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宇宙大爆炸批判TheCriticismtoBigBangTheoryofUniverse杨建亮何玉华摘要：本文是一篇捍卫辩证唯物主义宇宙观的自然科学论文，用现代科学理论和观测事实从不同的角度和不同的方面较详细地批驳了唯心主义的有限时空观，揭露了宇宙大爆炸学说的根本性错误，为科学的健康发展扫除认识上的障碍。论述了宇宙的膨胀和收缩循环往复，交替进行，大爆炸奇点不存在，同时阐述一种与膨胀着的无限时空相联系的新的稳恒宇宙演化模型，给出了以物质连续生成为基础的星系和天体的形成机制，较合理地解释了宇宙微波背景辐射。Abstract:thispaperdefendsMarxism'sworldoutlook,andindetailcriticizesidealism'sfinitespacetime,andrevealstheabsurdityofbigbangtheory,andremovesthebiggestobstaclefordevelopmentofnaturalscience.Besides,anewmodelofevolutionofuniverse,whichbelongstosteadystateandcorrespondswithexpandinginfinitespacetime,isrecommended,andsomeproblemsandnaturalphenomenawhichcannotbetreatedbybigbangtheoryhavelegitimatelysolved，andmeanwhilesetsupanewtheoryofgalaxyformationonthebesisofmatter’scontinuousproduct.关键词：宇宙大爆炸理论；微波背景辐射；广义相对论Keywords:bigbangtheoryofuniverse:microwavebackgroundradiation;generaltheoryofrelativity.基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）编码：A030101，A030102中图分类号：04-0，P-14，P-15文献标识码：A1、大爆炸理论的奇异性大爆炸理论是说宇宙开始于密度无限大，温度无限大的状态，即开始于所谓的奇点状态。稍加分析就可看出其荒谬。事实上，如果某区域的密度是无限大，那么无论它如何稀释，其密度仍是无限大,因为A，不能形成当今的宇宙；同理，如果某区域的温度为无限大，那么无论它如何降温其温度仍然是无限大，也不能形成当今的宇宙。奇点往往是由数学公式的外延不当引起的，不是自然界的真实属性，比如库仑定律，当两电荷间的距离为零时作用力无限大，但这只表明此时定律不成立，丝毫不表明两电荷间的作用力确实是无限大的。承认奇点为客观实在的物理学理论只有大爆炸宇宙学，在物理学的其它分枝是不被容许的，由此看出大爆炸理论是一个非常规性的理论。2、大爆炸理论不能解释星系的形成首先，大爆炸理论不能解释原子的形成。按照大爆炸理论，宇宙中的所有物质即能量产生于大爆炸的瞬间，此后不生不灭，随着时空的膨胀，物质散开，温度下降，元素，原子，分子依次形成，今天看到的星系是由大爆炸后的高度均匀高度热平衡的不结团物质在自引力的作用下不断地绝热压缩而成的结团物质。这就是说，尽管空间在膨胀，但组成星系的物质散开后又重新被绝热压缩，物质的温度也必然随之回升。按照大爆炸理论的计算，大爆炸后一年时宇宙介质的温度为100电子伏特[1]，而密度为7310/千克米，远小于今天的天体即压缩后的物质的密度，这意味着今天宇宙里物质的温度不低于100电子伏特，在这样的温度下，别说原子就是普通的元素也不能存在，所谓大爆炸后宇宙温度下降原子形成的机制实际上是不能成立的。其次，大爆炸理论给出的星系形成图景违背热力学第二定律。