宇宙前是什么

Question

现在科学上普遍认为是大爆炸产生了宇宙,即大约137亿年前由一个非常小的点爆炸产生的，目前宇宙仍在膨胀。
那么,问题很简单,以现在的科学认识,爆炸需要的是爆炸物和爆炸空间,那么在大爆炸前那一个非常小的爆炸点是在一个什么空间呢?总不可能是"无"这样一个状态下,突起的爆炸.所以大家一起来想想,宇宙前是什么?
回答最好可以具体些!3Q!!大家一起想想吧!!以现在我们对该问题的认识和对物理,原子量学,空间学等等等等的认识,具体的说一下您的观点

Answer 1

宇宙在膨胀吗？
夏日夜空，繁星闪烁，不禁使人陷入对宇宙的遐想之中。20世纪10～20年代，天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比，即谱线红移。1929年哈勃总结出谱线红移的规律是：对遥远星系，红移量与星系离我们的距离成正比，比例系数H叫哈勃常数，这红移叫宇宙学红移。此后，在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律。它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的。这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调（即频率）比静止不动时的声调更低一样，由此得出星系都在做远离我们的运动，离我们越远运动速度越快的结论。这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样。这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型。近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型。
从宇宙膨胀的观点出发，利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点，由于某种原因在它内部产生了"大爆炸"。诞生了现在的宇宙，从而得出了时间是有开端，空间是有限的结论。宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间，即宇宙的年龄是多少，这取决于哈勃常数H的大小。最初哈勃常数仅500（公里／秒／百万秒差距），这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多。以后改为50～100之间。若取100，宇宙的年龄只有100亿年，而银河系的球状星团的年龄是150亿年，矛盾很大。若取50，宇宙年龄为200亿年，矛盾不那么明显，因此被大爆炸宇宙论者所赞同，但在观测上，这个数值有些勉强。究竟是多少，一直没有定论。近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80。这样算出的年龄为120亿年，矛盾还很明显。宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来，这要取决于宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定，因为观测的距离越远，平均密度越小，下限有没有还不能确定。1965年发现了宇宙空间的2.7K微波背景辐射，被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹，是大爆炸宇宙的一大证据，但这种解释并不是唯一的，因为宇宙空间中充满介质，2.7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质，可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2.7K的热辐射。
仔细分析起来，问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上。过去，人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动，从而成功地确定了星系内存在自转现象。但现在天文观测中却发现一些红移现象，若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难，这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移，这里列举几种观测结果。
