宇宙循環模型和現代宇宙理論和觀測的矛盾之處

宇宙有沒有起源？如果有，它從哪裡來的？它的演變是怎麼樣的？它未來的命運又是什麼？這不僅是科學而且也是大多數宗教十分基本的問題。

先讓我們回顧一下歷史。

一九二九年，美國天文學家 Edwin Hubble 在 Mount Wilson Observatory 觀測時發現了一個不尋常的現象，就是其他大多數銀河發出的光在光譜上都移到了紅色的一端，說明它們正在離開我們。而且，銀河系離我們越遠，這種紅外移的程度越大。對此唯一合理的解釋是，宇宙本身在膨脹，使得其中的銀行系彼此遠離。Edwin Hubble 馬上就想到了，如果往前回放這個過程，那麼可以設想宇宙是有起點的。當然並不是每個人一開始都能接受這個設想的。

當時的前劍橋大學的天文教授 Sir Fred Hoyle 嘲笑般地把這一事件戲稱為「Big Bang」，好像「梆」的一聲，世界就從無到有地產生了。可是許多其他天文學家開始考慮這個理論。從那時起，經過不斷地修改，發展到今天的大爆炸理論，姑且稱之為「現代」大爆炸理論，它不僅將宇宙的年齡估計到了137億年左右，而且可以非常準確地描述在大爆炸之後的極短時間以後的所有情形，與到2010年為止從天文觀測器中取得的數據驚人地吻合，它已成了現代宇宙學中最有影響的一種學說。

其要點是：我們的宇宙曾經有過一段從熱到冷的演化史，它經歷了物質和空間都隨時間膨脹的過程，形如一次巨大的爆炸。它有如下的觀測依據：

第一，爆炸后的宇宙應該是膨脹的，這樣，天體之間的相對距離就應加大，相互退離。反映在光譜上，就是「紅移」：光譜線都向紅端移動。觀測證明，絕大部分天體都有紅移。

第二，根據大爆炸理論，占宇宙物質總量約30%的氦都是在大爆炸后的3分鐘(精確地說是3分46秒)內形成的。而此後大約100億年裡恆星內部的核反應只能產生2%－3%的氦。而實測的宇宙中氦的含量為25%－30%,與理論值相符得極好。

第三，根據宇宙膨脹的速度，可以推算出現時宇宙的溫度只有絕對溫度的幾度。果然，1965年科學家們意外地測得了宇宙背景的微波輻射，其溫度在2.7－3.5開（ｋ）之間，這就是有名的「3k微波」。1992年NASA的衛星COBE的觀測結果，不僅證實了3k微波, 而且更重要的是，測到的微波背景輻射的漲落和預期的十分相符。

當然，大爆炸還沒有回答那個無限小，無限熱，又無限高密度的奇異點從哪裡來的問題。然而，時間，物質和能量是從大爆炸以後才發生的，意即時間和其他萬物都有起點，這是可以因此而得到的。這些觀測結果都與宇宙的穩恆態理論是抵觸的。

各大主要宗教對大爆炸理論有著不同的解讀。基督教，天主教認為這是上帝之手的最好說明。而深受佛教，印度教等東方宗教影響的人們則希望從一種循環宇宙模型來支持他們的哲學觀點。

以下就重點談談這種循環宇宙模型。

佛教認為，沒有任何事物，包括時間和空間都不會沒有原因地產生和消亡，或者說，沒有東西可以自生自滅的，只有互相之間的轉換。如果宇宙的演變也是這樣，比如在爆炸之後，膨脹，然後收縮，收縮到一點，然後又爆炸，又膨脹，再收縮，反覆下去，那麼就可以很好地吻合佛教的轉世概念。宇宙循環模型（Cyclic Model)就是這樣一種認為宇宙是一系列無限循環中的一個環節的模型。

不過令人遺憾的是，這種循環模型到目前為止，不僅沒有自己的數據的支持，而且與現代的主要天體物理理論和最新觀測結果是相矛盾的。

具體來講，其一，如果宇宙開始另一輪演變，那麼根據熱力學第二定律，下一個宇宙應該比前一個大，而且循環的時間會比前一個更長。如果沒有足夠的物質產生引力來停止這種擴張，這個趨勢就永遠不會停止，是一種單向的擴張。那麼反回去推想，就有最小和最早的宇宙。其實這也還是一種累計的大爆炸的套路，並不是對大爆炸理論的代替。

