【轉載】宇宙是從大爆炸中誕生的嗎

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宇宙是從大爆炸中誕生的嗎（上）

‧何香濤‧

　　主講人簡介

　　何香濤，北京師範大學天文係教授。畢業於北京師範大學物理學系，畢業後留校任教。現任中國天文學會副理事長，北京天文學會理事長，發表多篇天文學著作，是我國著名的天文學專家。

　　內容簡介

　　1932年勒梅特首次提出了現代宇宙大爆炸理論：整個宇宙最初聚集在一個「原始原子」中，後來發生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們的宇宙。美籍俄國天體物理學家伽莫夫第一次將廣義相對論融入到宇宙理論中，提出了熱大爆炸宇宙學模型：宇宙開始於高溫、高密度的原始物質，最初的溫度超過幾十億度，隨著溫度的繼續下降，宇宙開始膨脹。

　　1965年，彭齊亞斯和威爾遜發現了宇宙背景輻射，後來他們證實宇宙背景輻射是宇宙大爆炸時留下的遺跡，從而為宇宙大爆炸理論提供了重要的依據。他們也因此獲1978年諾貝爾物理學獎。20世紀科學的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的體現。他對於宇宙起源後10-43秒以來的宇宙演化圖景作了清晰的闡釋。

　　宇宙的起源：最初是比原子還要小的奇點，然後是大爆炸，通過大爆炸的能量形成了一些基本粒子，這些粒子在能量的作用下，逐漸形成了宇宙中的各種物質。至此，大爆炸宇宙模型成為最有說服力的宇宙圖景理論。然而，至今宇宙大爆炸理論仍然缺乏大量實驗的支援，而且我們尚不知曉宇宙開始爆炸和爆炸前的圖景。

　　全文

　　今天我給大家演講的題目是《宇宙是從大爆炸中誕生的嗎》，大家一看這個題目就會聯想翩翩，首先想到很奇怪,再一個感覺覺得有點不可思議，怎麼會是大爆炸呢？那我們就看一下，這個宇宙究竟是怎樣誕生的，為什麼我們會想到大爆炸？

　　上一個世紀最早想到這件事情的是一個匈牙利的天文學家叫勒馬特，他怎麼想到的呢？我們知道上一個世紀初期以後，物理學的發展都很快。其中在物理學裡邊有一個很重要的規律，就是這個物質結構和次序都是從簡單到複雜，那麼描寫這個量呢？有一個物理參數叫做熵,這個熵說什麼呢？就是說任何一個事物，宇宙世界，這個發展次序都是從簡單到複雜。所以我們宇宙中的熵也是在不斷地增加，從簡單到複雜，最簡單是什麼呢？最簡單就是一個小的單元。所以勒馬特就想到，這個宇宙最初的可能就是從一個原始的原子誕生的，然後這個原子演變演變最後演變成現在的宇宙。這就符合這個物理規律，這個熵是不斷增加的。這是勒馬特最早提出來的一個設想。

　　但是真正想到大爆炸理論，還是從我們物理學裡邊的老祖宗開始，也就是上一個世紀最偉大的物理學家愛因斯坦。大家知道，愛因斯坦創立了廣義相對論，這張照片是愛因斯坦非常天真的一張照片。那麼他創立了廣義相對論以後，這個廣義相對論最主要的一個用途就是來描寫宇宙。所以廣義相對論產生以後，就有了一個理論基礎來描述我們的宇宙，但是光有這麼一個理論還不行，還需要天文學家有一個實踐。天文學家裡邊有一位非常有名的人哈勃。大家知道天上飛著一個空間望遠鏡，就叫做哈勃空間望遠鏡。為什麼呢？就是為了紀念哈勃，這位天文學家有很大的功勞，他主要的功勞是什麼呢？他證明了宇宙在不斷地膨脹，通過觀測來證明。

　　那麼有這兩點。一個是有了一個廣義相對論；一個是有觀測事實。這個觀測事實呢，就證明了我們的宇宙在不斷地膨脹。這兩件事情加在一起，當時就有幾位物理學家首先提出了大爆炸的思想，那麼主要的一位叫做伽莫夫。伽莫夫就想到，如果按照廣義相對論的理論再加上一些原子的反應過程，就有可能推算出我們宇宙的演化歷史。伽莫夫有個學生叫阿爾文，他把這個稿子投到當時著名的一個刊物叫《物理學評論》，一位編輯也是他的朋友叫做貝瑟。伽莫夫就建議把他的名字也加上，所以這篇文章最後就按照希臘文的三個字母αβγ，就變成叫做αβγ理論。

　　中間有其他的一些人又做了很多的修正和補充，就使得這個理論慢慢就越來越完善。那麼這個大爆炸理論提出來以後，它最核心的一點他就指出來，如果他這個理論要是成立的話，我們這個宇宙一邊膨脹，一邊降低溫度。那麼降到現在，宇宙最邊沿的就是四週的溫度，應該降到多少度呢？應該降到五度左右，大家注意，這個五度是指的絕對溫標。我們說絕對溫標是這樣，如果它要是五度的話，相當於攝氏溫度負二百多度，攝氏溫度的負273度才是絕對溫標的0度，這個溫度是非常非常低。但是他預言了這件事情，非常的湊巧，他預言了以後呢！就等待著看看有沒有觀測的結果，天文學家也做了很多努力去觀測。但是一想這個溫度這麼低，你們可以想一想，這樣低的一個溫度去觀測，那實在是太困難了，也就是說，零下負二百多度去觀測，那太困難了，天上星星的溫度都比這高得多。