①多普勒效应对同一个天体，其红移量与光谱线的频率无关，因此观测每个星系中不同谱线的红移量，比较它们是否一致，就是鉴别红移是否由多普勒效应产生的一种依据。如果一致，就表示有可能是由多普勒效应产生的；如果不一致，就肯定它至少不完全是由多普勒效应产生的。1949年威尔逊对星系NGC4151的观测结果表明，虽然不同频率的红移量差别不大，但也超出了观测的误差范围，频率越高，红移量越小。这样至少可以认为宇宙红移不完全是由多普勒效应产生的。
②从太阳中心到边缘各点发出的同一种谱线，在扣除了各种已知的运动效应后，越靠近边缘的地方红移量越大，在太阳半径90％左右的地方，红移量急剧增加。这意味着太阳上还有某种未知的因素在产生红移。
③先驱6号宇宙飞船发射的遥测信号中心频率为2292兆赫，当飞船绕到太阳背面经过太阳边缘时观测到异常红移现象。
④类星体红移量一般都很大，如果把这都归结为多普勒效应，算出的距离一般在100百万秒差距以上。由此推算出它发出的总光能力为银河系的100倍；射电能为银河系的10万倍。
而由光变周期算出它的直径只有一光年左右，这意味着类星体的辐射密度非常高，但目前一直找不到产生这样高辐射密度的物理机制。有些天文学家认为，类星体的红移中至少有一部分不是由多普勒效应产生的，因而类星体离我们的距离较现在推算的要近得多。
⑤星系、类星体相互之间都有成协的现象，即这些天体两两或更多相距较近并有物理联系。观测表明，有些成协天体间红移值相差较大，有些类星体光谱中的吸收线与发射线互不相同，而且不同的吸收线有各不相同的红移值，称为多重红移。
既然这些红移不能用多普勒效应解释，那么它产生的原因究竟是什么呢。光在发射时固然有许多因素影响它的频率，但宇宙中这么多天体都如此有规律地只随着远离我们的距离而变化，就难以理解了。光在它漫长的传播路径上经历了几亿至上百亿年的岁月，这期间必然比它在发射的一瞬间有更多的因素影响着它的频率。现在人们了解到，在星系际空间中存在着星系际介质，它的密度在10E-29克／立方厘米以下。成分与银河系的大致相同。除了有能对星光产生可见效应的星系际气体、尘埃和固态物质、低光度星体外，还有大量的基本粒子。
据估计，星系间基本粒子的质量占了整个宇宙总质量的绝大部分，它们是看不见的。
光与介质的相互作用是复杂的，介质不仅能吸收光，还能再发射光；再发射的光，其频率不仅仅只是 原有的频率，还有其他的频率，只是在原有频率及其附近强度最大。其实，人们早已熟知光子在传播过程中由于与介质的相互作用会逐渐转变成低频的光子。但过去人们认为这只会使谱线衰减而不会产生红移。
由惠更斯原理知道，波前上所有粒子产生的子波叠加后能形成具有新频率的平面波。新产生的频率叠加在原有频率上的结果，不像通常认为的那样谱线会被平滑而消失，而是谱线被整体地移动，在远距离传播中，光的频谱的变化就好像在谱卒域中传播的波一样。这里频率域相当于弦，光谱的强度相当弦的振幅，一条谱线对应于弦上的一个波峰，弦上波峰的传播对应于谱线在频率域中传播。这种新型的波叫频域波。如果 新产生的频率电较原来频率低的能量大于较原来频率高的能量，频域波向低频端传播，形成谱线红移；反之，频域波向高频端传播，形成谱线紫移。由实际经验知道，通常总是低频成分多于高频成分，所以实际上常观测到红移。
星系际空间是充满介质的，星光必须通过介质才能到达地球，所以光谱线必定会红移，而且距离越远红移量越大，这与哈勃公式是一致的。对宇宙红移来说，应先扣除介质产生的红移效应，剩余部分才可能解释成多普勒效应，这是处理观测数据所必需的步骤。但以前在得出膨胀宇宙模型时，并没有做这件工作，扣除后的结果无非是3种情况：①全部扣完，宇宙是稳定的。②还有剩余，宇宙是膨胀的。不过，这时膨胀速度要比现在认为的速度慢得多，宇宙的年龄也比现在算出的大许多。③是负值，宇宙正在收缩。由于我们目前对宇宙空间的情况了解甚少，虽然对地球上的介质与波的相互作用知道一些，但毕竟对在星系际空间中实际发生的情况知道甚微，也许还有些重要的相互作用没有认识到，介质产生红移扣除的结果很难认为是已经完成。也许我们应当反过来，即从宇宙红移来反推星系际介质的情况，这是因为，我们所看到的宇宙是有层次的，有行星、恒星、星团、星系，星系团，总星系等，它们的平均密度呈指数下降，这些都说明宇宙是不均匀的。地球绕太阳转动，太阳绕银河系中心转动，银河系绕本星系团的中心转动，星系团又绕以宇宙背景辐射所表征的经过平均后的星系际空间的介质运动，宇宙也不是各向同性的。这是我们所能看见的最远的宇宙的情况。
大家知道。对于一个引力系统来说，只有具有一定的角动量（旋转）才可能维持比较稳定的结构。因此，我们观察到的宇宙是比较稳定的，可以认为宇宙红移主要是光通过星系际介质时的频域波。正如上面谈到的，宇宙是膨胀的，稳定的还是收缩的，要扣除星系际介质的效应后才能确定。而扣除介质的效应需要对星系际介质有较详细的了解，这在目前还难以做到。也许应该从我们所观测到的宇宙是较稳定的旋转系统出发，用红移资料来反推介质的情况。人类就是这样在不断探索中来认识宇宙的。

