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↑今天的宇宙科學理論、天文觀測以及高能物理的實驗發現,聖經絕非迷信,和科學也並無衝突。甚至可以說,今天的科學印證了聖經中關於宇宙和世界創造的啟示。

「宇宙大爆炸論」是過去一百年來科學家努力研究出來的成果,也是一個很優雅的理論。這個論點認為宇宙的開始,起始於一個密度極高、熱量極高、質量極大、體積極小的一個奇異點,從這個奇異點擴張開來,一直發展到今天的宇宙。

現在宇宙物理學的所有研究,幾乎都與宇宙大爆炸理論有關,或者是它的延伸,或者是進一步解釋,例如:大爆炸理論的框架下星系如何產生、早期和極早期宇宙的物理定律,以及用大爆炸理論解釋新觀測結果等,種種論點都提出宇宙是有起源的,時間也是有開始的。諾貝爾獎頒發給與大爆炸論有關的研究,也表明主流科學家都支持大爆炸論。

本文試著詳細記載宇宙大爆炸論發展的故事,及其在基督教神學上的思考,盡量做到比較公正和客觀的記述,也期盼得到包括基督徒與非基督徒讀者的共鳴。

接下來我將展開一系列介紹,以知名科學家的故事為經,大爆炸論為緯,從1905年愛因斯坦的相對論開始,一直到2013年歐洲核子研究組織發現「上帝粒子」,記述過去一百年來宇宙科學的研究和發現。

宇宙大爆炸論簡介

美國太空總署發表的宇宙大爆炸論示意圖,介紹了今天科學界發現並相信的宇宙發展過程。這個圖的最左邊是宇宙時間和空間的開始,橫軸向右展開所代表的是時間和空間的擴展。

今天的科學家相信,宇宙的時間和空間是有開始的,從0秒到10-43秒,宇宙大爆炸開始發生,一個不可知的原因,造成一個密度無限大的點突然開始膨脹,這個時候的時間和空間是捲在一起的,沒有任何物理定律可以應用。今天猜測宇宙開始於比大頭針尖還要小的一個球體裡,溫度卻達到10的32次方那麼高,大約在膨脹進行到10-37秒時,產生了一種相變,使宇宙發生暴脹,在此期間,宇宙膨脹呈指數增長。

宇宙走到大約10-32秒的時候,宇宙的膨脹,使宇宙稍稍減低了密度和熱度,此時,最早的基本粒子出現了,它們是夸克、電子、中微子和光子。粒子出現,反粒子也同時出現,反粒子和粒子有相同的特性,但它們的電荷相反,粒子和反粒子互相碰撞,變為光子,光子又變為一對對的粒子、反粒子。如果粒子和反粒子一樣多,宇宙的發展就會就此打住,物質和反物質一起毀滅,只剩下一個沒有基本粒子、沒有星球、只有光的宇宙。但這時候奇蹟出現,真空中每出現十億個反粒子,就有十億加一個粒子出現,每十億個粒子和反粒子毀滅掉而成為十億個光子後,就有一個物質的粒子存留下來。

宇宙誕生的10-11秒之後,大爆炸模型中猜測的成分就進一步減少了,因為此時的粒子能量已經降低到高能物理實驗所能企及的範圍。

當宇宙走到百萬分之一秒時(10-6秒),宇宙已經膨脹到太陽系那麼大。這個時候,夸克首先三個三個結合,產生質子和中子,而將這些夸克結合在一起的是強核作用力,核力量再度介入,結合質子和中子,形成氫和氦的原子核。這個過程就叫做太初核合成。

在大爆炸發生幾分鐘後,宇宙的溫度降低到大約十億開爾文的量級,密度降低到大約海平面附近空氣密度的水平。往後的三十萬年裡,電磁力發生作用,將氫和氦的原子核與電子結合起來,成為氫原子和氦原子,這是最簡單的物質,也是宇宙中最多的物質。

