前面幾位網友提到：目前的觀測結果顯示紅位移支持宇宙膨脹說
(不知道有無誤解？若有請指正！)
假如將膨脹的方向改變一下，那麼把宇宙看成正在收縮當中
似乎也無不可
請問這樣的想法是否合理？
而目前是否有觀測證據支持這樣的說法？
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標 題: Re: 請教關於「紅位移」與「宇宙膨脹」的問題
發信站: 台大計中椰林風情站 (Sun Dec 15 09:41:40 2002)
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==> paradox18 (蕭雜波) 提到:
> 前面幾位網友提到：目前的觀測結果顯示紅位移支持宇宙膨脹說
> (不知道有無誤解？若有請指正！)
這部份是正確的.
不論是大爆炸宇宙論還是穩態宇宙論,都將目前觀測到的紅移解
釋成宇宙膨漲. 所不同的是,穩態宇宙論不認為宇宙是從一個點
膨漲成今天的樣子. 但對今日觀測到的紅移,這兩派都解釋成宇
宙膨漲.
至於大爆炸宇宙論與穩態宇宙論以外的說法,譬如某網友的想象
派宇宙論,自圓其說的能力都還差一大截.
> 假如將膨脹的方向改變一下，那麼把宇宙看成正在收縮當中
> 似乎也無不可
> 請問這樣的想法是否合理？
這部份,前面已有很多討論了,麻煩您再回頭看一下吧.
> 而目前是否有觀測證據支持這樣的說法？
完全沒有,這在前面也已提到了.
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標 題: Re: 請教關於「紅位移」與「宇宙膨脹」的問題
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==> EPS (貓咬豬) 提到:
> ==> paradox18 (蕭雜波) 提到:
> > 前面幾位網友提到：目前的觀測結果顯示紅位移支持宇宙膨脹說
> > (不知道有無誤解？若有請指正！)
> 這部份是正確的.
> 不論是大爆炸宇宙論還是穩態宇宙論,都將目前觀測到的紅移解
> 釋成宇宙膨漲. 所不同的是,穩態宇宙論不認為宇宙是從一個點
> 膨漲成今天的樣子. 但對今日觀測到的紅移,這兩派都解釋成宇
> 宙膨漲.
穩態宇宙論的這部份讓我再多說幾句好了.
LupinLin同學: 之前我跟你說的穩態宇宙論大老叫J. V. Narlikar.
他寫的宇宙論教科書簡單明瞭,當然除了標準理論外,也介紹了他得意
的穩態宇宙論. 上學期他來我們所演講,演講中力戰我們所裡支持大
爆炸宇宙論的教授,實在是有夠精彩. 而最重要的是,幾乎所有的觀測
證據,大爆炸宇宙論能解釋的,他都也有套辦法自圓其說,實在不可思
議,而少數他無法解釋的觀測證據,他也很坦白地承認這是他的理論的
弱點,這種風範以及講究證據的風格,與板上幾位空想派理論家實在不
能相提並論.
以下簡單說說我從他的演講中了解的穩態宇宙論.
最早將穩態宇宙觀融入近代物理的,也最具代表性的,非愛因思坦莫屬,
他在廣義相對論中加入宇宙常數,企圖創造一個恆久不變,既不膨漲也
不收縮的宇宙,也就是所謂的穩態宇宙. 不過愛因思坦的穩態宇宙在哈伯
的紅位移定律之後馬上就瓦解了,他承認他的理論錯誤,也說:宇宙確實
是在膨漲的.
之後穩態宇宙論沉寂了好一陣子,支持大爆炸宇宙論的證據也相繼出籠,
從哈伯的紅移定律,到微波背景輻射,到各種元素的豐度,到今日的微波
背景輻射的不均性. 這許許多多看似無關的觀測證據,都能被一個單一
理論(大爆炸)所解釋,這無疑是人類科學史上最大的成就之一.
不過,二十世紀後期,穩態宇宙論又活了起來,上面說的Narlikar是靈魂人
物之一. 新的穩態宇宙論不再強調恆久不變的宇宙,而同樣地接受了宇
宙正在膨漲的觀測事實.
如果接受宇宙膨漲,那有怎能有穩態宇宙呢? 妙就妙在,這些穩態宇宙論者,
竟能從廣義相對論中(所以不違反現有理論)找出一組振盪解,在這組解中,
宇宙沒有起點也沒有終點,但一直在做小範圍的膨漲與收縮,但既不會膨
漲到無窮大,也不會收縮成一點,與現有大爆炸宇宙論很不一樣.
這樣的宇宙論嚴格來說並非真正的穩態,他們這學派給它取的名字是次穩
態宇宙論(quasi-steady state cosmology). 今天我們看到宇宙正在膨漲,
只是因為我們正巧正處於這個永恆宇宙的膨漲期,並不表示宇宙是從無窮小
一路膨漲至今.