Answer 2

这个我知道!
夏日夜空，繁星闪烁，不禁使人陷入对宇宙的遐想之中。20世纪10～20年代，天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比，即谱线红移。1929年哈勃总结出谱线红移的规律是：对遥远星系，红移量与星系离我们的距离成正比，比例系数H叫哈勃常数，这红移叫宇宙学红移。此后，在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律。它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的。这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调（即频率）比静止不动时的声调更低一样，由此得出星系都在做远离我们的运动，离我们越远运动速度越快的结论。这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样。这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型。近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型。
从宇宙膨胀的观点出发，利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点，由于某种原因在它内部产生了"大爆炸"。诞生了现在的宇宙，从而得出了时间是有开端，空间是有限的结论。宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间，即宇宙的年龄是多少，这取决于哈勃常数H的大小。最初哈勃常数仅500（公里／秒／百万秒差距），这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多。以后改为50～100之间。若取100，宇宙的年龄只有100亿年，而银河系的球状星团的年龄是150亿年，矛盾很大。若取50，宇宙年龄为200亿年，矛盾不那么明显，因此被大爆炸宇宙论者所赞同，但在观测上，这个数值有些勉强。究竟是多少，一直没有定论。近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80。这样算出的年龄为120亿年，矛盾还很明显。宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来，这要取决于宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定，因为观测的距离越远，平均密度越小，下限有没有还不能确定。1965年发现了宇宙空间的2.7K微波背景辐射，被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹，是大爆炸宇宙的一大证据，但这种解释并不是唯一的，因为宇宙空间中充满介质，2.7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质，可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2.7K的热辐射。
仔细分析起来，问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上。过去，人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动，从而成功地确定了星系内存在自转现象。但现在天文观测中却发现一些红移现象，若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难，这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移，这里列举几种观测结果。
①多普勒效应对同一个天体，其红移量与光谱线的频率无关，因此观测每个星系中不同谱线的红移量，比较它们是否一致，就是鉴别红移是否由多普勒效应产生的一种依据。如果一致，就表示有可能是由多普勒效应产生的；如果不一致，就肯定它至少不完全是由多普勒效应产生的。1949年威尔逊对星系NGC4151的观测结果表明，虽然不同频率的红移量差别不大，但也超出了观测的误差范围，频率越高，红移量越小。这样至少可以认为宇宙红移不完全是由多普勒效应产生的。
②从太阳中心到边缘各点发出的同一种谱线，在扣除了各种已知的运动效应后，越靠近边缘的地方红移量越大，在太阳半径90％左右的地方，红移量急剧增加。这意味着太阳上还有某种未知的因素在产生红移。
③先驱6号宇宙飞船发射的遥测信号中心频率为2292兆赫，当飞船绕到太阳背面经过太阳边缘时观测到异常红移现象。
④类星体红移量一般都很大，如果把这都归结为多普勒效应，算出的距离一般在100百万秒差距以上。由此推算出它发出的总光能力为银河系的100倍；射电能为银河系的10万倍。
而由光变周期算出它的直径只有一光年左右，这意味着类星体的辐射密度非常高，但目前一直找不到产生这样高辐射密度的物理机制。有些天文学家认为，类星体的红移中至少有一部分不是由多普勒效应产生的，因而类星体离我们的距离较现在推算的要近得多。
⑤星系、类星体相互之间都有成协的现象，即这些天体两两或更多相距较近并有物理联系。观测表明，有些成协天体间红移值相差较大，有些类星体光谱中的吸收线与发射线互不相同，而且不同的吸收线有各不相同的红移值，称为多重红移。
既然这些红移不能用多普勒效应解释，那么它产生的原因究竟是什么呢。光在发射时固然有许多因素影响它的频率，但宇宙中这么多天体都如此有规律地只随着远离我们的距离而变化，就难以理解了。光在它漫长的传播路径上经历了几亿至上百亿年的岁月，这期间必然比它在发射的一瞬间有更多的因素影响着它的频率。现在人们了解到，在星系际空间中存在着星系际介质，它的密度在10E-29克／立方厘米以下。成分与银河系的大致相同。除了有能对星光产生可见效应的星系际气体、尘埃和固态物质、低光度星体外，还有大量的基本粒子。
据估计，星系间基本粒子的质量占了整个宇宙总质量的绝大部分，它们是看不见的。
光与介质的相互作用是复杂的，介质不仅能吸收光，还能再发射光；再发射的光，其频率不仅仅只是 原有的频率，还有其他的频率，只是在原有频率及其附近强度最大。其实，人们早已熟知光子在传播过程中由于与介质的相互作用会逐渐转变成低频的光子。但过去人们认为这只会使谱线衰减而不会产生红移。
由惠更斯原理知道，波前上所有粒子产生的子波叠加后能形成具有新频率的平面波。新产生的频率叠加在原有频率上的结果，不像通常认为的那样谱线会被平滑而消失，而是谱线被整体地移动，在远距离传播中，光的频谱的变化就好像在谱卒域中传播的波一样。这里频率域相当于弦，光谱的强度相当弦的振幅，一条谱线对应于弦上的一个波峰，弦上波峰的传播对应于谱线在频率域中传播。这种新型的波叫频域波。如果 新产生的频率电较原来频率低的能量大于较原来频率高的能量，频域波向低频端传播，形成谱线红移；反之，频域波向高频端传播，形成谱线紫移。由实际经验知道，通常总是低频成分多于高频成分，所以实际上常观测到红移。
星系际空间是充满介质的，星光必须通过介质才能到达地球，所以光谱线必定会红移，而且距离越远红移量越大，这与哈勃公式是一致的。对宇宙红移来说，应先扣除介质产生的红移效应，剩余部分才可能解释成多普勒效应，这是处理观测数据所必需的步骤。但以前在得出膨胀宇宙模型时，并没有做这件工作，扣除后的结果无非是3种情况：①全部扣完，宇宙是稳定的。②还有剩余，宇宙是膨胀的。不过，这时膨胀速度要比现在认为的速度慢得多，宇宙的年龄也比现在算出的大许多。③是负值，宇宙正在收缩。由于我们目前对宇宙空间的情况了解甚少，虽然对地球上的介质与波的相互作用知道一些，但毕竟对在星系际空间中实际发生的情况知道甚微，也许还有些重要的相互作用没有认识到，介质产生红移扣除的结果很难认为是已经完成。也许我们应当反过来，即从宇宙红移来反推星系际介质的情况，这是因为，我们所看到的宇宙是有层次的，有行星、恒星、星团、星系，星系团，总星系等，它们的平均密度呈指数下降，这些都说明宇宙是不均匀的。地球绕太阳转动，太阳绕银河系中心转动，银河系绕本星系团的中心转动，星系团又绕以宇宙背景辐射所表征的经过平均后的星系际空间的介质运动，宇宙也不是各向同性的。这是我们所能看见的最远的宇宙的情况。
大家知道。对于一个引力系统来说，只有具有一定的角动量（旋转）才可能维持比较稳定的结构。因此，我们观察到的宇宙是比较稳定的，可以认为宇宙红移主要是光通过星系际介质时的频域波。正如上面谈到的，宇宙是膨胀的，稳定的还是收缩的，要扣除星系际介质的效应后才能确定。而扣除介质的效应需要对星系际介质有较详细的了解，这在目前还难以做到。也许应该从我们所观测到的宇宙是较稳定的旋转系统出发，用红移资料来反推介质的情况。人类就是这样在不断探索中来认识宇宙的。

