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為何“大爆炸理論”被認(rèn)為是一種“理論”而非事實(shí)?

2021-05-24 12:59 作者:天文在線  | 我要投稿

部分原因是它(大爆炸理論)目前還不能解釋所有的觀測(cè)數(shù)據(jù)。大爆炸理論能夠比其他主流理論解釋更多的觀測(cè)數(shù)據(jù),但還是存在最終可能必須修改甚至作廢該理論的誤差,假設(shè)未來(lái)的測(cè)量證實(shí)了這些誤差不是源自我們所用的測(cè)量工具所致的話。

大爆炸理論預(yù)言了宇宙中應(yīng)該只存在很少的由大量比氦重的元素組成的紅矮星,因?yàn)榇蠖鄶?shù)這類(lèi)恒星都被認(rèn)為是在大恒星和其他過(guò)程創(chuàng)造出許多更重的元素之前的一段時(shí)間里產(chǎn)生的。根據(jù)我們的測(cè)量,幾乎沒(méi)有任何紅矮星不含此類(lèi)“金屬”元素(重元素),為了從某種程度上解釋這種現(xiàn)象,我們甚至對(duì)該理論做了修改,但即使是改進(jìn)后的紅外望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)也只是證實(shí)了這種差異與基于大爆炸理論的預(yù)測(cè)相距甚遠(yuǎn)。

還有一個(gè)隱藏的假設(shè)是,定義我們宇宙的常數(shù)在歷史上從未改變過(guò)。如果確實(shí)如此,你可能就不能像大爆炸理論現(xiàn)在在做的一樣用哈勃常數(shù)沿時(shí)間線回溯推論宇宙之前的狀態(tài)。在過(guò)去20年間物理界達(dá)成了一個(gè)共識(shí),那就是宇宙精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)(宇宙中被認(rèn)為最不可變的事實(shí)之一)已經(jīng)在過(guò)去的數(shù)十億年間發(fā)生了改變(我們通過(guò)測(cè)量數(shù)十億秒差距外的類(lèi)星體得知)。這太令人難以置信了以至于多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)試圖挑戰(zhàn)它,但其結(jié)果反而是幾乎完全確認(rèn)了這個(gè)結(jié)論。

如果光速也發(fā)生了變化,這將對(duì)解釋更古老/遙遠(yuǎn)的宇宙規(guī)模產(chǎn)生巨大影響,導(dǎo)致宇宙的年齡可能截然不同。討論這種可能性是有點(diǎn)犯忌諱的,因?yàn)樯駝?chuàng)地球論者會(huì)利用這點(diǎn)來(lái)證明他們所謂宇宙要年輕得多(6000至10000年)的理論的正確性。因此,這種想法在主流研究機(jī)構(gòu)中并未得到足夠的關(guān)注。盡管如此,還是有很多同樣基于大爆炸理論的假想的研究,不能徹底考慮清楚,如果其他相關(guān)尺度因素已經(jīng)發(fā)生了改變,為什么光就總能在遙遠(yuǎn)的宇宙中始終“錯(cuò)誤地”呈現(xiàn)出相同的速度。

舉個(gè)例子,一只鼻涕蟲(chóng)以每小時(shí)10米的速度前行了1公里,從某種視角來(lái)衡量,與另一只更大的鼻涕蟲(chóng)以每小時(shí)1公里的速度前行100公里表現(xiàn)得沒(méi)有什么不同。在沒(méi)搞清楚你距離上述場(chǎng)景有多遠(yuǎn)的基本常數(shù)/參數(shù)之前,你事實(shí)上是沒(méi)法知道物體的運(yùn)動(dòng)速度的。好吧,我扯得有點(diǎn)遠(yuǎn)了……

受尋找最古老的紅矮星時(shí)使用的觀測(cè)設(shè)備性能所限,除非它們離我們很近,我們或許無(wú)法發(fā)現(xiàn)年齡大于140億年上下的紅矮星,因此有關(guān)“不存在更古老的紅矮星(大爆炸理論認(rèn)為這是不可能的)”的爭(zhēng)論很可能是不正確的。令人信服的是,我們從未觀測(cè)到這些恒星處于它們一生中更加晚期的,更年老的,更藍(lán)更亮的時(shí)期(至少我們自認(rèn)為沒(méi)發(fā)現(xiàn)過(guò))。

大爆炸理論需要為涉及到暗物質(zhì)的星系自旋曲線提供一個(gè)合理的解釋?zhuān)皇莾H僅因?yàn)槟阌X(jué)得宇宙足夠古老了就可以假設(shè)有足夠多的古老的燃燒殆盡的恒星、中子星和黑洞提供引力以維持星系不致因自旋而解體。在大爆炸理論體系下,宇宙的年齡還不足夠長(zhǎng)以集聚如此多的物質(zhì)??茖W(xué)家曾利用引力透鏡效應(yīng)做過(guò)幾次嘗試,用來(lái)探測(cè)這些物體,但是沒(méi)有一次能夠證明他們的一部分是由這些不可見(jiàn)的物質(zhì)組成。我個(gè)人在對(duì)暗物質(zhì)的認(rèn)知上曾經(jīng)歷了一段艱難的時(shí)光,感覺(jué)換種理論來(lái)解釋大爆炸比解釋清楚暗物質(zhì)還要容易的多……

