人類(lèi)自誕生以來(lái),不斷地重復(fù)著認(rèn)識(shí)、思考、研究、探索這個(gè)過(guò)程,以便我們?nèi)ヌ骄课覀兯幍倪@個(gè)世界。從茹毛飲血到圖騰崇拜,從宏觀到微觀……短短幾千年來(lái),人類(lèi)文明誕生了許多偉大的研究成果,但也發(fā)現(xiàn)了更多的未知。
1912年,Slipher 首先測(cè)量到旋渦星云M31(當(dāng)時(shí)還不知道它是河外星系)的譜線有頻率紅移,之后10年里,他對(duì)十幾個(gè)旋渦星云做了譜線的測(cè)量,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都有頻率紅移,若理解譜線頻率的變化是Doppler效應(yīng),那么大多數(shù)星系有紅移表明它們都在向遠(yuǎn)離我們的方向退行,這結(jié)果說(shuō)明,宇宙在膨脹。Hubble在1929年進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),河外星系的紅移與它的距離有近似的線性關(guān)系.這經(jīng)驗(yàn)規(guī)律反映的是星系對(duì)銀河系中心的退行速度與距離成正比,即Hubble定律。給我們的啟示是,宇宙介質(zhì)在按保持其均勻性的方式膨脹.如果宇宙的膨脹永遠(yuǎn)滿足著規(guī)律那么它不僅在今天是均勻的,它在過(guò)去和將來(lái)也都是均勻的。
Hubble定律告訴我們,似乎宇宙以我們?yōu)橹行亩蛲馀蛎洝5覀冇植患幼C明地指出:當(dāng)從某點(diǎn)看來(lái)膨脹滿足Hubble定律,那么換一個(gè)參考點(diǎn)看,膨脹將滿足同樣的規(guī)律換句話說(shuō),其他星系上的天文學(xué)家也一樣會(huì)發(fā)現(xiàn),宇宙在以他為中心按Hubble定律膨脹。
如果結(jié)構(gòu)形成前的宇宙介質(zhì)是密度和溫度都均勻的氣體,那么它的膨脹將不僅使其密度降低,而且使這氣體降溫,這是清楚的物理推論。往前追溯,相應(yīng)的推論是字宙溫度越早越高,如果前推到極端,宇宙的膨脹應(yīng)是從密度和溫度都為無(wú)窮的狀態(tài)開(kāi)始的,如果宇宙是有限的,它最初占據(jù)很小的體積,又具有很高的溫度,其行為的確很像一次爆炸的開(kāi)始。但是必須強(qiáng)調(diào)宇宙是否有限是不能假定的,理論只指出,宇宙膨脹是從溫度和密度都非常高的狀態(tài)開(kāi)始的。
問(wèn)題來(lái)了,從星系紅移現(xiàn)象推斷宇宙是在膨脹,并且在任一點(diǎn)宇宙在以他為中心膨脹,那么宇宙大爆炸開(kāi)始膨脹的中心在哪?宇宙的膨脹有無(wú)終點(diǎn)?大爆炸的起因是什么?