天文学/外星人/宇宙的年龄

作者：罗素•汉弗莱斯 博士（D. Russel Humphreys）

1. 介绍

图1：NGC4414是一个典型的漩涡状星系。 距离我们大概六千万光年（60百万光年），直径约十万光年，包含了数千亿颗恒星，跟我们银河系比较相似。这个漩涡星系跟M31仙女座星系很相似。仙女座星系是位于北半球离我们最近的一个星系，距离我们约2百万光年。

施礼佛（维斯托•斯里弗Vesto Slipher）并不知道他正在发起一场反哥白尼的革命。大约一百年前在洛威尔天文台（Lowell Observatory），施礼佛开始研究夜空中一些模糊的椭圆型物体的光线波长，这些物体当时被称为白色星云（white nebulae，nebulae是拉丁文的“云”）。现在我们把这些白色星云成为“星系”（galaxies，即希腊语的“乳白色”）。他能观察到的最大最亮的星云叫M31，位于仙女座（Andromeda）。图1展示了一个类似的星系。像以前的天文学家一样，¹ 施礼佛发现M31的波长谱线类似恒星的光谱，都包含了由氢（图表2）、钙和其他元素原子所发出的特征谱线。

施礼佛找到了一种方法，能拍摄出比以往更加清晰的光谱图像。借助这种方法，他能够更加精确地测量光谱线中的波长。他发现来自M31的光波波长都比它们的正常值减少了0.1%。² 也就是说，谱线向整段光谱的蓝端轻微移动了一些。天文学家也开始对其他星云波长的变化现象进行了研究测量，到1925年为止，他们一共测量了45个星云。³ 结果有从-0.1%到+0.6%，平均值为+0.2%。正值反映了波长的增加，也就是说，（谱线）朝光谱的红端移动，关于这点，图2中已经有所说明，这就是我在上文中我们谈及的红移现象，这是本文的一个主题。

2. 哈勃定律

图2. 理想化的星系光谱呈现的典型“吸收线”（在七色彩虹背景上的黑色线），这是由氢原子吸收光线后产生的。星系距离我们越远，其黑色线向光谱红色端的位移值就越大（对数比例）。

在1924年左右，大多数天文学家已经认为那些“白色星云”位于银河系之外。哈勃（爱德温•哈勃Edwin Hubble）在威尔逊山天文台（Mount Wilson Observatory）开始应用一种更准确的新方法，采用100英寸反射天文望远镜来计算这些“河外星云”的距离。在完成之后，他开始印证了 “星云越远，红移越大”这一普遍看法。在1929年，他发表了他的研究结果⁴ 如图3的归纳）。在图中的趋势线说明了光谱线的波长λ，和其位移值δλ，跟各个（河外）星云与地球的距离r的比例关系：

 (1)

这里的c 代表光速，大约每秒30万公里，H 是我们现在所称呼的哈勃常数。这就是著名的哈勃定律，该定律说明了某些宇宙现象引起红移，红移值随我们跟星系的距离增加而成比例地扩大。

哈勃的距离计算给我们的宇宙观念带来了一场革命。后来人们发现“白色星云”类似于我们银河系，每个这样的星系由几千亿颗恒星组成，其直径约有十万光年。天文学家开始称这些物体为“星系”。平均来说，每个星系彼此相隔至少1200万光年（12百万光年）。目前哈勃天文望远镜能观察到150亿光年（15十亿光年）范围以内的宇宙空间，而在这150亿光年的宇宙空间中能观察到数千亿个这些的星系。

3. 膨胀红移，不是多普勒位移

哈勃随从施礼佛等人，把这种波长变化解释为多普勒位移（Doppler Shifts），完全产生于光源相对于地球的速度v。这样，在速度v远远小于光速c的情况下，波长位移可以近似地表述为：

 (2)

因此，根据公式(1)，在图3中的趋势线将对应星系飞离我们的速度v与他们和我们之间的距离r成正比关系：

 (3)

然而其它因素也可以引起红移。比如，爱因斯坦的广义相对论指出：在一个膨胀的空间里，随着光线在其中被传播的介质被拉伸，光线的波长也会被拉长。光源越远，波长被拉伸得越大。所以红移会随距离增加。

图3. 提取自哈勃1929年论文4中表格1的原始数据，展示红移与距离的关系。每一个点代表一个星系的红移和距离。 我已经将原图表上的数量单位（百万秒差距）转换为我在本文中使用单位（百万光年）。自1929年以来，天文学家已经重新校对了距离标度，所以目前接受的距离是原来的五到十倍。

图4. 更多近期数据7支持在更大距离尺度下的哈勃定律。水平线代表塔利-费舍尔（Tully-Fisher）估量距离方法中的误差范围。我剔除了九个点（它们在趋势线的左边，被作者标记为“大吸引子【Great Attractors】区域的星群”）。同样，我也将原图上的数量单位（百万秒差距）转换为我在本文中使用单位（百万光年）。本文注释8引用的文献第84-91页提供了支持哈勃定律的其他数据。

今天，大多数的宇宙学家都相信图3和图4中的趋势线代表这样一种膨胀红移（expansion redshift），而不是多普勒位移⁵,⁶。然而，天文学家仍然为了方便起见使用“等价速度”（equivalent velocity）来描述红移，似乎它们是由多普勒位移引起的。不幸的是，这种做法误导了公众和媒体，甚至连天文学专业的本科生也会错误地认为这种红移主要是由速度引起的。

图4使用更多的最新数据展示了在超大距离范围上的红移与距离之间的关系⁷。趋势线上的偏差不是由膨胀所引起，而是由其他现象引起，如多普勒效应。举例而言，仙女座的M31星系似乎正以100公里/秒⁸的“当地”速度向我们的银河系【星河】移动，产生了一个多普勒蓝移，大于我们期待这个近邻星系的膨胀红移，因为它离我们仅2百万光年之遥。

