在座的一定要想,你就光這麼一條理論就認為是大爆炸,會不會還有其他的可能性?這一條是非常重要的,為什麼説這一條非常重要呢?因為這一條不是先有的觀測,後去搞的理論。而是我們先有了一套理論,而這條理論就是以大爆炸為基礎。那麼這個觀測呢,果然就出來了。而且這套理論在觀測驗證以前,認為好像是也很難想像,説我們這個宇宙是大爆炸有點不可思議。所以這個觀測出來以後,對大爆炸理論是一個非常有利的支持,這是最重要的一個支持之一。
除此之外還有一個重要的支持。既然你是大爆炸,那我們這個宇宙意味著什麼呢?在不斷地膨脹,是不是不斷膨脹,也要由觀測來驗證,那麼這個觀測主要就是由哈勃來完成的,在上個世紀的20年代到30年代,哈勃工作在美國的威爾遜天文臺。他在觀測什麼?他在觀測河外星系。我們説哈勃本來還有一個功勞,他就證明了除了銀河系之外還有和我們銀河系一樣的,很多的河外星系。這是他的一個功勞,但是他另外一個功勞比這個功勞還要大。他就是去測量這些河外星系相對於銀河系有沒有運動,他就測量這個,怎麼測量呢?就測量河外星系的運動速度,我們説運動速度是可以測量的,通過測量它的光譜,根據多普勒運動,我們就可以算出它的運動速度來,那麼測量的結果非常地驚人。
怎麼個驚人法呢?就發現我們宇宙就像氣球一樣,在不斷地膨脹,在不斷地擴大。什麼叫在不斷地膨脹呢?就説我們看到的河外星系,每一個星系我們測量它的速度以後都發現這個速度是一個正的速度,也就説這個河外星系在遠離我們,無一例外。所有的河外星系都在遠離我們,而且這個遠離是非常有規律的。所以這個宇宙的膨脹就非常有利的支持了大爆炸理論,我們看一下這個膨脹的過程,大家看出來了吧,這就是模擬宇宙在不斷膨脹的情況。
除了宇宙膨脹以外,還有沒有其他的觀測事實來證明大爆炸理論呢?我們説還有一個非常重要的觀測事實,什麼觀測事實呢?就是我們測量宇宙中的元素的含量,我們説宇宙中的元素,當初根據大爆炸理論的話,應該是首先生成的是元素中最簡單的元素。最簡單元素是什麼呢?是氫,所以宇宙中氫是首先産生的,而且氫的含量應該非常多,那麼有了氫以後,這個氫在逐漸地通過原子核的聚變過程。就是説原子核和原子核通過聚變反應,在不斷地生成更重的元素,那麼緊接著氫,下一個要生成的元素是什麼呢?就是氦,也就是説氫通過聚變反應來生成氦,這個反應非常非常重要,為什麼説重要呢?目前呀,所有的恒星它的産能,也就説它輻射的能量就是通過氫聚變成氦得到的原子核的能量。當然最典型的是什麼呢?就是我們的太陽,我們太陽為什麼發光呢?如果你指望著像燒煤球爐子一樣,來燒煤球,那得多少煤也不行,靠其他的化學也不行,維持這麼多年是不可能的。那麼惟一的就是太陽上邊的氫,通過聚變過程來生成氦,這樣一個核反應過程就給我們提供了幾乎是無窮無盡的能量。你看重要不重要?非常重要。我們可以順便説一下,我們這個人類開發核能源,很重要的原因,就是通過太陽的産能得到的啟發。
比方説我們地面用的氫彈就是一種聚變反應,原子彈是一個分裂反應那麼現在人類還不滿足,正在搞受控熱核反應,受控熱核反應是什麼呢?就是製造一些小太陽,如果那個要實現的話,你可以想像看,氫都可以聚變成氦。好了,既然宇宙中的元素,是有恒星在燃燒過程中通過氫來聚變成氦,當然這有個過程。我圖上面説得很清楚,它也聚變成氦的同位素,叫做氘,然後再合成叫做氚,最後就合成有四個中子和質子的氦。
那麼這個過程我們可以算出來,宇宙中大體上有多少個恒星,這個恒星的年齡有多大?那麼現在宇宙中應該有多少氫?有多少氦?就算出來了。那算出來的結果和觀測非常地不符合,怎麼不符合呢?如果説我們這個宇宙中的氦完全是由每一個單個的恒星,通過氫聚變成氦的熱核反應産生的。那麼宇宙中的氦大概有多少呢?也不過只有百分之幾,只有百分之幾,佔到總含量的百分之幾。可是我們現在測量結果發現宇宙中的氦非常多,多到有多少呢?宇宙中的氦大約佔了宇宙中總元素的四分之一,也就是説有25%是氦,70%多是氫,然後再加上其他的一些元素。那麼這個問題就來了,這些氦是怎麼産生的呢?就要問這個問題。
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