2011年6月5日 星期日

宇宙悖論

所謂悖論(Paradox)可以說是沒有答案的答案,因為這個答案本身充滿著矛盾。可能是本身已經是矛盾,又或者是人誤以為矛盾。當你知道是正確,但經過一番推理後,就發覺是錯的,但再次去論証一番,又會發現是正確,這就是悖論。在古時宇宙學研究中,就曾經出現了悖論的情況。
牛頓在蘋果樹下發現了萬有引力,這是一個膾炙人口的故事。但這個萬有引力引伸到一個問題,究竟宇宙是有限還是無限。
  • 如果宇宙無限,就應該有無限星星的光射落地球,那我們就不是沒有夜晚嗎?
  • 如果宇宙有限,根據牛頓的萬有引力,所有東西最終都會因萬有引力而劑在一起。
這個悖論一直去到1987年,有70%的天文教科書都是錯的。但美國的推理小說作家愛倫‧坡(Edgar Allan Poe)早就在他的一首詩中,把這個背惇解決了。
Were the succession of stars endless, then the background of the sky would present us an uniform luminosity, like that displayed by the Galaxy-since there could be absolutely no point, in all that background, at which would not exist a star. The only mode, therefore, in which, under such a state of affairs, we could comprehend the voids which our telescopes find in innumerable directions, would be supposing that the distance of the invisible background is so immense that no ray from it has yet been able to reach us at all.
這大概意思是說即使是光,也要花時間來到地球。當你現在看天上的星星,並不是「現在」的星星,可能是十萬年前的星星,經過了十萬年的今天,才來到地球,讓你看到。


天文學家Edward Harrison讀到這首詩時讚嘆:「一個詩人,業餘天文學家,在140年前就已經解決了這個問題,但在各大學院校還仍然用一個錯的解釋。」現時我們知道宇宙是無限,因為正在不斷膨漲。但究竟是什麼令宇宙不斷地膨漲?現時科學認為一種叫做「暗能量」的東西,以致宇宙膨漲。而膨漲速度取決一種叫「宇宙常數」的東西。不過,遺憾的是,我們實驗觀察出來的「宇宙常數」,和用筆紙去計出來的「宇宙常數」,相差了10的120次方,這是物理學上誤差最大的結果。到現時為止還沒有明確的解釋。宇宙在不同的階段,總會留下不同層次的疑問。

Reference:
Parallel World/Michio Kaku

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