多年来，理论学家对宇宙红移的倾向给出了其它的多种解释^{9、10、11、12、13、14}。在过去的数十年里，我研究了这些理论，但没有找到一个令我满意的。但是，在我注意到圣经的经文似乎支持空间膨胀之后，我对其他的红移模型就再也没有兴趣了。以赛亚书40:22是一个范例：

“他铺张穹苍如幔子，展开诸天如可住的帐棚。”

圣经旧约中有十七段类似的经文¹⁵，用了四个不同的希伯来语动词来表达“铺张”或者“扩展”的意思。正如我在《星光与时间》¹⁶ 一书所说明的，圣经中的“天”似乎是指空间本身，并不是指占据空间的物体，比如太阳、月亮和星星。所以如果我们直接接受这些经文，那么神是在说祂已经把空间的“布料”（fabric，代表质地、结构）铺张开或者扩展开。这跟广义相对论的空间膨胀思想非常吻合。通过几个简单的逻辑步骤，教科书中都展示出因膨胀而产生红移。¹⁷这就是为什么我认为膨胀是红移的主要原因。

无论什么原因，本文中所有谈及的星系红移都是大约与其距离成正比的，正如哈勃定律在等式（1）所示。

4. 提夫特（Tifft）观察到量子化的红移

天文学家经常将红移值——波长变化的比例——用一个无量纲的数字z来表示：

 (4)

星系的z值在原始数据中没有显现任何“优选值”（favored values）。然而在二十世纪70年代初期，美国亚里桑那州图桑市（Tucson, AZ）的斯图尔德天文台（Steward Observatory）开始将这些原始数据转换成“功率谱”（power spectra），显示出这些数据之间多么经常地产生间隔。这种标准统计技术显示出平时难以观测到的规律，可以看见峰值在一些点超过噪声。在这种情况下，噪声的一个来源是 “局部”或“特别”的星系运动¹⁸。 提夫特惊奇地发现这些强峰值对应z值的间隔为0.00024，或0.024%。这意味着z值倾向于簇集在优选值附近，而优选值之间有相等的间隔，比如：

0.00000, 0.00024, 0.00048, 0.00072, 0.00096, …

如果用多普勒位移的术语来表述（如今的天文学家们经常如此），间隔值δz = 0.00024等同于“等价速度”的间隔值δv = 72公里/秒。¹⁹ 后来，提夫特又发现另一个间隔值比较小的集组模式，大约36公里/秒。后续的观察和文献都继续支持这种现象。在1984年，提夫特跟他的同事寇克（W. J. Cocke）一起查验了1981年塔利-费舍尔（Talley-Fisher）对于光谱中无线电波（非可见光）部分的红移的普查结果。这份结果列示了星系中氢原子发出的显著的21厘米波长的红移状况。提夫特和寇克发现了“明显的周期性”，是在72.45公里/秒的精确乘数（1/3和1/2），²⁰ 于是他们声明：

“现在有非常肯定的证据表明：星系的红移是量子化的，其主要间隔是72公里/秒。” ²¹

然而，在随后十年里一直有人怀疑他们的的结论，尽管提夫特不断地在同行评审的刊物中发表文章，填补他的漏洞。²² , ²³ 后来在1997年，一个由衲毗叶（威廉•衲毗叶William Napier）和戈思锐（布鲁斯•戈思锐Bruce Guthrie）主持的对250个星系的红移状况的独立研究肯定了提夫特的基本观察结果，他们说：

“红移的分布在以银河系【星河】为中心（galactocentric）的参照系（frame of reference）中有明显的量子化现象。这一现象显而易见，不能归因于统计误差、挑选过程或者是错误的数据处理。已经发现了两个以银河系【星河】为中心的周期。一个是大约71.5公里/秒，在室女座星团（Virgo cluster）；还有一个是大约37.5公里/秒， 在其他一切的在2600公里/秒（大概一亿光年）之内的涡旋状星系。目前这些研究结果都被高度肯定。” ²⁴

“河心参照系”（galactocentric frame of reference）指的是以我们的银河系【星河】为中心的一个静态框架，补偿了地球围绕太阳的公转以及太阳系围绕银河系【星河】的中心旋转的因素，这样显示了更加清晰的量子化。在本文第七部分，我会进一步阐明“河心”（galactocentric）在参照系之外的意思。

衲毗叶和戈思锐的结果表明量子化至少会出现到中等距离，大即约一亿光年的量级。其他证据，如哈勃天文望远镜的观测结果，显示出甚至在数十亿光年的距离上也存在类似的红移集组现象。²⁵

图5.哈勃定律将红移的集组转换为距离的集组。数据是理想化的，只演示一个观察到的组间间隔。

在1996年，提夫特展示了通过考虑银河系相对于宇宙微波背景辐射的运动进一步补偿“河心系”红移的重要性。²⁶ ,²⁷ 微波的多普勒位移显示出我们的银河系正在以560公里/秒的速度向长蛇座（Hydra）的南边移动。²⁸ 计入这种运动把“河心系红移”转换到一个相对于宇宙微波背景辐射是静态的参照系里，因此可以被假设为对整个宇宙都是静态的。在这一参照系中红移的集组就更加清晰分立。于是一些强度较小的周期成为可见的，比如2.6公里/秒，9.15公里/秒和18.3公里/秒。

或许由于这种（数据的）清晰，或许由于来自其他天文学家研究的验证，批评者似乎已经不再质疑研究数据的可靠性了。似乎红移的量子化——这一现象，而不是解释它的理论——已经在四分之一个世纪的同行评审之后站住脚了。

