自由探索。老问题，新视角。在浏览本贴时，全当俺在忽悠。用谨慎和批判的眼光来阅读，以免中毒被带入误区。俺认为玩儿宇宙，玩儿的好不好另说，最重要的前提是，不能人云亦云，随风附和。关键是要有自己的研判和见解。否则就不是“玩儿”了，那叫学习。如果学习，课本是最好的选择。。。看出错误恳请跟贴指出：）
什么是“大爆炸”？这个概念似乎并不那么清晰。大家似乎都心照不宣地认为“大爆炸”是特指：以爱因斯坦引力场方程为“理论核心”的一种宇宙学说。起源于一次“爆炸”，然后不断膨胀至今。。。粗略地说，分为并不连贯的三个部分：暴胀（宇宙起源）；热大爆炸（元素起源及热历史）；Friedmann膨胀模型（几何与动力学）。。。
哈勃红移被用作宇宙膨胀的判据。既然是膨胀，一个自然的推论是，如果电影倒放，过去比现在小、热。小及热到一定程度，物质还原成，密度和温度极高的微观粒子态。再小到一定程度就是神甫勒梅特（Lemaitre）称之为“原始原子”的那个东西了。。。这时命令放映员正放电影，我们首先看到的是宇宙“爆炸”的剧情，一个炼狱般的“熔炉”，由小变大（需要注意的是，Lemaitre的这个比喻只适合封闭模型，这个“点”也不是通常意义上的。开放模型的空间是无限的，因此是遍地开花）。我们还领略到，在由热变冷的背景条件下元素的合成过程及辐射与物质退耦（从不透明变成透明的）的经过。。。这个“爆炸”可不是我们经验中的爆炸，是宇宙整体空间按一定的“刚性”模式张开的过程（三者之一：球面，或平直，或双曲）。。。所说的“原始火球”的形状并不是球，也是这三种超曲面之一。。。
这部戏的总导演应该是伟大的爱因斯坦了。1917年爱因斯坦和DeSitter分别以广义相对论为理论武器，吹响了进军宇宙的号角。几年之后，若干编剧跟进，产生了多种爆炸模型。为了节省篇幅，在此只列出关键的几位：Friedmann于1922年发表论文《论空间的曲率》；Lemaitre于1927年发表论文《半径增加的，均匀常质量宇宙与河外星云的视向速度》；G.Gamov于1948（1946年？）年发表论文《论宇宙的演化》（提出大爆炸的雏形，但有点错误）；R.A.Alpher及R.C.Herman于1948年发表论文《论宇宙的演化》（更正了Gamov的错误）；G.Gamov于1956年发表论文《膨胀宇宙的物理学》。。。还有一位至关重要的人物，但绝对不是编剧。他就是伟大的 Edwin P.Hubble（哈勃）。哈勃于1929年总结其观测并发表了他那篇划时代的论文《河外星云距离与视向速度的关系》，论文中哈勃似乎仅对德西特模型（deSitter）情有独钟。其实哈勃早在1925年在进行星系的分类工作时就已经意识到星系的系统性远离的概念。。。需要注意的是，现在看来哈勃红移是宇宙学性的已被普遍接受，但哈勃所用的公式和概念可都是多普勒的。。。原因是当时仅对多普勒频移机制熟悉。Lemaitre在1927年那篇论文中似乎第一次讨论了宇宙半径增加时也能产生一种红移，但不知如何定义，称其为：由于宇宙半径增加所产生的“表观多普勒红移”。其实Friedmann在1922年那篇论文中已经涉及了“R-W度规”的形式，但没有明确定义和证明。直到1935及1936年，H.P.Robertson和A.G.Walker才分别在题为《宇宙结构与运动学》及《关于Milne的宇宙结构》两篇论文中系统地阐明了R-W度规的概念，至此以后宇宙学红移便有了严格的定义。现在有的中、英文教科书或文章中，关于宇宙学红移和多普勒红移的概念含糊不清并被乱用（在网上输入中英文关键词，随手都能搜到），原因大概出于这个历史过节吧。。。举例粗略地说，银河系内的天体相对于我们（观察者）运动所产生的红移或蓝移是多普勒的；河外星系的系统性红移是宇宙学的（由于本动，也可能产生相对于我们的“多普勒”频移？但越远越都是小量）。。。
另外两位编剧是不能遗漏的。为解决所谓视界、平直性及磁单极等困难，上世纪80年代就有了A.Guth和佐藤胜彦分别提出的“暴胀”模型（当然是在其他人工作的基础上，如S.Weinberg和A.Salam等）。。。