　　但就在這時，有兩位工程師是貝爾實驗室的兩位工程師，一位叫彭齊亞斯，一位叫威爾遜。他們兩個人在做什麼實驗呢？就在做通信實驗，用他背後這個天線在做通信實驗。他們為了使他這個通信實驗的靈敏度提高，他們就把這個天線做得非常的精緻，也就是說噪音非常低，那麼他這個天線如果在傳輸的時候，它的溫度大約也就是三百度，如果說不做傳輸工作，它本身就是它本身固有的噪音應該非常非常低。他們認為幾乎就應該到了絕對溫度的0度，也就是說要到了負273度，他們認為最多有0.5度，這個天線的本底噪音就這麼低。那麼它這樣低，他們要實驗，那麼這個天線對到任何一個地方。你們可以想一想，都有溫度。只有對在什麼地方，對到宇宙，對到天空，如果對到天空裡邊，不對著太陽，也不對著其他的星球，那個地方的溫度應該是什麼呢？應該是0度，而且應該是絕對0度，一點溫度都沒有。但是對著宇宙以後呢！非常出乎他們的意料，總是有那麼一點溫度干擾他們這個儀器，也就是說，儀器裡邊總接收到那麼一點溫度。

　　這時候他們就通知了在普林斯頓當時正在從事理論研究的一些天文學家，這些天文學家知道以後欣喜若狂，說你們這個東西太重要了，就是伽莫夫預言的大爆炸的這個溫度。是不是呢？這就是後來在他們的啟發下做的測量，那麼測量的結果的的確確存在著，我們管它叫做微波背景輻射，這就是全宇宙中的微波背景輻射。

　　那麼這個輻射是什麼特徵呢？這個輻射很有意思，如果我們把這個輻射仔細分析一下，看上去好像有點不均勻。這個顏色就代表一個溫度，好像北邊稍微溫度高一點，南邊溫度稍微低一點。其實不然，這一點點差別，並不是宇宙背景輻射的差別，而是由於我們地球的運動，使得溫度有一點點改變。如果你把這一點點溫度修正了以後，你就會發現這個宇宙四週來的輻射是完全均勻的，這是第一點。

　　第二點更重要的，這個輻射是一個黑體輻射。我們看一下什麼叫黑體輻射，就說這個輻射的譜形是由於有溫度來造成的。我們說這種輻射有各種可能性，你比如說X射線輻射，那就不是黑體輻射，可能某一個儀器發射的。如果說你烤這個煤火爐，在煤火爐旁邊烤，這個就是典型的熱輻射。它出來的譜就是典型的黑體譜。而這個譜大家看一下，上邊的每一個每一個點就是具體的觀測值。那橫坐標，就是它的波長，縱坐標就是它的強度。這個譜是一個黑體譜，換句話說，我們這個宇宙的四週，的的確確是一個完全均勻的，一個黑體的輻射的一個剩餘譜。這個理論和大爆炸的理論非常吻合，因為大爆炸認為我們的宇宙不斷膨脹，一邊膨脹溫度就一邊降低，降到現在大約是5度左右，因此它測出來是2.7度或者大約說是3度，正好和這個理論非常吻合。然後那些天文學家就鼓勵他們趕緊發表你們的文章。這兩個人就在《天體物理學》雜誌上投了一篇稿子，題目就叫做《對天線的一次的溫度的過熱的測量》。就說我測量來測量去，天線有一點過熱。就這麼一篇文章，不足千字的文章，就決定了我們宇宙的確是從大爆炸來的，所以很快這兩個人就獲得了諾貝爾物理學獎，這個理論也就被大家承認了。

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　　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，為什麼說這一條非常重要呢？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，說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援，這是最重要的一個支援之一。

　　除此之外還有一個重要的支援。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台。他在觀測什麼？他在觀測河外星系。我們說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，我們說運動速度是可以測量的，通過測量它的光譜，根據多譜勒運動，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？就說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，也就說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援了大爆炸理論，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？我們說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，我們說宇宙中的元素，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產生的，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。就是說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，也就是說氫通過聚變反應來生成氦，這個反應非常非常重要，為什麼說重要呢？目前呀，所有的恒星它的產能，也就說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。我們可以順便說一下，我們這個人類開發核能源，很重要的原因，就是通過太陽的產能得到的啟發。

　　比方說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。我圖上面說的很清楚，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？如果說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產生的。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，也就是說有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，這些氦是怎麼產生的呢？就要問這個問題。

　　那麼用正常的辦法，我們把天上所有的恒星都把它整個都加起來，把它年齡也計算出來。然後產生了多少氦？我們可以算出來，用這些正常的手段是絕對產生不了宇宙中這麼多氦的。那麼最後的結論是什麼呢？只有在當初通過一個非常時期，也就是說一次大爆炸的過程，那麼在大爆炸過程中就會迫使很多氫聚變成氦，然後在造我們這個恒星的時候，就不單是純粹由氫來造了。而是由氫再加上氦一起來造的這個恒星。所以恒星在造的時候，已經就含了好多個氦的元素含量已經多了，因此我們現在測出來宇宙中的元素含量才有了這麼多的氦。所以我們概括起來大家就知道了，一個主要的觀測事實呢，就是說宇宙是膨脹的。還有一個非常重要的觀測事實呢，我們宇宙膨脹到現在，它的剩餘溫度正好和我們預算的一樣，它的溫度是多少呢？我們說是3度K或者說攝氏負270度。還有一條就是宇宙中有這麼多的氦元素，也是通過大爆炸來產生的。所以我們總括起來，有哪些證據來支援大爆炸呢？就有這麼多證據，第一個就是叫微波背景輻射。第二個就是哈勃定律，也就是說宇宙在膨脹。

　　除此之外還有一個很重要的理由，什麼理由呢？就是我們宇宙的年齡，如果我們說宇宙的年齡是無限大，那就沒有起始了，就沒有大爆炸這一說了，現在我們測量的結果，宇宙的年齡是有限的，不但是有限的，而且我把年齡也測出來了。宇宙的年齡有多大呢？我們說小於二百億年，我們宇宙的年齡小於二百億年，目前傾向性的看法認為宇宙的年齡大約是一百五十億年。我經常說這個年齡很好記，怎麼記呢？你就把這個「億」字去掉，就是一百五十年。那就是說我們努努力，科學發展以後，健康條件好了，有可能活到一百五十歲，差不多人的極限。我們知道太陽它的壽命大約是一百億年。現在太陽已經活了差不多是五十億年了，還有五十億年，這就是宇宙的年齡，大約就是小於二百億年。那麼這四個證據，就證明了我們這個宇宙可能是通過一次大爆炸產生的。這就是大體上我給大家一個輪廓，有這麼一個理論，有這麼多觀測事實。