其二，觀測到的星系遠離的速度越來越大。如果宇宙的膨脹要發生逆轉，即開始收縮的話，宇宙中應該含有比目前發現的更多的物質以產生足夠的引力。以前人們認為，宇宙間有兩種力量，這兩種力量的抗衡可以決定宇宙的命運。一種是萬有引力，一種是大爆炸產生的衝擊力。前者使星球，星系之間互相吸引，後者使它們遠離。如果宇宙將發生逆轉，萬有引力最終將大於這種衝擊力，目前星系之間遠離的速度應該越來越越慢。但是1998年Hubble Space Telescope 對二十幾個超新星的觀測，發現宇宙的膨脹是越來越快。這個發現頗是人震驚。僅僅以引力和大爆炸的衝擊力來解釋是不夠的了。目前科學家們以「黑色能量」來命名這種神秘的力量，因為對它的性質還沒有徹底的了解。可以說，對「黑色能量」的理解可以幫助我們最終了解宇宙未來的命運。如果這種能量一直存在，那麼宇宙的擴張就會越來越快，就不會發生逆轉。

其三，關於「黑色能量」。可以想象理解「黑色能量」在宇宙學中的至關重要性。最近從NASA』s Chandra X-ray observatory 得到的測量結果是，黑色能量在宇宙間的力量是一個常數。有一種觀點認為黑色能量是宇宙間的一種屬性，不會因為宇宙擴展而減少。隨著空間的增大，這種黑色能量也會越來越多，目前的宇宙大約有70%是黑色能量，其結果就是宇宙膨脹得越來越快。科學家們因此而相信，如果這些數據對的話，那麼宇宙的收縮是不大可能發生的。對黑色能量問題有興趣的讀者可以看一下這篇文章，http://science.nasa.gov/astrophy ... hat-is-dark-energy/ 這裡有NASA的科學家對黑色能量的最新研究成果的介紹。

其四，WMAP的測量結果。NASA 在2001年放射的衛星WMAP測量大爆炸理論的一些基本參數，其中其中一些會涉及宇宙的命運。2006年和2008年WMAP公布的數據顯示，宇宙是「平」的，而且會一直膨脹下去。進一步的研究將主要致力與理解黑色能量的性質和如何影響宇宙擴展的速度。http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_fate.html

其五，galactic lens。詳見http://www.sciencedaily.com/releases/2010/08/100819141917.htm

參考：http://www.buddhistchannel.tv/index.php?id=7,6188,0,0,1,0

http://www.universetoday.com/37018/big-crunch/

http://scitech.blogs.cnn.com/200 ... ollow-the-big-bang/

說明：本文是因前幾天老七和HP的爭論：「輪迴轉世和哪門科學矛盾了」而寫。所以可以理解好端端地談宇宙模型，幹嗎把佛教牽扯進來。一開始真沒打算寫這麼長，不過寫著寫著就給寫大了，很抱歉。不過是翻譯和引用了一些現成的東西，加上一些連接的話而已。沒有打算為科學說什麼話，只是想說明宇宙循環論和最新發現的矛盾之處。而我們談論科學，自然指的是以現有的數據和推理而產生的結論。

慢慢看

lol

你這個故事太難懂了.又是膨脹,又是紅移的.

還是吃蘋果的故事好聽些. 老少皆宜.

回復 愚志 5樓 的帖子

我已經盡量寫得通俗了。

愚志 發表於 2011-3-9 23:45
你這個故事太難懂了.又是膨脹,又是紅移的.

還是吃蘋果的故事好聽些. 老少皆宜.

蘋果熟了就要膨脹、紅移

佛教認為，沒有任何事物，包括時間和空間都不會沒有原因地產生和消亡，或者說，沒有東西可以自生自滅的，只有互相之間的轉換。如果宇宙的演變也是這樣，比如在爆炸之後，膨脹，然後收縮，收縮到一點，然後又爆炸，又膨脹，再收縮，反覆下去，那麼就可以很好地吻合佛教的轉世概念。宇宙循環模型就是這樣一種認為宇宙是一系列無限循環中的一個環節的模型。

佛教不可能這樣認為的。佛教認為宇宙萬物都有產生髮展衰退滅亡的過程，宇宙反覆膨脹收縮豈不是永遠存在了？

回復 自由之靈 6樓 的帖子

還有,也不講講紅移之後我可不可以得救?
我主要關心那個.

