被一层来自“太阳系中碎片持续撞击”而产生的细颗粒尘埃所覆盖,也就是说,地球表面分布的不是岩石,而是尘埃。刚开始,他认为这层尘埃非常之厚,人类如果在月球上降落,将会被尘埃完全埋没,但不久后他又对月球上的环形山和静电场进行了分析,得出太空人的靴子会陷入月球表面3厘米左右的结论。
同事们都认为他的思想极为荒谬,还将这些尘埃戏称为“戈尔德尘埃”来嘲笑戈尔德。但是戈尔德并不为所动。10多年后,当阿波罗11号的宇航员登陆月球后,研究人员确认了戈尔德预测的正确性。
我们是外太空“垃圾”?
除了对天体物理学的现象进行了一系列大胆假设外,对于人类的起源,戈尔德也有自己的看法。他是泛种论的坚定支持者。泛种论起源于古希腊,在19世纪再一次重新进入人们的视野,这种假说猜想有各种生命形态存在于整个宇宙当中,它们通过流星和小行星等“媒介”来散播、繁衍,而地球生命正是由此而来。
在原始的泛种论看来,一个星球能否产生生命,完全是随机的,地球是因为“运气不错”,刚好有宇宙中携带某些生命种子的天体降落地球,因此才使得地球的生命得以起源。但是戈尔德却另有想法,他提出了一种“垃圾理论”,认为在很久之前,有外星人路过地球,它们随手将垃圾倾倒在这颗贫瘠的星球上,而地球最初的生命则是在这些垃圾之上滋生出来的。
这种理论看起来不是很靠谱,说我们起源于一堆垃圾,怎么看怎么感觉是在说胡话。但是到后来,越来越多的人感觉这似乎也不是没可能。比如因发现脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构而获得诺贝尔奖的弗朗西斯·克里克提出的定向泛种论,就是说宇宙中所散播的生命并非自然随机发生的,而是由高等的外星民族所为。这种说法虽然没有得到科学界的公认,但是却被许多科幻小说和电影的作者所引用,倒也成了一种经典。或许当有一天,我们真的遇到了“外星人”,就能向它们求证泛种论的真实性了。
挑战石油形成理论
上世纪50年代,戈尔德对石油的起源产生了浓厚的兴趣。传统理论认为,石油像煤和天然气一样,都是古代的有机物在漫长的时间中不断经历压缩、加热等“工序”而形成的,也就是说,石油的“原料”是史前的海洋动物和藻类的尸体。但是戈尔德却另辟蹊径,从石油的成分——碳氢化合物出发,提出了石油并不必须要由生物生成的观点。碳氢化合物在宇宙中是普遍存在的,地球内部本来就有许多碳,其中一部分自然地也是以碳氢化合物的形式存在的。戈尔德认为,石油在45亿年前以化合物分子的形式封闭在地核之中,随着时间的推移,这些化合物分子被岩浆等液体携带到地底浅层,并给微生物群落的繁衍生息创造了条件,这也就解释了为什么在石油中往往会出现生物化石的痕迹。因此,石油是由板块构造力,而非生物遗骸的分解产生的。
为了证明自己假设的正确性,戈尔德和同事史蒂芬·索特尔还绘制了一幅世界产油区与历史地震活动区域的地图。从这幅图中可以看出,许多石油产区,如墨西哥、波斯湾、东南亚等国家和地区都位于主要的地震带上,这从侧面证明了戈尔德假说的正确性。
这个观点一经提出,就受到了地质学家、生物化学家、地球化学家的联合指责,但是戈尔德却不打算放弃自己的观点,他相信,也许不久的将来,这将被证实是石油的真正成因。
戈尔德给科学界带来了太多的震惊,以至于当他去世时,与他共事过的人们都表示,“他将被所有人铭记,因为他敏锐的洞察力以及颠覆传统的创意”。他是一位漫步在科学世界的无畏假设者,他的特别,只源于他对科学最执著的探寻。
20世纪二三十年代,随着望远镜技术的发展,天文学家发现,宇宙中那些遥远的星系都在远离地球而去,而且距离地球越远的天体,远离地球的速度也就越快。
这个新发现似乎意味着宇宙在不断膨胀。由此逆推,不难得出结论:宇宙的过去一定比现在更小。推到最后,宇宙间所有的物质都曾被挤压在一个极小的空间当中,大爆炸理论由此而生。大爆炸理论指出宇宙开始于一次大爆炸,然后向外膨胀,逐渐形成了现在的星系等天体。
大爆炸理论虽然解释了宇宙不断膨胀的事实,但却无法回答人们的普遍疑问:大爆炸之前发生了什么呢?因此,这一理论也受到了一些宇宙学家的反驳,这其中的代表人物就是汤姆斯·戈尔德。
戈尔德(1920~2004)是出生于奥地利的犹太天文学家,小时候随父亲来到柏林,纳粹上台后,他和家人一起走遍欧洲,最后定居英国,上了剑桥大学。20世纪50年代末移居美国,先后执教于哈佛大学、康奈尔大学。
1948年,戈尔德和同事邦迪提出,那些不断离我们而去的遥远星系,实际上最终会跑出我们的宇宙。而随着星系的分离,在星系之间的广大空间会慢慢地形成新的物质。当相邻的两个星系之间的距离加倍时,在它们之间就会形成足够的物质来组成新的星系,因而星系在空间的密度保持不变。就这样,老星系跑出宇宙而新星系产生,但宇宙总的图景不随时间改变,这就是“稳恒态”宇宙。稳恒态宇宙学认为宇宙处于连续的创造过程之中,当宇宙不断地膨胀时,新的物质便连续地在星体中创造出来以填补空隙。这个理论不但完美地解释了宇宙不断膨胀的事实,而且避免了大爆炸理论难以摆脱的“奇点”困扰。
