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从大爆炸到黑洞-史蒂芬·霍金的宇宙观(2)

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(三)我们的宇宙宇宙是无比的神秘,以致于当每一个人抬头仰望星空的时候,他都会不禁想了解繁星点点的
背后到底隐藏着什么。我们的祖先认为" 天似苍穹,地如棋秤" ,而古印度人的祖先认为大地是驮在一只大象的背
上。

    在公元前340 年,古希腊哲学家亚里士多德在他的《论天》一书中,阐述了以下观点:一、月食是由于地球的
影子投到月球上所致。


 
    二、由于月食时看到的地球的影子总是圆的,可以推断地球应该是一个球体,而不是圆盘状。三、地球是宇宙
的中心。太阳、月亮、行星和其它恒星分别附在八个天球上,以完美的圆形轨道绕地球旋转。

    基督教将亚里士多德的理论完全接纳,认为与《圣经》的宇宙观一致,符合上帝创世的理论。这个宇宙模型的
最大优点,就是在最外层的恒星天球之外,为天堂和地狱留出了空间。

    1514年,教士尼古拉。哥白尼提出了" 日心说" ,认为太阳静止地位于宇宙的中心,而地球和其它的行星围绕
着太阳作圆周运动。由于害怕教会的迫害,哥白尼只能秘密地传播他的学说。后来,伽利略观测木星时,发现木星
的几个行星围绕着木星旋转,这表明其它星球不一定围绕着地球旋转。继而开普勒修正了哥白尼的理论,用椭圆轨
道取代了圆周轨道,使其很好的符合观测结果。他们的公开支持,最终宣告了亚里士多德学说的终结。

    1687年,伊萨克。牛顿出版了举世闻名的《原理》。在书中提出了著名的万有引力定律。《原理》一书解决了
物体如何在空间和时间中运动的问题。

    人们利用他的理论,甚至可以精确地计算星球运行的轨道。

    但是问题又出现了。根据万有引力定律,星球间总是相互吸引的,它们似乎不能保持大尺度上的相对静止,而
终将落到一起。牛顿也意识到了这点,他解释说:如果有限颗行星分布在一个有限的区域中,这种情形的确会发生。

    但如果存在无限颗行星,均匀的分布在无限的空间,这种情形就不会发生,因为这时引力分布是均匀的,不存
在任何一个使它们聚集的中心。

    其实这是我们所经常遇到的一个理论陷阱。实际上在一个无限的宇宙中,每一颗恒星都可以看作是一个中心,
因为在它的每个方向上都有无限多颗恒星。正确的方法应该是:先考虑有限空间的情形,恒星会坍塌到一起。在这
个区域外均匀地加上更多的恒星。按照牛顿定律,这些加上的恒星对原先的区域没有什么影响,所以恒星还是会落
到一起。我们任意地加上更多的星体,愿意加多少都可以,它们总是会坍缩到一点。换言之,宇宙的局部区域总是
不均匀的,应该出现局部性的坍缩,并且这种趋势会逐渐扩大。而观测到的结果并不存在这种情形。

于是我们遇到了一个不小的问题:无限静态的宇宙不存在!(待续) 



1楼2007-07-25 19:37回复
    ding !


    2楼2007-07-28 13:59
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