我们抬头看天,低头看地,我们点头称是,摇头是不,这是力的规律在起作用,我们常常忘记这件事,习以为常,而当不小心跌倒的时候,又会怨天怨地,唯独没有怨规律,因为我们改变不了规律这个事实。
让我们把视线转向太阳系,行星围绕太阳转,能计算出来怎么一回事么?能,牛顿做到了,几乎完美计算出八颗行星围绕太阳转的状况,问题卡在水星上,观测跟实际有微小的偏差,实在是太烦恼了。爱因斯坦说,空间是受物质影响的,巨大的物质质量,会扭曲空间,这下解决了偏差,而且,后来证明,他是对的,这就是广义相对论。这神奇的不得了。宇宙不是平的,是如海面一般,波澜起伏,充满变幻的。说真的,我现在还是不太能理解,而事实却告诉我,别较劲,要服软。
宇宙第一原则:在相似条件下,大自然在任何时间与空间都遵循同样的定律——无论在此处还是彼处,在现在还是过去或未来,在我们看到的时候还是没看到的时候。
研究宇宙,我们只有一个工具:光。
光,既是微粒,又是波。波长越短,能量越高,越长能量越低,从低往高排列,依次是:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线和伽马射线。可见光,我们给它们取了好听的名字:赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫等等。我们看见到,仅仅是物体反射的光,物体根本就没有颜色,这让人有点难过啊。无线电波,波长好长啊,有危害,骗鬼呀,无线电的危害还不如可见光的危害大。应该大力治理的是视觉污染,而不是担心你家旁边的无线电发射塔。
通过光研究宇宙,原理是:物质的原子层面,原子会吸收光子让电子产生跃迁,不同原子的电子的跃迁需要不能的能量,不同的能量对应不同的光源,通过望远镜接收光,可计算出光源的成份,进而推断光源本体。通俗说,就是一个物体发光,本体原子会吸收掉能吸收的光,而不能吸收的则抛射进太空,我们用望远镜捕捉到,分析下,哪些光被吸收掉了,哪些光没有,在按照吸收能力,分析光源是什么个情况,是恒星、行星,还是星云。我感觉我解释的好勉强,不明白问天体物理学家。
当我们以为已经能够找到答案的时候,出现了一个问题,越是离我们远的星球,光被某种东西拉长了,在光谱中,宇宙远处所产生的光的颜色往红色方向移动,也称“红移”。为什么?因为宇宙膨胀。宇宙膨胀,先搁置,后面再讲。
宇宙第二原则:要猜想离地球很远很远的地方所发生的事情,人类必须假定宇宙中没有一个特别的位置,即如果某个观察者在宇宙各处观察,对于他来说,任何方向看出去都是一样的。
宇宙第三原则:远处的星系总是远离他所在的观察点,同那些星系远离地球一样。
哈哈,我是宇宙的中心,我简直要跳起来欢呼;可是,没有任何人是世界的中心,看来,做人还是要清醒一点。虽然宇宙围绕着你来转,世界可不是。
让我们回到文章开头吧,说说引力那点事儿。就眼所见,宇宙就是能量与空间角斗场,我们看到的是空间与时间的混合,“时空”就是宇宙,看不见的引力,统治着宇宙,宇宙是几何学,引力是物质与时间、空间的纽带。由此产生的,根据这些有限的理论,研究我们宇宙的过去与将来的科学,叫宇宙学。
宇宙没有开端,也没有结束,在时间和空间上没有大小。如果曾经有个开端,叫:热大爆炸理论,那也只存在理论当中。但是,人们找到了大爆炸的证据,宇宙微波背景辐射,这名字好长,也就是临界最后散射面所残余的热量,在太空中的辐射,也叫微波,即-270.42℃的微波冷光。
这一次,我们主要在空间结构关系上,观察我们的宇宙,了解宇宙状况,知晓我们的宇宙是一次热大爆炸来的,宇宙在膨胀中,物质和能量是一回事,物质占据空间并引起空间扭曲,整个宇宙,崎岖不平。观察靠光,计算靠广义相对论,就这么多,下章见。