5. 对（红移）量子化的一个简单解释

在这一部分和下一部分，我打算阐述以下问题：(a) 红移的分组对应距离的分组， (b)距离分组意味着星系处于以我们为中心的球状壳上，而且 (c)这样的分布并非偶然。如果你想跳过一些数学细节，就只需看图5到图8，还有我在等式14后面对分析结果的讨论。

图6. 星系趋向于分布在以我们的家乡星系（银河系【星河】）为中心的球状壳上。球壳的间距是大约一百万光年的量级，但是由于存在几个不同的间隔，真实情况要比上面的理性化的图片更复杂一些。

图7.在第六部分使用的坐标系统。距离r′独立于远处星系的相对于位移轴的方位角（azimuth）ƒ。如果我们的星系远离中心，从我们的位置看到的遥远的星系集组会互相重叠，变成不可辨认。

根据哈勃定律，每个星系的红移值的宇宙部分 z 对应一个特定的距离 r ，求解公式（1）可以得到距离：

 (5)

对红移分组的最简单的解释似乎是所对应的距离也分组，如图5所示。对等式（5）求导数，就得出距离间隔δr与红移间隔δz之间的关系：

 (6)

如果用 “等价速度”的术语，红移组群的速度间隔δv与距离间隔δr之间的关系是：

 (7)

哈勃初始估算的哈勃常数H值是大约500【公里/秒】/百万秒差距（1个秒差距【parsecond】等于3.2616光年），但是在天文学家重新校准了距离标尺之后，H值就大幅度减小。数十年前，H值一直浮动在50-100【公里/秒】/百万秒差距之间。在过去十年里，由于采用了更加精确的以空间（观测）为基准的距离测量方法，这个值缩减到70-80【公里/秒】/百万秒差距。²⁹ 让我们用以下的值作为一个可行的估算数据：

 (8)

将百万秒差距转换为我们更熟悉的距离单位之后，H值大致为23±1.5【公里/秒】/百万光年，所以等式7变为：

 (9)

于是，由衲毗叶和戈思锐提出的两个红移的间隔，37.5和71.5公里/秒，对应于距离间隔1.6和3.1百万光年。

6.距离集组的意义

除了在被银河系【星河】遮挡的方向，天文学家在所有其它的方向都观察到大约同等数量的河外星系。如果某个红移的集组代表一个星系距离的集组，簇集在离我们平均距离r1左右，那么我们可以期待这些星系大约平均分布在一个以我们为中心的半径为r1的（概念上的）球状壳上。第二组的距离是 r2 = r1 + δr，所以这些星系将会在第二个球壳上，与第一个球壳的距离为δr。图6展示了这样一种星系分布。³⁰

现在我要证明：我们能看到这样一种距离分组的前提是我们的位置与这样一个图案的中心的距离小于100万光年。如图7所示，设想我们的星系与此中心的距离为a。根据余弦定理（law of cosine），从我们的星系到另外一个星系的距离r′可以表述为：

 (10)

这里r代表另一个星系到中心的距离，而θ则是它的余纬角（colatitude），就是从中心看该星系与位移轴之间的夹角。距离r´独立于这个遥远星系的方位角φ（环绕位移轴，在0-2π弧度之间）。所以尽管缺少第三个坐标，以上分析在三维中仍然有效。当a远远小于r时，等式（10）可以近似为：

 (11)

因为对于一个星系而言，余纬度θ会在0-π弧度中随意取值，对于任何已知半径是r的球壳，r′的值在r – a到r + a之间变动。如果a太大的话，那么红移的集组就会变成模糊不清，无法分辨。一个简单的统计分析³¹显示：r′依赖θ的标准偏差σθ是：

 (12)

一个在任何球状壳中的星系的半径r的值也有统计分布，并有一个标准偏差值σ，代表每个球壳的厚度。因此，根据统计学，³² r´的总标准偏差σ是：

 (13)

如果σ明显大于球壳之间的距离δr，这些红移的集组就会互相重叠，变得难以分辨。即使在σr为零的情况下，假如σθ值大于δr，这些红移的集组也会变成无法分辨。

图8解释了这种涂抹的情况。它展示了一个计算机模拟的距离的分组，第一张图的观察点是在正中心，而第二张图的观察点是在离中心2百万光年的位置。我选择较小的σ值，使峰值更容易显现。请注意远离中心的结果是低处被填高，而峰值被拉平，导致很难从统计波动中辨认出分组来。

图8. 计算机模拟的我们的视角对星系的距离组群的影响。（a） 半径的标准偏差是10万光年，半径方向的组间距离是160万光年的模拟图。（b） 从距离中心200万光年的位置进行观察的模拟图。模拟图b中的高低值与各组中星系数量较小时统计波动所产生出来的几乎一样大，所以真正的集组在噪声中难以辨认。

这意味着，若要观察到可分辨的红移分组，我们必须靠近这些球状壳的中心位置。根据等式13和其后的解释，我们跟中心的距离a应该远远小于最小的观测到的δr。

 (14)

因此，我们的家乡星系到中心的距离必须小于在第五部分引用的δr值（1.6百万光年）。使用最小的观察到的间隔³³会把我们放在离中心更近之处——相距大约10万光年之内，这正是我们银河系【星河】的直径。

如果我们是碰巧地处在这个独特的位置，其几率P可以由体积的比率得出：

 (15)

其中R 代表观察到的宇宙的半径，就算200亿光年吧。取δ r 值为1.6百万光年，得出的P 值为5.12 × 10^-13。也就是说：我们的星系能碰巧这么靠近宇宙中心的几率将会小于一万亿分之一。

总而言之，观察到的红移量子化强烈地暗示宇宙有一个中心，而我们的星系离这个中心出奇地近！

7. 宇宙是以银河系【星河】为中心的

要命名这个思想，我们需要提高“河心”（galactocentric）这个词的地位，不像在第四部分仅被用于描述一个参照系。让我们用这个词来描述宇宙本身。这就是说，我们生活在一个以银河系【星河】为中心的宇宙中——它的独特的几何中心非常靠近我们的家乡星系，即银河系【星河】。

