《物理的故事——在悖论中前行》
第58节

作者: 江湖小片
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  但是问题来了,宇宙中含量最多的元素是氢,其次是氦,氦元素大约占这个宇宙的1/4。如果这些元素都是由“爆炸”产生,并在恒星中“燃烧”得到的,根据霍伊尔通过推算,那么现在的夜晚也会比白天还要亮(几乎所有的书上都是这样说,但是我认为应该是白天和黑夜一样亮)。这又是爆炸理论的一个大BUG!
  所以,霍伊尔也提出了另一种宇宙模型—稳恒态宇宙。稳恒态宇宙认为宇宙在空间上是均匀的面貌也不会被岁月侵蚀,但是有个硬伤,怎么解释星系正在远离而导致平均密度下降呢?霍伊尔巧妙地回答了这点:星系在远离时,会有新的物质不断的产生出来,正好弥补了因为密度变稀的问题,至于这个新物质是什么,霍伊尔也没有答案。
  1946年,爆炸理论的绝对信徒伽莫夫另辟蹊径,他提出了一个新的氦元素来源—“爆炸”:宇宙起源于一次爆炸,在爆炸以后的万分之一秒,宇宙的温度超过1万亿度,在这样的高温条件下,物质能以光子、中子、质子等一些基本粒子存在。随后温度下降,大约到“爆炸”的100秒,极不稳定的中子大部分都找到了伴侣—质子,形成氦原子核,当中子全部没了之后,还剩下的质子就是氢原子核。所以氢原子与氦原子是在这次爆炸中产生的,而其他的原子是在恒星内部产生。

  经过两年研究伽莫夫和他的助手拉尔夫阿尔菲(Alpher,1921—2007)得出以上理论。此外,伽莫夫凭借优秀的口才成功的说服了贝特在题为《化学元素起源》的论文中署名,不为别的,只为他们的姓氏的首字母正好是希腊语中的α、β、γ—发音也很相似,所以这个假说也叫“αβγ假说”。“ 宇宙大爆炸”理论正是被提出了。
  到此时,基本上人类对宇宙起源已经确立了两种态度:爆炸说和稳恒态说。两种学说相互对立、争论,而围观者对此也是莫衷一是。为了让人们更深入地了解爆炸说的荒谬,霍伊尔走进了广播电台的采访室,由于这期节目是事先预告的,所以听众甚多。1949年,霍伊尔在这次广播采访中直言不讳,他亲口告诉收音机前的听众:“This Big Bang”的想法是多么的荒谬的。他本想用 “Big Bang”来嘲笑一番,没想到一谑成真,“The Big Bang”就成了“大爆炸”理论的专属词汇。但是他却无法用事实推翻“αβγ假说”以及他口中的“The Big Bang”理论,于是他又逆向提出了新的悖论:如果宇宙真的是爆炸的产物,那么肯定还有爆炸的残留物—宇宙微波背景辐射。也就说在爆炸之后,宇宙会慢慢降温,会向外热辐射电磁波,在经历了这么亿年之后,热辐射的温度约为3K(约为零下270摄氏度),但不会消失。

  其实,这就是伽莫夫和他的伙计们一同预言的宇宙微波背景辐射,如果能把宇宙微波背景辐射找到,相信霍伊尔该不会再固执下去了吧?
  二战后,世界在重建,物理学也是如此,虽然爱因斯坦和玻尔还在为量子力学的完备性争论不休,但是量子力学带来了社会的发展也是不容置疑的,同样,当很多精密仪器投入实验的时候,物理学家们也大部分认为:少提理论,多计算。所以也导致很多科学家不太关注最前沿的理论,这往往会带来很多的烦恼。毕竟不是每个人都喜欢看那种烧脑大碟,更何况还要在里面当编剧呢。
  闲言少叙!话说时光荏苒,转眼就到了60年代,美国两位科学家彭齐亚斯(Penzias,1933—)和威尔逊(Wilson,1937—)为了改进卫星通讯,建立高灵敏度的天线。他们在使用中发现有一些噪音存在,根据噪音的频率计算出温度大约是3K。为此他们感到很焦躁,将仪器拆了又装,装了又拆,甚至连天线锅上的鸟粪都清扫的干干净净,然而还是找不出原因所在。在一次吃饭的工夫,彭齐亚斯告诉他的朋友这件诡异的事。他的朋友告诉他,这可能就是普林斯顿大学一个小组正在苦苦寻找的“宇宙微波背景辐射”。众人寻他千百度,我却得来全不费工夫,相彭齐亚斯和威尔逊如释重负。

  当普林斯顿大学的电话铃响起时,负责寻找微波背景辐射的小组组长兴奋地听完了彭齐亚斯的研究结果;当电话重新挂上时,组长显得很落寞,他告诉小组成员:“我们被人抢先了一步”。尔后两支队伍很快会晤,并确定了这个噪声就是背景辐射。时间是1965年,这一年是宇宙学历史上最重要的一年之一。
  后来,他们把这个好消息告诉了勒梅特。勒梅特欣慰的笑了,看来当年他提出的宇宙起源于“没有昨天的那天”是正确的,不过不幸的是,他即将到达生命中“没有明天的那天”。1966年6月20日,勒梅特与世长辞。爆炸理论由当初的荒诞到如今成为社会热点,正是印证了当时地球美国另一边由七亿多人共同喊的一个口号:“人有多大胆、地有多大产!”
  此时,霍伊尔或许显得有些哑然。不过上帝已经原谅他的任性,并允许他继续任性下去。这正是物理学的魅力所在—在辩证中求生存,很多支持大爆炸的人都认为是霍伊尔给了他最初的灵感,而那些号称最美最正确的理论宛如皇帝的新装,不过自娱自乐而已。
  霍伊尔又告诉宇宙大爆炸一个致命的问题:无法现象如此之大的宇宙集中在一“点”上,除非能证明这个“点”可以存在。
  广义相对论最大的好处是当我们讨论新宇宙时不必再回到亚里士多德时代或者牛顿时代,而直接回到爱因斯坦时代即可。
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