按照大爆炸理论，各种粒子从大爆炸后的高度无序即高度均匀高度热平衡状态，逐渐结合，最终成为有共动速度的天体和星系，显然这是一个从无序的热运动到有序的机悈运动的演化过程，因而是一个熵减过程，这样的过程是热力学第二定律所禁止的，自然界里不会真实发生。其三，大爆炸理论对宇宙里氢氦丰度的预言不能成立。按照大爆炸理论，在核形成时，宇宙里的质子、中子、电子、中微子等粒子在弱作用下频繁地发生核反应，热平衡时满足玻耳茨曼统计律，按照当时的温度，算出此时的中子数和质子数密度之比为7：1，由此预言了宇宙里的氢氦丰度，与今天的观测吻合，但问题是在同样的条件下同样地利用玻耳茨曼统计律算出的当时的电子数密度要比质子数密度大的多，因为电子质量比质子小得多，而今天观测显示宇宙里的物质呈中性，即质子数与电子数大致相等，理论计算与观测明显不合，物理定律又不可选择性地运用，这表明所谓的质子中子电子中微子之间的热平衡反应过程在宇宙里根本就不曾真正发生，不过是想当然而已，大爆炸理论对宇宙里氢氦丰度的预言牵强附会，二者没有必然联系。其四，大爆炸理论没有解决宇宙的起源问题。因为它没有说清大爆炸奇点是从何而来的，而奇点就是最初的宇宙。至于电子、中子及质子等基本实物粒子是如何产生的，大爆炸理论只是含糊地说这些粒子在大爆炸后不久开始出现的，却不能给出它们形成的具体细节。如果说这些粒子与其反粒子同时在大爆炸后成对产生的-----当然也会成对湮灭，那么现实中的反粒子为何如此之少呢，大爆炸理论无法解释。3、宇宙微波背景辐射不是大爆炸的产物宇宙微波背景辐射的特征是黑体谱，大爆炸理论并不能说明辐射源是如何具备黑体特征的。无论说早期宇宙高度均匀也好，高度热平衡也好，都不表明它一定具有黑体性能，处于热平衡状态的物体不见得有黑体谱，热平衡状态只是辐射源具备黑体谱的必要条件而非充分条件，如太阳处于热平衡状态，但太阳光谱不具有黑体谱。大爆炸理论认为微波背景光子是由所谓的最后散射面上的物质散射出来的[1]，这就是说说背景光子携带的信息反映的只能是这个球面上（我们在球心）的物质的存在状态和分布情况，不同频率的背景光子密度各向起伏应该是一样的，但是背景光子的另一个重要的观测特征是，频率愈低的背景光子其密度各向起伏愈小[2]，即频率愈低的背景光子密度随方向改变愈不明显,这表明我们测到的背景光子不是来自于同一个球面，大爆炸理论给出的微波背景辐射机制不能成立。事实上，我们今天测到的背景辐射不过是极远的、距离我们不同的、不可分辨距离的各种星体发出的光子红移后在我们的仪器上的综合效应而已。极远的星体组成无限深的稀薄气体，相当于一空腔，射进去的任何光子都不将出来，因此具有黑体特征，从其发出的光子自然呈黑体谱。频率愈低的背景光子，红移愈高，其发射源愈远，发出的时间愈早，体现的正是宇宙愈早愈均匀的事实。顺便提一下，这里所谓的极远星系相对于无限宇宙来说也是很近的，也就是说包括背景辐射在内我们看到的也仅仅是周围的一小片空间，更远处的光是看不到了，因为从地球上任何一个方向看过去都会有一个天体把其后面的光线挡住或吸收掉。用仪器看到的背景辐射，与站在草原用肉眼往地平线望去看到的情况类似，四周一色的灰朦朦，好像看到了天边，其实也不过几十里。今天测到的背景光子的温度为3K，是光子在长期旅行过程中红移的结果，决不表明宇宙今天的温度就是3K，宇宙今天的温度肯定比这高得多。宇宙的温度是宇宙里所有物质的温度的平均，背景光子只是其中一小部分。宇宙温度与密度一样原则上是可测量的。如，太阳表面的温度是6000K，内部的温度更高，地心的温度达几千度，远远高于地表的温度，地球今天的平均温度恐怕也有上千度，包括行星在内的整个太阳系今天的温度估计也有几千度。说宇宙今天的温度为3K，是不顾眼前的事实的胡言乱语。大爆炸论者把微波背景辐射解释作大爆炸的产物，从不谈论极远处的星体发出的光哪去了，瞎说微波背景辐射让我们听到了大爆炸的声音，其实大爆炸发生的时间要比光子开始脱藕的时间即最后散射面出现的时间至少早十万年[1]，这还能说是爆炸的声音吗？