宇宙膨胀

 

 

对于宇宙的膨胀，哪是爆炸的中心呢？没有中心。哪是膨胀的中心？没有中心。

 

 

 

我现在想再介绍一个宇宙膨胀。上次我所讲的那几本书里头，包括《相对论百问》以及《爱因斯坦与相对论》，还有《物含妙理总堪寻》都谈到了宇宙的膨胀。对宇宙膨胀其实有很多模糊的不正确的看法。

 

我首先要给大家讲一下，就是在宇宙膨胀之前是没有时间的。大家知道，按照《圣经》上边的解读，就是说我们的万物都是上帝创造的。但是在古时候呢，就有一些人不大信基督教。他就不相信这个。但是又不敢说不相信。因为那可能牵涉到掉脑袋的问题。所以就故意去弄一些怪问题去问这些神父、主教。

 

比如说有的人就假装很天真的问，说上帝在创造宇宙之前他在干吗呢？像这个问题真的很难答，因为你还不能胡说对不对？对于主教来说，这个事情《圣经》里头又没有讲，真的很难答。这时候出了一个神学家叫奥古斯丁。这个人确实有水平。

 

大概是公元400年左右，奥古斯丁说上帝处在时间之外，上帝在创造宇宙的同时创造了时间。没有以前。在创造万物之前根本就没有时间。别问了。这一下把这帮人都给顶回去了。所以现在的宇宙学，也是继承了这个想法。

 

就是时间呢，他虽然说不是上帝创造的啊，就是时间跟万物是同时产生的。并不是先有一个时空，然后在哪炸了。我们通常讲宇宙大爆炸，宇宙学的时候，就设想是有一个空间，好像那儿有一包炸药似的，咣一下炸了。或者那是一个奇点，咣一下炸了然后散开。这个理解是错的。

 

这个时空是跟物质一起。从这个奇点里头产生出来的。时间和空间也是那时候产生出来，然后逐渐张大。就像我的一些书里头，就有这方面的图。但是这些图呢，它也不是我创造的。就是有一些搞相对论专业的，你比如说这张图。《相对论百问》里头，这张图它就是一个错误的观念，认为先有了时空，然后在一个地方有一包东西炸了，然后扩散开。

 

这个不正确，正确的是什么？就是这张图。原来什么都没有，或者是有一个奇点，一下产生出来了。时空这么张大，这是一个解释。另外我们通常都认为，根据哈勃定律描述了宇宙的膨胀，其中最重要的原因就是遥远的那些星系。就是我们银河系之外的遥远的星系一般都会发生红移。离我们越远的红移量越大。

 

所以大家包括哈勃本人，就认为这是一个多普勒效应。这说明越远的星体，逃离我们的速度越快。逃离我们的速度快这是对的，但是这个东西是不是多普勒效应呢？现在广义相对论专家研究了以后，认为它跟多普勒效应还是有区别。

 

什么是多普勒效应呢？多普勒效应是说，有一个空间已经存在了，有一个光源，还有一个观测者。这个光源相对于观测者运动。不管是观测者在运动，还是光源在运动，如果它们远离的话，在空间当中跑的话，那么就会产生红移。迎面而来呢，就会产生蓝移。

 

现在的观点呢，是认为这个观测者和这个星系它们本身在空间的坐标并没有动，它们并没有什么运动的速度。而是这个空间本身在拉大。这几本书里头都有类似的讲这个图。

 

像这个图它就是按照多普勒效应来解释，有一个时空。这儿有一个地球，有一个观测者，这儿有一个光源，光源在逃离地球。所以这是多普勒效应。所以我们看到红移了。

 

但是你很自然你就会想到一点，那我们这儿是宇宙的中心吗？为什么我们看到的都是红移呢？因为如果这边有一个地球的话，它看到的就是蓝移了。因为那光源会朝它过去是不是？但是我们并没有看到哪个蓝移。我们这儿是不是宇宙的中心，就会产生这样的疑问。

 

其实我们这儿不是宇宙的中心。在任何一个星系上边，看到其他的星系呢，都在远离自己。有人用这样一张图来解释宇宙膨胀。说你看这是一个气球，有一个小孩在吹这个气球。气球上边有很多墨水点。每一个墨水点代表一个银河系。代表这样的星系。

 

这个小孩吹气球，这些气球的面积张大了，那么墨水点之间的距离就拉大了，墨水点距离拉大了，那么哪是爆炸的中心呢？没有中心。哪是膨胀的中心？没有中心。你站在任何一个墨水点上，你看到的都是膨胀，都是往外跑，都是红移。

 

所以这个图其实很好。它说明了爆炸是没有中心的。那么我们现在解释红移就是这样的。这是地球。你看这个图上边有坐标格。这个坐标格的位置呢，它们并没有变。但是整个的空间在拉大。所以他就看到红移了。它实际上不是在跑。所以它跟多普勒效应还是有一个差异的。

 

关于红移我还要再补充一点儿。就是说我们看到的周围的星系，基本上都是红移。但是有少量离我们近的星系有蓝移。为什么呢？它是这样的，我们的银河系跟其他临近的一些银河系要有几十个。这些银河系组成一个星系群，或者叫星系团。

 

这些星系团里头，银河系相对在运动，这个是多普勒效应。它们之间的距离在，有时候靠近，有时候拉大。所以我们看到的有红移有蓝移，但是这个星系团本身不再张大了。

 

根据现在的广义相对论的宇宙学，它本身不再胀了。这个星系团跟其他的星系团距离在拉大。所以我们看到的其他的星系团，全部是红移。绝大多数都是红移，都符合哈勃定律。但是只有在这个团里头它是多普勒效应。所以它有蓝移。外头的都不是多普勒效应，其他星系团都不是多普勒效应。