時間的歷史

這是一場“大爆炸”!空間、時間、物質(zhì)以至宇宙都誕生在137億年前。從這個不可思議的渺小的起始，以令人難以置信的速度膨脹著。作者解釋了這一切是如何發(fā)生的:從空間和時間開始存在的那一刻，到第一批恒星、星系和行星的形成，以及人類演化到能夠反省自身的來歷和歸宿;在此之后，直到無限遙遠(yuǎn)的未來，那時地球早已被變成紅巨星的太陽所吞沒。

《大爆炸:宇宙通史》

[英]帕特里克·摩爾[英]布賴恩·梅

[英]克里斯·林陶特著

李元等譯

廣西科學(xué)技術(shù)出版社2010.1

定價:68.00元

我們現(xiàn)在看到的參宿七的光在十字軍東征的時候就已經(jīng)踏上了旅途。即便這樣遠(yuǎn)的距離按照宇宙的標(biāo)準(zhǔn)來看也不過是小小的局部。我們現(xiàn)在能夠研究的天體是如此遙遠(yuǎn)，所看到的是它們遠(yuǎn)早于地球存在之前的模樣。

這種時間旅行對于我們了解宇宙是十分有用的。因?yàn)槲覀兯Ｍ私獾恼麄€故事的大部分，都可以實(shí)實(shí)在在地看到。例如，要是懷疑星系在過去可能要小得多，就可以通過實(shí)際的觀測來確認(rèn)。觀察60億光年處的星系，我們相信這就是自己的星系所在的宇宙60億年前的樣子。

如果說距離的擴(kuò)大伸展了我們的想象，那么時間的巨大跨度也同樣令人驚愕。不同的研究都告訴我們地球的年齡約有46億年，產(chǎn)生于環(huán)繞年輕太陽的氣體塵埃云中。但我們?nèi)祟愔皇堑厍蚣覉@中的一位新住戶。為了便于理解，讓我們把地球的年齡當(dāng)作1年，它在新年的子夜形成。那么原始生命出現(xiàn)在5月初，然后直到11月中旬才開始有魚類，而到了11月份馬上結(jié)束時出現(xiàn)了第一批登陸者。爬行動物們在12月的第一個星期里統(tǒng)治著世界。隨著恐龍?jiān)?2月15日前后滅絕，哺乳動物悄悄地出現(xiàn)在畫面中。但直到12月31日的早晨，猿人才來到這里。整個人類的故事都被壓縮到一年中最后一天的最后一個小時里，而耶穌基督出現(xiàn)在地球上還不到1分鐘的時間。

我們有理由相信自己對于距離和地球年齡的判斷，同時也在估計宇宙年齡方面取得了巨大的進(jìn)展。最新的137億年的數(shù)值可以準(zhǔn)確到幾個百分點(diǎn)內(nèi)。然而這就帶來了一個真正重大的問題。

我們存在，而且由原子和分子構(gòu)成，這是無可置疑的事實(shí)。這些物質(zhì)必須以某種方式產(chǎn)生:要么它們一直都存在，要么在某個時間被創(chuàng)造出來。兩種情形都不容易被接受。如果構(gòu)成我們的物質(zhì)一直存在，那就必須設(shè)想時間是沒有開始的;如果它在137億年前突然出現(xiàn)，那么在此之前發(fā)生了什么?或者，還有“之前”嗎?

數(shù)學(xué)上的結(jié)論是時間和宇宙一同開始，所以在這點(diǎn)之前不存在“以前”。從理論上說這可能是很準(zhǔn)確的，但顯然不能令人滿意。在研究宇宙時我們把時間看成第四個維度。我們這些作者正在北緯50度，西經(jīng)0.41度，海拔幾米的地方寫作。但要想找到我們還需要知道時間:我們只是2006年底在那里。

然而在天文學(xué)的尺度上，這個簡單的圖景不再成立。比如說在遙遠(yuǎn)的未來，天文學(xué)家希望在地球和4光年遠(yuǎn)的最近的恒星——比鄰星上同時開展一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槿魏涡畔⒍疾豢赡芸煊诠馑賯鞑ィ瑑蓚€系統(tǒng)之間發(fā)送的光信號不足以同步這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。時間不再是兩邊的實(shí)驗(yàn)者都能遵守的一個絕對標(biāo)志。

面對這些不確定性，我們只能做出一些巧妙的猜想。雖然聽上去不免有些隨意，但這實(shí)質(zhì)上正是科學(xué)的方法。為了解釋一個觀測事實(shí)，就需要提出某種理論，通常會用這個理論做出預(yù)測。這個預(yù)測可以通過新的觀測進(jìn)行檢驗(yàn)。如果預(yù)測被證實(shí)，那么我們得到了一個“好”的理論，反之，我們必須重新予以考慮。在接下來的章節(jié)中，我們將使用最經(jīng)得起當(dāng)前實(shí)驗(yàn)天文學(xué)檢驗(yàn)的理論來構(gòu)建宇宙歷史的模型。

讓我們開始吧!