　　大家肯定要問你這麼大輪廓這麼一說究竟怎麼一炸就炸出個宇宙來？我就想像不出來。孫悟空從石頭裡邊出來那畢竟是神話，一蹦就蹦出來了。你這個宇宙是我們所有的星球的居住地，就是包羅萬象才叫宇宙了。怎麼會這麼一爆炸就爆炸出宇宙來，所以我必須回答你，就是說這個宇宙究竟是怎樣一步一步來的。

　　那麼最近我們國內流行一本書叫做《時間簡史》，是由英國的一個物理學家和天文學家霍金寫的，就描述了宇宙的演化，大家很感興趣，實際上在他之前還有一本書也不錯，叫做《最初三分鐘》。那本書就是專門寫我們這個宇宙最初的狀態怎麼來的，這個最初的狀態聽起來，那就有點更離奇，它物理的味道就更重。所以呢，大家得要好好聽，要不然你就不可以理解，那麼我也盡我最大的努力把這個事情給大家講清楚。

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　　那麼最初怎麼來的呢？我們說最初這個宇宙通過膨脹以後慢慢來產生，但是這個誕生的時間是非常非常快，有多快呢？三分鐘造就一個宇宙，你信不信呢？我們來看一看三分鐘就給你造就一個宇宙，那麼宇宙最初始的時候，宇宙的年齡是多大呢？0.01秒。這時候的溫度是多少度呢？是十的十一次方度，也就是說一千億度。這個宇宙是個什麼狀態，我說這個宇宙是一團混沌。這團混沌是什麼樣子的，我有一個動畫片可以給大家看一下，這就是我們那個宇宙最初的情況，那這宇宙是什麼？這一團混沌就是比我們現在知道的這些個電子也好、中子也好、質子也好、原子也好，更基本的粒子，或者說這是一堆叫做夸克。所以有種說法，在最初的時候就是一個夸克星，就是一個夸克的海洋，就是一團混沌，什麼都不是，都是造就物質的基本原料的溫度是非常非常高，一千億度，那麼在這麼高的溫度下，這堆東西不可能產生任何東西，因為大家都是平權的，在裡邊就是自己在那兒漫遊。那麼這堆東西有一個特點，什麼特點呢？它在不斷地擴張，也是必然要擴張，為什麼呢？溫度很高，它一擴張的時候這個溫度就降低了。那麼我們看一下由0.01秒擴張到1秒，也就是1秒鐘的工夫就膨脹了。膨脹了以後，它這個溫度降到了十的十次方，一百億度。這時候就出現電子、中子和質子，為什麼呢？因為這時候溫度降低以後，它裡邊的一些反應，就使得一些光子慢慢通過反應過程，光子就會變成電子，然後再可以聚合成中子和質子，這是溫度降低以後。

　　如果我們的溫度再降低降到3分鐘，這時候的溫度差不多十的九次方，也就是10億度的樣子。在這個溫度下，這個宇宙出現一些輕的元素，什麼元素呢？氫和氦。我們來看一下，由於溫度降低，原初的這些東西就開始有一個聚合反應。你看一下，它們就聚合聚合，出現了一些什麼呢？氫、氦這些元素就產生了。有了這個元素以後，就等於我們蓋大樓一樣，就有了基本的磚瓦了。這就是我們宇宙最主要的原材料，只要是有了氫再加上氦，我們這個宇宙就可以造起來了。我們這個宇宙由於溫度在不斷地降低，就造就了氫和氦。那麼再稍微確切一點，到了3分45秒我們基本的元素就都造成了。換句話說，我們這個宇宙的雛形就產生了。因此我們說宇宙是最初三分鐘，如果再說的確切一點，最初的3分45秒鐘，我們這個宇宙的大廈就基本上奠基了，就可以了。你們想想我們宇宙造的怎麼樣？速度是夠快的。你們學校裡邊要是蓋一座大樓的話還得蓋一年，我們宇宙三分鐘宇宙的基石就奠起來了，剩下的工作就好辦了，怎麼叫好辦了呢？因為我們宇宙中的基本原材料有了，氫也有了，氦也有了。以後我們就拿這些氫和氦再去造星球，慢慢我們的宇宙就一步一步就把它造起來了。

　　問：何老師您好，我想問一下，你說這個宇宙現在是在膨脹嗎？我想問一下它到底是什麼作用力使它在膨脹呢？

　　答：宇宙的膨脹呢，現在是一個事實，這個事實是什麼原因呢，就是的的確確我們宇宙因為當初在不斷地膨脹，現在沒有力量把它拉住，拉不住。所以宇宙就不斷地在膨脹下去，這是一個觀測事實，那麼這個宇宙會不會永遠膨脹下去呢？現在我們知道拉住宇宙膨脹的惟一的力量還是靠引力，因此要想把宇宙不讓它繼續膨脹下去，把它拉住，那就只有增加宇宙中的引力。那這就是天文學家的一個任務，我們想法找到宇宙中更多的物質，增加了宇宙的相互吸引力，那它就會慢慢的膨脹一段時間以後就會收縮回來，現在我們還找不到其他的力來制止宇宙來膨脹，只有靠引力。