回復 愚志 9樓 的帖子

哈哈，好像也不行。按照目前的理論，將來的宇宙是"Big Rip"，蘋果呀，原子呀，當然還有可憐的人呀，都會通通Rip 掉。

回復 ManCreatedGod 8樓 的帖子

那你應該去問老七。

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不怕！有靈魂在就行！那可真是「自由之靈」啊

回復 愚志 9樓 的帖子

你有病了嗎？幹嗎要得救啊？

是不是趙本山要賣給你雙拐啊？

自由之靈 發表於 2011-3-9 22:24
不過令人遺憾的是，這種"cyclic model"到目前為止，不僅沒有自己的數據的支持，而且與現代的主要天體物理理論和最新觀測結果是相矛盾的。

請列出處處/證據。

回復 嘁哩喀喳 14樓 的帖子

文中已經有許多結果，請看我列的參考目錄

自由之靈 發表於 2011-3-9 22:24
具體來講，其一，如果宇宙開始另一輪演變，那麼根據熱力學第二定律，下一個宇宙應該比前一個大，而且循環的時間會比前一個更長。如果沒有足夠的物質產生引力來停止這種擴張，這個趨勢就永遠不會停止，是一種單向的擴張。那麼反回去推想，就有最小和最早的宇宙。其實這也還是一種累計的大爆炸的套路，並不是對大爆炸理論的代替。

請講具體一點。

1）熱力學第二定律怎麼就得出你的結論了？沒看懂。
2）熱力學第二定律適用於這種情況嗎？

自由之靈 發表於 2011-3-10 01:05
回復 嘁哩喀喳 14樓 的帖子

文中已經有許多結果，請看我列的參考目錄

請具體指出。

自由之靈 發表於 2011-3-10 01:05
回復 嘁哩喀喳 14樓 的帖子

文中已經有許多結果，請看我列的參考目錄

照你的說法，維基列舉的這幾個模型中，cyclic model 已經被推翻了，你是這個意思嗎？



While the Big Bang model is well established in cosmology, it is likely to be refined in the future. Little is known about the earliest moments of the Universe's history. The Penrose–Hawking singularity theorems require the existence of a singularity at the beginning of cosmic time. However, these theorems assume that general relativity is correct, but general relativity must break down before the Universe reaches the Planck temperature, and a correct treatment of quantum gravity may avoid the singularity.[62]
Some proposals, each of which entails untested hypotheses, are:
models including the Hartle–Hawking no-boundary condition in which the whole of space-time is finite; the Big Bang does represent the limit of time, but without the need for a singularity.[63]
brane cosmology models[64] in which inflation is due to the movement of branes in string theory; the pre-big bang model; the ekpyrotic model, in which the Big Bang is the result of a collision between branes; and the cyclic model, a variant of the ekpyrotic model in which collisions occur periodically. In the latter model, the Big Bang was preceded by a Big Crunch and the Universe endlessly cycles from one process to the other.[65][66][67]
chaotic inflation, in which universal inflation ends locally here and there in a random fashion, each end-point leading to a bubble universe expanding from its own big bang.[68][69][70]
Proposals in the last two categories see the Big Bang as an event in a much larger and older Universe, or multiverse, and not the literal beginning.

自由之靈 發表於 2011-3-10 00:46
回復 ManCreatedGod 8樓 的帖子

那你應該去問老七。

不要問我。我一不是佛教的專家，二不是宇宙理論的專家。

但是我受的科學訓練是我還能做出一些判斷。到目前為止，我看到的試圖論證「輪迴轉世」的種種民科證明都屬於「三七二十八」的證明。

請注意：我從來沒有說肯定有「輪迴轉世」。我不知道有沒有「輪迴轉世」！但是，就我所知，目前科學並沒有證明「輪迴轉世」不存在。

希望你搞清楚我的觀點。

回復 嘁哩喀喳 16樓 的帖子

宇宙有邊界似乎可以適用第二定律。但是宇宙有太多未知，如暗物質黑洞等等，所以這第二定律真不一定適用
這問題有難度，只有物理學家能勉強給個參考答案

我只知道第一定律吃飯，第2定律睡覺