宇宙大爆炸,是科学理论还是仅仅是猜想?
关于宇宙起源这个终极奥秘,宇宙大爆炸理论是目前主流科学界认可的理论,也是相对来讲最完善,证据最多的一个理论。
从科学的本质上来讲,任何科学理论其实都是假设,那么宇宙大爆炸理论也不例外,它也是一个假说。任何科学理论都是建立在假说的基础上,人们通过对周围事物不断观察,总结出一套规律,也就是假说,然后不断验证假说是否正确,是否能在更大的范围内适用。
科学的本质就是假说,假设!
举个通俗的例子。在人们眼里,乌鸦都是黑的,这里就不要抬杠有可能存在白乌鸦了,与我举的例子无关。
人们是如何得出“乌鸦是黑的”这个结论的呢?
很简单,通过对周围的乌鸦不断观察,人们发现一只乌鸦是黑的,两只乌鸦是黑的......,人们发现看到的所有乌鸦都是黑的,自然而言会得出“乌鸦是黑的”这种结论。
事实上,“乌鸦是黑的”就是一种科学,也是假说。观察的结果让人们有理由相信乌鸦是黑的。但是并不能保证“乌鸦是黑的”一定正确,随着人们观察范围不断变大,一旦发现任何一只其他颜色的乌鸦,“乌鸦是黑的”这个假说就被推翻了,从科学上来讲就是“被证伪”了!
或许人们永远也发现不了其他颜色的乌鸦,但理论上讲总是存在其他颜色的乌鸦的可能性。
也就是说,“乌鸦是黑的”永远不可能被最终证实是正确的,但随时有可能被推翻,也就是“被证伪”!
这也意味着,任何科学理论都不可能被最终证实,但随时可能“被证伪”。这也是为什么说科举是“可证伪的”,“不可证伪”就不是科学。比如说“上帝”的概念就是不可证伪的,你不能证明“上帝不存在”,而恰恰是因为不能证明,所以“上帝”在科学概念里是不存在的。
说了这么多,再回过头来看看宇宙大爆炸的前世今生。
20世纪20年代,哈勃通过天文望远镜观察遥远星系的运动情况时,发现遥远的星系的光出现了红移,这说明它们都在远离地球,这也是多普勒效应的直接体现。十年之后,哈勃总结出了著名的哈勃定律。
哈勃的发现表明了我们的宇宙一直在膨胀,而之前人们一直认为宇宙是稳态的,是恒定不变的。爱因斯坦甚至在自己的广义相对论里加入“宇宙常数”来保证宇宙是稳态的。哈勃邀请爱因斯坦亲眼观看了自己的观察结果后,爱因斯坦承认自己犯了最大的错误。
如果宇宙一直在膨胀,那么把时间倒流,宇宙就会一直收缩,最终收缩到无限小的空间里。在哈勃发现了宇宙膨胀之后,大爆炸理论终于确立了。
光谱的红移现象是大爆炸理论的有力证据之一,而哈勃定律更是大爆炸最强大,最有效的支撑。
哈勃定律很简单:Vf = Hc×D,Vf代表被观测天体与观测者远离的速度,Hc代表哈勃常数,D为天体与观测者之间的距离。
哈勃定律的基础是多普勒频移效应,多普勒频移可以体现在很多方面,最常见的是光线和声音。
光线方面就是光谱红移现象。当光线远离观测者时,频率就会变慢,波长变长,光谱的谱线就会朝红色方向偏移,也就是红移现象。反之就会发生蓝移现象。
还有一个证据就是宇宙微波背景辐射,这种辐射是一种电磁辐射,也是“宇宙大爆炸的余晖”。由于是微波,不但人类眼睛看不到,光学望远镜也看不到。只能用微波射电望远镜才能接收到微弱的背景噪音或者发光。
这种背景噪音如今仍旧能被我们接收到。小时候很多家庭里只有黑白电视,信号也不是很好。当没有信号时,电视画面经常会出现雪花状,同时伴有“吱吱”的噪音,这就是宇宙微波带来的影响。
宇宙微波背景辐射被认为是宇宙诞生之后第一缕光,在宇宙不断膨胀的过程中,光线一直被拉伸,波长越来越长,到达地球时就变成了微波。
还有其他证据来证明大爆炸理论,这里就不再一一列举了。
当然,大爆炸理论并不是完美的理论,也有瑕疵。正如文章开头所说,任何理论都不是完美的,随时都可能“被证伪”。
比如说,大爆炸并不能解释那个体积无限小的奇点到底是如何诞生的,为何奇点会突然膨胀?
不过,即便大爆炸理论最终被“证伪”,也并不能说明这个理论毫无价值。人类科学总是在不断突破各种局限性之后一步步发展的,任何时代都有无法突破的局限性,以我们目前的认知水平来看,宇宙大爆炸无疑是最可怕最值得信赖的理论。
不管什么时候,宇宙起源都是一个难解的终极奥秘,或许人类永远也找不到宇宙真正的起源,又或许宇宙根本没有起源,它一直都在那里,无始无终。
但人类总是要去尝试,要去探索,在探索的过程中,会掌握越来越多的证据,让我们接近宇宙的终极奥秘!
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