也談宇宙的中心

無限的宇宙,它沒有中心,或者說這個若大的宇宙處處是它的中心。若是有限的宇宙,它應該有它自己的中心,這是不可改變的永恆的真理。

那個本來就存在的無限四維宇宙或者說那個暗宇宙(見《三重宇宙》)沒有中心，即無限的四維宇宙處處是它的中心.這是無限四維宇宙特定的或固有的特徵。

 然而，有人認為：“奇點大爆炸後的有限四維宇宙或者說可見四維宇宙也沒有中心,抑或這個有限四維宇宙處處是它的中心。其理由是它在膨脹,因而改變了這個有限四維宇宙固有的中心”。這可能嗎?

由於埃得溫·哈勃關於紅移的發現:“……幾乎所有星系都是在遠離我們而去,而且星系越遠,則它離開我們運動得越快!這表明四維宇宙在膨脹,不同星系之間的距離在增加。” 

“紅移問題對大爆炸學說還有一個難點：就是從奇點爆炸產生出來的有限宇宙,無論你現在把這個奇點拉大到多大，這個有限的宇宙總會有一個中心，無論按空間曲率紅移，還是引力紅移，從中心來的天體光線就總會有一個藍移，哪怕這個藍移比紅移小，也應該造成我們看到的天體紅移各向異性,從而至少指示出宇宙中心的方向,但是我們看不到”.³⁶

“這就是四維時空奇妙之處!所有天體之間都相互遠離(且遠離的速度與距離有關,而與方向無關)這在有中心的膨脹中是不可能的.無中心的膨脹經常用的比喻就是：膨脹的氣球表面上所有點都相互遠離,並且遠離的速度與距離成正比”³⁷。

史蒂芬·霍金在他的<<時間簡史>>中正是這樣描述的:“……所有的星系都直接相互離開,這種情形很像一個畫上很多斑點的氣球逐漸吹脹.當氣球膨脹時,任何兩個斑點之間的距離在加大, 但沒有一個斑點可認為是膨脹的中心。 並且斑點相離得越遠,則它們相互離開得越快。 ……任何兩個星系互相離開的速度和它們之間的距離成正比”。

如果以上的描述是正確的話,奇點大爆炸後的宇宙,若不考慮宇宙的膨脹,那麼以光速每秒30萬公里呈球面擴張的四維宇宙,就其表面而言,同樣具有上述效果.因此能說這個不膨脹的四維宇宙沒有中心嗎?當地震發生時,始于震源的地震波呈球面形式擴展,亦具有上述效果.能說地震沒有震源嗎?凡是以球面傳播的聲波、光波和各種形式的電磁波,均具有上述效果,能說它們沒有發射源(中心)嗎?

對於前面吹賬的氣球而言,它只論及膨脹氣球的表面,它代表不了呈球體膨脹的四維宇宙.雖然對吹脹的氣球表面任何點而言,其它點都遠離它而去,而且遠去的速度與其距離成比例,只就其表面而言是處處是中心.但其表面上的任何點,就其有限氣球球體而言,它們的任何點均不構成中心,它們只不過是這個有限氣球球體的邊緣上的點而已.事實上這個被逐漸吹脹的氣球正是以它的球心點為中心,呈球面形式向外膨脹.誠然對有限四維宇宙球體而言也一樣,即這個有限四維宇宙球體正以其原奇點為中心,呈球面形式向外膨脹.

再者，“宇宙各星系就像遍布於吹脹氣球的表面那樣，相互遠離，而不可能有中心。”這遠遠代表不了實際宇宙的表面，人們都清楚，宇宙大爆炸時，無質量的光（指靜止質量）速，遠超過賦予質量的物質速度。按照大爆炸後推算，當今有限四維宇宙半徑約為137億光年（未考慮宇宙的膨脹）。而賦予質量的物質速度若按光速1/10計算的話，那麼，星系應分布在半徑約為13.7億光年的區域之中。因此，各星系遠不可能分布在實際四維宇宙的表面上。況且各星系的形成並非同一時期，所以各星系最大可能是分布在13.7億光年內的不同半徑的層面上，即使同一時期形成的星系，也有可能分布在不同半徑的層面上。當然，也有超越半徑為13.7億光年星系存在的可能性。（因為1/10光速的物質速度界定不一定就是準確的。）因此宇宙空間所有星系決不可能分布在同一宇宙半徑的層面上，更不可能分布在當今宇宙最大半徑表面上。所以，實際有限四維宇宙空間各星系的膨脹遠離機制，絕非遍布於吹脹氣球表面那樣各星系相互遠離而處處是中心的論述。

前面談到“……從而至少會指示出宇宙中心方向,但是我們看不到.”這是因為奇點大爆炸論在大爆炸中創生宇宙時,將其大量物質拋離大爆炸點(中心)而形成若大的真空,或者說不那麼空的量子真空.其中能量的波動使短暫地存在的虛粒子得以不斷地出現和消失.這些粒子之間的力能夠使時空獲得一種張力(反重力).它充斥着整個宇宙.其實它就是以宇宙常數形式存在的那個促使宇宙膨脹的暗能量.正是由於宇宙的膨脹,所以當今的宇宙半徑已經不是137億光年了,按照宇宙膨脹的計算當今宇宙的半徑應該是243億光年了.因此宇宙中心處的真空空間也就變得更大了.這個若大的真空空間,到底有多大尚不知曉,不過它的半徑應該小於地球到大爆炸點的距離.這其中可能並沒有任何可見物質和星系的存在,也許只有暗物質和暗能量充斥其中.由於它們並不發出射線,所以人們觀察不到從中心方向發出來的光線,因此更別奢望會看到什麼蘭移、紅移了.如果不考慮宇宙的膨脹,地球到宇宙中心的距離,應該小於13.7億光年.

