宇宙起源之谜 虚空不稳定诞生最初大爆炸

　　宇宙起源到底是什么？

　　传说大哲学家罗素曾经有一次做过一场关于自然科学的演讲。在那个演讲里，他提到了非常有名的亘古以来就有的问题，宇宙起源何在？宇宙到底是什么？

　　罗素讲完他的见解之后，有位女士举手说，罗素先生，我觉得你刚才讲的是错的，宇宙不是这个样子。罗素问，那这位夫人我想请教一下您认为宇宙的结构该怎么样？她说，宇宙是这样的我们的地球是顶在一个非常巨大的乌龟之上，乌龟下头还是乌龟，一只一只乌龟顶着我们的世界。这就是她的宇宙想象。

　　其实，这个后来被人当成笑话的故事并不是太可笑，比如说像大科学家理查德费曼也说到我们的物理学的进展是什么呢？就是像剥洋葱一样，每次出现新的度量，一些新的观测，一些新的想法，我们就剥掉了一层，然后我们就不断地剥啊剥，剥到什么时候呢？没人知道。

　　我们对世界的认知也是如此。到底宇宙的起源为什么会构成那么难的一个问题呢？就是因为在我们人类一般理解的因果的框架里面，比如说很多人都知道宇宙实际上是从大爆炸开始。那么大爆炸之前是什么？一直推一直推，总得有个什么吧。但是如果有个什么，那个有又是谁造的呢？比如说关于有神论的宗教里，最大的挑战就是很多人直觉就会问：假如世界是上帝创造的，那么上帝是谁创造的呢？

　　人类的本能要求，会促使我们不断追究宇宙的终极问题。终于到了最后，出现一个矛盾，就是宇宙很可能是无中生有的，但是我们大家都觉得这是不可能的，因为这违反了我们的思维惯性。不过，现在有些学者真的相信宇宙是无中生有的。

　　宇宙诞生起源时的那声啼哭

　　空间和时间不是空空荡荡的东西，而是物质的存在形式，或者说它们本身就是一种特殊的物质。这种特殊的物质起源于大爆炸，在大爆炸之前并不存在，至于那时候是什么物质，从逻辑上无法知晓，或者说是一种人类到目前为止还丝毫不了解的物质。

　　北京时间2014年3月18日凌晨，哈佛大学的约翰科瓦克博士向世界宣布他和他的射电天文学团队发现了来自大爆炸的引力波证据。该报告被推崇为科学史上最伟大的发现，因为看起来它提供了宇宙大爆炸的第一个直接证据。自然也就成了全世界媒体当中有关科技的头条大新闻。

　　对于普通民众来说，大爆炸和引力波无疑是最为引人注目的两个核心词汇。这两个词汇要说也都不是什么新名词了，早在大半个世纪以前，物理学家和天文学家们就提出了它们。大爆炸理论的雏形在上世纪30年代就已产生，最先以完整的理论学说阐述这一观念的，是俄裔美籍天体物理学家伽莫夫。他同时也是着名的科普作家，他的名着《从一到无穷大》和《物理世界奇遇记》在上世纪80年代被译成中文后，影响了大清成千上万的青年知识分子。自从伽莫夫1946年提出大爆炸宇宙论以来，天文学上越来越多的发现都有利于这种学说。特别是1964年由美国两位无线电工程师发现的所谓3K宇宙背景辐射，使科学家们相信这就是200亿年前那次开天辟地的大爆炸留下的余温。伽莫夫等人早年曾经在理论上推算过，说这种余温不会超过开氏温度5K（也就是摄氏温度零下268度），而实际观测的是3K，差距如此之小，这在宇宙学研究方面已是惊人的准确了。因此，大爆炸宇宙论成为迄今为止观测证据最多、认可度最高的一种宇宙起源学说。

　　而引力波则是由广义相对论的创立者爱因斯坦提出的一个概念，即物体加速运动时给宇宙时空带来的扰动。通俗地说，可以把它想象成水面上物体运动时产生的水波。但是，只有非常大的天体才会发出较容易探测的引力波，如超新星爆发或两个黑洞相撞时，而这种情况非常罕见。因此，相对论提出一百多年来，其水星进动和光线偏转等重要预言被一一证实，而引力波却始终未被直接探测到。从理论上说，最大的天体无疑就是宇宙诞生之初的那个极致密的爆炸核心了，爆炸时应该有强大的引力波发出，它就像宇宙诞生时发出的响亮啼哭。既然大爆炸的余温已经找到，那么这声啼哭也应该留下一些回声才对。半个世纪以来，许多科学家都在为寻找这啼哭的回声而奋斗着。