該模型還預(yù)測(cè),大質(zhì)量星系不應(yīng)該是在大爆炸之后形成的,然而我們觀察到太空深處,我們繼續(xù)觀察到的大質(zhì)量星系越來(lái)越悠久。幾乎每年都會(huì)有一個(gè)新星系讓科學(xué)家震驚。同樣,暗物質(zhì)經(jīng)常被用來(lái)調(diào)整大爆炸理論,使這些星系更快地合并。暗物質(zhì)再次填補(bǔ)了空隙。

最近有兩個(gè)黑洞碰撞,經(jīng)檢測(cè),產(chǎn)生的天體有142倍太陽(yáng)的質(zhì)量,其大小很難通過(guò)大爆炸理論前的時(shí)代來(lái)解釋(大爆炸理論下并非不可能,但它使得一直以來(lái)對(duì)黑洞形成的假設(shè)理論得以改觀,預(yù)測(cè)模型的結(jié)果需要加快解釋黑洞的形成和碰撞…或者需要添加暗物質(zhì)…保持與大爆炸理論的一致。

注:我已經(jīng)迫不及待地想要用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡去發(fā)現(xiàn)那些遙遠(yuǎn)到不得不用修正后大爆炸理論解釋的星系。

宇宙微波背景相當(dāng)可靠,盡管有一些錯(cuò)誤的說(shuō)法,我們卻從未檢測(cè)到大爆炸理論預(yù)測(cè)的基本上可以確定宇宙起源的光的偏振模式。這很難檢測(cè),但如果不這樣做,你就只能得出一個(gè)不錯(cuò)但不可靠的關(guān)于宇宙起源的理論。

BBT還要求在宇宙早期的物質(zhì)質(zhì)量不能大到足以坍縮成黑洞。對(duì)此,引力坍縮原則進(jìn)行了特殊調(diào)整,因?yàn)楫?dāng)前有關(guān)的引力坍縮原則不適用于快速膨脹的宇宙。令我感到非常不舒服的是,許多BBT理論背后的假設(shè)猜測(cè)宇宙常量隨著時(shí)間的推移并沒(méi)有顯著變化。

被觀測(cè)到的金元素過(guò)多,鋰元素非常少。BBT直接解釋為:這也許是因?yàn)橹凶有堑呐鲎蔡嗔恕S珊诙慈绾卧?40億年中損失足夠的角動(dòng)量理論可得,必須曾發(fā)生過(guò)極大的改變才能產(chǎn)生與現(xiàn)在所發(fā)現(xiàn)一樣多的黑洞碰撞。

BBT預(yù)言宇宙中存在相同數(shù)量的物質(zhì)和反物質(zhì),并且我們可以說(shuō),所有能看到的物質(zhì)在常規(guī)的物質(zhì)中占到99.99%。這些不僅不能作為證據(jù)來(lái)否決BBT的言論,反倒證明了BBT是對(duì)的,大爆炸是如何創(chuàng)造出這種差異的呢?我不想過(guò)度說(shuō)明這些因?yàn)楸娝苤@在BBT模型里已經(jīng)被解釋錯(cuò)了,所以是白費(fèi)心機(jī)的。

就像我說(shuō)的 ,很多證據(jù)支持BBT.宇宙學(xué)的紅移用其他方式不好解釋?zhuān)锌梢越忉尩睦碚摚亲C據(jù)比BBT理論少. 同時(shí)類(lèi)星體光譜變化揭示了電離氫和中性氫之間的界限,他有力地支持了BB T預(yù)測(cè)的再電離時(shí)期。 早期的宇宙中類(lèi)星體比如今更豐富(也是BBT預(yù)測(cè)的),與事實(shí)相符。在宇宙中觀察到的輕質(zhì)量同位素(特別是氫和氦)的比例與預(yù)測(cè)符合。

它個(gè)理論因?yàn)闆](méi)被證實(shí)。 它可能是對(duì)的,但在將其視為可以描述宇宙整體性的理論前,有許多問(wèn)題需要解決。當(dāng)然最有效證明的理論仍然被稱(chēng)為理論,這是有原因的——無(wú)論我們多么自信,如果我們不能檢驗(yàn)所有的相關(guān)變量,這就不能成為事實(shí), 因?yàn)樗痪哂锌茖W(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。甚至愛(ài)因斯坦的相對(duì)論仍然只是一個(gè)理論。

為何“大爆炸理論”被認(rèn)為是一種“理論”而非事實(shí)?的評(píng)論 (共 條)

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