星光与宇宙年龄
问题 光以每秒186,000英里的速度传播,一年内将传播约6兆英里。这个距离被称为一光年。据称,太空中存在着距离我们数十亿光年的星系。这意味着50亿年前离开星系的光,现在才到达我们这里。这似乎表明宇宙和创造至少有50亿年的历史,否则我们就不会看到这种光。换句话说,如果这些恒星只有6到10,000年的年龄,那么来自这些遥远星系的光,还无法到达我们这里。 四个可能的解决方案 ( 1 )太空中的距离无法精确测量。 显然,我们无法将绳子拉到外太空,也无法用码尺测量这些距离,因此距离是计算出来的,而不是测量出来的。这是透过一种称为“三角测量”( triangulation )或视差( parallax )的技术得出的。测量员使用的方法是利用“三角学”( trigonometry )定律。该定律说,如果三角形的基线和两个角都知道,那么就可以计算出该三角形的高度。 数十万英里的短距离,可以透过从地球两侧天文台的同时观测,进行“三角测量”来测量。但随着未知距离与已知距离之比率增加,基线角变得越来越大, 于是,当高度与基线之比超过28.5比1时,角度会变得大于89º ,必须进一步划分为角分和角秒( minutes and seconds of arc )。即使在我们自己的太阳系中,这种方法的限制也是显而易见的,因为与太阳的顶角只有10角秒( 1/360度)。即使到最近的恒星的距离也非常大,需要更大的三角测量基线,所以测量者使用地球绕太阳的轨道,那么基线可有约1.86亿英里。每隔6个月进行一次观测,比较角度,并用三角学计算距离。 由于到恒星的距离非常远,三角形的两边几乎是垂直的,因此只能用这种技术测量最近的恒星(最远约200光年)。例如,我们的太阳距离我们8光分,因此三角形的基线为16光分。但距离我们最近的恒星,南门二( Alpha Centauri ),距离地球有4 1/2光年或2,365,000光分,其比率约为148,000比1 。 依照这个比率,在这个页面上画一条8 1/2英吋的线,其三角形的顶点距离就会达到20英里! 更远的距离是由假定的恒星大小和强度、红移( red shift )、以及许多可能与距离毫无关系的可疑因素决定的。 事实上,有些天文学家认为整个宇宙,可能就位于距离地球200光年半径范围内!因此,无法保证太空中的实际距离,与我们所知道的一样大,而来自宇宙最远点的光,可能只需要几百年就能到达我们。 (2 )光在太空中传播时可能会走「捷径」。 这点很难说明,但可以这样说,外太空的「形状」有两个概念。一种是直线(欧几理得, Euclidean ),另一种是曲线(黎曼, Riemannian )。根据27个“联星”( binary star )系统的观测,深太空的光似乎,在黎曼表面上沿着弯曲路径传播。[ii] 将直线转换为弯曲空间的公式是: 其中r是欧几里德距离或直线距离, R是黎曼空间的曲率半径。使用此公式,黎曼空间的曲率半径为5光年,光从我们太阳系中的某点,到达我们所在位置的时间,无论是欧几里德距离,或黎曼距离,基本上相同,并且即使到最近的恒星( 4 1/2光年)也没有太大的变化。但是,如果我们为可以想像的最远恒星,插入一个无限的欧几里德距离,那么光从那个距离到达我们只需要15.71年!下表给出了距离到时间转换的概念: 欧几里得距离 以光年为单位 | 黎曼距离 实际时间 | 1 | .997 years | 4 | 3.81 | 30 | 12.5 | 100 | 14.7 | 1,000 | 15.6 | 10,000 | 15.7 | infinite | 15.71 |
请注意,根据公式的性质,黎曼空间中的时间上限有一个确定的极限,即使曲率半径因新发现而修改,它也永远不会变得很大。 结论:看来光在穿越深太空时可能会走“捷径” ,即使我们承认均变距离是有效的,光从宇宙最远端到达这里的时间也只有大约15年。 ( 3 )光速在过去可能要快得多。 这理论有不同的理解。有一种说法是,光速在过去300年里一直在减慢,据此推断, 6000年前光速要快5 x 1011 ( 5000亿倍)。 [iii] 如果这是真的,那么来自一颗50亿光年恒星的光(假设距离真的那么远)将在3天内到达我们这里!另一种说法是,创世时的光速是无限的,而地球受到诅咒时,发出了“冲击波” ,将光速减慢到现在的值。[iv] 目前从这些遥远恒星发出的光,需要很长时间才能到达我们这里,但在宇宙诞生之时,它几乎是瞬间到达这里的。还有一种说法是,洪水时期自由空间( free space )的电容率( permittivity )和磁导率( permeability )发生了变化,导致光速比之前减慢了513倍。[v] 结论: 创造论者对于光速在过去如何、何时以及受什么因素影响而改变的解释,各不相同,但他们似乎一致认为这是真实可能的。上边的第三个可能,可以单独成立,也可以与前两点结合应用。换句话说,不仅距离可能比通常声称的要小,而且光在过去传播得更快,也走了“捷径” ,都可能真的。
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