　　問：老師我想問一下宇宙的年齡是通過什麼方法測量出來的？

　　答：這個問題問的很好，你怎麼知道宇宙的年齡是一百五十億年呢？我們有幾種測量方法，其中一個方法呢，就是根據哈勃定律。我們說宇宙是在膨脹，而且這個膨脹的規律非常簡單，就是一個線性的，距離越遠膨脹速度越大，非常簡單的一個線性關係。那麼你這個膨脹的斜率，也就是哈勃常數，我把它倒過來，就是哈勃常數的倒數，正好就是宇宙從最初的一點膨脹到現在的時間。那麼這個年齡呢，我們就管它叫做哈勃年齡，這是一個很重要的。用到現在， 那麼哈勃常數也是越小的話，那就說這個年齡經歷的越長。那哈勃常數就越大呢，這個年齡呢，這個年齡就越大，那麼哈勃常數越大呢。這個年齡就越小，為什麼呢？很簡單，因為膨脹到現在了，你膨脹的速率慢，也就是哈勃常數小，膨脹到現在需要的時間呢就越長。所以天文學家一個很重要的任務，要想測量準宇宙的年齡，你就要把這個哈勃定律裡邊的哈勃常數來測準。我們放哈勃空間望遠鏡，很重要的理由就想把哈勃常數測準。那麼現在測量的結果呢，這個哈勃常數還不是特別的小，所以我們宇宙的年齡也不是特別的大。大約是一百五十億年，另外一個我們可以算一算，在宇宙中，一些星球的年齡，特別是我們可以算一算星團的年齡。就這個星團的年齡，就是好多星球組成在一起的我們叫做星團，我們把這個星團的年齡算一下，因為這個星團正好是從非常年輕的恒星，還有非常老的恒星，那麼有剛生成的，還有很老的恒星。那麼這一個星團的年齡我們是可以測出來的，我們通過它這個在一個圖上的一個反應，我們可以測出來它年齡是一百多億年。除此之外我們還有更直接的方法來測，怎麼叫更直接的方法呢？就是通過同位素來測量，比方我們測量地球上邊的鈾的同位素，通過鈾位素衰變的週期來測量地球的年齡。我們測量出來地球的年齡是四十多億年，此外我們還可以從宇宙飛來的隕石裡邊測量它上邊同位素的含量，也可以確定年齡。總之通過所有的這些因素我們加在一起，就估算出來這個宇宙的年齡不超過二百億年，那麼大家現在傾向於說一百五十億年。

　　問：我想請問老師一下，因為宇宙它在0.01秒剛開始的年齡的時候，它所處的空間宇宙外部空間是一個什麼樣的狀態？

　　答：這個問題問的也很好，那麼宇宙在0.1秒鐘的時候，或者在0.01秒的時候，宇宙空間非常非常小，那麼小到多小呢？小到你想像它有多小就有多小，絕對比你想像的還要小。你把它想像的像一個米粒那麼大，那麼我這個宇宙比那個米粒小多了。大家經常在問這個問題，那麼這個米粒外頭是什麼？我們不知道，因為我們就生活在我們這個宇宙裏邊，我們只知道我們這個宇宙，宇宙以外的事情我們不知道。很可能宇宙外邊還有一個宇宙，那個宇宙是另外一個獨立的宇宙。可惜目前我們這個宇宙和宇宙還沒有連通，不要說宇宙和宇宙沒有連通了，我們宇宙內部的星球之間都還沒有溝通。所以宇宙外頭的事情我們是一概不知，如果你要想知道的話，只能從理論上推測。那麼還有一種說法就認為，我們這個宇宙看上去就是一個大黑洞，那外邊這個宇宙呢，也是一個大黑洞。所以都是黑洞和黑洞，老死不相往來，誰也不知道誰。但是我們這個宇宙呢，就是從這麼小的空間不斷不斷地膨脹，就是我們現在的就是我們現在的宇宙狀態。

　　問：老師我想問一下，現在科學家能不能確定地球在宇宙空間中的位置？

　　答：這個很容易，現在天文學家把地球在宇宙空間的位置確定的非常的精確，精確到什麼程度呢？

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大家從歷史上來說，以為老子天下第一。就這個地球，地球就是中心，大家知道後來有一位哥白尼，就把我們的地球搬了搬家，地球不是中心。誰是中心呢？太陽是中心，那麼天文家後來再一發現，對不起，太陽也不是中心。太陽也不過就是我們的銀河系裡非常普通的星球，離銀河系的中心大概是五萬光年，所我們就想，地球從宇宙的角度來看實在是太渺小了。

　　問：老師我想問一個問題，就是在一開始的時候，您提出了一個熵的概念，而根據熵增原理，熵越大這個體系就越穩定。而對於咱們這個宇宙，如果是處在一個熵增的過程當中，它會不會發展到最後就成所有的星球都發展成碎片？而如果以這樣的說法看來，那它不就又回到了最初混沌的狀態了嗎？還有一個問題就是說現在宇宙的邊緣的溫度大概是2.7K。您又說，它會處在一個繼續降溫的過程當中，而降到一個溫度之後，它又會有可能收縮，任何一個體系它都有趨向自我穩定的一個趨勢，如果是這樣的話，那它是不是有一個相對穩定的溫度？

　　答：這個問題問的比較好，也比較深入，我們說現在從熱力學的原理來講，的確熵是增加了。這個增加這樣，就因為呢，這個狀態總是從有序到無序，這個熵的概念看起來很神秘，實際上在很多方面都可以用到熵，我可以給你引申一下，比方說我們可以用熵的概念描繪我們一個城市。我們城市來講的話，一開始總是熵比較小，所謂熵比較小，就是我們城市供應的都是食品等等都是非常有序的。經過我們城市消化了以後等等，都變成垃圾了。那熵怎麼樣？就增加了，那你要想這個城市維持得好，就需要在這城市裡邊注入負熵，也就是讓它更有序化。這樣的話不使得這個城市越來越混亂，都變成垃圾了，這就是熵的一個基本的概念。我們的宇宙也是這樣，目前的宇宙的的確確是處在熵增加的狀態，熵在不斷地增加。但是我說了，可能增加到一定程度以後，會由無序又逐漸的走向有序，也就是說它可能又凝聚。凝聚以後原來小的一些星球都可能凝聚成更大的星球，使得更有序，那熵就減小了，這種可能是存在的。

http://www.cctv.com/lm/131/61/85892.html
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宇宙是從大爆炸中誕生的嗎（下）

