秦瞳 | 只聽「砰」的一聲，宇宙就大爆炸了
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宇宙大爆炸，英文Big Bang，在某些地方被稱為「宇宙大霹靂」，其實怎麼譯都對，因為英文原意就是「砰！」。
這個名字是英國天文學家弗雷德·霍伊爾給起的，有意思的是，他不相信宇宙大爆炸，他起這個名字本意是挖苦。1949年3月，在BBC的一次廣播節目中，他把這個理論戲稱為Big Bang理論，特別形象，大家都樂了，連他的對手也喜歡這個說法，從此延用。
那麼時空到底是怎麼來的？人類有了思考能力之後，就開始開腦洞。
中國人說，「天地混沌如雞子，盤古生其中，萬八千歲，天地開闢，陽清為天，陰濁為地」。
《舊約：創世紀》里的記載是，「起初神創造天地，地是空虛混沌，淵面黑暗，神的靈運行在水面上。」
公元前1200年印度的《梨俱吠陀》說，「那時，既沒有『無』，也沒有『有』，既沒有空界，也沒有空之外的天界。」
各種文明都認為在萬物之初，是一片虛無，什麼都沒有。這就留下一個的問題，從虛無到萬物，是怎麼發生的呢？
不妨先來看看宇宙是怎麼回事。
古希臘哲學家解釋說宇宙是一個天球，以地球為中心排列，這就是托勒密地心體系，雖然在今天的知識體系下，這個解釋充滿原始性，但是裡面的科學精神卻讓人肅然起敬。
托勒密是公元100年代的希臘天文學家，他寫了一本《天文學大成》，一共十三卷，包羅萬象：確定一年的持續時間、給出日月蝕的計算方法、甚至還涉及到了光的折射定律，其中孤立性地描述了以地球為中心的宇宙的樣子。
自然科學在西方文明中開枝散葉，並非一夕之功，科學、尤其是科學精神的傳承其來有自。
這本書從誕生起就是天文學的標準教材，一直持續了1500多年，16世紀的時候，哥白尼表示了不同意見，他認為地球在宇宙之中沒有特殊地位，但是宇宙得有個中心啊，出於時代局限性，他把宇宙的中心歸於太陽。
哥白尼是個七巧玲瓏之人，他一生風風光光，在各個領域都吃得開，雖然他質疑「地心說」，但是教宗和主教們都是他的粉絲，有人勸他把自己的學說公佈於眾，他擔心動搖了宗教神學的理論基礎，而遲遲不肯動筆。終於在晚年，寫就了《天體運行論》一書，據說哥白尼臨死的時候不肯閉眼，家人把書拿到床邊，他手按封面安然離世。
臨近17世紀末期的時候，一枚蘋果掉了下來，英國物理學家艾薩克·牛頓發現了引力，進一步闡明宇宙之間的普遍性，不管是蘋果落地，還是行星之間的運動，都是引力作用的結果。
雖然晚年的時候，牛頓放在上帝那裡的時間，遠比放在數學和物理上多，但是他依然被認為是人類最偉大的科學家，他的萬有引力和三大運動定律，奠定了之後力學和天文學的基礎。
2005年的時候英國皇家學會搞了一次「誰是科學史上最有影響力的人」的民意調查，科學家和網民們積極投票，最後牛頓力壓愛因斯坦奪冠，因為愛因斯坦的晚年主要用來扯科學的後腿，比牛頓也好不到哪裡去。
現在我們知道，引力是宇宙大爆炸產生的四個基本力之一，但是退到17世紀，當有人問引力是怎麼出現的時候，牛頓也只能聳一聳肩：可能是上帝他老人家創造的吧。
在牛頓的時代，大家依然認為宇宙是穩定的，是有限的。
真的是這樣嗎？
轉眼到了20世紀20年代，美國的天文學家埃德溫·哈勃（1889—1953）在參加完一戰之後，決心投身於自己最愛的天文專業。他接受了加州威爾遜山天文台的聘用，在那裡操作一台巨型望遠鏡，他的企圖心很浪漫，他要繪製宇宙全景。
埃德溫?哈勃和發現宇宙膨脹所用的100英寸望遠鏡，1924年
在他的觀察過程中，哈勃發現了一個非常奇特的現象：宇宙是不穩定的，宇宙中大多數遙遠的天體似乎正在發生紅移（red-shifed），也就是說，它們正在離地球遠去。
哈勃把對這些天體的運動評估和它們的距離估算結合在一起，發現了一個規律，那就是天體離得越遠，紅移就越大，換言之，天體似乎在以更快的速度遠離我們。
這意味著什麼呢？這意味著，宇宙正在擴張，就好像手榴彈爆炸產生的碎片一樣。
如果哈勃的觀察是正確的，那麼宇宙就是有歷史的，它有過去，有未來，也就會有消亡的那個時刻，宇宙學也會因此變成一門歷史性學科。
