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警醒!1999年
《警》99 6/22 3-5頁

宇宙真的有開始嗎?

古往今來,許多人凝望星光燦爛的夜空時,都禁不住要衷心讚美。宇宙浩瀚深廣、絢麗無倫,教人讚嘆之餘,又無限神往。這一切應該歸功於誰呢?宇宙是怎樣產生的?它一直都存在,還是有開始的呢?

天文學教授戴維·布洛克寫道:「一直以來,科學家都不大願意相信,宇宙是有起源而不是一直都存在的。」不過,近數十年來發現的證據,令許多研究宇宙的人都改變初衷,承認宇宙真的有開端。據1997年的《美國新聞與世界報導》指出,「目前,差不多所有天體物理學家都一致認為,起初有一場猛烈的爆炸,使物質朝四面八方擴散開去,結果形成了目前的宇宙」。

對於這個一般人都接納的結論,哥倫比亞大學的天文學兼地質學教授羅伯特·賈斯特羅有以下的評論:「沒多少個天文學家會料到,『宇宙突然產生』的觀念竟然會成為有證有據的科學事實。但是,人只要用望遠鏡觀測太空,就不得不作出這個結論。」

「宇宙突然產生」這個說法,真的是「有證有據的科學事實」嗎?讓我們考慮一下有關方面的歷史發展,好了解事情的來龍去脈。

證明宇宙有起源的證據

1916年,愛因斯坦發表了廣義相對論。廣義相對論暗示,宇宙要不是不斷在膨脹,就是不斷在收縮。不過,這種說法卻跟當時一般人的想法大有出入。那時候,人們都認為宇宙是恆穩不變的,就是愛因斯坦自己也沒有例外。因此,愛因斯坦對廣義相對論作出了修正。他在計算中加上所謂的「宇宙常數」,好使自己的理論跟人們的看法協調一致。

可是,在20年代蒐集到的證據令愛因斯坦也禁不住要承認,修正廣義相對論是他「一生中所犯過的最大錯誤」。當時,人們用加利福尼亞州威爾遜山上一台口徑達254厘米的巨型望遠鏡作過多次觀測後,證明宇宙確實正不斷向外膨脹!

從前,人即使用最大型的望遠鏡觀測太空,也只能辨認出地球所處的銀河系裡的個別星體。無可否認,觀測者早就留意到有些發出朦朧的光稱為星雲的天體,但他們都以為,這些呈旋渦狀的氣體物質是在銀河系的範圍以內的。不過,當埃德溫·哈勃用威爾遜山上強有力的望遠鏡觀測星雲時,他卻看到了星雲裡的一顆顆星。最後,這些光線朦朧的天體被鑑定為是一些像銀河系一般的星系。事實上,據目前估計,宇宙有500億到1250億個星系,而每個星系都由億萬顆星所組成!

20年代後期,哈勃又發現星系一律都在退行(遠離銀河系而去);星系跟地球的距離越大,退行的速度就越高。天文學家是利用攝譜儀來決定星系的退行速度的。攝譜儀內的稜鏡把從遙遠天體而來的光加以折射,分離出組成光的各種顏色,從而形成光譜。

如果星系正遠離地球而去,星系的光譜線就會向紅色端位移,這種現象稱為紅移。相反,星系要是越來越接近地球,光譜線就會藍移。值得注意的是,除了鄰近幾個星系外,所有已知星系的光譜都屬於紅移一類。因此,科學家斷定宇宙的確正有規律地向外膨脹。至於宇宙膨脹的速度,則只須量量星系的光譜線紅移的程度,就能按照公式計算出來。

科學家知道宇宙正不斷在膨脹後,作出什麼結論呢?一個科學家請人把宇宙膨脹的過程倒過來想想。換句話說,把正在膨脹的宇宙想像為一部電影片子,然後把片子倒過來放,那麼就可以看到宇宙較早時候的模樣。這樣,宇宙就不是在向外膨脹,而是在往內收縮了。最後,宇宙收縮成為一點,也就是宇宙的起點。

