强推！《第一推动丛书·宇宙系列》值得熬夜品读！(40)

最能说明大爆炸对稳恒态宇宙占据明显优势的方法是重新审视我们在本章开头给出的关键判据表（表4）。它呈现的是1950年辩论双方的状态，一些研究结果有利于大爆炸，另一些则看好稳恒态模型。但是，自1950年以后，每项新的观测证据似乎都支持大爆炸模型，不利于稳恒态模型，如表6所示。这个表显示的是1978年对垒双方的状态，这一年彭齐亚斯和威尔逊荣获了诺贝尔物理学奖。
在7项决定性的判据中，大爆炸模型在其中4项上较强。其余3项可以判断为：有一项稳恒态模型胜出，一项是两个模型均成功，一项是两个模型均失败。
撇开创生问题，这个问题对两个模型都仍很困难，宇宙学家的注意力集中在大爆炸模型剩下的唯一问题上：目前还不清楚从大爆炸创生的宇宙如何能够演化出星系。正如霍伊尔曾经指出的：“如果你假定足够猛烈的爆发能够解释宇宙的膨胀，那么像星系这样的凝聚状态就永远无法形成。”换句话说，霍伊尔抱怨的是，大爆炸之所以荒谬，就是因为它把所有现存物质炸得四分五裂来创建一个包含稀薄的，甚至一鳞半爪的物质的宇宙，而不是一个物质集中于星系的宇宙。
大爆炸的支持者被迫同意，大爆炸将导致——至少在初期——一锅物质汤，它确实被宇宙膨胀炸得四分五裂。大爆炸模型面临的挑战是明确的——宇宙如何能够从无可比拟的平淡景观中演化出一个由巨大的虚空隔开的大质量星系？
大爆炸宇宙学家希望，早期宇宙虽然很均匀，但不可能一直呈完全的均匀。他们乐观地认为，早期宇宙中一定存在某种程度上的小扰动，是它打乱了宇宙的同质性。如果是这样的话，那么他们认为，这些密度上最微小的变化足以引发宇宙必要的演化。
稍致密点的区域将会形成吸引物质的引力中心，从而使得这些区域吸引更多的物质，变得更为致密，如此循环，直至形成第一个星系。换句话说，如果宇宙学家推测密度上存在丝毫变化，那么就不难想象引力是如何驱使宇宙形成丰富而复杂的结构和次级结构的。
如果这就是大爆炸模型的星系形成机制，那么宇宙极早期的密度涨落将成为非凡的宇宙凝结的最早的种子。今天宇宙中充满了平均密度大约为1 g/cm3的物质，这个密度与水的密度差不多。例如，太阳的密度比水稍致密些，为1.4 g/cm3，而土星则不太密集，为0.7 g/cm3。另一方面，宇宙也有巨大的虚空，虚到几乎没有任何物质。因此，宇宙的整体平均密度，如果同时将星系和虚空空隙考虑进来，大致是0.000000000000000000000000000001 g/cm3。这意味着有些宇宙区域，特别是我们居住的地方，要比平均密度致密1030倍。