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宇宙是如何形成的:神学和科学最终是一致的?(上)

在我们的大部分历史中,科学家们主要认为宇宙是永恒不变的。

公元前4世纪的亚里士多德说道世界没有开始或结束。

但这种观点并非没有直接的反对者,他们认为宇宙必须要有一个开端时刻。

亚里士多德的作品在大约七个世纪的时间里大量丢失,并在十三世纪重新出现。直到19世纪初,永恒观在很大程度上支配着科学。

这种观点是如此占主导地位,以至于爱因斯坦犯了他认为是他职业生涯中最大的错误。在他发展了广义相对论(大约1915年)后不久,俄罗斯数学家亚历山大弗里德曼(Alexander Friedmann)解出了整个宇宙的方程(大爆炸理论的早期版本),表明这些方程意味着宇宙正在膨胀。

如果是这样的话,它一定是从某个地方开始扩展的,因此,它不可能是永恒的。爱因斯坦随后修改了他的方程式,使之表明宇宙是静止的和永恒的。

1929年,加州理工学院的天文学家埃德温·哈勃发现宇宙确实在膨胀。然后爱因斯坦放弃了修改,回到原来的方程。

但在这期间,爱因斯坦他坚持永恒的观点,错过了宇宙学中最大的发现之一:宇宙的膨胀。

从那时起,科学就认为我们的宇宙有了一个开端,此后科学家们把注意力集中在大爆炸理论上。

宇宙创造从左上大爆炸到现在的演化图。(切尔喀什/公共领域)

《圣经》一开始就说,“上帝创造了……”它总是说宇宙有一个开始。让我们看看科学对宇宙是如何开始的了解,然后看看圣经上说的发生了什么,以及如何发生的。

我们开始了解宇宙的组成部分,通过不断地把事物分开,直到我们到达最小的不可分割的部分:基本粒子,如电子。为此,我们建造了粒子加速器,使粒子以接近光速的速度碰撞,然后分析了结果。

粉碎的粒子不仅揭示了新的粒子,还为物理学家提供了粒子如何相互作用的线索,并提供了对自然基本力和规律的洞察。在质子的例子中,我们发现它是由三个夸克组成的,我们认为这是基本粒子。

最近,在欧洲核子研究组织(CERN),大型强子对撞机被用来寻找希格斯玻色子,一种基本粒子,到那时为止只是理论化的。

它不必是宗教与科学:地外生命与宗教信仰的结合

希格斯玻色子是由大型强子对撞机中质子间的碰撞产生的。CMS实验的顶部事件显示出衰变为两个光子——黄色虚线和绿色塔。地图集实验中较低的事件显示出衰变为四个μ子-红色轨迹。(CTEIRN/CC BY-SA 3.0)

为什么是两个夸克,一个电子,等等?为什么它们有质量和电荷这样的特性,有它们所具有的特定值?简言之,我们不知道;这只是我们通过分解物质所学到的。

当我们看到夜空时,我们不仅仅是在欣赏闪烁的星星和发光的行星,我们实际上是在回顾过去。

光到达我们的眼睛需要有限的时间,尽管通常我们不会注意到这一点。光以每秒30万公里的速度传播,所以当我们观察太阳时,我们接收到的光比8分钟前离开它。如果太阳突然熄灭,我们八分钟之后才知道。

当我们观察其他恒星或星系时,我们看到的光可能是5年前、100年前或10亿年前留下的。我们看到的夜空中的每一个物体,就像过去的某个时间一样,每一个物体都有不同的时间,这取决于它离我们有多远。所以,当我们观察宇宙时,就好像我们在不同的时间看到了不同部分的快照:地球现在的样子,太阳8分钟前的样子,银河系中心26000年前的样子,等等。今天,通过哈勃太空望远镜,我们可以看到130亿年前留下的光,不是在宇宙的开始,而是在接近。

研究宇宙的科学家采用了这两种方法:他们把事物分开来发现自然界的基本粒子和力量,他们观察恒星和星系,把宇宙在其历史上不同时期的样子拼凑在一起。结合这些方法的结果,他们了解了宇宙是如何形成的以及今天是什么样子的,他们用一种数学形式来封装这些知识:大爆炸理论。

创造与大爆炸理论

然而,当用大爆炸理论进行时间外推时,我们可以接近开始,但不是开始。

物理学家兼作家布莱恩·格林在他的畅销书中解释道:“宇宙大爆炸理论描述了宇宙从一瞬间开始的演化过程,无论发生什么事情,都会使宇宙得以存在,但它对时间零点本身却一点也不说”。

相反,“我们在你的生命中没有鲁莽。”每个人都寻求理解宇宙时空起点的开始。”

简言之,科学对宇宙是如何在开始后的一瞬间形成的有着深刻的理解。但它不知道宇宙是如何开始的,时间是如何开始的,空间是如何开始的,也不知道为什么自然力是这样的,也不知道为什么我们有一些基本粒子具有它们的性质。

人们已经提出了各种各样的方法,例如存在一个多元宇宙,但是这些方法都没有得到科学上的共识,或者在这一点上是可测试的。

然而,人们有一种理解,即宇宙起源于“无”。但在这种理解中,“无”在大多数时候实际上仍然意味着某种典型的东西,至少是引力和空间。通常,这个“无”被称为量子真空,它是宇宙在一秒钟的一小部分时间内的早期状态,当时宇宙是如此的热和密度以至于物理粒子不可能存在。然而,根据目前对“真空状态”或量子真空的理解,它过去和现在都不是一个简单的空白空间。

创建基块,矩阵的单元

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