至此我们似乎已经了解了“大爆炸”的全部剧情：宇宙从一个比原子还小的，高温高密的一“点”不断地（加速，减速，加速。。。）膨胀至今。大致经历了极早期的指数暴胀，透明前的元素起源和“演化”，透明后的星系起源和演化，一个由热到冷的过程。。。
通过最近这几年的“观测”，大爆炸模型似乎又陷入了“黑云压城城欲摧”的境地，其中两朵最大的乌云是：“暗物质”和“暗能量”。试想，在这个物质和能量作为“动因”决定一切的宇宙中，居然绝大部分（大约96%以上）“物质”和“能量”是未知的？这是令人不能接受的。。。由于这两种神秘的东东是看不见的，那么以前我们莫非都是在“暗箱操作”？无疑这会给形而上宇宙学留下了更大的剧情发展的想象空间。。。个人以为，这个危机在宇宙学领域内可不亚于现在的全球金融风暴。。。
与以前传统的物理学方法相比，这部大片看上去似乎有点别扭，很不连贯，多少带点修修补补的痕迹，又留下了两个似乎遮掩了全部蹊跷的莫大问号。。。其实更要命的是SDSS的巡天观测结果。我们在本系列（前面的帖子），2008年8月5日的《关于球面宇宙的讨论》那一帖中提及的，星系分布的那两个优美的大波或将是大爆炸模型难以逾越的一个坎儿？相信这个问题在不久的将来会被提到议事日程上来，似乎SDSS的使命目前还没有结束？
为什么会有视界问题？为什么会有平直性问题？为什么非要有玄之又玄的暴胀？为什么要加速膨胀？什么是暗能量？什么是暗物质？（重子数不对称及磁单极似乎是另外一类问题，俺认为不能算大爆炸学说的困难）。。。这些可都是要命的大问题。。。
忽悠。。。接着忽悠。。。俺自己个感觉，所有这些问题的根儿都出于大爆炸的“理论核心”上了。一句话，都是引力场方程惹的祸！？请千万别大惊小怪的，稍微耐点性子，看看俺忽悠的是否有道理。。。不是广义相对论本身的问题，只是用引力场方程作为“理论核心”来考察和研究整体物理宇宙似乎存在下面四个不容忽视的问题（以前俺已分别讨论过，在此简单归纳一下）：
（1）马赫原理：其实质是，宇宙整体物质（环境）对局域动力学的影响。涉及到惯性力的起源问题。虽然爱因斯坦本人推崇马赫原理，但与广义相对论并不兼容，也没有得到验证。由于是一种哲学，所以长期争论未果。但有一点似乎应该值得注意：引力场方程的局域解和宇宙整体解，在物理边界条件上是有本质区别的。局域解是存在宇宙整体物质作为背景条件的。尽管数学上可以处理掉，但谁又能说物质的惯性属性不会受影响呢？
（2）适用范围：广义相对论基于两个基本的局域性假设，等效原理和广义相对性原理。如果推广至整体宇宙，这两个基本假设还适合吗？其中还有个引力常数G的问题。谁敢保证其在局域和宇宙整体上都是个常数（大尺度范围的实验无法证实）？
（3）动力学因素是宇宙的主宰吗？如果说“物质”和“能量”决定宇宙整体空间的收缩与膨胀，甚至加速膨胀。那又是什么“力量”锻造出宇宙的三种“刚性”的空间形态（球面，平直及双曲）？
（4）宇宙学原理与场方程的不兼容问题。可参阅俺在本系列（前面的帖子），2008年8月15日的《哲学随笔》中的相关讨论。与上面三条相比，这一条似乎更是一个要命的硬伤。。。
综上所述，俺认为引力场方程似乎不能作为考察整体物理宇宙的工具。如果畏于爱因斯坦的名声，赶鸭子上架，这会不会是我们前面所说的镜片组合中的一片“哈哈镜”呢？别的不说，没有因果关联的“视界”问题已经暴露了与“宇宙学原理”的不相容性。实践证明Friedmann模型似乎自己将自己逼入了死角。在内在逻辑的推衍下，只有借助虚幻的“暗物质”和“暗能量”才能自圆其说。。。
的确，质疑大爆炸宇宙学的声音似乎越来越大。俺在前面的帖子中也链接了一些相关文章或书籍的介绍。有些观点俺是同意的，但有些似乎有些过激。更有一些国外的质疑者似乎在并没有完全理解这门学科的基础上进行质疑的。这就不会让人心服口服了。俺认为，在宇宙学领域或许存在一定的制度弊端，但也不能夸大。难道那么多天体物理学家都学术品行不良，都是吃素的吗？这种说法显然是不切实际的。。。俺认为绝大多数学者都是正直严谨的，在讨论中固执己见也都是属于学术争论。不妨仔细设想，不管是在国内还是国外，大爆炸学说之所以能够这么顽强的存在，一定有其合理的成分。一棍子打死不可取，何况合理的部分打也打不死，更何况那些守擂者可都是浑身是功夫的职业皇家杀手啊：）。。。
联系客服
