□作者: 徐冬松

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　　靜態宇宙的觀念是如此之強，以致于那些意識到引力理論導致宇宙不可能靜態的科學家們並沒有提出宇宙在膨脹，而是試圖去修正他們的理論。甚至愛因斯坦于1915年發表其廣義相對論時，還非常肯定宇宙是靜態的。因此他不得不在他的方程中引進一個所謂的宇宙常數來進行修正。他引入一個"反引力"，這個力是無源的，是空間-時間結構所固有的。他宣稱，空間-時間內在膨脹的趨勢，剛好可以平衡宇宙間各物質的相互吸引，結果形成了靜態的宇宙。這個理論在以後被愛因斯坦稱為是"一生中最不可原諒的錯誤"。
　　
　　對于無限靜止的宇宙首先發難的通常歸功于德國哲學家亨利希•奧伯斯。1823年，他提出了著名的"奧伯斯佯謬"。他指出，如果宇宙是無限靜止的和均勻的，那麼觀察者每一道視線的終點必將會終結在一顆恆星上。那麼我們不難想象，整個天空即使是在夜晚也會象太陽一樣明亮。有人提出反駁︰遠處恆星的光線被它經過的物質所吸收而減弱。其實這看似有理的反駁是站不住腳的，因為吸收光線的物質將最終被加熱到發出和恆星一樣強的光為止。無限靜態宇宙只有一種情形能避免夜空象白天一樣明亮，那就是︰恆星不是在無限久遠以前就開始發光。在這種情形下，光線所經過的物質尚未被加熱，或者遠處的恆星光線尚未到達地球。我們于是又面臨著一個問題︰是什麼使恆星第一次發光？這就是人類探索了無數世紀的問題--宇宙起源。
　　
　　1781年，哲學家伊曼努爾•康德在他的里程碑式的著作《純粹理性批判》中，深入的辨析了宇宙在時間上有無開端、空間上有無極限的問題，他稱這個問題是純粹的二律背反（即矛盾）。他論證道︰如果宇宙沒有開端，則任何事件前都必有無限的時間，這是荒謬的；而如果宇宙有一個開端，那麼宇宙開端前是什麼時間呢？康德認為正反兩方面都存在令人信服的論據。事實上他的論證基于了一個隱含的假設，即不管宇宙是否存在了無限久，時間都可以無限地倒溯回去。但即將談到的大爆炸學說將讓我們理解︰在宇宙開端之前的時間概念是沒有意義的。
　　
　　

　　
　　20世紀的天文學家們利用恆星的光譜來研究恆星。由于每一種元素都有其特定的吸收譜線，使科學家們得以從恆星光譜分析出恆星的組成元素及溫度。科學家們在研究這些光譜時發現了一個奇特的現象︰所有光譜的線族都向光譜的紅端移動了相同多的量。這意味著什麼呢？
　　
　　我們都有如下的經驗，當鳴笛疾駛的汽車朝我們開過來的時候，笛聲是高亢刺耳的；當車遠離時，聲調則變得低沉，這是因為聲音的頻率變高和變低所造成的。這個描述速度與頻率之間關系的多普勒效應是不難理解的。光是電磁波，低頻率出現在光譜的紅端，而高頻率在藍端。光譜向藍端移動，表明我們接收到的恆星的光波頻率變高，這意味著恆星在向我們而來；如果光譜紅移，則說明恆星離我們遠去。
　　
　　這里不得不提到一位偉大的人物--埃得溫•哈勃。1924年，他通過觀測證明了我們的星系並不是唯一的星系，他還算出了星系間的距離。
　　
　　 在做了大量的觀測之後，他對這些星系的光譜進行了分類和統計。人們預料會發現與紅移一樣多的藍移光譜，然而，哈勃的發現令所有的人跌破了眼楮--幾乎所有的星系光譜都是紅移的，而且紅移的量也極有規律，與星系離開我們距離的平方成正比。也就是說，星系離開我們遠去的速度與離開我們的距離成正比。星系越遠，則離開我們的速度就越快。
　　
　　 人們驚訝地發現︰宇宙在膨脹！
　　
　　星系相對于地球的遠離速度是如此的完美，以致于地球似乎又成了宇宙的中心，難道我們又退回到亞里士多德的理論了嗎？其實不然。首先我們通過計算可以得出，物質的密度與距離的尺度無關，天體在大尺度上的分布非常均勻，天文觀測也越來越證明了這一點。其次，通過伽利略變換（不同坐標系之間運動的變換）不難得出，在宇宙的任何一點都會看到，其它的星體在離該點遠去，並且遠去的速度和距離的平方成正比。這就象一個吹漲的氣球，球上的任意兩點都在相互離去，並且兩點間的距離越大，它們彼此遠去的速度就越快，但沒有任何一點可以看作是膨脹的中心，事實上膨脹是非常均勻的。因此我們得出︰"在宇宙中沒有特殊的位置。每一個觀察者看到的現象都是一樣的。"這被稱作"哥白尼原理"。