‧何香濤‧

　　內容簡介

　　大爆炸模型認為，最初的宇宙是超高溫、高密度的「一點」。大約180億年前，這「一點」突然爆炸了，僅用10-36秒，伴隨著真空相轉移的過冷卻現象，「一點」了瞬間幾十個數量級的膨脹，成為一釐米規模的宇宙。其後宇宙繼續膨脹，溫度從幾十億攝氏度開始下降，大約在5500萬攝氏度時，由降溫過程的能量，生成中子、質子，它們又合成原子核，這些過程僅有3分鐘。約30萬年後當宇宙的溫度下降到3000攝氏度時，自由電子被原子核捕捉形成原子。在隨後的大約3000萬年中那些原子繼續向外膨脹。宇宙也繼續冷卻，到宇宙溫度降至絕對零度之上167度時，原子開始化合形成稀薄氣體。此後因密度波動、引力作用等開始向新的天體進化。再經過100多億年，顯示出多種多樣的物質形態， 成了今天的宇宙。自從150億年前的宇宙大爆炸之後，星體和各星系一直各自向外飛散。理論上講，相互維繫的重力應該減慢這個膨脹的速度，但是事實並非如此，實際上膨脹還在加速進行。美國普林斯頓大學的斯坦哈特說，宇宙無始、無終，一次次宇宙大爆炸將會永不止息，不斷發生。

　　全文

　　上一講我們介紹了宇宙是怎樣通過大爆炸以後來誕生的，上一次我們只講了宇宙從大爆炸，然後呢，僅僅的持續了多長時間呢？僅僅持續了三分多鐘，也就說我們的宇宙基本框架就形成了。下面我們看，三分鐘以後宇宙怎樣演化，怎樣一步一步的演化到我們現在的星球，現在的宇宙狀態。那麼我就要問一個最簡單的問題，也是最通俗的來問，是先有的雞還是先有的蛋？我要回答什麼問題呢？我要回答的是星系是怎樣形成的這個問題。

　　的的確確現在有兩種理論，那麼哪兩種理論呢？我們來看一下，這個圖就是一個典型的宇宙從一開始大爆炸以後，逐步演化的一個示意圖。那麼一開始呢，那一點就是大爆炸，大爆炸以後呢，宇宙不斷的膨脹，同時溫度也在不斷地降低。那麼中間的那一部分，就是我們現在看到的宇宙的背景輻射，或者叫做微波背景輻射，那麼再往外邊看到，宇宙在一點一點降低以後，物質慢慢就溫度就越來越降低，越降低以後呢，物質的分子結構就越來越大。換句話說呢，這個物質就開始大家往一塊靠，就開始形成一些小的團塊，這些團塊在再慢慢聚合，一步一步地就形成後邊大家看到的，這個星系。也就說由一點一點聚合，就聚合成星系了。

　　如果按照這個順序的話，不管怎麼說，後邊這一段是由小的團塊一點一點形成大的團塊，那就相當於我們說的先有的蛋後有的雞，就變大了。但是還有一種可能，突然之間就先形成一些大的團塊，然後一點一點大的團塊再把它分裂，那就是說的先有的雞後有的蛋。那麼從什麼時間開始形成星系呢？就是這個宇宙的溫度我們說最初非常非常高，有一千億度，如果說再往回追溯的話呢，甚至比一千億度還要大。那麼在這麼高的溫度下，我們說它不可能形成物質團塊。那麼溫度降低到四千度的時候，這個時候這些物質的溫度就涼下來了，冷下來了。然後呢，大家有可能坐在一起來談了，就可以靠攏了，所以到了四千度的時候，宇宙中就開始形成物質團塊，換句話說，引力就開始起作用，這就是我們星系開始形成的時間，這個時間呢，大約是在宇宙爆炸之後的十億年，宇宙從爆炸以後，到了十億年，就開始形成物質團塊了。就按照這個圖，叫做 top-down，就先形成非常大的團塊，宇宙一冷下來以後，突然之間這冷下來之後，大家就是非常的高興，非常的歡呼，原來都在激發狀態，誰也不得安寧，突然一冷下來以後所有物質成團了，只有成團了才能沉澱下來，先成團了一個很大很大的團塊，多大呢，就像一個大餅一樣，這個大餅成了以後，再慢慢慢慢分裂，就形成了下邊的一個一個的星系。這是一種可能，這就是說，先有的什麼？先有的雞後有的蛋，先形成大的團塊，然後再形成現在的星系。

　　還有一種可能，叫 bottom-up，就是先形成小的一些物質，就是團塊。然後這些小的物質一點一點來凝聚，最後凝聚成什麼？一個一個的星系，總之不管是由大塊變成小塊的，還由小塊的變成大塊的，總之要形成什麼？形成我們現在的星系，也就是說，宇宙大爆炸之後，大約十億年，就開始出現形成了星系。

　　這個圖是一個模擬圖，就模擬一下這個星系是怎麼形成的，現在就是做一個它的模擬過程。你看這些個團塊在相互之間互相吸引，併合在一起，最後呢，形成了幾個星系，好，就形成這個星系，那麼我們這個動畫呢，最初看到幾個團塊是由哈勃空間望遠鏡拍攝下來了，我們然後模擬，那些團塊根據我們這個模擬過程最後就形成這個星系。

　　那麼現在宇宙中有多少星系呢？數也數不清，我們再看幾個，那麼這就是真實拍下來的宇宙空間的一部分。你會看到什麼，瀰漫著很多的物質，這些個物質呢就在不斷地形成新的星球，不斷地形成新的星球，那麼宇宙中和我們銀河系一樣的星系多不多，太多了，就宇宙中有很多很多和我們銀河系一樣的類似的星系，你要說我們銀河系漂亮不漂亮，跟這個星系比的話，可能還沒有這個星系漂亮，這個星系叫做漩渦星系，中間有一個核，是非常漂亮的，所以這個星系在那兒不停的旋轉，這就是一個和我們銀河系類似的一個河外資訊。我們再看一個，這也是一個星系，這個星系呢不那麼旋轉，我們把它叫做橢圓星系。它是一個橢圓形的，但是這個星系個非常大，這個橢圓星系往往比漩渦星系個頭還要大。那麼橢圓星系在宇宙中也非常多，我們再看一個，你看這個星系有什麼特點呢？一邊有旋轉，另外它中間那個核不是一個圓的，有點像一個棒槌一樣，所以我們管這個星系叫做棒旋星系。