正如我在第四部分结尾所提到的，宇宙微波背景（Cosmic Microwave Background）的数据显示我们的星系相对于这个宇宙的中心在移动。³⁴我们的星系几乎就在这个宇宙的中心点上，但不是相对它静止不动。这与地心说（geocentrism）有别，后者认为地球位于宇宙的正中心，而且相对它静止不动。³⁵, ³⁶ 数位创造论者都提出过“河心说”（galactocentric）的宇宙学。³⁷

天文学的技术性文献几乎完全忽略了“河心说宇宙学”作为一个对红移量子化给出解释的可能性。³⁸ 相反，世俗的天文学家似乎更喜欢用一种尚未被解释的影响到光线本身的微观现象来解释，要么是作用于光源的原子，要么是作用于在空间中的传播。提夫特自己积极推广这一解释。他援引一个“三维时间”的新概念，并说：

“红移有来自于微观的量子物理学的印记，但是它把这一印记带到了宇宙的边界”。³⁹

于是，世俗的天文学家逃避这个简单的解释，多数人只字不提其可能性。相反，他们抓住一般被他们蔑视的救命稻草，援引神秘未知的物理学说。我认为他们逃避明显的（解释），是因为“河心论”（galactocentricity）会质疑他们最深层的世界观。这一问题切入大爆炸理论的核心——其自然主义的进化论假设。

8. 大爆炸理论不能接受（宇宙）存在一个中心

很少有人意识到大爆炸宇宙学与他们所构想有多大差别。这个广泛流行却误导人的名字让许多人设想一个小的三维球，有中心、有外沿，向外爆炸到空虚的三维空间里。经历数百万年之后，物质将聚合成恒星和星系。数十亿的星系将组合成“岛”或“群岛”，填充本来是空虚的空间“海洋”。就像公众认为的初始的三维球一样，这样一个（星）岛会有独特的几何中心。而“中心”的定义并不是神秘的，就是字典中的简单解释：

“中心……1.是指一个与周边上或者边界上的所有的点都具有同等距离或处于平均距离的点” ⁴⁰

许多人，包括众多的科学家甚至天文学家，对大爆炸的设想都是这样。但是宇宙学专家对大爆炸的想法却与此大相径庭！他们反对初始的三维球概念，也反对宇宙岛的理念。在“封闭”大爆炸中（目前最受欢迎的版本），他们设想——纯粹靠类比——我们所能看到的三维空间仅仅是一个四维“气球”的表面，而这个“气球”膨胀进入一个四维的超空间（其中不包含时间维度）。⁴¹参看图9。

图9. 宇宙学家通过类比设想大爆炸是一个膨胀的气球。这一类比把我们看得见的三维空间局限在四维气球的三维表面上。星系就像表面上的微尘，随着气球膨胀而散开。在这种情况下，没有一个星系可以称为是独特的中心。而膨胀真正的中心位于这个气球的内部，是身处气球表面的人所不能察觉的。

他们设想众星系就像在气球表面的尘粒（在气球内部不存在星系）。在膨胀过程中，气球胶面（代表空间本身的“布料”【即结构】）向外拉伸。于是尘粒彼此分散。从每颗尘粒的角度来看，其它尘粒在远离自己而去，但没有一颗尘粒是膨胀的独特中心。在气球表面没有中心可言。膨胀的真正中心是在气球内部的空气中，代表“超空间”，超越那些被限制在三维“表面”的生物所能理解的范围。

如果你有困难理解这个类比，可以尝试观看《星光与时间》的视频版本。⁴²由电脑生成的动画帮助许多人理解这个类比，领他们一步一步地认识整个过程。

还有另外一个方法去看待宇宙学专家们的这个概念。如果你能够在特定方向上作无限快的旅行，这些专家们认为你一定不会进入其中没有星系的大范围空间。你无法定义众星系的边缘或者界线，所以你不能定义一个几何中心。一位宇宙学家这样评述了流行的“宇宙岛”的错误认识，说：

“这是错误的……【大爆炸宇宙】没有中心和边缘。”⁴³

所以大爆炸没有中心。在我们可见的三个空间维度内不存在独特的中心。这就可以解释为什么大爆炸理论的支持者们会反对任何要求存在一个中心来解释红移量子化的理论。以下我会展示他们这种无中心论（acentricity）⁴⁴ 的主张是源于一个武断的、并非被观察证实的假设。s.

9. 大爆炸的假设

在他们的影响广泛、高度专业化的著作《时空的大尺度结构》中，霍金（ 史提芬•霍金Stephen Hawking）和艾利斯（乔治•艾利斯George Ellis）用以下的大致评述介绍了他们关于大爆炸宇宙学的部分。

“然而，我们对宇宙模型的建构是不可能没有任何意识形态的掺合的。在早期宇宙学中，人类把自己放在宇宙的中心这样一个居高临下的位置。自从哥白尼时代以来，我们不断地退居到一个中等大小的行星上，它围绕着一颗中等大小的恒星运转；这恒星是在一个相当普通的星系的外围，而这星系也仅是本地星系群中的一员。如今我们是如此地民主，以至于我们不会主张我们在空间的位置在任何意义上是特别地显著。我们将沿用邦迪（Bondi）在1960年的说法，把这一假设称为‘哥白尼原理’” ⁴⁵。【强调是后加的】

这个观点在过去被称为“宇宙学原理”。⁴⁶, ⁴⁷ 请注意霍金和艾利斯称之为一个“假设”和“意识形态的掺和”——一个不被观察结果要求的假设的概念。而他们的措辞“我们不会主张……”事实上是一个武断的主张，即地球在宇宙中不处于一个特殊位置。他们继续说：

