在年輕的宇宙中看到遙遠的星光

張逸萍譯自﹕“Seeing Distant Starlight in a Young Universe”   BY JAKE HEBERT, PH.D. , JUNE 30, 2022
 （https://www.icr.org/content/seeing-distant-starlight-young-universe）

 

概括

·       如果宇宙是年輕的，我們怎麼能在地球上看幾億光年以外的星系？
·       批評創造論者應該意識到，大爆炸理論有它自己的問題。
·       創造論者基於愛因思坦的相對論，提出不同的辦法，以解釋遠方的光怎麼可以快速地到達地球。
·       遙遠星光問題，實際上是哲學問題，不是科學的，創造論者提供了符合物理學的可能解決方案。

 

許多人認為遙遠的星光，反駁了“年輕創造”，使之無言。創造論者和進化論天文學家都同意，遙遠的星系距離我們有數十億光年。span>[i]   一光年約六兆英里，是光在一年內行進的距離。那麼，遙遠的星光到達我們這裡，豈不是要數十億年嗎？

 

測量光速

 

圖 1:斐索刻（Fizeau）輪測量光速裝置.
圖表出處﹕https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fizeau.JPG

 

物理學家使用字母 c 作為光速的符號。為了確定 c，需要使用非常精確的時鐘來測量光線從鏡子反射並返回起點所需的時間（圖 1）。光源和鏡子之間的距離是五公尺，測量的速度是﹕10公尺的往返距離，除以行程所需的總時間。這些測量結果表明，光速 c 為每秒 186,000 英里，即 300,000 公里。

 

光很奇怪

光速相當奇怪，這使問題比人們想像的要複雜得多。無論光源是朝你移動，遠離你，還是靜止不動，c 的值始終為每秒 186,000 英里。如果你停下來想一想，你會發現這確實是違反直覺的。這是讓我們想到愛因斯坦（Albert Einstein）相對論（theory of relativity）的細節之一。該理論允許一些奇怪的效應，例如時鐘以不同的速率走動等。

諷刺的是，2014 年重啟的科學電視連續劇《Cosmo》第四集，解釋了相對論如何使我們對距離和時間的“常識”理解失效。然而，同一集卻用對距離和時間的“常識”，以聲稱遙遠的星光排除了年輕的創造！[ii]

 

大爆炸理論存在光/時間問題

大爆炸（The Big Bang）理論有其自己的遙遠星光困境，即“視界問題”（horizon problem）。 [iii] 這是大爆炸理論家將“膨脹”（inflation）過程添加到大爆炸故事中的幾個原因之一。  [iv] 膨脹解決了一些問題，但它產生了其他甚至更嚴重的問題。以前的支持者現在嚴厲地批評“膨脹”，聲稱它甚至不是科學理論。[v]   2014 年的膨脹的所謂“確鑿證據”很快就被撤回。[vi]

再者，遙遠的星系往往比大爆炸理論預期的更成熟。如果假設遙遠的星光確實需要數十億年才能到達我們，那麼我們看到的最遙遠的星系應該不是現在的樣子，而是130多億年前，即所謂的大爆炸後不久的樣子。這些最遙遠的星系應該看起來“不成熟”和“未進化”，但它們經常與這種預期相矛盾。[vii]

因此，傳統天文學家聲稱，星系演化的速度比他們想像的要快得多。但這種宣稱不能解釋星系演化如何發生，更不用說如此迅速，也不能解釋為什麼他們先前預期的錯誤。

這些觀察意味著，要么關於星系演化的進化思想，存在問題，要么遙遠的光需要數十億年才能到達我們的假設，是錯誤的——或者兩者兼而有之。

 

超自然、還是自然的解釋？

有些人可能會擔心，神創論者試圖解釋遙遠的星光，是侵犯了他們的“聖地”。創造週是一段獨特的超自然活動時期，我們不能期望了解其中的一切。事實上，我們不能預期自己能理解其中的大部分內容！即使我們不能確定，探索遙遠的星光問題，是值得的。

正如下面的討論，至少從理論上講，遙遠的星光即使在今天仍可能迅速到達我們這裏。若確實如此，那麼正確的解釋就不是創造週的神蹟，因為上帝在第六天結束時就完成了祂的創造工作（創 2：1-2）。這樣的話，從正常物理學角度來看，這個解釋是可以理解的。

即使上帝用神蹟讓星光迅速降臨到我們身邊，我們也許只能夠理解奇蹟的效果。例如，如果上帝在創世週期間規定 c 具有更高的值，這簡直就是一個我們無法用科學解釋的神蹟。但這樣的神蹟可能留下了一些天文線索，我們可以比大爆炸理論的支持者更能解釋這些線索。因此，從神學角度嘗試理解上帝如何將遙遠的星光帶到亞當的眼前，是有用的，即使他使用了奇蹟來實現這一點。

 

我們有可能討論遙遠星光的問題嗎？

請記住，物理學家透過反射鏡子上的光並測量總往返時間來測量 c。你可能會想：“為什麼需要鏡子？為什麼不直接用兩個相隔一定距離的時鐘呢？”

光速如此之快，你需要精確地同步的時鐘才能避免得到嚴重錯誤的答案。然而，根據信譽卓著的相對論，即使兩個相鄰的時鐘一開始是同步的，移動其中一個時鐘，也會導致它們變得不同步。儘管進行了多次巧妙的嘗試，但沒有人找到解決這個難題的方法。顯然，測量單向光速是不可能的。

但如果無法測量單向光速，那麼就不可能計算出遙遠星光到達我們的時間。顯然，傳導的時間無法得知。如果這個傳導時間是不可知的，我們還能談論星光的傳導時間問題嗎？這樣的問題真的存在嗎？