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　　這是另外一個星系，這個星系還有一個小兄弟。你看星系左邊它還帶著一個小的星系跟它連在一起，好像是一個大星系牽著一個小弟弟，兩個星系連在一起，樣子非常好看。就像一個大的手臂一樣，把那個小的星系牽在一起，這也是一個巨大的橢圓星系，這個就比星系的規模要大的多。你看上邊那些個點，每一個點就是一個星系，星系和星系組合在一起，是什麼呢？叫做星系團，就是星系和星系也可以組合在一起，成為一個更大的家庭，我們叫做星系團。這個就是一個星系團，這個星系團是目前離我們銀河系最近的一個星系團，叫做仙女座星系團，離我們最近。

　　我們說了半天，我們銀河系是不是一個星系，當然我們銀河系是一個星系，有人就問了，那你告訴我銀河系星系是什麼樣子的。這非常困難，因為我們在這個星系裡邊，是無法看到我們星系全部的面目，我們只能看一部分，看看太陽這邊的是什麼狀態，再看看太陽那邊是什麼狀態，然後我們大體上就把我們的銀河系描繪出來了。那麼描繪的結果，有一個星系和我們的銀河系應該是非常相像的，就是這個星系，這個星系叫做仙女座大星雲，這個大星雲也是離我們最近的星雲之一，這個星雲不但是我們的姊妹星雲，而且這個星雲在歷史上立了很大的功勞。

　　我在上一講提到了，哈勃證明了我們的銀河系之外還有銀河系，和我們銀河系一樣的，怎麼證明的呢？就是通過這個星系來證明的，具體說它在這個星系裡邊找到了單個的星，不但找到了這個星，而且通過這個星測出了仙女座大星雲的距離，發現這個仙女座大星雲，絕對不會是處在我們銀河系裡邊，那麼在哈勃之前大家有一種看法，這個就是我們銀河系裡邊的一些星雲，所以當初把它叫混了，我們管它叫仙女座大星雲。而這個仙女座就不然了，它是我們銀河系一樣的一個星系。首先有星系，然後星系裡邊再誕生了各種的恒星，那麼恒星周圍再有星星的家族。那這樣的話，我們這個宇宙就慢慢誕生了，包括人類也就通過宇宙的演化，各種的高等生命，也就誕生了。

　　我們談到這個地方以後大家會想到，你談了這麼多，談到了現在了，你能不能談談未來，我們的宇宙將來怎麼辦？所以問題就變成我們的宇宙會終結嗎？雖然我們說宇宙的終結離我們是非常非常遙遠的事情，但是你不得不考慮。特別是作為科學家來講，作為天文學家來講一定要回答這個問題，我們的宇宙會不會有終結？我們再回過來看一下宇宙的演化，你看宇宙從最初一點，一步一步往下演化。我剛才說了，那麼到了圖的右邊你就看到，通過星雲以後，最後形成了很多星系，星系裡邊有恒星，那麼恒星周圍可能有行星，有可能誕生高等生命。那麼宇宙還要往下膨脹，這個宇宙會不會無休止的膨脹下去呢？這是擺在天文學家面前一個非常嚴肅的問題，你必須回答，不然的話，你這個天文學研究可以說研究得不夠徹底，對宇宙的了解還非常有限。天文學家正在努力去回答這個問題，那麼通過反復地研究，我們發現我們的宇宙的走向大概是這個樣子：我們先說一下這個圖，這個圖的橫坐標就是時間，這個縱坐標就是宇宙的大小，那麼靠近坐標軸的這個地方的綠線就是我們目前的狀態，就是我們目前宇宙的位置。我們宇宙有三種可能，第一種可能就是最上邊那個紅線，這個可能就是我們的宇宙一直膨脹下去，一直膨脹下去，而且膨脹的速度是越來越快，往外膨脹，這是的宇宙一種可能。那麼中間呢，第二種可能宇宙也是在膨脹，但是它膨脹的速度比較慢一點，比較平坦，也在膨脹，也會是不斷地膨脹下去。那麼第三種狀態，就是最下邊那條藍線，它說呀我們目前的宇宙的確是在膨脹，但是我們宇宙膨脹以後呢，還會收縮，就是說從最初出發以後，膨脹一段時間以後，經過若干若干年以後，還會要收縮回來。

　　這個理論告訴我們，宇宙有這麼三種可能性，天文學家就回答了，哪一種是正確的？怎麼來回答呢？那麼現在要回答這個問題，從理論上講很簡單，從實測上來講很困難，為什麼說從理論上很簡單呢？這個宇宙究竟是繼續膨脹下去，或者是膨脹的速度很快，或者是膨脹的速度很慢，還是膨脹膨脹以後就收縮回來，主要取決於我們宇宙中的平均物質密度，也就是說我們宇宙中到底有多少物質。如果我們宇宙中平均的物質密度比較高，那麼它的引力的作用就會越來越大，那就有可能膨脹一段以後呢，就收縮回來。那麼宇宙中如果物質密度比較低，沒法拉住，咱們宇宙就一直膨脹下去，就是這樣，從理論上講就這麼簡單，但是還有一個問題需要天文學家注意，就是宇宙中的暗物質。大家知道我們國家著名的物理學家李政道教授在他的演講就提到，他說21世紀物理學的一個重要的任務之一就是研究宇宙中的暗物質。