哈勃的觀察結果第一個震驚到的人是愛因斯坦，因為他剛剛發表了廣義相對論沒幾年。他為了迴避不穩定宇宙的可能性，甚至修改了自己的理論，宣稱存在一種平衡引力的新類型的力（這種力歪打正著地引向了我們現在說的暗物質）。
牛頓的宇宙是龐大而穩定的，哈勃的宇宙最初很小，之後不斷膨脹，直到變得異常巨大。這就讓我們的大腦非常辛苦，因為按照哈勃的觀察結果，我們無法想像宇宙的形態，千萬不要以為宇宙存在一個核心，或者邊緣，它根本沒有。
對哈勃紅移現象的解釋，一時之間出現很多理論，宇宙大爆炸只是其中的一個。
1927年的時候，比利時人喬治·勒梅特，在第一次世界大戰之後，卸甲歸田，成為了一名神父，之後他回到魯汶大學教授天體物理學，閑著沒事的時候，他研究愛因斯坦的廣義相對論，發表了場方程的一個重要解，由此指出宇宙是膨脹的，是在距今大約137億年前，起源於一個密度極大、溫度極高的「原始原子」的爆炸。
在差不多的時候，俄國數學家弗里德曼也發表了同樣的結果，但是他們彼此之間並不知道對方的工作，可以說不約而同，他們提出了「宇宙大爆炸」理論。
1931年，英國天文學家將勒梅特的論文譯成英文發表，很快引起了轟動。
在天文學家看來，這絕對是一個令人震驚的結論，勒梅特和弗里德曼描述的宇宙發端於無法想像的一小束能量。這個結果太瘋狂了，好幾十年大家都無法接受，難道上帝沒事在放炮仗嗎？
到了1949年的時候，我們開頭提到的霍伊爾先生開玩笑地把勒梅特理論稱為「砰理論」，於是我們就有了「宇宙大爆炸」這個術語。
弗雷德·霍伊爾之所以要開這個玩笑，是因為他自己堅持「宇宙穩態」理論，也是當時「宇宙大爆炸」理論的主要對手。
穩態理論宣稱，儘管宇宙一直在擴張，不過新物質和新能量不斷產生的速度抵消了擴展的速度，最終的結果就是，從宏觀來看，現在的宇宙跟過去沒什麼差別。
兩種理論都對哈勃發現的紅移現象做出了解釋，但是「穩態」理論明顯更符合人們對宇宙一貫的認知，於是，一直到20世紀60年代，宇宙起源於一次大爆炸的觀念依舊不過是一種假說罷了。
那麼，之後發生了什麼，讓宇宙大爆炸理論成為現在被普遍接受的理論呢？
1964年的時候，答案出現了。
天文學家阿爾諾·彭齊亞斯，和羅伯特·威爾遜，他們在新澤西的貝爾電話實驗室工作，兩個人的主要工作是為衛星傳輸建造一種超敏感的接收器。為了改善設計的號角式天線，他們試圖消除所有的背景信號。結果他們發現背景里總是有一個非常奇怪的噪音，很微小，但是持續存在，異常均勻，最恐怖的是，根本無法清除它。
一開始兩個人覺得可能自己的設備出現了問題，就爬到天線上去清理鳥糞，但是就算把天線擦得鋥亮，神秘的噪音依然存在。
好在不遠處就是普林斯頓，愛因斯坦不在了可以找別人，物理學教授羅伯特·迪克（1916-1997）接待了他們，在分析完兩位天文學家的觀測之後，迪克教授難掩興奮之情，因為他一直在研究「宇宙大爆炸」理論，根據他的預測，大爆炸產生的時候遺留下來一種能量輻射，可以確定，這個噪音就是宇宙大爆炸產生的古老能量的吉光片羽。
彭齊亞斯和威爾遜發現的這個噪音，極度微弱，它的能量相當於零下270攝氏度，這非常接近迪克教授預測到的能級。更讓人激動得是，它呈現背景輻射性，也就是說它來自宇宙四面八方，雖然很微弱，但是它在每一個角落都具有幾乎相同的密度，可見它的能量其實是非常龐大的。
根據WMAP對宇宙微波背景輻射的觀測所繪製的圖像
宇宙背景輻射一經被發現，「宇宙穩態」理論就敗下陣來，因為它無法解釋這種能量的來源，而「宇宙大爆炸」理論不僅完美地解釋了它的來龍去脈，還在其未被發現時，就已經預測到了它的存在。
至此「宇宙大爆炸」被大多數天文學家所接受，它不再是一種假說，而幾乎可以被認定為一種確定的理論。
Big Bang 這個名詞之父弗雷德·霍伊爾，雖然被打臉，但是在對真理的探索過程中，任何一點點進步都是各種科學理論與科學家絞力而成，其中的質疑、叩問與鞭策都是一種成全。
宇宙起源於一次大爆炸，之後才有了星雲、恆星、元素和生命，有過了好久，才有了我們人類。所有這一切複雜的開始卻是無比簡單清晰，只聽「砰」的一聲，一切都不同了。
值班主編 | 曲飛 值班編輯 | 小窗 主播 | 水滴
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