Answer 3

宇宙在膨胀吗？
夏日夜空，繁星闪烁，不禁使人陷入对宇宙的遐想之中。20世纪10～20年代，天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比，即谱线红移。1929年哈勃总结出谱线红移的规律是：对遥远星系，红移量与星系离我们的距离成正比，比例系数H叫哈勃常数，这红移叫宇宙学红移。此后，在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律。它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的。这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调（即频率）比静止不动时的声调更低一样，由此得出星系都在做远离我们的运动，离我们越远运动速度越快的结论。这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样。这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型。近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型。
从宇宙膨胀的观点出发，利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点，由于某种原因在它内部产生了"大爆炸"。诞生了现在的宇宙，从而得出了时间是有开端，空间是有限的结论。宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间，即宇宙的年龄是多少，这取决于哈勃常数H的大小。最初哈勃常数仅500（公里／秒／百万秒差距），这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多。以后改为50～100之间。若取100，宇宙的年龄只有100亿年，而银河系的球状星团的年龄是150亿年，矛盾很大。若取50，宇宙年龄为200亿年，矛盾不那么明显，因此被大爆炸宇宙论者所赞同，但在观测上，这个数值有些勉强。究竟是多少，一直没有定论。近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80。这样算出的年龄为120亿年，矛盾还很明显。宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来，这要取决于宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定，因为观测的距离越远，平均密度越小，下限有没有还不能确定。1965年发现了宇宙空间的2.7K微波背景辐射，被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹，是大爆炸宇宙的一大证据，但这种解释并不是唯一的，因为宇宙空间中充满介质，2.7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质，可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2.7K的热辐射。
仔细分析起来，问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上。过去，人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动，从而成功地确定了星系内存在自转现象。但现在天文观测中却发现一些红移现象，若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难，这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移，这里列举几种观测结果。
①多普勒效应对同一个天体，其红移量与光谱线的频率无关，因此观测每个星系中不同谱线的红移量，比较它们是否一致，就是鉴别红移是否由多普勒效应产生的一种依据。如果一致，就表示有可能是由多普勒效应产生的；如果不一致，就肯定它至少不完全是由多普勒效应产生的。1949年威尔逊对星系NGC4151的观测结果表明，虽然不同频率的红移量差别不大，但也超出了观测的误差范围，频率越高，红移量越小。这样至少可以认为宇宙红移不完全是由多普勒效应产生的。
