宇宙学中唯一的大问题是什么?

2019-06-01| 发布者: 小燕子| 查看: 60

绝密档案:宇宙学中唯一的大问题是什么?

由于一些引力异常现象,宇宙学家假定宇宙中存在总量是正常原子物质5倍的暗物质。但有些宇宙学家认为,暗物质的假说可能是不必要的,取而代之的是对万有引力定律的修正。

另一方面,根据星系的退行规律推测,暗能量占宇宙质能总量的三分之二,这是空间加速膨胀的原因。然而,有些人嘲讽宇宙膨胀是不科学的,因为一些批评者声称它可以预测任何事情,所以什么也不能预测。

现代宇宙学正处于危机中?

如果把这些都结合起来,正如哲学家Bjørn Ekeberg最近发表在《科学美国人》(Scientific American)上的文章那样,有些人可能会认为现代宇宙学正处于危机中,面临岌岌可危的窘境。但对于主流天文学家和宇宙学家而言,事实恰恰相反,这是为什么呢?

绝密档案:宇宙学中唯一的大问题是什么?

这一切都与人为误解有关,这可以说是宇宙学中唯一的大问题。

科学不仅仅是事实的集合,尽管它依赖于人类收集到的关于自然界的一整套数据和信息。科学也是一个过程,在这个过程中,主流理论和框架面临着尽可能多的新测试,试图验证或驳斥当前最成功理论的相应预测。

这就是科学的前沿所在——处于主要理论有效性的边缘。科学家做出预测,然后通过实验和观察来测试它们,之后又会限制、修改或扩展理论,以适应实验和观察所获得的新信息。许多人的终极梦想是彻底改变我们对世界的看法,用更成功、更深刻的理论来取代目前的理论。

绝密档案:宇宙学中唯一的大问题是什么?

然而,一个全新的理论想要重现当前主流科学理论的成功并非易事,更不用说超越它们目前的局限了。历史上,不乏有天文学家沉迷于与可靠观测结果相冲突的理论,其中包括:

(1)弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)在人类发现宇宙微波背景后的近40年里,一直拒绝接受宇宙大爆炸理论;(2)霍尔顿·阿尔普(Halton Arp)坚持认为类星体不是遥远的天体,尽管几十年来的数据表明类星体具有相当大的红移值;(3)汉内斯·阿尔文(Hannes Alfven)坚持认为引力并没有在大尺度上支配宇宙,等离子体决定了宇宙的大尺度结构,即使已经有数不胜数的观测推翻了这个观点。

科学家也有偏见

尽管科学本身可能是没有偏见的,但科学家并非如此。科学家可能会像其他人一样成为认知偏见者,一旦科学家选择了自己喜欢的结论,他们就会经常通过错误的动机推理来欺骗自己。

绝密档案:宇宙学中唯一的大问题是什么?

正如著名物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)所说的格言:物理学在一次一次的葬礼中进步。一个新的科学真理不是通过说服对手而取得胜利,而是因为对手最终会消亡,而熟悉它的新一代会成长起来。

许多非科学家(甚至一些科学家)永远不会意识到的一个大问题是:自己总是可以扭曲自己的理论观点,迫使它们成为可行的,并与所观测到的结果相一致。这就是为什么任何可靠理论的关键是在观测或测量之前,提前做出可靠的预测。这样,就可以确定实验是在测试理论,而不是事后修改参数。

事实证明,这正是当今主流的宇宙学模型的最终结果,几乎在所有方面都是如此。标准宇宙模型是一套行之有效的理论,它在描述已观测到现象的同时,又能做出可检测的预言。

绝密档案:宇宙学中唯一的大问题是什么?

1922年,亚历山大·弗里德曼(Alexander Friedmann)从广义相对论的引力场方程中解出了弗里德曼方程,由此预测了宇宙膨胀的概念。仅仅在几年后,埃德温·哈勃(Edwin Hubble)的观测就证实了这一点,从而形成了膨胀宇宙的现代天文学概念。

标准宇宙模型的有力证据

宇宙大爆炸理论得到了四个强有力证据的支持:(1)膨胀的宇宙;(2)宇宙元素丰度;(3)只比绝对零度高几度的宇宙大爆炸热残余——宇宙微波背景辐射;(4)观测越远的距离,星系越年轻,这表明宇宙中的星系在不断演化。

绝密档案:宇宙学中唯一的大问题是什么?

一旦认识到宇宙大爆炸和一个由广义相对论控制的宇宙,就会有大量的证据表明暗物质和暗能量的存在。暗物质和暗能量的概念绝非是科学家臆想出来的,而是有着一系列能够互相印证的证据来支持。

即便未来有更好的理论来代替目前的标准宇宙模型,但现有的理论还是行之有效,只是有一定的使用范围,并不会被抛弃掉。这就像尽管相对论的适用范围要比牛顿力学更广,但牛顿力学在今天仍然行之有效。

0人已打赏

0条评论 60人参与 网友评论 文明发言,请先登录注册

文明上网理性发言,请遵守国家法律法规。

最新评论

相关推荐
©2001-2018 绝密档案 https://www.ufo189.com中国互联网举报中心浙ICP备17056313号 非经营性网站Powered byDiscuz!X3.4公安网备