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这一联系或许对大多数人来说并不明显,但是三个人看完电影之后坐在邦迪的公寓里共饮的朗姆酒显然帮他们看出这一类比的合理性。
大爆炸理论中的宇宙,以剧烈的爆炸为开端,并随着时间推移,经历了急剧的变化;与此相反的是,他们的稳态宇宙一直处于平静和安宁的状态。
它提供了一幅令人安心的图景:在足够大的范围内,宇宙过去一向并且未来也将一直保持稳定。
邦迪在1950年出版的宇宙论教科书中解释道:“‘稳态’这个词用来形容一直在广大范围内维持原样的宇宙。”
他将其与一条河流相比拟,河中的水在向下游流动时持续变化着,但是日复一日,河流整体上是恒定不变的,它流动的速率是稳定的;与此相似,稳态宇宙一直会在小范围内发生变化,但是其整体始终保持一致。
维持这种稳态的关键在于物质的持续产生。
如果现存的物质就是一切,不会再有新物质产生,那么随着恒星燃尽所有可用的燃料而变暗,宇宙最终会步入冰冷的死亡,但是如果物质持续产生的话,它们就会提供无尽的燃料,即使在衰老的恒星燃尽之后,仍然能够有新生的恒星形成。
根据他们的计算,维持宇宙运转甚至不需要用到很多的物质,而且这一需求量小到一个人可能永远无法观察到它在发生,也不会有任何已知的实验能探测到它。
以提供简单朴素的解释而著称的霍伊尔是这样描述的:“每十亿年里,在相当于一品脱容量的牛奶瓶大小的范围内,大约会产生一个原子。”
(前文中,那个半开玩笑地声称物质有可能以肥皂块的形式出现的也是霍伊尔。
)
至于规定了物质不可能凭空产生的物质守恒定律所涉及的问题,霍伊尔辩称:“事实上,宇宙的持续诞生,有可能是在不违反此定律的情况下发生的,而实现它的关键就是‘负能量’。”
霍伊尔假设全宇宙范围内存在负能量场—他称之为“创造场”
。
他说,任何的扰动都会令该场的体积增加,随后就会触发了等量的正能量(即物质)产生。
同时产生的正负能量相互抵消,令宇宙中能量的总和保持恒定。
批评家们将这种解释驳斥为“数学把戏”
,但霍伊尔回应道,即使如此,它也能说得通,因为能量守恒定律仅要求能量总量保持不变。
有多少正负能量产生根本无关紧要,只要总量维持平衡,那么能量守恒定律就没有被违反。
物质的生成还起到了另一个作用。
随着物质形成,创造场会扩张,而且因为其能量是负的,它有一种反引力的效应,造成宇宙膨胀。
这与哈勃早期的观测相符,宇宙膨胀本身就会起到某种清除宇宙垃圾的作用。
衰老的恒星和星系被向外推,推出可观测宇宙的边界,使新生的恒星和星系得以取代它们的位置。
由此,稳态系统的各部分一起运作,如同顺畅运转的机械装置一样,永远不断地运行着,无始亦无终。
1948年,“剑桥三人组”
发表了他们的新宇宙论的细节,以两篇文章的形式展现:一篇由邦迪和戈尔德合写,另一篇单独由霍伊尔所写。
随后,他们开始推广自己的理论。
在推广过程中,霍伊尔意外地为大爆炸理论定了名,也算是历史上的一桩不大的奇事。
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