直至今天,在许多科学家的心中,仍然保持这样的图景 。然而,1915年爱因斯坦提出他的革命性的广义相对论 。在该理论中,空间和时间不再是绝对的,不再是事件的固定背景 。相反地,它们是动力量,宇宙中的物质和能量确定其形状 。它们只有在宇宙之中才能够定义 。这样谈论宇宙开端之前的时间是毫无意义的 。这有点儿像去寻找比南极还南的一点没有意义一样 。它是没有定义的 。
实证主义方法研宇宙问题
我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入
如果宇宙随时间本质上不变,正如20世纪20年代之前一般认为的那样,就没有理由阻止在过去任意早的时刻定义时间 。人们总可以将历史往更早的时刻延展,在这个意义上,任何所谓的宇宙开端都是人为的 。于是,情形可以是这样,这个宇宙是去年创生的,但是所有记忆和物理证据都显得它要古老得多 。这就产生了有关存在意义的高深哲学问题 。我将采用所谓的实证主义方法来对付这些问题 。在这个方法中,其思想是,我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入 。人们不能询问这个模型是否代表实在,只能问它能否行得通 。首先,如果按照一个简单而优雅的模型可以解释大量的观测;其次,如果这个模型作出可能被观察检验,也可能被证伪的明确预言,这个模型即是一个好模型 。
根据实证主义方法,人们可以比较宇宙的两个模型 。第一个模型,宇宙是去年创生的,而另一个是宇宙已经存在了远为长久的时间 。一对孪生子在比一年前更早的时刻诞生,已经存在了久于一年的宇宙的模型能够解释像孪生子这样的事物 。
哈勃发现星系飞离我们
恒星并非均匀地分布于整个空间
另一方面,宇宙去年创生的模型不能解释这类事件,因此第二个模型更好 。人们不能诘问宇宙是否在一年前确实存在过,或者仅仅显得是那样 。在实证主义的方法中,它们没有区别 。
在一个不变的宇宙中,不存在一个自然的起始之点 。然而,20世纪20年代当埃德温.哈勃在威尔逊山上开始利用100英寸的望远镜进行观测时,情形发生了根本的改变 。哈勃发现,恒星并非均匀地分布于整个空间,而是大量地聚集在称为星系的集团之中 。
哈勃测量来自星系的光,进而能够确定它们的速度 。他预料向我们飞来的星系和离我们飞去的星系一样多 。这是在一个随时间不变的宇宙中应有的 。但是令哈勃惊讶的是,他发现几乎所有的星系都飞离我们而去 。此外,星系离开我们越远,则飞离得越快 。宇宙不随时间不变,不像原先所有人以为的那样 。它正在膨胀 。星系之间的距离随时间而增大 。
最重要发现:宇宙在膨胀
宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一
宇宙膨胀是20世纪或者任何世纪最重要的智力发现之一 。它转变了宇宙是否有一个开端的争论 。如果星系现在正分开运动,那么,它们在过去一定更加靠近 。如果它们过去的速度一直不变,则大约150亿年之前,所有星系应该一个落在另一个上 。这个时刻是宇宙的开端吗?
许多科学家仍然不喜欢宇宙具有开端 。因为这似乎意味着物理学崩溃了 。人们就不得不去求助于外界的作用,为方便起见,可以把它称作上帝,去确定宇宙如何起始 。因此他们提出一些理论 。在这些理论中,宇宙此刻正在膨胀,但是没有开端 。其中之一便是邦迪、高尔德和霍伊尔于1948年提出的稳恒态理论 。
在稳恒态理论中,其思想是,随着星系离开,由假设中的在整个空间连续创生的物质形成新的星系 。宇宙会永远存在,而且在所有时间中都显得一样 。这最后的性质从实证主义的观点来看,作为一个可以用观测来检验的明确预言,具有巨大的优点 。在马丁.莱尔领导下的剑桥射电观测天文小组,在20世纪60年代早期对弱射电源进行了调查 。这些源在天空分布得相当均匀,表明大部分源位于银河系之外 。平均而言,较弱的源离得较远 。
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