　　因此這些暗物質非常重要，那麼事情是不是到此為止呢？沒有。事情到此還沒有截止，怎麼沒有截止呢？最後我們觀測發現還有更嚴重的矛盾，就是把宇宙中的這些暗物質加進來，我們算出來宇宙的年齡也不對，還不正確，還必須有其他的物質，才能造成我們目前的宇宙的狀態，年齡才能符合。那還有什麼物質？一種是看得見的，一種是看不見的，那麼看不見的總之它還在那兒存在。我們現在不但看不見，而且現在我們認為還沒有存在的物質就是真的不存在，這個問題就很嚴重了。有沒有呢？現在的回答說可能有，而且有的可能性是越來越大。這個物質說來很有意思，這最早是誰提出來的呢？最早是愛因斯坦提出來的，愛因斯坦在他的廣義相對論方程裡邊隨便加了一下，再加上一項我這個方程才能平衡，加的是個什麼東西呢？愛因斯坦也說不清，大家就在他加的那一項裡邊在那兒做遊戲。做了半天，愛因斯坦表示很歉意，說我這個宇宙中加的這一項，宇宙常數加錯了，他說我這一生中犯的一個最大的錯誤，就是在我的方程裡邊加了個宇宙常數。可是沒想到我們愛因斯坦過世半個世紀了，我們現在沒辦法了，又把他這個救命的稻草又拿來了。應該加進去，說愛因斯坦老先生沒錯，還是應該加進去，不但應該加進去而且十分重要，有可能在真空裡邊就有物質，真空裡面可以取出物質來，那你們想一想如果天文學家把這個事情真正證實了，那我們這個物質的來源呢，那就比過去想像的要豐富的多。我們的真空裡邊就可以取出物質來，而且這個物質的含量甚至比我們看到的物質的含量還要多，還要豐富，那可真是取之不盡，用之不竭。你就隨便取吧，探囊取物，想取多少就取多少。當然這個問題還是比較複雜，需要天文學家包括物理學家共同來解決，天文學家從觀測上找到他存在的證據。所以說，李政道教授預言的這個是非常正確的，宇宙中21世紀物理學的一個重要的課題，可能就是研究宇宙中的暗物質。

　　那麼如果說真的宇宙中有足夠的暗物質，物質非常多，那就會出現什麼狀態呢？就像這個圖上所描述的，就是最下邊的一個狀態。什麼狀態呢？我們的宇宙目前是在膨脹，膨脹膨脹以後怎麼樣，就慢慢就收縮了，就又收縮到一點。

　　那麼現在天文學家有一個很重要的任務之一，就是不斷地來研究宇宙中總的品質究竟有多少，大家知道我們放了空間望遠鏡，還放宇宙飛船，不僅觀測它的光學波段，還觀測它的X射線波段，還不夠，還觀測它的γ射線波段。所有這些目的之一，就想真正了解一下我們宇宙中究竟有多少物質，最重要的是回答我們的宇宙究竟要到那裡去，什麼時間終結，會不會終結，會不會收縮到一起再重新開始。

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　　我講了這些以後我不用問你們，你們自然有很多問題。這個實在是太玄妙了，不可思議，肯定有很多不可思議的問題。比方說這個宇宙到底有多大呀？你說了半天，這個宇宙有沒有邊呀，宇宙是大爆炸，大爆炸開始是怎麼回事？大爆炸之前是個什麼東西呀？大爆炸的空間有多大呀？那麼大爆炸的時候，這麼大一個宇宙裝在那麼一個小的空間裡邊裝得下嗎？諸如此類的問題太多了，我先回答一個問題。什麼問題呢？我們的宇宙有沒有邊，這個宇宙到底有多大，那麼天文學家會告訴你，這個宇宙是無限大的，你走不到盡頭，走多遠都走不到。你就不相信，我到任何一個地方去，我從這個地方到另外一個地方去，那麼走的時間長一點我總能走到，最遠是繞著地球轉一圈。我也可以轉過去，怎麼走不到頭呢？我先給大家最簡單的演示一下，你看這是一張紙，我把這個紙稍微彎一下，彎成這麼一個環。大家知道這個環，你看這個面上如果有一個小螞蟻在這個面上走，你會發現它怎麼樣？它走得到頭走不到？走不到。它轉著圈就回來了。你說這個面有幾個面？你仔細看一下，這只有一個面。這就說明什麼呢？這我就告訴你一件事情，只要我這個空間把它彎曲了，你就會出現這個現象，就不會再走到頭了。就這麼簡單的事情，你放上一個螞蟻它在上面走，永遠也走不到頭。所以說空間只要一彎曲你就走不到頭了。這就是我剛才彎的曲面的一個卡通片，你看這個螞蟻在這個面上走來走去，它會怎麼感覺，它認為能不能走到盡頭？永遠走不到盡頭，這個宇宙永遠走不到盡頭。

　　那麼回過來說為什麼永遠走不到盡頭？就因為在我們目前這個宇宙中，我們量宇宙的距離是通過什麼來量呢？是通過光線，根據廣義相對論這個光線在宇宙中是彎曲的，而這個彎曲已經被實驗證實了。就說通過日全食的觀測已經證明了光線的確是彎曲的，因此我們看這個宇宙是永遠看不到盡頭，所以我們的宇宙是無限的。

　　另外一點我們要說，你總是想找誰是宇宙的中心？誰是宇宙的邊緣？這個不存在。我們說在這個宇宙中根據這個理論，我們宇宙中的任何一點都是平權的。我們說哥白尼把地球為中心搬到太陽為中心，我們就引用他這個名字，把這個原理叫做哥白尼原理。哥白尼原理用在宇宙上怎麼說？就在宇宙中各點都是平權的，都是一樣的。我們宇宙的話，你站在任何一點來觀測宇宙，得到的效果都是一樣的，大家都是平權的。這就是說我們的宇宙是一個不會有一個邊界宇宙，不會有一個特殊的位置。

