宇宙是如何形成的:神學和科學最終是一致的?
在我們的大部分歷史中,科學家們主要認為宇宙是永恆不變的。
公元前4世紀的亞里士多德說道世界沒有開始或結束。
但這種觀點並非沒有直接的反對者,他們認為宇宙必須要有一個開端時刻。
亞里士多德的作品在大約七個世紀的時間里大量丟失,並在十三世紀重新出現。直到19世紀初,永恆觀在很大程度上支配著科學。
這種觀點是如此占主導地位,以至於愛因斯坦犯了他認為是他職業生涯中最大的錯誤。在他發展了廣義相對論(大約1915年)後不久,俄羅斯數學家亞歷山大弗里德曼(Alexander Friedmann)解出了整個宇宙的方程(大爆炸理論的早期版本),表明這些方程意味著宇宙正在膨脹。
如果是這樣的話,它一定是從某個地方開始擴展的,因此,它不可能是永恆的。愛因斯坦隨後修改了他的方程式,使之表明宇宙是靜止的和永恆的。
1929年,加州理工學院的天文學家埃德溫·哈勃發現宇宙確實在膨脹。然後愛因斯坦放棄了修改,回到原來的方程。
但在這期間,愛因斯坦他堅持永恆的觀點,錯過了宇宙學中最大的發現之一:宇宙的膨脹。
從那時起,科學就認為我們的宇宙有了一個開端,此後科學家們把注意力集中在大爆炸理論上。
宇宙創造從左上大爆炸到現在的演化圖。(切爾喀什/公共領域)
《聖經》一開始就說,“上帝創造了……”它總是說宇宙有一個開始。讓我們看看科學對宇宙是如何開始的了解,然後看看聖經上說的發生了什麼,以及如何發生的。
我們開始了解宇宙的組成部分,通過不斷地把事物分開,直到我們到達最小的不可分割的部分:基本粒子,如電子。為此,我們建造了粒子加速器,使粒子以接近光速的速度碰撞,然後分析了結果。
粉碎的粒子不僅揭示了新的粒子,還為物理學家提供了粒子如何相互作用的線索,並提供了對自然基本力和規律的洞察。在質子的例子中,我們發現它是由三個夸克組成的,我們認為這是基本粒子。
最近,在歐洲核子研究組織(CERN),大型強子對撞機被用來尋找希格斯玻色子,一種基本粒子,到那時為止只是理論化的。
它不必是宗教與科學:地外生命與宗教信仰的結合
希格斯玻色子是由大型強子對撞機中質子間的碰撞產生的。CMS實驗的頂部事件顯示出衰變為兩個光子——黃色虛線和綠色塔。地圖集實驗中較低的事件顯示出衰變為四個μ子-紅色軌跡。(CTEIRN/CC BY-SA 3.0)
為什麼是兩個夸克,一個電子,等等?為什麼它們有質量和電荷這樣的特性,有它們所具有的特定值?簡言之,我們不知道;這只是我們通過分解物質所學到的。
當我們看到夜空時,我們不僅僅是在欣賞閃爍的星星和發光的行星,我們實際上是在回顧過去。
光到達我們的眼睛需要有限的時間,儘管通常我們不會注意到這一點。光以每秒30萬公里的速度傳播,所以當我們觀察太陽時,我們接收到的光比8分鐘前離開它。如果太陽突然熄滅,我們八分鐘之後才知道。
當我們觀察其他恆星或星係時,我們看到的光可能是5年前、100年前或10億年前留下的。我們看到的夜空中的每一個物體,就像過去的某個時間一樣,每一個物體都有不同的時間,這取決於它離我們有多遠。所以,當我們觀察宇宙時,就好像我們在不同的時間看到了不同部分的快照:地球現在的樣子,太陽8分鐘前的樣子,銀河系中心26000年前的樣子,等等。今天,通過哈勃太空望遠鏡,我們可以看到130億年前留下的光,不是在宇宙的開始,而是在接近。
研究宇宙的科學家採用了這兩種方法:他們把事物分開來發現自然界的基本粒子和力量,他們觀察恆星和星系,把宇宙在其歷史上不同時期的樣子拼湊在一起。結合這些方法的結果,他們了解了宇宙是如何形成的以及今天是什麼樣子的,他們用一種數學形式來封裝這些知識:大爆炸理論。
創造與大爆炸理論
然而,當用大爆炸理論進行時間外推時,我們可以接近開始,但不是開始。
物理學家兼作家布萊恩·格林在他的暢銷書中解釋道:“宇宙大爆炸理論描述了宇宙從一瞬間開始的演化過程,無論發生什麼事情,都會使宇宙得以存在,但它對時間零點本身卻一點也不說”。
相反,“我們在你的生命中沒有魯莽。”每個人都尋求理解宇宙時空起點的開始。”
簡言之,科學對宇宙是如何在開始後的一瞬間形成的有著深刻的理解。但它不知道宇宙是如何開始的,時間是如何開始的,空間是如何開始的,也不知道為什麼自然力是這樣的,也不知道為什麼我們有一些基本粒子具有它們的性質。
人們已經提出了各種各樣的方法,例如存在一個多元宇宙,但是這些方法都沒有得到科學上的共識,或者在這一點上是可測試的。
然而,人們有一種理解,即宇宙起源於“無”。但在這種理解中,“無”在大多數時候實際上仍然意味著某種典型的東西,至少是引力和空間。通常,這個“無”被稱為量子真空,它是宇宙在一秒鐘的一小部分時間內的早期狀態,當時宇宙是如此的熱和密度以至於物理粒子不可能存在。然而,根據目前對“真空狀態”或量子真空的理解,它過去和現在都不是一個簡單的空白空間。
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