②从太阳中心到边缘各点发出的同一种谱线，在扣除了各种已知的运动效应后，越靠近边缘的地方红移量越大，在太阳半径90％左右的地方，红移量急剧增加。这意味着太阳上还有某种未知的因素在产生红移。
③先驱6号宇宙飞船发射的遥测信号中心频率为2292兆赫，当飞船绕到太阳背面经过太阳边缘时观测到异常红移现象。
④类星体红移量一般都很大，如果把这都归结为多普勒效应，算出的距离一般在100百万秒差距以上。由此推算出它发出的总光能力为银河系的100倍；射电能为银河系的10万倍。
而由光变周期算出它的直径只有一光年左右，这意味着类星体的辐射密度非常高，但目前一直找不到产生这样高辐射密度的物理机制。有些天文学家认为，类星体的红移中至少有一部分不是由多普勒效应产生的，因而类星体离我们的距离较现在推算的要近得多。
⑤星系、类星体相互之间都有成协的现象，即这些天体两两或更多相距较近并有物理联系。观测表明，有些成协天体间红移值相差较大，有些类星体光谱中的吸收线与发射线互不相同，而且不同的吸收线有各不相同的红移值，称为多重红移。
既然这些红移不能用多普勒效应解释，那么它产生的原因究竟是什么呢。光在发射时固然有许多因素影响它的频率，但宇宙中这么多天体都如此有规律地只随着远离我们的距离而变化，就难以理解了。光在它漫长的传播路径上经历了几亿至上百亿年的岁月，这期间必然比它在发射的一瞬间有更多的因素影响着它的频率。现在人们了解到，在星系际空间中存在着星系际介质，它的密度在10E-29克／立方厘米以下。成分与银河系的大致相同。除了有能对星光产生可见效应的星系际气体、尘埃和固态物质、低光度星体外，还有大量的基本粒子。
据估计，星系间基本粒子的质量占了整个宇宙总质量的绝大部分，它们是看不见的。
光与介质的相互作用是复杂的，介质不仅能吸收光，还能再发射光；再发射的光，其频率不仅仅只是 原有的频率，还有其他的频率，只是在原有频率及其附近强度最大。其实，人们早已熟知光子在传播过程中由于与介质的相互作用会逐渐转变成低频的光子。但过去人们认为这只会使谱线衰减而不会产生红移。
由惠更斯原理知道，波前上所有粒子产生的子波叠加后能形成具有新频率的平面波。新产生的频率叠加在原有频率上的结果，不像通常认为的那样谱线会被平滑而消失，而是谱线被整体地移动，在远距离传播中，光的频谱的变化就好像在谱卒域中传播的波一样。这里频率域相当于弦，光谱的强度相当弦的振幅，一条谱线对应于弦上的一个波峰，弦上波峰的传播对应于谱线在频率域中传播。这种新型的波叫频域波。如果 新产生的频率电较原来频率低的能量大于较原来频率高的能量，频域波向低频端传播，形成谱线红移；反之，频域波向高频端传播，形成谱线紫移。由实际经验知道，通常总是低频成分多于高频成分，所以实际上常观测到红移。
星系际空间是充满介质的，星光必须通过介质才能到达地球，所以光谱线必定会红移，而且距离越远红移量越大，这与哈勃公式是一致的。对宇宙红移来说，应先扣除介质产生的红移效应，剩余部分才可能解释成多普勒效应，这是处理观测数据所必需的步骤。但以前在得出膨胀宇宙模型时，并没有做这件工作，扣除后的结果无非是3种情况：①全部扣完，宇宙是稳定的。②还有剩余，宇宙是膨胀的。不过，这时膨胀速度要比现在认为的速度慢得多，宇宙的年龄也比现在算出的大许多。③是负值，宇宙正在收缩。由于我们目前对宇宙空间的情况了解甚少，虽然对地球上的介质与波的相互作用知道一些，但毕竟对在星系际空间中实际发生的情况知道甚微，也许还有些重要的相互作用没有认识到，介质产生红移扣除的结果很难认为是已经完成。也许我们应当反过来，即从宇宙红移来反推星系际介质的情况，这是因为，我们所看到的宇宙是有层次的，有行星、恒星、星团、星系，星系团，总星系等，它们的平均密度呈指数下降，这些都说明宇宙是不均匀的。地球绕太阳转动，太阳绕银河系中心转动，银河系绕本星系团的中心转动，星系团又绕以宇宙背景辐射所表征的经过平均后的星系际空间的介质运动，宇宙也不是各向同性的。这是我们所能看见的最远的宇宙的情况。
大家知道。对于一个引力系统来说，只有具有一定的角动量（旋转）才可能维持比较稳定的结构。因此，我们观察到的宇宙是比较稳定的，可以认为宇宙红移主要是光通过星系际介质时的频域波。正如上面谈到的，宇宙是膨胀的，稳定的还是收缩的，要扣除星系际介质的效应后才能确定。而扣除介质的效应需要对星系际介质有较详细的了解，这在目前还难以做到。也许应该从我们所观测到的宇宙是较稳定的旋转系统出发，用红移资料来反推介质的情况。人类就是这样在不断探索中来认识宇宙的。