要合理地解释这个模糊不清的原理，就应该这样理解它的含义：当我们用恰当的尺度（scale）去观察时，宇宙基本上是在空间中均匀分布的（spatially homogeneous）。⁴⁸

“在空间中均匀分布”的意思就是“均匀地扩展到遍及所有的可及的空间（available space）”。霍金和艾利斯是在宣称空间在任何时候都完全充满了质能。他们说：“从来就没有过空虚的大范围的空间，而且永远也不会有”。

他们作了这个信心的跳跃，是因为观察表明宇宙是各向同性的（isotropic），或者说围绕着我们是球状对称的。这意味着从我们的有利位置出发观看各个方向都是相同的结果。一般情况下，霍金和艾利斯会指出，这意味着“我们身处一个非常特别的位置”，⁴⁹——比如说是（宇宙的）中心。但那会跟他们的“地球不处于一个特别的位置”的愿望不吻合，于是他们要寻求一个不那么使他们不安的宇宙理论。

“其中在时空的每个点上宇宙都是各向同性的。所以我们会把哥白尼原理解释为主张宇宙大致在每个点上都是球状对称的（因为在我们周围宇宙大致是球状对称的。）” ⁴⁹

他们把这样古怪的假设加入到广义相对论的数学体系中之后，结果就推导出各式各样的大爆炸理论。

10. 大爆炸理论的核心是无神论

让我们深究这一假设背后的动机。为什么大爆炸理论家要百般周折地设计一个“地球不在特殊位置”的宇宙学理论呢？天体物理学家高特（理查德•高特Richard Gott）在一篇专门论述哥白尼原理的文章的介绍中揭示了其原因：

“哥白尼革命教导我们：在没有充足理由的前提下假设我们人类在宇宙中身处特权的位置是错误的。达尔文也表明，关于起源，我们并不比其它的物种更优越。我们不过是处在本地星系群（local supercluster）当中的一个普通星系当中的一颗普通恒星的周围；我们的位置看来是继续地越变越不重要。我们并非处于一个独特的空间位置这一思想对于宇宙学是至关重要的，因为它直接导致大爆炸理论。在天文学中哥白尼原理行得通，是因为有智力的观察者可能存在的地方按定义只有少数特别的位置，却有许多普通的位置，所以你最可能（likely）身处的是一个普通的位置。”⁵⁰

那个词“最可能”揭示了很多东西。高特显然认为我们身处这个位置是出于偶然（by accident）！他显然根本没有考虑过这种可能性，就是神，一位智慧的设计者，有意地将我们放置在宇宙中的一个特殊位置。因此，哥白尼原理背后的终极动机是无神论的自然主义。因为这是自然主义进化论背后的支配性哲学思想，所以高特引用达尔文是恰当的。大爆炸理论和达尔文主义是同一个无神论的起源神话的两半，分别覆盖物理学和生物学两个学科。

因此，那些支持大爆炸理论的基督徒应该意识到：他们在不经意间否定了他们的神，并且向无神论的世界观妥协。

11. 宇宙有中心这件事的科学意义

如果神在第四天的创造中使用了一些过程来创造众星和星系，那么红移量子化就见证说这个过程的一部分对于我们的星系是球状对称的。举例而言，我们可以想象一个球状震荡波，在一个不断膨胀的气体或等离子体的球内，在其中心和边缘来回震荡，我在《星光与时间》⁵¹一书中谈及这样一个尝试性的宇宙模型。这样的震荡波在一定半径上会互相干扰，而在另一些半径上会互相叠加，形成一种“驻波”（standing wave）图案，稠密的气体集中在同心的球状壳上。然后神凝聚这些气体形成众星和星系。最终形成的同心的星系图案会比较复杂，有多种间隙，对应不同的震荡模式。或许重要的是，我们观察到的最主要的球壳间隙δr是3.1百万光年，而星系之间的平均距离是12百万光年，两者是同一量级的。⁵²

驻波暗示着物质有一个外围边缘，可以让震荡波反弹回来。这样其几何中心也成为质心。如果我们把这些边界条件（一个边缘和中心）放入爱因斯坦的广义相对论方程式中，就可以得到我在《星光与时间》一书中所阐述的宇宙模型。其质心是引力中心，强度低但是范围广，遍及整个宇宙。于是，在膨胀的一个特定阶段，引力在中心点造成巨大的时间延缓效应。

因此，红移量子化对我提出的宇宙学模型是观察证据，证明了我在1994年初步提出的观点：

“尤其是，被很多天文学家观察到的星系红移的‘量子化’分布²²似乎跟哥白尼原理和所有以此为基础的宇宙学（包括大爆炸理论）相矛盾。但是这一现象已经有了解释，就是通过我提出的非哥白尼的‘白洞’（while hole）宇宙学”。 ⁵³

12. 宇宙有中心这件事的属灵意义

对于基督徒，我们位于宇宙的中心这一思想从直觉上是令人满足的。对于世俗主义者，这却会令他们深感不安。几个世纪以来，他们一直致力于进一步推进哥白尼革命，⁵⁴ 好远离中心说。卡尔•萨根（Carl Sagan）专门写了一本以下这种风格的书来贬低我们（在宇宙中）位置的和我们自己的重要性。

“在浩瀚的宇宙竞技场中，地球只是一个非常小的舞台…。我们故作的姿态，我们想象的自重，以及我们在宇宙中有特殊位置的妄想，都受到这一点苍白阳光的挑战【一张由旅行者一号拍摄的地球照片】。我们的行星是一颗孤独的微尘，被巨大的全宇宙的黑暗所包围。在我们的无名中，在这一切的浩瀚里，没有任何迹象表明会有来自其它地方的援助，来拯救我们脱离我们自己。” ⁵⁵

