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神秘莫測的宇宙

神秘莫測的宇宙

神秘莫測的宇宙

不過才一百年前,科學家們還相信我們的銀河系就是整個宇宙。可是,到了20世紀,天文學、物理學和科技都有很大的進步,科學家發現宇宙實在大得驚人,有些發現甚至令人感到自己很渺小。例如,近幾十年,天文學家才發現宇宙有超過百分之90的物質和能量都是他們不了解的。還有,這些發現使科學家們開始質疑他們以前信以為真的基本物理原理。當然,他們提出的質疑也不算是什麼新鮮事了。

舉例說,到了19世紀末,物理學家觀察到光的速度有些奇怪的現象。他們發現,當一個人觀察光速時,光移動的速度都是一樣的,不會因為觀察者移動的速度而改變。不過,這聽起來不合邏輯!1905年,愛因斯坦就在他發表的狹義相對論中解決了這個問題,這個理論指出,距離(長度)、時間和質量都不是絕對的,而是相對的。後來,他在1907年突然閃過一個靈感,他說這個靈感是他「一生中最快樂的一個念頭」,之後他就著手建立他的廣義相對論,這個理論後來在1916年發表。愛因斯坦這個革命性的理論指出重力、時間和空間是彼此有關聯的,這修改了牛頓的物理學理論。

宇宙不斷擴大

愛因斯坦根據當時已知的證據,認為宇宙是靜止的,沒有擴大,也沒有收縮。可是,在1929年,美國天文學家哈勃提出一些證據,證明宇宙正在擴大。

哈勃也解釋了一些天文學家長久以來的疑惑。有些天文學家觀察夜間的天象,發現天上有些很渾沌、會發亮的雲團,就把這些雲團稱為星雲,因為這些星雲看來像一團團雲霧狀的氣體。這個發現引起了一個問題,也是一百年前英國的天文學家威廉·赫歇耳(1738年-1822年)提出的:「到底這些星雲是在我們銀河系的裡面還是外面呢?」

當哈勃第一次計算他觀察到的其中一個星雲,就是仙女座大星雲跟地球的距離時,得出了一個結論,這個星雲其實是一個星系,距離地球有一百萬光年,比銀河系的邊緣還遠,因為銀河系的直徑「只有」10萬光年而已。哈勃又計算地球跟其他星雲的距離,就發現宇宙非常巨大,他的發現對天文學和宇宙學產生了重大的影響。 *

不久之後,哈勃觀察到宇宙正在擴大,因為他留意到有些遙遠的星系不斷後退,遠離地球,而且星系離地球越遠,後退的速度就越快。這些觀察的結果顯示,宇宙一天比一天還大。哈勃在1929年發表了他的創新發現,為「大爆炸論」鋪路,這個理論說大約130億年前,宇宙有過一次威力很大的爆炸,根據「大爆炸論」,這就是宇宙的開始。但這個理論仍然有很多地方需要解釋。

宇宙擴大的速度有多快?

自從哈勃發表他的理論後,天文學家設法準確地量度宇宙擴大的速度,稱之為「哈勃常數」。為什麼「哈勃常數」這麼重要呢?要是天文學家能夠計算出宇宙擴大的速度有多快,就可以用這個數值測出宇宙的年齡。此外,宇宙擴大的速度也許會大大影響宇宙的命運。為什麼呢?根據科學家的推測,如果宇宙擴大的速度太慢,星系之間的重力牽引可能會比宇宙擴大的速度還大,結果,宇宙的膨脹會逆轉為收縮,最終形成「大坍縮」!但如果宇宙擴大的速度太快,整個宇宙就可能會不斷擴大,最後就完全解體了。

雖然科學家計算出的精確數值,可以解答一些關於宇宙的疑問,但同時卻產生了其他的問題。這些問題令人質疑,我們目前對宇宙的物質和基本力量的理解是否真的正確。

暗能量和暗物質

1998年,研究人員分析一類特別的超新星爆炸的亮度,這些超新星是由恆星爆炸之後形成的。 *研究人員發現宇宙其實正在加速擴大!起初,科學家都對這個發現半信半疑,但證據越來越多,令他們不得不相信。當然他們想知道究竟是什麼力量使宇宙加速擴大。他們觀察到一點,就是這種力量的作用看來是跟地心引力相反的,還有,這個力量無法以目前所知的理論來解釋。因此,這個神秘的力量被稱為「暗能量」,而百分之75的宇宙可能都是由暗能量組成的。