Answer 4

1920年前后，广义相对论刚问世的时候，人们（甚至包括学者们）的宇宙观是相当单纯的。相对论把原来三维的空间与时间放在同等的立场上考虑，进行了数学公式化。现实中，与上下左右前后都能自由移动的空间相比，只能沿着固定方向经过的时间有很大的不同。爱因斯坦对空间进行了深刻的思考（虽然他并没有断言空间是封闭的……），然而关于时间，他却没有发表任何具体的意见。当时人们都认为时间是从过去流向未来的单方向永远延续的东西。空间是封闭的——爱因斯坦的头脑中充满了打破常识的新思想，至于从远古流向未来的漫长的时间，其整体又是怎样呢？爱因斯坦也许顾不上去考虑这个问题。

爱因斯坦的广义相对论公式与牛顿的力学公式一样，是用微分方程式来描述的。有关时间及空间的边缘部分的状况（称为边界条件），是由解方程式的人所自由设定的。因此，以广义相对论的公式为基础，众多的学者们提出了各种各样的宇宙模型。

荷兰天文学家德西特在假定宇宙中不存在物质的前提下，求出了广义相对论方程式的解，结果表明宇宙会不断地膨胀下去。通过改变宇宙常数的符号与大小，他又提出了宇宙是封闭的观点。如果平行的两束光最终交汇，宇宙就是封闭的；而如果这两束光渐渐远离的话，宇宙就是开放的。

当然，不存在物质（不存在天体）的宇宙只是一种近似，现实并非如此。不过德西特毕竟是第一个求出方程的解并提出封闭宇宙观点的人，他的模型被称为爱因斯坦-德西特宇宙（1932年）。

前苏联数学家弗里德曼求解了不带宇宙常数的方程式。与德西特不同，在弗里德曼的模型中有天体存在，也就是说，宇宙的平均密度不是零而是某个数值。计算结果表明：如果宇宙的平均密度很小，宇宙就会永久地膨胀下去；如果宇宙的平均密度大于某一数值，宇宙就会在膨胀到一定程度后反过来收缩，如此循环往复，当然该周期长达数百亿年。弗里德曼的解至今仍是宇宙的基本模型之一。

