二
星系光谱红移与宇宙大爆炸
中国古代有盘古开天地的传说，传说人类的祖先盘古，用一把斧子劈开了天与地，然后用头顶着天，脚撑着地，年复一年，他的身体不断长高，天与地的距离也不断拉开。就这样过了四万八千年，天与地的距离变成了今天这个样子。西方也有类似的传说，只不过故事的主人公换成了上帝，上帝创造万物的时间也缩短到了7天。古老的传说反映了人类对于探索宇宙起源的渴望。事实上，人类探索宇宙秘密的脚步一刻也没有停止过，从“地心说”、“日心说”到“宇宙大爆炸假说”，随着科学技术的飞速发展，人类对宇宙的认识一次又一次地被推向前进。二十世纪初，当射电望远镜被用于探索宇宙秘密时，人类惊奇的发现，绝大多数星系光谱都存在“红移”现象，并且越远的星系光谱红移值越大。有人据此提出“宇宙大爆炸”假说，认为宇宙是由150亿年前发生的一次大爆炸形成的（也有人认为是200亿年或者是其它数字，总之，仅仅只是数字上的差别，没有太大的实际意义）。广义相对论的出现，更将时间、空间、物质揉在一起，有人说人类对宇宙的认识达到了前所未有的水平（事实上是空前的混乱）。许多人都在极力吹捧自己的观点，有的人为发现“黑洞”废寝忘食，见了骆驼硬说是马肿背；有的人为寻找“虫洞”挖空心思，甚至认为百慕大三角就是某个“虫洞”的入口，可以达到另外的宇宙；更有一些无聊的人，胡吹乱侃，唯恐天下不乱，等等等等，不胜枚举。对于这些雨
后春笋般冒出的“学说”、“理论”，究竟应该怎么看呢？本文将从星系红移现象入手，全面、系统地论证宇宙大爆炸假说的不合理性，并提出新的宇宙观，揭示宇宙的本来面貌。我们将从现有的现象和观测、实验结果入手，加以分析推理，提出探索宇宙起源问题的新思路、新方法、新观点，为那些无聊的争议画上一个句号。倘若能起到抛砖引玉的作用，则足矣。
1、星系光谱红移的原因
20世纪初，当人们用望远镜观测银河系以外的星系时，发现绝大多数星系光谱都有红移现象，并且越远的星系其光谱红移值越大。有人认为星系光谱红移的原因是因为星系正在离我们远去，从而得出这样的结论：宇宙中所有的星系都是以某一个中心向外爆炸后形成的，越远的星系离开我们的速度也越大；所有的星系彼此都在分离，并且越远的星系相互分离的速度也越大。这里需要指出一点，我们银河系看起来就处于宇宙的中心位臵上了。但银河系与其它星系并没有什么区别，我们在观测近处的星系时，也没有发现它们有相互分离的趋势，并且也没有证据表明近处的星系正在以某一个中心为起点向外膨胀。因此，“银河中心说”颇值得怀疑。但立即有人指出，“银河中心说”只是人们视觉上的错误而已，并千方百计证明这一点，功夫不负有心人，还真让他们找到了“原因”（尽管仍然不可信）。要想揭开宇宙秘密，“红移”现象就是一只最初的拦路虎。
那么，“红移”现象指的是什么呢？
多普勒效应指出，即如果波源离开接收者而远去，那接收者接收
到的波的频率就会降低，反之则会升高。我们都有如下的经验，当鸣笛疾驶的汽车朝我们开过来的时候，笛声是高亢刺耳的；当车远去时，声调则变得低沉，这是因为声音的频率变高和变低所造成的，这就是声波的多普勒效应。 错误! 上图所示是当波源远离我们运动时，观测者观测到的现象。假如观测者与波源的位臵相对静止，他观测到波的波长是波的实际长度，即相邻两个波峰（或波谷）之间的距离；由于波源远离观测者而去，所以观测者观测到的波长变长了，换句话说也就是波的频率变低了。同样的道理，当波源向者观测者运动时，观测者会发现波的频率变高了。
大多数人认为，光也是一种波。根据多普勒效应，人们认为当光源离开观测者远去时，光波频率降低，这意味着观测到的波应该向红端移动，即光的频率减小发生“红移”；而当光源向着观测者运动时，这意味着观测到的光波频率升高发生“蓝移”。红移z的定义是：
z=(λ-λ)/λ=Δλ/λ
式中λ是实验室光源的某一谱线波长，λ是天体的同一谱线波长。z>0，红移，波长增加；z<0，紫移，波长减小。在红移问题中，z都
大于0，因而往往简单地把z作为红移的符号。z是无量纲的标量，习惯上又总是按照多普勒效应把z换算为相应的速度。将观测到的星系中某种原子发射的光与地球上同种原子发射的光进行频率比较，就可以确定“红移”的大小，从而确定光源正在以多快的速度退行。根据这一理论，当光源退行时，它的光谱应会整体“移动”，而不会出现一端移动得多另一端移动得少造成整个光谱被“不均匀拉宽”的现象。然而不幸的是，人们发现发生“红移”的星系的光谱被不均匀地拉宽了，即能量大的紫端“红移”量也小，能量小的红端“红移”量也大，这是多普勒效应无法解释的，从这里可以肯定的一点是，星系光谱的“红移”并不是由于星系的退行引起的。
红移现象是否由观测者自身的运动引起的呢？显然不是！因为如果红移现象是由观测者自身的运动引起的，那么我们将观测到与我们相向运动的星系光谱将发生蓝移，而与我们相背运动的星系光谱将发生红移，因为我们所在的银河系是按一定的方向旋转的，所以总应该有许多星系向我们迎面而来，还有许多星系正离我们而去。事实上有的星系光谱既有红移又有蓝移，而且同一个星系光谱还可能有不同的红移值，这都是无法解释的。更何况，虽然我们“坐地日行八万里”，但这么小的速度和光速比起来实在算不了什么，不至于影响观测结果。这就是说，我们在观测星系光谱红移时，观测者自身运动速度的影响完全可以忽略不计。这样看来，红移现象就只有两种解释：第一是星系正离我们远去，第二种是光子在穿越宇宙空间时速度变小了。若我们用第一种解释，则自然会得出宇宙大爆炸的结论。试试用第二
种解释如何呢？
我们在光的粒子性中曾经讨论过光子与引力子的作用，但那是光子在同一瞬间与许多引力子作用，现在我们来讨论光子在同一瞬间与单个引力子的作用。在光的粒子性中，我们曾经指出，同一瞬间光子不可能吸收单独的一个引力子，但这并不是说光子不和引力子作用。
如上图所示，我们用一上黄色的小球代表引力子，用绿色的小球代表光子。当一个引力子与光子作用后，它们形成一个混合体，由于这个混合体极不稳定，它会在极短的时间内裂变放出引力子重新形成原有的光子。虽然这个作用时间极短，但或多或少对光子的运动状态有一定的影响，说具体点就是必然引起光子运动速度减小。当然，单个引力子与光子作用对光子运动速度的影响极其微小，以致于我们根本不觉察不到，但当光子穿越漫长的宇宙空间时，多个引力子对光子的影响累积起来就很可观了。
很显然，假设引力子的质量是一定的，那么光子质量越大，受到引力子的影响就越小。那么光子运动速度的减小与什么有关呢？从上面的讨论中我们知道，光子运动速度的减小一方面与和它作用的引力子数目有关，和光子作用的引力子数目越多，光子的运动速度减小越明显；另一方面光子运动速度的减小和光子的质量有关，光子的质量