大爆炸论者最爱说的一句话就是越来越多的观测结果与大爆炸理论的预言一致，深究一下就知道没有任何一项观测结果与大爆炸理论之间有真正的联系。4、视界疑难表明大爆炸理论的根本性错误微波背景辐射表明早期的物质分布是高度均匀的，其均匀的范围超过大爆炸理论框架下宇宙的视界，也就是说在没有时间取得作用的区域物质分布高度均匀高度热平衡，这是大爆炸理论所不能说明的，即所谓的视界疑难。为了自圆其说，大爆炸论者提出暴胀机制[1][3]，即要求甚早期宇宙有个急剧的加速膨胀过程，把一均匀的小范围快速放大，以此缓解观测范围内的高度均匀性与大爆炸结果之间的明显冲突。暴胀显然没有解决全宇宙物质高度均匀问题，而微波背景辐射暗示的均匀性却是全局性的，而且愈早愈均匀。暴胀虽然暂时抹去了观测上的矛盾，然而其自身的合理性却是更大的问题，因为没有合理的暴胀机制。所谓的真空相变有着不可克服的矛盾，既然认为真空的能量均匀地分布，且不随时间变化，那么就得承认真空与物质没有相互作用（否则随物质分布的变化真空能分布就得有所改变），根本不会出现随物质温度降低真空发生相变的情况。其次，真空为啥随物质温度的变化发生相变，为啥恰好在那样的温度下发生相变而在别的温度下如今天不发生相变呢，又为啥持续的时间不长不短，恰好符合我们的要求呢，这些基本问题都没有合理的回答。总之，视界疑难是时间有起点的必然结果，在大爆炸理论的框架里不可能真正消除，而暴胀更象是强加给自然界的人工艺术。5、大爆炸不是广义相对论的结论宇宙大爆炸源于宇宙膨胀的观测事实和物质守恒的假定，认为随着时间的倒推，所有天体相互靠拢，最终被绝热压缩成为一个密度无限大因而温度也无限大的奇点（注意，物质绝热压缩，温度上升是大爆炸理论的基本假定，去掉这一假定就不存在温度无限大的说法），现实的宇宙就是从这样的奇点开始演化的，这显然不是广义相对论的结果。广义相对论只是对宇宙的膨胀过程作些定量的描述，在大爆炸的瞬间广义相对论恰恰是失效的。温度这一概念在大爆炸理论中占有极其重要的地位，而广义相对论是不处理温度问题的。广义相对论的一个基本观念就是物质和时空的不可分离性，时空是物质存在的场所，物质决定时空的结构，脱离物质谈时空与脱离时空谈物质同样是没有意义的。而大爆炸理论只承认时空的连续膨胀,不承认物质的连续生成，这实际上就是把物质和时空分离开来,所坚持的观念仍然是牛顿绝对时空观，而不是相对论的时空观。大爆炸理论在应用广义相对论处理宇宙膨胀时也出现一个明显的错误，那就是先验的认为今天的宇宙压强为零。事实上，由于天体内部的压强不为零，与外部压强（为零）取统计平均后就不为零。一些宇宙学家为了给大爆炸理论找理论依据，把大爆炸说成是广义相对论的结论，这是一个大的误导，有扯虎皮拉大旗之嫌。大爆炸理论给出的是一个有限时空-----至少时间维度是有限的，与辩证唯物主义无限时空观相矛盾,不可等闲视之，因为有限时空必然导致上帝论，为唯心主义侵入自然科学提供跳板，更为严重的是大爆炸理论正在阻断人们对物质世界的进一步的深层次的认识，在大爆炸理论比较盛行的今天，给予揭露和批判是科学家和哲学家的良知。6、热力学定律所容许的星系形成过程是什么样的热力学的主要原理和概念可用完全宏观的方法来处理，而不必涉及物质的微观结构和细节，这是热力学定律具有强大力量和普遍性之所在。星系的形成和演化也不例外，一定受热力学定律的支配，大爆炸理论的星系形成过程违背热力学定律，因此这样的过程是自然界禁忌的，不会真正发生，即星系不是由原来高度均匀高度热平衡状态的物质在自引力下逐步聚集形成的，那么星系到底是怎样形成的呢？只剩下一种来源途径，那就是：星系是由小到大逐渐增长形成的，物质在星系内连续生成。容易证明这过程是热力学定律容许的等熵过程。事实上，把任一星系当作一个热力学体系，由于星系演化是缓变的，所以过程是准静态的，亦即是可逆的，根据热力学定律有TdS=dE+PdVT是体系的温度，S是体系的熵，E=M2c是体系的内能，P是体系内的压强，V是体系的体积。由于星系之间处于热平衡状态，无热交换，所以TdS=dQ=0,即是等熵的，因此dE+