比利时天文学家勒梅特的模型表明，一定大小的宇宙会发生突然的迅速膨胀。该模型成为后来的大爆炸理论的先驱。

如上所述，许多人致力于求解广义相对论的方程并得出了具有各种特征的解。但是，解中的时间究竟有哪些涵义呢？关于这一点，任何论文都没有明确的阐述。时间也许会像封闭的空间一样，经过大迂回后回到原来的出发点——某些论文似乎有这样的意思，但是，大家都回避对时间做出明确的表态。这样做也是可以理解的，在空间是封闭的还是开放的问题尚无明确的证据时，比空间更复杂的时间是什么？它有无始终？就是逼问这些问题，也不会有人有说三道四的依据。

后来，各种各样的宇宙论不断地问世，理论和观测都在不断地进步。第一个直接把时间的初始与终结作为问题研究的是进入20世纪80年代以来斯蒂芬·霍金的理论。

膨胀的宇宙

本世纪30年代初期，美国天文学家哈勃（1889-1953）的工作给宇宙论带来了巨大的改革。哈勃生于密苏里州，在芝加哥大学学过物理，后来到英国在牛津大学学习法律成为一位律师，其后，由于兴趣的转移，他再次回到芝加哥大学学习天文学并获得博士学位。在其他国家里，通过律师资格考试后再转行搞自然科学的事例令人难以置信，然而在美国，看来人们有很大的自由去选择自己的天职。

1920年，哈勃来到威尔逊天文台工作，他仔细地观测了许多恒星的固有运动。起初，哈勃测量了18颗已知距地球距离的恒星，结果表明从它们发来的光全部存在着红移，他对此吃了一惊。所谓‘红移’，用通俗易懂的说法就是：从构成恒星物质的分子观点推定的本来是偏蓝的光，我们看到时却感到它偏红。哈勃于1929年发表了他的观测结果。如果恒星一边后退一边发光而且光速（相对于观测者）是不变的话，根据多普勒效应，我们接收到的光的波长就会长于其原来的值。声音将变向低音，光将偏向红色。

哈勃的观测结果发表后，一些理论家提出了宇宙膨胀说：星星在逃逸，而且距离越远的恒星逃逸速度越快。据说哈勃本人一开始并不支持该学说，宇宙在膨胀？不是在说胡话吧？如果恒星表面存在很强的引力场的话，也会造成红移现象。总之应该慎之又慎才对……

哈勃进一步对恒星进行了观测。如果恒星带有自转，那么它的一端会靠近地球而另一端则会远离，他详细研究了各种可能因素，结果表明：红移只能用星体的后退来解释。

星体在后退也就是宇宙在膨胀，通过观测所发现的这一事实使哈勃名载史册。不过，在爱因斯坦时代想也不曾想过的宇宙膨胀学说真正得以定型，是在第二次世界大战之后的事情。

1946年，第二次世界大战结束后翌年，一位名叫乔治·伽莫夫（1903-1968）的学者提出了宇宙起源于大爆炸的令人惊叹的学说。伽莫夫生于俄国的敖德萨，在前列宁格勒大学取得博士学位，后来到德国的哥廷根大学、丹麦的哥本哈根大学等当时量子力学的发祥地学习，其后，他又到过剑桥大学以及巴黎、伦敦等地的大学，伽莫夫像候鸟一样地迁徙于众多的大学之间，1934年他来到美国并在那里定居。

在美国，伽莫夫曾经担任乔治·华盛顿大学以及科罗拉多大学的教授，他的研究领域涉及物理学、天文学甚至生物学，他在晚年研究过DNA的遗传密码。伽莫夫还是一位多产的科普读物作家，他的作品被翻译成多种文字出版，许多学者就是在少年时代被他的书吸引、受其影响走上物理学的研究之路的。伽莫夫考察过原子核中基本粒子的隧道效应、研究过高温高压的星体的性质，他的研究课题内容十分广泛。不过，伽莫夫这个名字使我们首先联想到的还是大爆炸宇宙学说。该学说最初并没得到大家的信任，或许在大家的眼里，伽莫夫的研究课题过于分散，大爆炸不过是假说之一罢了。