让我们进一步思考为什么人类在宇宙里的中心位置这一思想是如此重要，以致于神的仇敌试图避开它。

首先，《圣经》宣称我们的家乡行星（地球）具有独一无二的中心位置。创世记1:1首先提到地球，是在创世周第一天，远远早于十几节经文之后在第四天提到太阳、月亮和众星。创世记1:6-10把地球放在宇宙的物质的“中间”，正如我在《星光与时间》中解释的。⁵⁶ 在创世记1:14-15，神说天体存在是为了地上万物的益处。所以，不是人类想象自己“处于宇宙中的一个居高临下的位置”，⁵⁷而是神说我们在那里。能看到（科学）证据再次支持圣经，实在令人振奋。

“好吧，”你可能会说，“为什么 神不把我们放置在我们的星系的正中心呢，这样会令（地球）中心说更具说服力？”。 不过看起来神有更好的想法。首先，我们的太阳在银河系【星河】中的位置是一个很好的设计，让它处在一个理想环境。⁵⁸,⁵⁹星系的中心是非常活跃的，存在大量的超新星，或许有巨大的黑洞，会释放强烈的辐射。⁶⁰然而太阳是在一个近似圆形的轨道上，使得地球能远离危险的中心区域。事实上，太阳与银河系【星河】的中心有一个最优化的距离，叫“共转半径”（co-rotation radius）。只有在这个位置上，恒星的公转速度与星系旋臂的速度一致——否则太阳会频繁跨越旋臂，暴露给其它超新星。另一个设计就是太阳的轨道几乎与银盘面（银河系【星河】的平面）平行，否则跨越那平面将是毁灭性的。

其次，还有美学和属灵方面的原因。如果神把太阳放在更靠近银河系【星河】中心的位置，那些厚重的星云，星尘和气体（姑且不论超新星），会让我们观察宇宙的范围缩小若干光年。所以神把我们放在一个最优化的位置，即不在外围的边缘（那样银河系会太远而昏暗不清），而是足够地远，让我们能看清诸天的高深。这有助我们理解神的手段和思想的伟大，正如以赛亚书55:9所指出的。

最重要的是，能看到人类在神的计划里有中心地位的证据非常令人鼓舞。是地球上犯的罪使得整个宇宙落入痛苦和呻吟（罗马书8:22）。是在我们的行星上，三位一体的第二位道成肉身，造物主进入被造物，在的神性上添加人性，不仅为了救赎我们，也要救赎整个宇宙（罗马书8:21）。神在浩瀚的宇宙中给渺小的人类最好的地位。这点思想令我们震惊和敬畏，正如诗篇8:3-4所讲：

“我观看你指头所造的天，并你所陈设的月亮星宿，便说：人算什么，你竟顾念他！世人算什么，你竟眷顾他！”

