重要的事先说:宇宙大爆炸理论没有被推翻。詹姆斯·韦布望远镜近期的观测结果并没有否定大爆炸理论,这与一些流行文章声称的结论并不一致。我们先来看一下谣言从何而来。韦布的最新观测数据是如何被认为可以否定宇宙大爆炸?其实早在数年前,哈勃望远镜就给出了相同类型的数据。我们通常认为,大爆炸理论的证据总是围绕着以下两个事实:第一,越远的星系红移越高。第二,宇宙充满了宇宙微波背景辐射。
前者表明宇宙正在不断膨胀,后者则表明早期宇宙曾处于一个温度极高、密度极大的状态中。这些观测发现只是大爆炸模型的基础,我们由此创建了标准化的宇宙学模型——LCDM模型,那是一个由爆炸开启的宇宙,充斥着物质、暗物质以及暗能量。从宇宙膨胀加速,到星系汇聚形成,一切都符合这个模型。该模型也对其他观测试验做出了预测,由此我们得以进一步验证其真实性。于是就出现了那些谣言。
说红移现象证实了星系正加速驶离我们,这是个典型错误。遥远的星系并没有在宇宙中加速驶离,是宇宙本身的空间在膨胀,让星系之间的距离更大、更明显。这两个概念之间有着微妙的区别,意味着星系红移是由宇宙膨胀产生,而不是相对速度。这也表明遥远的星系看上去比静态宇宙中的更大一些。这些星系实际上又遥远又小,但空间的膨胀造成了变大的错觉。所以,表面亮度只会与红移成反比。
当然了,我们知道“疲劳光假说”是错误的,那是因为宇宙微波背景。在静态的疲劳光宇宙中,大爆炸初期的“原始火球”(大爆炸假说的模型之一)是不会有任何热量残留的。遥远星系会显得模糊(事实证明并不会这样);远处的超新星不会因为宇宙膨胀的原因而要较晚才能观测到(事实也并非如此)。唯一能够符合全部观测证据的模型,就是大爆炸,于是Lerner的理论被早早推翻了。回到现在,韦布望远镜确实观测到一些不同寻常的现象。
其中最具意义的,是我们发现了更多意料之外的星系和遥远星系。这将在现有模型的基础上,引领我们去往革命性的变化。当前的理解是,在大爆炸之后,宇宙进入了一个“黑暗时代”,期间,宇宙的最后一束光也湮灭了,而那时最初的恒星和星系还没形成。韦布望远镜的精度惊人,可以观测到某些在“黑暗时代”刚刚结束便形成的初代星系。
大家都以为初代星系的数量更少,也不如后续星系发展成熟,然而韦布望远镜的观测却发现了红移很高的那些初代星系非但数量不少,而且相当成熟。这便是天文学家盼望着的数据,谜团重重又出人意料。也正是因此,我们一开始便想建成韦布望远镜。到这里,一切明了,大爆炸理论并没有错,但是我们关于大爆炸的假设却可能并非事实。