　　那麼還要回答一個問題，你說宇宙從大爆炸起始的，那麼大爆炸之前是什麼？我剛才圖裏演示了，但是一種可能大爆炸之前也是一個宇宙，它收縮了以後開始大爆炸。那麼也可能是有其他的可能性，這個可能性我們目前實事求是的說不是太了解。而且宇宙最初這個物理狀態這麼極端，我們研究透了沒研究透，也實事求是的說也沒有研究透，這個狀態還是非常特殊。但是不管怎麼說，這個大爆炸理論到目前為止無論從理論上還是從觀測上已經被大部分人都接受了。所以有種說法，我們管目前的大爆炸理論叫做標準的宇宙。由於這個大爆炸它是一個熱的大爆炸，而不是一個冷的，所以我們管這個模型叫做熱大爆炸宇宙模型。這個熱大爆炸宇宙模型，目前呢，已經被廣泛地接受了。

　　雖然是說廣泛地接受了，但是畢竟有好多不盡如人意的地方，想想起來非常困難。特別是我在介紹宇宙最初三分鐘的時候你們都很難想像，說是0.01秒我們整個宇宙都裝進去，你會想到不要說整個宇宙把地球裝進去都很困難。所以不見得令人那麼滿意，那麼就問了？有沒有更理想、更令人滿意的學說呢？這個回答應該說是有。儘管有的學說還沒有被完全的普遍的接受，但是也不無道理。這樣的學說很多，我來介紹其中的一個就是霍伊爾的學說。霍伊爾是英國的一位天文學家，他前年去世的，這個人的在天文學上面有很多重要的貢獻。那麼其中他就創立了一個學說，叫什麼學說呢？叫穩恒態學說。他說我簡直就不可思議，你這個宇宙起始的時候就那麼一個大爆炸，這個不可思議是兩方面：一方面你這個物理狀態就不可思議。你說是夸克湯，哪來這麼多夸克湯？誰來煮這個夸克湯能煮出這麼一鍋來？所以這個物理狀態不可思議。另外一個他說你這個物理規律也不可思議，在那樣極端的條件下，目前我們理解的物理規律在那個地方大概早就破壞了。所以他說你那個學說不對，我現在建立另外一個學說，叫什麼學說呢？叫穩恒態學說。

　　它有兩層含義，我們以前介紹的時候，往往講的不是很清楚。哪兩層含義呢？就說我們這個物質，目前宇宙的物理狀態是比較穩定的，不會有大的起伏，不會有破壞性的，是一個穩恒的狀態。第二層含義，這個宇宙不管怎麼演化，從最初到現在到將來，它的物理規律都是一致的，就是說宇宙的最初演化到現在，這個物理規律應該是保持不變的。他說我們現在的宇宙模型不錯，是在膨脹的，原來的宇宙呢？也是這個樣子，只不過比現在小了一點。那麼小了一點的話，裡邊的物質怎麼樣呢？他就說也少了一點，那過去那個物理狀態怎麼樣？就比現在的密集，所以過去要小的話，裡邊的物質也少，現在比較大了，物質就增加了。如果我這個宇宙在膨脹，那物質就增加。人家就問了你這個物質怎麼來的？他說很簡單，怎麼個簡單法呢？這個宇宙一邊膨脹，物質就一邊產生，隨著宇宙的膨脹，我這物質就不斷地在那兒產生。這個理論過去說起來呀，那是大逆不道，我們說我們有種看法認為物質是不生不滅等等，那你物質無中生有，那不是大逆不道是什麼？現在看來也不無道理，既然真空中都可以產生物質，那就一邊膨脹，就一邊有物質產生。這就是霍伊爾的宇宙觀的基本思想。那麼他這個理論曾經遭到過一些非議，但是，支援的人也大有人在。有很多觀測想支援他這個理論，他本人也很聰明，想了很多辦法去解釋。

　　我講了這麼多，現在我講講我們中國古代的天文觀念。我們中國人很聰明，不光在現在，古代我們就想了很多模型。我們來看一下，這個圖片就告訴我們，我們中國人古代想出的宇宙，那麼這個你看這個模型很簡單，但是我要告訴你，這是周朝時候就想出來的，你就覺得不簡單了。它像一個鍋蓋一樣，叫做什麼學說？蓋天說，像一個鍋蓋蓋在那個地方，天上有好多星星，而且在這個基礎上編了很多故事。我們這個鍋蓋可能有好多柱子在那兒支著，有八個柱子，一開始說有四個柱子，後來說四個柱子支的鍋蓋支不住，八個柱子還支不住，所以那個女媧氏，她怎麼辦？去補天，她補一補。所以我們想像力很豐富，這是我們的什麼說？蓋天說。後來發現蓋天說有不足之處，到了春秋戰國的時候我們又想了一個，叫什麼說？不光有一個鍋蓋蓋在上面，下邊還有，叫做什麼說？混天說，就是我們整個宇宙就混混沌沌這麼一個大圓球，我們地球像蛋黃一樣，在這個宇宙中間，就叫混天說。所以我們想像力很豐富，根據混天說就造了混儀，這就是通過混天說的觀點造的混儀，我們古代這位天文學家叫做張衡。說到這個地方，我就想到這麼一個事情，就是天文學有沒有用？有多大的用處？

　　我講了半天，似乎大家感覺呢，非常的深奧，有沒有現實意義呢？我可以回答你這個天文學雖然是非常深奧，但是天文學正是我們人類接觸自然科學裡邊的第一門學科。我說人類接觸自然的第一門科學就是天文學，為什麼那麼說呢？古代人要耕作，耕作的話你要知道春夏秋冬，他怎麼知道春夏秋冬？通過什麼來知道？就是通過看天上的星象，那麼日月我們看一般的每日每月，這個季節呢？它就通過看天上的星象，什麼星星出來了，到了什麼什麼季節了，也就是季節的劃分等等都是靠著天文學。所以從最早的話，人類依靠的自然科學就是天文學，所以說這個天還是非常美麗的。研究宇宙呢！還是很有意義的。你看這個小姑娘，在目視著天空，在想宇宙的各種可能的模型以及我們宇宙的發展未來。謝謝大家！