致谢

在这里我想对众多创造论学者提供给我的意见表示感谢，——这些创造论学者包括了我经常在新墨西哥州见到的朋友。

参考文献

1. 申纳，“论仙女座大星云的光谱”，天体物理学杂志，第9卷149-150页，1899年。
2. 施礼佛，“仙女座星云的径向速度”，洛威尔天文台期刊，第58卷，1914年。
3. 史春堡，“分析球状星团和河外星云的径向速度”，天体物理学杂志，第61卷5期353-362页，1925年。
4. 哈勃，“河外星云的距离与径向速度之间的关系”，美国自然科学院汇刊，第15卷168-173页，1929年。
5. 任德乐，《精华相对论：特殊的、一般的和宇宙的》，订正第二版，施普林格出版社，纽约，213页，1977年。
6. 哈里逊，《宇宙学：研究宇宙的科学》，剑桥大学出版社，英国剑桥，245页，1981年。
7. 莫鲁德等人，“在100百万秒差距以内的星团的速度场，第一部分：南方星团”，天体物理学杂志，第383卷5期467-486页，1991年。注意他们在480页上的图8。关于其它支持哈勃定律的数据，参注释8的第82-93页。 
8. 皮博斯，《物理宇宙学原理》，普林斯顿大学出版社，普林斯顿，25页，1993年。
9. 茨维基，“论光谱线穿越星际空间的红移”，美国自然科学院汇刊，第15卷773-779页，1929年。 这是首个“疲倦的光线”理论，建议一种机制，就是光子在穿越宇宙空间的漫长旅程中会丢失能量（因而导致波长增大）。但是无论这个理论还是后来的许多后续理论都因为缺乏说服力而未能成功。 
10. 诺尔曼和塞特菲，《原子常数、光和时间》，斯坦福研究院国际部特邀研究报告，加州门罗公园市，1986年。这部专著提出光速的衰减会引起红移现象。 
11. 韩福来，“光速衰减和星系红移”，创世专刊，第6卷1期74-79页，1992年。我指出如果我们一致地应用塞特菲的理论 (注10)，那么原子会释放蓝移的光，刚好抵消光线在传播过程中出现的红移。据我所知，塞特菲从来没有否认这观点。 
12. 阿尔普，《见红而止：红移、宇宙学和门派科学》，无边出版社，加拿大蒙特利尔，1998年。阿尔普谈到了一些高红移值的物体（比如类星体）似乎与一些中等红移值的物体（比如星系）有联合的物理过程（因此距离很近）。他建议除了膨胀因素以外，应该还有其他因素让类星体的红移值比近邻的星系的红移值大很多。因此，对于一般的红移—距离趋势线是出于膨胀的理论，阿尔普的观察并不是反对的证据。见创世专刊第14卷3期39-45页上的评述，TJ 14(3):39–45, 46–50, 2000。 
13. 金特立，《创世的小奥秘》，第三版，【又见《创世的指纹》】，地球科学协会，田纳西州诺克斯维尔市，287-290页，1992年。金特立提议说遥远的星系是在一个轨道上运转，中心离我们的星系很近。其轨道速度会产生一个“横向”多普勒位移，这种红移是由于相对论的时间延缓所引起的。有一个问题就是引力蓝移，就是光线朝我们下落的结果。他后来试图引入新物理学来尝试解决这个问题，见金特立，“一个新的红移的解释”，现代物理学快讯，A类12卷37期2919-2925页，1997年。两个版本无一能解释星光怎样能在6000年之内到达我们这里。或许我们可以修改第一个版本，让其中已经有的引力时间延缓（引起蓝移效应）足够大，使得光线能迅速到达地球（用地球上的时钟测量）。这一点可能使它对创造论者来说更有兴趣。世俗的天文学家反对金特立的理论，因为就像我的理论一样，金氏的理论也是“河心说”的。
14. 韦斯特，“宇宙的各向异性的模型”，创世科学研究协会季刊，第31卷2期78-88页，1994年。韦斯特按照金特立的理论（注13）的第一个版本，提供了几个具体范例，指出轨道红移能克服引力蓝移。 
15. 韩福来，《星光与时间》，主人书社，阿肯色州绿林市，66页，1994年。 圣经经文是：撒母耳记下22:10；约伯记9:8, 26:7, 37:18；诗篇18:9, 104:2, 144:5；以赛亚书40:22, 42:5, 44:24, 45:12, 48:13, 51:13；耶利米书10:12, 51:15；以西结书1:22和撒迦利亚书12:1。
16. 韩福来，注15，67页。
17. 任德乐，注5，212-214页。
18. 这种运动不会摧毁我在第五和第六部分所描述的壳状结构。一个星系若以300公里/秒（典型的“本地”速度）运动，它需要直线运动10亿年才从其起始的位置移动1百万光年的距离。壳结构向我们暗示：我们所看到的星系要么没有运动超过10亿年，要么不是在作直线运动。 
19. 提夫特，“红移的分离状态和星系动力学，第一部分：单个星系里的内部运动”，天体物理学杂志，第206卷38-56页，1976年。这篇文章没有清楚地讨论星系群的红移量子化，而是提及他更早的一篇文章，在沙可沙夫特（编），国际天文学联合会专题研讨会58，《星系的形成和动力学》，雷德尔出版社，荷兰多特雷赫特市，243页，1974年。 在随后的十年里，提夫特开始更清楚地描述这一现象，虽然他的理论还是很令人费解。 
20. 在提夫特展示的功率谱中，某些峰值的宽度甚至小于几个公里/秒。
21. 提夫特和寇克，“全面的红移量子化”，天体物理学杂志，第287卷492-502页，1984年。
22. 纽曼、海因斯和特尔先，“红移数据和统计推论”，天体物理学杂志，第431卷1期第一部分147-155页，1994年。
23. 寇克和提夫特，“统计过程和双星系红移中的周期性的意义”，天体物理学杂志，第368卷2期383-389页，1991年。
24. 纳毗叶和戈思锐，“量子化的红移：一个现状报道”，天体物理学和天文学杂志，第18卷4期第一部分455-463页，1997年。
25. 科恩等人，“在哈勃远场中的红移集组”，天体物理学杂志，第471卷L5-L9页，1996年。
26. 提夫特，“在相对宇宙背景静止的参照系中量子化和可变的红移的证据”，天体物理学和空间科学，第244卷1-2期29-56页，1996年。
27. 提夫特，“相对宇宙背景静止的参照系中的红移量子化”，天体物理学和天文学杂志，第18卷4期第一部分415-433页，1997年。
28. 史考特等人，在寇科斯（编），《艾伦的天体物理量》，第四版，斯普林格出版社，纽约，658，661页，2000年。太阳正在以370.6 ± 0.4公里/秒的速度移动，相对于宇宙微波背景，向着星系经度和纬度（264.°31 ± 0.°17, 48.°05 ± 0.°10），或赤经和偏角为（11h, 9°S）。那个方向是在狮子座（Leo）的稍下方，位于鲜为人知的六分仪星座（Sextant）。我基于参考书中的数据计算如下：（a）太阳相对于我们星系的中心的速度是240公里/秒，方向是朝着星系坐标（88°, 2°）。（b）我们星系的中心相对于宇宙微波背景的速度是556公里/秒，方向是朝着星系坐标（266°, 29°）。后者的赤经和偏角为（10h 30m, 24°S），位于长蛇座（Hydra）下方。以上这些速度比地球环绕太阳的公转速度（29.79公里/秒）大很多。 