也許從地球觀察宇宙中心方向確實並無星系的存在,故人們看不到蘭移.事實上根據哈勃定律,即使地球指向宇宙中心方向有星系的存在,人們在地球上觀察到這些星系發出的光仍然是紅移,根本就不可能看到蘭移.這是由於宇宙的膨脹不是星系在運動,而是星系之間的宇宙空間在膨脹,並促使星系之間相互遠離,因此人們所看到的只有紅移.

也由於“……所有天體之間都相互遠離(且遠離的速度與距離有關與方向無關)這在有中心的膨脹中是不可能的……”因此而認定宇宙無中心,或者說處處是它的中心,這未免有些武斷.

儘管由於宇宙的膨脹所有天體之間都相互遠離,且遠離的速度與距離有關與方向無關。但任何不在這個有限四維宇宙原奇點處的星系或點均不是這個有限四維宇宙的中心,因為任何偏離這個有限四維宇宙原奇點處的所有星系或點,它們到達這個有限宇宙邊緣的距離都將不等於這個有限四維宇宙的半徑,而不構成宇宙的中心.只有原奇點處到達這個有限四維宇宙邊緣的距離才剛好等於這個有限四維宇宙的半徑,所以原奇點處,才是這個有限四維宇宙的真正中心。因此不管這個有限四維宇宙在這個有限的膨脹笵疇中如何膨脹它必然有一個唯一的中心.但如果是無限的膨脹,那麼它將會與暗宇宙或本來就存在的那個無限宇宙融為一體,處於這種情況,那當另作別論.

宇宙沒有中心在宇宙學的基本原理即“均權原理”或“均權原則”中就認定宇宙中沒有特殊的點,即沒有中心.它源於宇宙大尺度的各向同性和均勻性,而且宇宙的尺度越大,這種各向同性和均勻性的效果就越好,倘若是宇宙的尺度越小,則各向同性和均勻性的效果就越不如人意了.要達到理想的各向同性和均勻性,除非萬有引力不存在,否則如恆星、星系等等的成團結構將無法抹去(消除).

“均權原理”關於宇宙中無特殊點的問題:從所有天體都相互遠離看來,似乎無特殊點的存在,但就其有限四維宇宙而言,除原爆炸點外,所有偏離爆炸點的任何點到達這個有限四維宇宙邊緣的距離都不等於這個有限四維宇宙的半徑,唯獨只有這個爆炸點到達這個有限四維宇宙邊緣的距離,等於這個有限四維宇宙的半徑.因此它就是這個有限四維宇宙的中心.即是至高無上的、唯我獨尊的、有別於其它任何點的特殊點。

凡是定理、定律、公理、公設、理論、推論、原理、原則法則等等均應能準確、真實地反映和解釋自然客觀存在規律和現象,它方能成立,否則它將被擯棄。宇宙沒有中心的“均權原理”,它忽視了大爆炸後四維宇宙空間存在的有限性,作為有限的四維宇宙,它必然有它自己的中心，這是客觀存在的固有規律，即使是膨脹的四維宇宙,只要它是有限的膨脹,抑或是“均權原理”也是無法改變的。若是無限的膨脹到與暗宇宙或本來就存在的那個無限宇宙融為一體時,那才是最理想的宇宙大尺度各向同性和均勻性.那時宇宙的基本原理“均權原理”將達到最佳狀態,那時的無限宇宙中沒有特殊點才有可能。

由於大爆炸後的有限四維宇宙,處於當前情況,它還在不斷地加速膨脹,因而各星系之間仍在繼續相互遠離,所以人們觀察到的只有紅移;然而大多數天文學家都深信,這個膨脹的四維宇宙,總有一天會停止其膨脹,轉而開始坍縮,到時各星系之間將相互靠近,人們所觀察到的將只有蘭移了;倘若宇宙的密度剛好等於其臨界密度:5*10^-30克/厘米³,宇宙將維持其既不膨脹也不坍縮的平衡狀態。處於這種狀態,人們將既觀察不到天體的紅移，也觀察不到天體的蘭移。若論及後兩種情況,這個有限四維宇宙的中心又如何呢?自然是和前一種情況一樣,都是同屬於一個有限四維宇宙,它們當然具有同一個中心，而與其膨脹、坍縮與否無關。

實際上人們（或大爆炸論）在定義大爆炸後宇宙大小的時候，就是以大爆炸點為中心，並由呈球面光波的行程來確定這個有限四維宇宙半徑的大小的。事實上從宇宙大爆炸那一時刻起，人們就已經承認了大爆炸點就是這個有限四維宇宙的中心了。宇宙的膨脹亦是以宇宙的中心為中心向外的擴張，各星系之間的相互遠離，且遠離的速度與距離成正比。這正是以大爆炸點為中心，宇宙向外膨脹必然的結果。

2007-10-17              於烏魯木齊