有了氫原子和氦原子之後,宇宙即有了最基本的構建材料,可以合成更複雜的化學元素,在重力幫助下,形成空間冰冷荒漠中的溫熱區域,這些巨大的氫氣和氦氣的區域就是早期的星系。星系中的物質受重力約束,無法參與宇宙擴張運動,這些由氫氣和氦氣所形成的早期星系,受重力壓迫至崩潰後,分裂成上千億個氫和氦的小雲塊,這些小雲塊又在自身的重力作用下形成球狀。球的核心密度越來越大,氫原子和氦原子互相激烈碰撞,溫度上升到數千萬度,此時開啟了核融合的反應,每四個質子連結成為氦核,然後以幅射方式釋放出能量。氦核的質量比四個自由質子的質量要小,因為一部分質量已經轉換為能量,以光和熱的方式釋放出來,這就是恆星發光和發熱的原因。由於釋放能量,氣團停止收縮,在恆星爆炸的幅射推動與恆星重力壓縮之間,產生平衡。

↑從美國太空總署(NASA)的大爆炸論示意圖可見,在大爆炸之後大約四億年左右,星球開始出現……

在宇宙大爆炸論的示意圖上,我們看到宇宙開始的時候只有光能和熱能,之後帶有質量的基本粒子和原子才出現;到了近四十萬年時,宇宙微波背景輻射出現;再接著出現黑暗時期,宇宙成為不透明或是「霧狀」;到了宇宙開始之後的四億年,才有星星出現,之後眾星系開始形成,宇宙也不斷擴展開來。在示意圖右上方,提到近代科學家發現宇宙中有暗能量造成宇宙加速膨脹;示意圖右邊還有一個衛星照片,威爾金森微波各向異性探測器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe,簡稱WMAP),這是2001年美國太空總署推出的宇宙觀測衛星。今天估算宇宙的年齡,大約是一百三十七億年。

聖經中有關上帝創造的啟示

以上敘述,簡單介紹了大爆炸論下的宇宙發展時間表。聖經是上帝的話,有關上帝創造的啟示,最相關的聖經經文如下:

〈創世記〉一章1節:「起初,上帝創造天地。」(In the beginning God created the heavens and the earth.)

在這節經文裡,提到宇宙是有開始的,時間也是有開始的,並且是由上帝所創造。創造和製造不一樣,創造是從無到有的過程。聖經由希伯來文書寫而成,中文翻譯是「起初,上帝創造天地」,英文翻譯是「起初,上帝創造諸天和地球」(Heavens and Earth)。為何說上帝創造諸天呢?我們在地球所在的銀河系是一個天,到了仙女座銀河系看到的是另一個天,現在我們知道在宇宙中有上千億個銀河星系,我相信,在這裡,聖經啟示了在上帝起初創造時,創造了諸多個類似我們所在銀河系的星系和地球。聖經裡的多處經文,都提到「諸天」這個辭語。諸天應該是上帝在聖經中,啟示我們現在所觀測到的諸多宇宙,或者說諸多星系。

近代以來,基督教聖經常被認為是迷信的、不科學的。1859年,達爾文提出演化論,認為所有物種都是由演化而來,聖經的創造論是個神話。但是任何一個華美的理論都需要實驗來證明,需要得以透過現實觀測來印證,演化論提出以來已經一百五十多年,缺環(Missing Link)的問題卻一直沒有解決,在實驗室中也未能造出有生命的物質。

宇宙大爆炸論在這方面卻不同於演化論,它有實驗和觀測資料的支持,在本系列討論中,將會比較聖經中關於宇宙和世界創造的啟示、今天的宇宙科學理論、天文觀測的發現,以及高能物理的實驗發現。從這些比較來看,聖經絕非迷信,聖經和科學也並無衝突。甚至可以說,今天的科學發現印證了聖經的話。

事實上,將近兩千年前,使徒保羅早已寫下一段讓人深思的聖經經文,記在以下,與讀者一同參考、勉勵:

〈羅馬書〉一章19~20節:「上帝的事情,人所能知道的,原顯明在人心裡,因為上帝已經給他們顯明。自從造天地以來,上帝的永能和神性是明明可知的,雖是眼不能見,但藉著所造之物就可以曉得,叫人無可推諉。

在接下來的系列文章中,將陸續介紹與宇宙大爆炸論有關的科學家的故事,以及這個理論的發展。下一期,將介紹愛因斯坦和他的相對論。

……(請見2016年1月雜誌)