　　如今，约翰科瓦克博士和他的射电天文学团队就算是真真地听到了这声宇宙啼哭的绕梁余音。他们设在南极的观测站，积累了9年的数据，终于铁杵磨成针，拿到了令人信服的引力波证据。为什么要积攒9年？打个通俗的比喻，这就像你要给微弱的星光拍照片，除了把光圈开到最大以外，仅有的办法就是把曝光时间尽量延长，让星光在底片上积累下来。这个的道理也差不多，它的曝光时间长达9年以上。毫无疑问，这项发现将是明后几年之内诺贝尔物理奖的大热门。

　　大爆炸宇宙学在大清的遭遇，却是颇为引人深思的。由于受到苏联的影响，大爆炸宇宙论就和孟德尔遗传学一样，是被当做唯心主义错误思想来进行批判的，这种批判到了文革时期达到顶峰。其实，那个时候在国际上，宇宙大爆炸学说已经占据了世界科学界和思想界的主流，只是我们尚未从政治挂帅的思想禁锢中走出来，科学家们和科普作家们都不约而同地对它讳莫如深。

　　相对论的原理和推论，极易给人以一种强烈的哲学暗示我们最为司空见惯的所谓时间和空间，看来并不是像过去所认为的那样只是一种空空荡荡的容器。也就是说，真空并不空，它本身就是一种物质，而且是无时无处不在运动和变化中的物质！这种特殊物质的名字就叫做时-空，它可以压缩（如果你运动得足够快，可与光速相比，则钟慢尺缩效应可以被察觉）；还可以弯曲、变形（如果附近有足够强大的引力场，则这种时空弯曲变形也可以被察觉，光线偏转就是）。

　　之所以过去没有人察觉，只是因为人类的运动速度不够快、附近的引力场不够强而已。而这些推论，在相对论问世一个世纪以来，已经被越来越多的事实证明是正确的，从而也被越来越多的人至少是知识界半懂不懂地接受了，并正在缓慢地向普罗大众扩散着。

　　宇宙学是自然科学当中最与哲学接壤的一门学问，它的许多问题经常一不留神就变成哲学问题了。比如，你说宇宙开始于大爆炸，那大爆炸以前宇宙存在吗？宇宙究竟是有限的还是无限的？等等。这些问题可以说都属于人类一思考，上帝就发笑的那种范畴。要想讨论这类问题，我们首先要做的是给这里边的单词（概念）进行严谨的定义，否则只能是越争论越乱。例如宇宙，古人云上下四方曰宇，古往今来曰宙，那么就是说宇宙等于现在所说的空间和时间。如前所述，空间和时间不是空空荡荡的东西，而是物质的存在形式，或者说它们本身就是一种特殊的物质。这种特殊的物质起源于大爆炸，在大爆炸之前并不存在，至于那时候是什么物质，从逻辑上无法知晓，或者说是一种人类到目前为止还丝毫不了解的物质。这样说，或许能让一些人理解。

宇宙从何而来？虚空不稳定诞生最初大爆炸

　　哈勃空间望远镜拍摄的图像。大质量天体会造成背景星系光线的弯曲，这是爱因斯坦的理论所预言的情景，被称作引力透镜

　　蟹状星云，这是超新星爆发留下的遗迹。我们所在的宇宙或许只不过是一片无垠沙滩上的一颗沙粒而已

　　北京时间6月23日消息，据英国广播公司（BBC）网站报道，宇 宙为何会存在？人们为这个问题已经争论不休了几千年。全世界几乎每一个古代文明都会有着自己对于这个问题的解释但尽管存在差异，但从本质上来说，他们 基本都将原因归为某位神灵的创造。宇宙的起源问题同时也是哲学界长久以来探讨的话题。然而在这场喧嚣之中，科学界的声音却显得格外微弱。

　　不过在最近几年时间里，一部分物理学家和宇宙学家们终于开始尝试涉足这一终极问题的探讨。他们指出我们目前已经大致了解了宇宙的历史，并且也了解了可以对其 进行基本描述的物理学定律。他们认为，借助以上这些信息，我们应该就可以探寻宇宙如何存在以及为何存在这类问题的答案。