OK,要從廣義相對論中找到一組振盪解,這或許不是那麼驚人,真正叫我驚
訝的是,他們竟可不透過大爆炸而解釋微波背景輻射. 他們的解釋是,在
由收縮過渡到膨漲期時,宇宙雖不是無窮小,但也已小到足以摧毀過去宇
宙中的物質. 在開始膨漲後,這些冷卻下的物質開始行成恆星,而恆星形成
過程中放出的輻射,紅移到今日宇宙後便是我們看到的微波背景輻射.
很不可思議吧? 但這可不是他們嘴上說說而已,他們可是有具體的理論來
計算此一過程的,算出的微波背景輻射溫度正是今日的2.73K. 最叫我下巴
掉下來的是,他們不只算出正確的輻射溫度,還用同一套理論算出微波背景
輻射的不均性,可以正確預測其不均性能譜裝的第一個高峰位置.
聽到這裡,我就差沒當場向他下跪了,雖然我仍不相信他的理論,但能自圓其
說並符合觀測證據到這種程度,我除了佩服以外還是佩服. (板上諸位空想
家不知哪天才能讓我佩服一下)
好的理論,不只要能解釋觀測證據,還要能做出預測,以供未來的觀測檢驗.
一個可以檢驗的就是前述的背景輻射不均性,他們可以預測出第一個能譜上
的高峰沒錯,但現在的觀測精度越來越高,第二與第三個高峰也呼之欲出,
穩態宇宙論可以正確預測出第二與第三個高峰嗎?
這還次要. 他們提出最驚心動魄的預測是,既然宇宙在膨漲前是處於收縮,
我們觀測遙遠星系的話,目前是觀測到越遠的星系紅移越大,但當觀測能力
繼續提升,我們會開始看到最遠方的天體的紅移反而開始變小,最後,我們甚
至會看到藍移.
這預測夠大膽,夠嚇人了吧? 不過這暫時死無對證,根據他們的計算,如果
要開始看到紅移減少,約要在紅移7到10以後. 目前我們看到最遠的天體的
紅移是6.7左右,離7到10這段還有點距離,而且恐怕在現有望遠鏡的能力以
外. 要真能驗證這個理論,恐怕還要靠下一代30m的望遠鏡或下一代太空望
遠鏡.
到時,或許穩態宇宙勝出還是爆炸宇宙勝出,會有個最終的解答. 又或許,這
幾個天才會想出另一套穩態宇宙來自圓其說. 我們走著瞧吧!
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標 題: Re: 請教關於「紅位移」與「宇宙膨脹」的問題
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==> EPS (貓咬豬) 提到:
> OK,要從廣義相對論中找到一組振盪解,這或許不是那麼驚人,真正叫我驚
> 訝的是,他們竟可不透過大爆炸而解釋微波背景輻射. 他們的解釋是,在
> 由收縮過渡到膨漲期時,宇宙雖不是無窮小,但也已小到足以摧毀過去宇
> 宙中的物質. 在開始膨漲後,這些冷卻下的物質開始行成恆星,而恆星形成
> 過程中放出的輻射,紅移到今日宇宙後便是我們看到的微波背景輻射.
> 很不可思議吧? 但這可不是他們嘴上說說而已,他們可是有具體的理論來
> 計算此一過程的,算出的微波背景輻射溫度正是今日的2.73K. 最叫我下巴
> 掉下來的是,他們不只算出正確的輻射溫度,還用同一套理論算出微波背景
> 輻射的不均性,可以正確預測其不均性能譜裝的第一個高峰位置.
> 聽到這裡,我就差沒當場向他下跪了,雖然我仍不相信他的理論,但能自圓其
> 說並符合觀測證據到這種程度,我除了佩服以外還是佩服. (板上諸位空想
> 家不知哪天才能讓我佩服一下)
以下摘自Narlikar教授的演講摘要:
It will be shown how this cosmology explains the origin of the
cosmic microwave background radiation (CMBR) in terms of thermalized
relic starlight from previous cycles. The rest of the talk will describe
how the otherwise isotropic background will have small scale fluctuations
from starlight concentrated in rich clusters of galaxies, leading to a
peak in the power spectrum at harmonic around 200. Other smaller peaks
are also predicted.
所以我上面說的不太正確,他們解釋微波倍景輻射靠的不是膨漲早期的恆星形
成,而是在前一個收縮期末尾,恆星與自己的星光達成熱力學平衡時的輻射,
紅移到今日宇宙時的遺跡.
這太玄了,我不太懂其中的物理.....
後面他也提到,他可以正確預測背景輻射不均中的第一個能譜高峰在l=200,
與今日觀測符合.......
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