但是，随着基本粒子理论的发展，理论研究逐步趋向于用统一的观点去理解自然界中存在的力，因此有必要回到宇宙的创生时期，考察当时的情况。所谓宇宙的创生……难道就是伽莫夫所预言的大爆炸？除此之外找不到别的更可信的学说，人们开始相信大爆炸有充分的理论根据。此外，彭齐亚斯和威尔逊于1965年发现的存在于宇宙空间各方向上的强度相同的宇宙背景辐射，作为大爆炸遗留下来的电波来解释，更使大爆炸理论越发可信。宇宙的初始即时间的初始是什么？……候鸟型物理学家伽莫夫首先触及了这个问题。

最初发生过大爆炸？

今天，很多人都知道宇宙是从大约100亿年或150亿年前的大爆炸开始的，虽然它还没有被大篇幅地写入学校的理科教科书，但是大多数科学家都相信，确实发生过大爆炸。

但是，持不同观点的也大有人在。加利福尼亚大学的汉内斯·阿尔夫本名誉教授根据自己研究的等离子体理论提出了宇宙创生的学说。等离子体是超高温物质的振动形态，阿尔夫本教授认为星团以及银河系都产生于等离子态的物质。他与奈尔分享了1970年度诺贝尔物理学奖。

按照阿尔夫本教授的计算，宇宙的创生不是在150亿年前，而是应当更早。虽说他的理论并非毫无根据，但是赞同他的人的确为数不多。需要指出的是，有关宇宙的学说还有许多。

根据大爆炸理论，假定宇宙的创生发生在150亿年前，那么，在此之前是什么状态？或者，200亿年前是什么状态呢？大家很自然地会关注这些问题。

遗憾的是，在相当长的时期里没有人从正面回答这个问题。最初发生了大爆炸，之后如此如此、这般这般……之类的理论不胜枚举。它们的核心都相同，那就是‘最初发生过大爆炸’。

毫无疑问，即使在今天，从某种意义上来说，大爆炸就是时间的开端。在大爆炸以前，时间只是形式上的抽象的东西，这样去说明绝对没有错。关于时间的这个断头，霍金不是把它作为一个断点，而是把它圆满地衔接了起来。正因为如此，他的理论才在今天引起了人们的广泛关注。

但是，霍金在他的理论中引入了诸如虚数、路径积分等复杂的数学概念，说实在的，普通读者很难弄明白，就连专家们也多半只能做到‘在数学上’的理解。因此，我们把复杂的内容放到稍后的章节中去，先沿着大爆炸学说在60年代、70年代、80年代的发展来一步步地介绍。

Answer 5

宇宙是什么？
从科学上讲，从广义相对论应用到天文学领域才开始建立有数量概念的理论模型，目前较多人接受的是”大爆炸”模型。
在不同的理论中，基本概念的定义是不同的。
在大爆炸模型中，宇宙要把已观察到的现象放在其模型中解释，它就必须有一个起始点，从所谓“奇点”开始，该模型能解释“哈勃红移”、“宇宙微波背景辐射”、“氢丰度”等现象，但该模型也有一个缺陷，其物理定律在逼近“奇点”（<10-43秒）是会失效。
大爆炸理论中的宇宙概念是与“物质”连在一起才有意义和可以理解的。物质存在和演化于“时空”中，同时，它又能影响和改变“时空”的属性。
从哲学上讲，谈论“时间”这样的终极概念的起点是没有意义的，因为“开始”是对“具体事件”而言的，而不是对“时间”本身而言的。“宇宙空间”概念也类似“时间”，我们说可以说“太阳系”外如何如何，但要说宇宙之外则有逻辑困难，因为具体物质有“边界”概念，而“宇宙空间”是终极抽象概念，说它有限就必须回答“边界”外如何，这不符合人们讨论问题时的约定。
在日常生活中，人们常把“时空”作为一个“观念上”的工具，方便将这一假定作为“背景”来近似把握事物的运动，如笛卡尔的直角坐标和牛顿的绝对时间。这里的“时空”概念与现代物理学中的“时空”概念是区别很大的，如在大爆炸理论中，“时空”是已经具有“物理意义”了的。
有趣的是在这两种“时空”概念中，还有一个中间过渡的“时空”概念，哲学家恩格斯曾天才猜到并谨慎地用思辩哲学语言断言：时间和空间是物质运动的形式。