但连续创生理论要求物质能不断从无中创生出来,这挑战了能量守恒定律,从而受到人们的质疑。上世纪60年代宇宙微波背景辐射的发现,证明了大爆炸假说的正确性,使得稳恒态宇宙理论归于失败。虽然这一学说没有成功,但提出这一学说的人是伟大的,因为这一学说要挑战更加权威的能量守恒定律,这需要具备强大的勇气。
一个又一个天才式假设
戈尔德在宇宙形成假说上的失利,并没有妨碍他在面对宇宙新发现时大胆假设的热情。1968年,天文学界发现了脉冲星,戈尔德认为该天体是快速自转的中子星,他还指出,由于脉冲星的强力磁场和高速自转,会使其发射的电磁波类似旋转的灯塔光束。这个理论在第一次脉冲星国际研讨会上就遭到了否定,但是后来,当人们用阿雷西博电波望远镜观测到蟹状星云内的脉冲星之后,才发现戈尔德的理论是正确的。
最令人印象深刻的,还是戈尔德在美国宇航局工作时对月球表面状况进行的预测。在航天器未曾到访月球之前,人们大多猜测月球表面遍布着岩石。但是戈尔德在经过分析后却预测,月球表面被一层来自“太阳系中碎片持续撞击”而产生的细颗粒尘埃所覆盖,也就是说,地球表面分布的不是岩石,而是尘埃。刚开始,他认为这层尘埃非常之厚,人类如果在月球上降落,将会被尘埃完全埋没,但不久后他又对月球上的环形山和静电场进行了分析,得出太空人的靴子会陷入月球表面3厘米左右的结论。
同事们都认为他的思想极为荒谬,还将这些尘埃戏称为“戈尔德尘埃”来嘲笑戈尔德。但是戈尔德并不为所动。10多年后,当阿波罗11号的宇航员登陆月球后,研究人员确认了戈尔德预测的正确性。
我们是外太空“垃圾”?
除了对天体物理学的现象进行了一系列大胆假设外,对于人类的起源,戈尔德也有自己的看法。他是泛种论的坚定支持者。泛种论起源于古希腊,在19世纪再一次重新进入人们的视野,这种假说猜想有各种生命形态存在于整个宇宙当中,它们通过流星和小行星等“媒介”来散播、繁衍,而地球生命正是由此而来。
在原始的泛种论看来,一个星球能否产生生命,完全是随机的,地球是因为“运气不错”,刚好有宇宙中携带某些生命种子的天体降落地球,因此才使得地球的生命得以起源。但是戈尔德却另有想法,他提出了一种“垃圾理论”,认为在很久之前,有外星人路过地球,它们随手将垃圾倾倒在这颗贫瘠的星球上,而地球最初的生命则是在这些垃圾之上滋生出来的。
这种理论看起来不是很靠谱,说我们起源于一堆垃圾,怎么看怎么感觉是在说胡话。但是到后来,越来越多的人感觉这似乎也不是没可能。比如因发现脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构而获得诺贝尔奖的弗朗西斯·克里克提出的定向泛种论,就是说宇宙中所散播的生命并非自然随机发生的,而是由高等的外星民族所为。这种说法虽然没有得到科学界的公认,但是却被许多科幻小说和电影的作者所引用,倒也成了一种经典。或许当有一天,我们真的遇到了“外星人”,就能向它们求证泛种论的真实性了。
挑战石油形成理论
上世纪50年代,戈尔德对石油的起源产生了浓厚的兴趣。传统理论认为,石油像煤和天然气一样,都是古代的有机物在漫长的时间中不断经历压缩、加热等“工序”而形成的,也就是说,石油的“原料”是史前的海洋动物和藻类的尸体。但是戈尔德却另辟蹊径,从石油的成分——碳氢化合物出发,提出了石油并不必须要由生物生成的观点。碳氢化合物在宇宙中是普遍存在的,地球内部本来就有许多碳,其中一部分自然地也是以碳氢化合物的形式存在的。戈尔德认为,石油在45亿年前以化合物分子的形式封闭在地核之中,随着时间的推移,这些化合物分子被岩浆等液体携带到地底浅层,并给微生物群落的繁衍生息创造了条件,这也就解释了为什么在石油中往往会出现生物化石的痕迹。因此,石油是由板块构造力,而非生物遗骸的分解产生的。
为了证明自己假设的正确性,戈尔德和同事史蒂芬·索特尔还绘制了一幅世界产油区与历史地震活动区域的地图。从这幅图中可以看出,许多石油产区,如墨西哥、波斯湾、东南亚等国家和地区都位于主要的地震带上,这从侧面证明了戈尔德假说的正确性。
这个观点一经提出,就受到了地质学家、生物化学家、地球化学家的联合指责,但是戈尔德却不打算放弃自己的观点,他相信,也许不久的将来,这将被证实是石油的真正成因。
戈尔德给科学界带来了太多的震惊,以至于当他去世时,与他共事过的人们都表示,“他将被所有人铭记,因为他敏锐的洞察力以及颠覆传统的创意”。他是一位漫步在科学世界的无畏假设者,他的特别,只源于他对科学最执著的探寻。