科學家不止發現了暗能量這種奇怪的東西,還有,早在20世紀80年代,天文學家研究不同的星系時還發現了另一種奇怪的東西。這些星系,包括我們的銀河系都旋轉得太快,遠超過星系所能負荷的程度,不過,看來有某種物質的重力作用使星系不至於解體。究竟這種神秘的物質是什麼呢?科學家們也不知道,他們稱這種物質為「暗物質」,因為這種物質不會吸收、發出或反射出可以讓人偵測到的電磁輻射。 *究竟宇宙中有多少暗物質呢?數據顯示,宇宙是由百分之22或更多的暗物質組成的。

試想想:根據目前的估計,普通物質大約佔整個宇宙的質量的百分之4,而其他部分是由暗能量和暗物質這兩種神秘的東西組成的。所以,百分之96的宇宙仍然是神秘莫測的! *

永遠也探索不盡

科學家總是不停地提出問題,想找到答案,但找到答案之後,又會產生更多的疑問。這使人想起一句意味深長的話,記載在聖經的傳道書3:11,經文說:「上帝所做的一切,各自在適當的時候顯得美好。他把永恆的意識放在世人心裡,這樣,上帝自始至終的作為,人永遠也探索不盡。

當然,現在我們能夠吸收的知識很有限,因為人的壽命很短,而且目前的知識大都是基於推測,隨時都有可能改變。但在未來,情況就不一樣了,因為上帝定意要讓崇拜他的人在地上的樂園裡享永生,到時人就有無盡的生命,可以深入研究上帝創造的萬物,吸收真確的知識。(詩篇37:11,29;路加福音23:43

有些人預測,有一天宇宙會被毀滅,但我們不必恐懼。畢竟,科學家對於宇宙的認識也不過是皮毛而已,但創造主對他所造的一切卻瞭如指掌。(啟示錄4:11

[腳注]

^ 7段 天文學就是研究外太空的物體和物質。宇宙學是天文學的分支,根據《世界圖書百科全書》(英語)說:「宇宙學是研究宇宙的結構和發展以及在宇宙中運轉的力量。……宇宙學家嘗試解釋宇宙是怎樣產生的、發展的過程是怎麼樣、之後又會有什麼改變。」

^ 13段 這些由恆星爆炸之後形成的星星,被稱為1a型超新星,而這類星星的爆炸亮度就好像十億個太陽同時發出的亮度。天文學家就是以這類特別的超新星作為測量的標準。

^ 14段 暗物質的理論早在20世紀30年代就有人提出來,直到20世紀80年代才被證實。今天天文學家怎樣測量一個星系團有多少暗物質呢?由於暗物質可以折射從遠處傳來的光線,藉著觀察光線的折射,就可以測量暗物質的存在。

^ 15段 2009年被定為「國際天文年」,這是為了紀念伽利略首次用望遠鏡進行天文觀測四百周年。

[第17頁的附欄]

舉目望天,自覺渺小

上帝古代的僕人舉目望天,觀察清朗的夜空,就對上帝心生敬畏,於是寫下了一篇很美的詩歌。詩篇8:3,4說:「我看見你指頭所造的天,目睹你陳設的月亮星辰,就想道:凡人算什麼,你竟惦記他?世人算什麼,你竟眷顧他?」這位詩篇執筆者既沒有天文望遠鏡,也沒有高科技的攝影機,他只用肉眼觀察夜空,就對上帝產生了敬畏之心。那麼,更何況我們呢?

[第18頁的圖解]

(排版後的式樣,見出版物)

74% 暗能量

22% 暗物質

4% 普通物質

[第16頁的圖片鳴謝]

背景照片:Based on NASA photo

[第18頁的圖片鳴謝]

背景照片:Based on NASA photo