1993年,赫赫有名的物理學家斯蒂芬·霍金出版了一本書,叫做《黑洞、發展中的宇宙及其他論文》。霍金在書中下了這麼一個結論:「憑已知的科學知識,人可以預料宇宙必然是有開始的。」

不過,幾年前,許多人都不相信宇宙真的有個起源。例如,對於宇宙由一場「大爆炸」產生的說法,著名科學家弗雷德·霍伊爾就不以為然。霍伊爾的論據之一是,如果宇宙真的有這麼一個轟烈的肇始,科學家理應可以從宇宙某些角落找到丁點兒證據,也就是說,他們該可以在太空中看到大爆炸的餘輝,找著若干遺留下來的輻射。那麼,搜索這些背景輻射的結果顯示什麼呢?

據1998年3月8日的《紐約時報》報導,大約在1965年,「天文學家阿爾諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發現,背景輻射(即大爆炸的遺跡)瀰漫著整個宇宙,而且分布得均均勻勻」。文章還說:「[大爆炸]學說看來可以確立了。」

可是,在往後的日子,有些科學家卻質疑實驗的結果。他們說,大爆炸宇宙模型要是正確無誤,人們探測到的輻射信號為什麼一直絲毫沒改變過呢?在宇宙誕生時,宇宙某些區域的溫度一定要較低,密度則較高,物質才能凝聚起來成為星系。但是,彭齊亞斯和威爾遜在地球表面 所做的實驗,卻沒顯示輻射有這種不規則的情況。

因此,1989年11月,美國國家航空和航天局把一顆叫做「宇宙背景探索號」的衛星發射到外太空去。科學家認為這顆衛星所發現的事確實意義重大。布洛克教授解釋說:「在衛星上的差動式微波輻射計所錄得的波紋,就是由億萬年前促使星系形成、宇宙誕生的同一股巨大波動所造成的。」

證據顯示什麼

人可以從宇宙有起源這件事推斷出什麼來呢?羅伯特·賈斯特羅說:「人也許可以把宇宙的起源歸功於一場大爆炸,不過,你要是把它稱為創世的一刻,也不算是言過其實。」曾一同發現宇宙背景輻射的天文學家之一的彭齊亞斯評論:「研究天文學的人接觸到一件獨一無二的事:起初什麼都沒有,然後宇宙就突然出現了。」負責「宇宙背景探索號」探索計劃的組長喬治·斯穆特說:「我們所發現的事,正好證明宇宙是有起源的。」

如果宇宙有開始或誕生的一刻,那麼宇宙就必然有一位創造者。這個結論你認為合理嗎?許多人都認為這是合情合理的。對於「宇宙背景探索號」的發現,斯穆特說:「我們彷彿在窺探上帝。」

坦白說,即使科學家近數十年來找不著有關的科學證據,世上千百萬人早就對聖經開宗明義所說的一句話深信不疑。這節經文說:「起初,上帝創造天地。」——創世記1:1。

可是,人不一定都樂意認同聖經這節言簡意賅的經文的。物理學家斯蒂芬·霍金說:「以往,對於宇宙有起源、有誕生的一刻這個說法,許多科學家都不表歡迎。」邁克爾·貝赫也寫道:「由於科學家不喜歡從這個說法引伸出來的結論,所以他們絞盡腦汁、費盡心機去發掘宇宙起源的其他可能性。」

因此,要考慮的問題是:宇宙是自行產生的嗎?它只是碰巧產生,還是由一個聰慧的創造者創造出來的?接著的文章所提出的證據會對你有啟發作用。

[第4,5頁的圖片]

科學家用威爾遜山上的望遠鏡觀測太空後,看出宇宙是有開始的

[鳴謝]

The Observatories of the Carnegie Institution of Washington

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