时间简史(3)-史蒂芬·霍金
当人们议论到无限时,这种论证是你遭遇到的一种陷阱。在一个无限的宇宙中,因为在每一点的两边都有无限颗恒
星,所以每一点都可以认为是中心。很久以后才意识到正确的方法,即是先考虑有限的情景,这时所有恒星都相互
落到一起,然后加上在这个区域以外大体均匀分布的更多恒星,看事情会如何改变。按照牛顿定律,这额外的恒星
对原先的那些根本没有什么影响,所以这些恒星还是同样快地落到一起。我们愿意加上多少恒星就可以加上多少,
但是它们仍然总是向自身坍缩。现在我们知道,不可能存在一个无限静态的引力总是吸引的宇宙模型。
在20世纪之前从未有人提出过,宇宙是在膨胀或是在收缩,这有趣地反映了当时的思维风气。一般认为,宇宙要
么以一种不变的状态存在了无限长的时间,要么以多多少少正如我们今天观察到的样子在有限久的过去创生。其
部分的原因可能是,人们倾向于相信永恒的真理,也可能是可以从以下的观念得到安慰,即虽然他们会生老病死,
但是宇宙必须是不朽是、不变的。
甚至那些意识到牛顿的引力理论导致宇宙不可能静止的人,也没有想到提出宇宙可能正在膨胀。相反,他们试图修
正理论,使引力在非常大的距离下变成排斥的。这并没有太大影响他们对行星运动的预言,然而却允许恒星的无限
分布平衡状态——邻近恒星之间的吸引力被远距离外的恒星来的斥力平衡。然而,现在我们相信,这样的平衡是不
稳定的:如果某一区域内的恒星稍微相互靠近一些,它们之间的引力就会增强,并超过斥力的作用,因此这些恒星
就会继续落到一起。反之,如果某一区域内的恒星稍微相互原理一些,斥力就起主导作用,并驱使它们离得更远。
另一个反对无限静止宇宙的异见通常归功于德国哲学家亨利希·奥博斯,他在1823年撰写了这个理论。事实
上,牛顿的一些同时代人已经提出过这个问题,甚至奥博斯的文章也不是貌似有理地反驳了这个模型的第一篇。不
管怎么说,这是第一篇被广泛关注的文章。其困难在于,在一个无限静止的宇宙中,几乎每一道时间必须终结于某
一颗恒星的表面。这样,人们可以预料,整个天空甚至夜晚都会像太阳那样明亮。奥博斯反驳说,远处恒星的光线
会被它穿越过的物质吸收而减弱。然而如果真是如此,这介于其间的物质最终会被加热到发出和恒星一样强的光为
止。可以避免整个天空像太阳那么明亮的结论的唯一方法是,假定恒星并非永远那么明亮,而是在有限的过去才开
始发光。在这种情况下,吸光物质还没加热,或者远处恒星的光线尚未到达我们这里。这就是我们面临着神秘是首
次引起恒星发光的问题。
星,所以每一点都可以认为是中心。很久以后才意识到正确的方法,即是先考虑有限的情景,这时所有恒星都相互
落到一起,然后加上在这个区域以外大体均匀分布的更多恒星,看事情会如何改变。按照牛顿定律,这额外的恒星
对原先的那些根本没有什么影响,所以这些恒星还是同样快地落到一起。我们愿意加上多少恒星就可以加上多少,
但是它们仍然总是向自身坍缩。现在我们知道,不可能存在一个无限静态的引力总是吸引的宇宙模型。
在20世纪之前从未有人提出过,宇宙是在膨胀或是在收缩,这有趣地反映了当时的思维风气。一般认为,宇宙要
么以一种不变的状态存在了无限长的时间,要么以多多少少正如我们今天观察到的样子在有限久的过去创生。其
部分的原因可能是,人们倾向于相信永恒的真理,也可能是可以从以下的观念得到安慰,即虽然他们会生老病死,
但是宇宙必须是不朽是、不变的。
甚至那些意识到牛顿的引力理论导致宇宙不可能静止的人,也没有想到提出宇宙可能正在膨胀。相反,他们试图修
正理论,使引力在非常大的距离下变成排斥的。这并没有太大影响他们对行星运动的预言,然而却允许恒星的无限
分布平衡状态——邻近恒星之间的吸引力被远距离外的恒星来的斥力平衡。然而,现在我们相信,这样的平衡是不
稳定的:如果某一区域内的恒星稍微相互靠近一些,它们之间的引力就会增强,并超过斥力的作用,因此这些恒星
就会继续落到一起。反之,如果某一区域内的恒星稍微相互原理一些,斥力就起主导作用,并驱使它们离得更远。
另一个反对无限静止宇宙的异见通常归功于德国哲学家亨利希·奥博斯,他在1823年撰写了这个理论。事实
上,牛顿的一些同时代人已经提出过这个问题,甚至奥博斯的文章也不是貌似有理地反驳了这个模型的第一篇。不
管怎么说,这是第一篇被广泛关注的文章。其困难在于,在一个无限静止的宇宙中,几乎每一道时间必须终结于某
一颗恒星的表面。这样,人们可以预料,整个天空甚至夜晚都会像太阳那样明亮。奥博斯反驳说,远处恒星的光线
会被它穿越过的物质吸收而减弱。然而如果真是如此,这介于其间的物质最终会被加热到发出和恒星一样强的光为
止。可以避免整个天空像太阳那么明亮的结论的唯一方法是,假定恒星并非永远那么明亮,而是在有限的过去才开
始发光。在这种情况下,吸光物质还没加热,或者远处恒星的光线尚未到达我们这里。这就是我们面临着神秘是首
次引起恒星发光的问题。
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