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宇宙的起源

虽然起源问题无法直接用科学的方法重演，但科学家们仍在观察、推理的基础上对宇宙 的起源提出各种假说。现在，大爆炸论被广泛地接受。李志航博士在《科学对基督教的挑战》 1和梁斐生博士在《真金不怕洪炉火》2两本书中 对此都有引人入胜的论述。

十九世纪三十年代初期，德国医生奥伯斯（Olbers）从一个简单的观察中提出宇宙不是处于衡定状态的假说。大家都知道星与星之间的夜空是完全黑暗无光的。

奥伯斯首先想到， 这说明宇宙中星球的数目是有限的，不能使宇宙的每个角落都发光。其次他假设，由于星球之间的万有引力，星球之间的距离会越来越小；或者由于什么尚不清楚的原因，万有引力会被抵消，使星球间的距离不断加大，即宇宙可能在膨胀。但这种假说未引起当时科学界的注意。

本世纪二十年代，美国天文学家观察到了红移现象（red shift）。他们发现距地球很远的星球或星系射到地球的光比离地球近的星的星光弱而且较偏红色，即偏向可见光中的长波光谱。

在声学上有一种现象叫做多普勒转移（Doppler Shift）：当一个运动物体接近我 们时，我们收到的它的声波频率偏高；当它远离我们而去时，我们收到的它的声波则偏向低频。一个最常见的例子是，当火车驶进站时，站在月台上的人听到它的鸣笛十分高亢；当它离站驶去时，笛声则变得低沉。因此天文学家们把红移现象解释为：远处射出红光的星球正在以高速度远离地球。

几年后，爱因斯坦于一九一七年发表了著名的普遍相对论，震动了科学界。一些科学家 发现相对论的公式包含有宇宙不恒定的结论。但爱因斯坦不同意此见解，他当时以为自己的 计算有误差，于是在方程式中又加进一个常数，以抵消宇宙有不断澎涨或收缩的可能性。

一九三一年，美国天文学家哈博（Edwin Hubble）用当代最大的二百寸天文望远镜惊奇地发现在银河系外还有千千万万个天河系，而且这些天河系明显地不断迅速向外扩张。在事 实面前，爱因斯坦承认他在相对论公式中所加的宇宙常数是他一生中最大的失误。尽管他感到有些刺激，并认为不尽合理，仍勉强地接受了“宇宙有个原始的必须性”的假说。由于理论和观察都提供了充分的证据，此后科学界再不怀疑宇宙确实是在膨胀了。

基于宇宙在不断澎涨的事实，早在四十年代，旅美俄裔物理学家伽莫（George Gamow） 等科学家就预测说，只有一个从近於无限高温迅速冷却的宇宙，才能合理解释质子和中子的 融合，以致产生今天这个含73%的氢、24%的氦、和3%的重元素的宇宙；如果宇宙是由大爆炸 产生的，在整个宇宙都可以测量到绝对温度-273oC以上约五度的微光3 。只是，他们的预测 并未引起应有的重视。当时，一般实验室没有足够精密的仪器在如此低温下来侦测这种微波。

一九六四年，美国电讯公司的贝尔（Bell）研究所的两位科学家彭兹雅（Arno Penzias） 和威尔逊（Robert Wilson）用一种敏感的天线装置测量银河系的电波时，记录到很多杂音。 他们一直以为天线有毛病。但天线经过彻底检查、确保无误后，这些杂音仍然存在，而且从各个方向测量的结果完全一样。这种杂音的强度所代表的温度是-270oC左右。

与此同时，以狄克（R. Dicke）为首的美国普林斯顿大学的一群物理学家也在寻找太空微波。他们理论计算的结果是，如果宇宙是由大爆炸而来，其遗留的爆炸微波所代表的温度 应是-263oC左右。有趣的是，这两个研究小组并不相通，而且他们都不知道伽莫等人在1948 年所作的计算。

一个偶然的机会，他们得知了彼此的研究情况，并认为彭兹雅和威尔逊接收到的杂音正是大爆炸后余留至今的微波幅射！当他们的研究结果在天文物理学报上发表后， 引起强烈震动。

其他科学家随后所从事的观测和计算，也完全一样。由于这一震惊世界的发 现，彭兹雅等获得1978年诺贝尔奖。美国太空总署发布的宇宙背景探测卫星(COBE)在大气层 以上测得的数据表明，宇宙是一个完全的幅射体，与大爆炸论相符。

此外，根据大爆炸理论，宇宙中最先形成的元素是原子量小于7的元素，主要是氢和氦。 氢和氦在宇宙中的比例的理论推算与现今在宇宙中测定的是吻合的。二十年来，物理学家用 核子加速器研究不同核子、粒子高速碰撞的结果，用以推测宇宙形成过程中不同核子的比例， 其推测结果也与今天实际观测的比例一致。

大爆炸理论是否符合客观实际，需要进一步被检验；宇宙是否有百亿年的历史，也值得 商榷；该理论在细节上也存在不少问题。但因它合理地解释了宇宙的膨胀，找到了大爆炸的 直接证据；加之，按此理论推算的结论和在加速器中得到的数据，大都与在宇宙中观测的实 际情况相符。因此，大爆炸理论已成为现今被广泛接受的理论。