甚至傳統物理學家也承認，從理論上講，只要光的出射速度為 c/2，來自遙遠恆星的光，就有可能立即到達我們這裡。[viii]  意思就是說，我們正在即時觀察宇宙，沒有時間上的延遲。

 

相對論能解決這個問題嗎？

如上述討論顯示，大多數創造論者認為愛因斯坦的相對論是回答這問題的關鍵。[ix]  他們通常在這個問題上採取兩種方法。其一是因為我們無法測量單向光速。根據相對論，一個觀察者認為同時發生的事件，不一定會被另一個觀察者認為是同時發生的。這樣的事實和我們的無能有關。

第二種方法，由物理學家 Russell Humphreys 博士首次提出，[x]  他利用所謂“時間膨脹”（time dilation）。理論和實驗都表明，由於引力差異，時鐘的走動速率會有所不同。簡單來說，引力會讓時鐘走得更慢。這樣，就產生一個可能性，外太空的時鐘可能比地球上的時鐘滴答得快很多，使得在外太空測量自創世以來的時間，有數十億年，但用地球上的時鐘測量只有 6,000 年。[xi]

 

圖 2: 星系之中有大距離，相對的速度也比較慢，所以需要數百萬年才可能有碰撞。這暗示深太空中的時鐘滴答得比地球上的，快很多。照片出處﹕Hubble Interacting Galaxy NGC 6050 (2008-04-24).jpg  （https://en.wikipedia.org/wiki/Arp_272 ）。

 

這些方法各有利弊。如下文所述，“時間膨脹” 似乎更能解釋那些暗示巨大年齡的深太空觀測結果，例如星系碰撞（圖2）。但其他創造論者質疑 Humphrey最初的“時間膨脹”模型是否能夠提供其發揮作用所需的數十億年的引力時間膨脹。[xii]

利用“朝向我們的光速無限快”，可以回答利用遙遠星光反對年輕宇宙的說法，而且易於理解。但許多人認為它在哲學和科學上是無法令人滿意的。更大的問題是，星系之間通常相距甚遠，人們不會認為它們會在短短 6,000 年內發生碰撞。然而，電腦模擬在重現星系碰撞的景象方面，做得非常好。[xiii]  這有力地表明，這些碰撞是時間推移中的真實過程，而不僅僅是上帝創造一些彼此非常接近的星系所造成的幻覺。

 

新的提議

最近，Humphreys提出了一個神學角度的可能性，即上帝在創造週的第 1 天到第 4 天，使深太空中的 c 變得更大。有興趣的讀者可以上網查看他的解釋。[xiv]  雖然現在毫無保留力挺這說法，為時尚早，但選擇支持這理論，對我來說，很有吸引力，有幾個原因。

更快的深太空光速，能將遙遠的星光快速傳送到我們這裡，是相當明顯的解釋。藉著讓 c 有一個較高值，而只限制在創造週的第 1 天到第 4 天，避免了創世論者“更快的光速”提案先前的一些潛在問題。

但還有一個額外的好處。很多人都知道，c 是控制物體在太空中移動速度的“宇宙速度極限”。[xv]  但他們可能沒有意識到 c 還控制著物體穿越時空的速度。

在相對論中，時間可以被視為好像長、寬、高一樣的維度。這四個維度相互交織，形成了物理學家所說的“時空”（spacetime）。所有物體都以光速 c 穿越時空，正如物理學家 Lewis Epstein 所解釋的那樣：

為什麼你不能以比光速更快的速度前進？你無法超越光速，是因為你不能比光速慢。〔穿越時空〕的速度，只有一個。一切事物，包括你，總是以光速移動。[xvi]

請注意，你不是以 c 的速度在空間中移動，而是以 c 的速度在時空中移動。[xvii]  速度 c 的一部分帶你穿越空間，一部分帶你穿越時間。Epstein繼續說：

如果你穿越時空的速度可以增加，那麼這種增加，可用以增加你穿越時間，或穿越空間的速度，或兩者的結合。但沒有人知道如何增加它。[xviii]

就是說，除了主耶穌以外，沒有人！他本可以命令，在第 1 天到第 4 天，深太空中的 c， 比地球附近的 c， 大數億萬倍。由於 c 控制物體在時空中移動的速度，這自然意味著，深太空物體在時空中的移動速度要快數兆倍。

這意味著深太空時鐘的運行速度，比地球上或附近的時鐘，快數萬億倍。這將提供充足的時間（哪兒的時鐘所測量的），可以解釋從深太空觀測，似乎有一個漫長的歲月，但同時遙遠的星光也能快速地傳送到我們這裡。

創造論的批評者可能不喜歡這樣的說法，即深空的 c 值曾經比現在大得多。但由於我們中沒有人能夠真正測量深空中的 c（無論是現在還是過去），所以這個反對意見是哲學性的，而不是科學上的。從聖經的世界觀來看，主耶穌做這樣的事是完全合理的。畢竟，他在他的聖言中表明了他要迅速將光帶到地球的意圖（創 1：14-19）。

 

結論

懷疑者只能透過做出未經證實（並且可能無法證實）的假設，利用遙遠的星光作為反對年輕創造的論點。他也必須避開大爆炸模型中的類似困難。因此，儘管表面上看乎如此，以遙遠的星光反對年輕創造，實際上是哲學，而不是科學。[xix]

創造論科學家尚未確定這個問題答案的所有細節，但藉著拒絕可疑的演化哲學假設，他們提供了與已知物理學相符的可能解決方案。

 

 

 

 

 

 

 

回“進化論/地球年齡”主頁 

回主頁