29. 巴考、奥斯垂克、泊穆特、和斯坦哈特，“宇宙三角：揭示宇宙的状态”，科学杂志，第284卷1481-1488页，1999年。
30. 比起在红移测量中观察到的大规模“泡沫”状的星系排布，球状壳结构其实小很多。就是说，星系的薄壳（间隔为一百万光年）存在于星系的厚“墙”（十数个百万光年）之上，而墙之间是大而空的“泡”，其中不存在任何星系。 
31. 取θ有一个平坦的几率分布，视等式11中的a cos θ为一个取值范围在- a到+ a之间的随机变量x。带入给出在给定θ下的几率的积分，得出x的几率分布是(a2 – x2 )– 0.5。把这一分布带入通常的计算方差的表达式（注释32，第57页，底部），进行积分，然后取方差的平方根，就得出我在等式13中给出的标准偏差。 
32. 布耳默，《统计学原理》，多佛出版社，纽约，第72页，1999年。
33. 提夫特记录的最小的δv值是2.6公里/秒（虽然这个数据不如更大的间隔那么突出）。于是δr缩小到0.12百万光年，于是在等式15中的几率P降到2.24×10-16，也就是小于一千万亿分之一（10-15）的几率。
34. 见注释28中的在不同参照系中的不同的速度。
35. 包隔海，《地心说》，圣经天文学协会，克利夫兰，1992年。包氏提倡地心说。他引用诗篇93:1作为他的基础经文。注意这段经文中翻译成“世界”的希伯来词 תבל tevel可以被解作“大陆”，根据见郝礼待，《简明希伯来文和亚兰文旧约词典》，爱德曼出版公司，密西根州大瀑布市，第386页，1979年。于是，这段经文意味着在诗篇成书时（大洪水之后），各大陆相对于其下面的“地球根基” 不会再有明显的移动。
36. 傅丹霓，“地心说与创造论”，创世专刊，第15卷2期110-121页，2001年。这是一篇详细的对现代地心说的批评。 
37. 金特立，注释13；韩福来，注释15。 
38. 范示尼，“类星体的红移假设：地球是宇宙的中心吗？”，天体物理学与空间科学杂志，第43卷3-8页，1976年。范氏展示了来自384个类星体（非星系）的红移似乎被量子化为57个小组；如果用距离来解释红移是正确的话，那么这些类星体将分布在57个以地球为中心的球状壳上。他接着用这个“无美感的可能性”（unaesthetic possibility）来质疑对类星体用距离来解释红移的正确性。有一篇试图反驳他的短文抱怨说“那样的话，地球必须在宇宙中占据一个非常特殊的位置”。见史蒂文森，“评论范示尼最近的关于类星体红移的文章”，天体物理学与空间科学杂志，第51卷117-119页，1977年。范氏在以下文章中给予了一个令人信服的反驳，见范示尼，“类星体的红移假设：地球是宇宙的中心吗？第二部分”，天体物理学与空间科学杂志，第51卷121-124页，1977年。
39. 尽管有些创造论者赞成非银河系中心说的解释，他们似乎没有明白为什么世俗主义者拒绝银河系中心说，为什么这对于基督徒而言是个优势？为什么那可能是创世记1:6中的强烈暗示？见韩福来，注释15，71-72页。 
40. 苏卡诺夫（编），《韦氏大辞典II：新河边大学辞典》，河边出版社，波士顿，第242页，1984年。
41. 任德乐，注释5，212-213页。
42. 德思潘，星光与时间，永远影音公司，新墨西哥州阿尔布开基市，2001年。这是一个27分钟的录像，可以从创世记中的答案（Answers in Genesis）、创世研究协会（Creation Research Society）、和创造科学研究院（Institute for Creation Research）买到。
43. 哈里逊，注释6，第107页。
44. “无中心说”意味着“没有任何中心”。大爆炸理论家主张“每个点都是一个中心”，这反而模糊了问题。公众和大多数科学家认为“中心”这个词是指我在第八部分引用的那种词典中的定义，暗示一个物体只能有一个中心。 要让问题更清晰，大爆炸理论的支持者应该重述他们的主张为“每个点都是一个球状对称点。” 
45. 霍金和艾利斯，《时空的大尺度结构》，剑桥大学出版社，英国剑桥，第134页，1973年。他们的引文是来自邦迪，《宇宙学》，剑桥大学出版社，英国剑桥，1960年。
46. 罗伯森和努南，《相对论和宇宙学》，桑德斯出版公司，宾州费城，第336页，1969年。
47. 任德乐，注释5，201–203页。 
48. 任德乐，注释5，第134页。 
49. 任德乐，注释5，第135页。 
50. 高特，“哥白尼原理对于我们的未来可能性的隐含意义”，科学杂志，第363卷315-319页，1993年。具有讽刺意义的是：高特（Gott）这个名字在德文里的意思就是神（上帝）。 
51. 韩福来，注释15，31-38，74-79，122-126页。
52. 史考特等人，注释28，第660页。其中h = 0.75。 
53. 韩福来，注释15，第128页。其中我的注3是：无名氏，“量子化的红移：正在发生什么事？” ，天空和望远镜杂志，第84卷2期28-29页，1992年八月。我的注22是：戈思锐和衲毗叶，“在近处星系里红移周期性的证据”，皇家天文学协会月刊，第253卷533-544页，1991年。
54. 哥白尼，《天体运行论》（“论天球的运转”），约翰彼得出版社，纽伦堡，第一部，第10章，1543年。 “因此我们坚称地球的中心（带着月球的轨道）在一个巨大的轨道上一年一周地（与其他行星一起）围绕太阳运转。太阳的附近就是宇宙的中心。太阳是静止的，任何表面看来的太阳的运动都可以被地球的运动更好地解释。”（从拉丁文的）翻译来自库恩，《哥白尼的革命》，哈佛大学出版社，麻州剑桥，第179页, 1957年。我同意哥白尼以下的观点：宇宙存在一个中心；但是地球既不严格地在这个中心，也不是相对它静止不动。宇宙微波背景的数据 （注释28）不同意哥白尼的另一个观点，就是太阳相对于这个中心是静止不动的。大爆炸理论的支持者是“超级哥白尼派”（hyper-Copernican），力图消灭任何中心。 
55. 韩福来，注释15，68-72页。
56. 萨根，《苍白的蓝点：对人类在空间的未来的意象》，巴兰廷书社，纽约，第9页，1977年。断言地球无足轻重是萨根的书的一个主题。请参看在第九部分霍金和艾利斯的言论，和第十部分引用高特的话。 
57. 霍金和艾利斯，注释45, 第134页. 参看第九部分开头的引言。 
58. 夏法天，“太阳：我们的特殊的恒星”，创世杂志，第22卷1期27-30页，1999年。
59. 丘恩，“一个何等的恒星！”，新科学家杂志，第162卷2192期第17页，1999年。
60. 莫里斯，“在我们的星系的中心正在发生什么事？”，物理世界杂志，1994年十月号，37-43页，1994年。