戈爾德（奧地利-英國-美國天文學(xué)家）

基本信息

發(fā)明創(chuàng)造：

成就及榮譽

美國天文學(xué)家，宇宙穩(wěn)態(tài)理論的創(chuàng)建者之一。該理論認為在宇宙膨脹過程中，也不斷創(chuàng)生出一些新的物質(zhì)，從而使宇宙密度基本保持穩(wěn)定。但是隨后的一系列新的宇宙觀測發(fā)現(xiàn)卻大多數(shù)更有利于宇宙大爆炸理論。日前，在宇宙起源和演化問題上，穩(wěn)態(tài)理論已基本讓位于宇宙大爆炸理論。

學(xué)術(shù)成果

戈爾德的名聲主要是在宇宙學(xué)領(lǐng)域，這是研究宇宙總體結(jié)構(gòu)的天文學(xué)分支。由于哈勃的工作，人類的視野從銀河系擴展到有無數(shù)星系的浩瀚空間。其中有一些共同結(jié)合成（至少暫時的）星系團，但從大范圍看星系和星系團彼此跑開，一個星系對另一個星系的相對速度正比于兩者之間的距離。這就是“膨脹宇宙”，它的合理性可由愛因斯坦的廣義相對論方程來證明。

為了解釋宇宙的結(jié)構(gòu)，天文學(xué)家運用所謂的宇宙學(xué)原理。這個原理實際上是說，在很大的范圍看宇宙是各向同性的：從任一點看，星系世界的景色，就象從地球上我們的特殊點看它是一樣的。（如果不承認這個原理，那么我們看見的每樣?xùn)|西都可以解釋成全然是局部的狀況，對宇宙的總體我們就不可能得出任何結(jié)論。總之，就不會有宇宙了。）有幾個天文學(xué)家，著名的有戈爾德，認為宇宙學(xué)原理在時間上以及空間上都應(yīng)該是成立的；不但從空間任一占看，而且在過去或未來任何時候看宇宙都應(yīng)該是一樣的。但是，膨脹宇宙的概念看來排除了這種情況，因為星系在過去應(yīng)該靠攏一些，而在將來應(yīng)該分得更開。

1948年戈爾德和其他人提出，隨著星系的分離，在星系之間的廣大空間慢慢地形成新的物質(zhì)。當(dāng)鄰近兩個星系之間的距離加倍時，在它們之間就形成足夠的物質(zhì)來組成新的星系，因而星系在空間的密度保持不變。再說，這并不增加星系的總數(shù)目，因為星系退離某個參考點（比如，我們自己）越遠，它運動越快，直至它達到光速我們就再也看不見它。它實際上跑出了我們的宇宙。就這樣，老星系跑出宇宙而新星系產(chǎn)生，但總的圖畫不隨時間改變。這個“穩(wěn)恒態(tài)”宇宙意味著連續(xù)創(chuàng)生，因為物質(zhì)（假定以氫原子的形式）必須從中不斷創(chuàng)生出來才能行得通。物質(zhì)創(chuàng)生的速率小得無法探測到。

根據(jù)計算，為了使新星系形成的速率剛夠彌補老星系退離出現(xiàn)的空缺，每年每立方公里空間需要形成的氫原子不多于500個。以這個速率，地球這顆行星占據(jù)的空間在地球生存五十億年整個期間形成的物質(zhì)總量不多于七分之一盎司。對連續(xù)創(chuàng)生理論宣傳最熱情的是霍依爾，而反對最堅決的是蓋莫夫，后者支持勒梅特的“大爆炸”理論，并把量系世界描繪成在初速爆炸的沖擊下不斷分離，象一個膨脹的氣泡，僅此而已。連續(xù)創(chuàng)生理論意味著違背了熱力學(xué)定律，因為物質(zhì)（因而就是能量）從中創(chuàng)生出來，而宇宙的總熵并增加，如同克勞修斯以來一百年物理學(xué)家們主張的那樣，是保持常數(shù)的。然而，熱力學(xué)定律并不是從基本原理推出來的，它們僅僅是人類經(jīng)驗的抽象，而人類經(jīng)驗實在是局限于宇宙的一小塊區(qū)域。因此，熱力學(xué)定律很可能不適用于整個宇宙。對這些彼此對抗的宇宙學(xué)理論有一些檢驗的方法。在連續(xù)創(chuàng)生中，年老星系和年青星系，也許性質(zhì)還不同。而在大爆炸中，所有星系的年齡都相同。

在連續(xù)創(chuàng)生中，宇宙的速率不變---不隨時間的流逝而改變。因此，星系退行的速度隨距離平穩(wěn)地增加，而且連最遠的星系的情況也可從研究我們附近的星系來預(yù)計。在大爆炸理論中，由于那第一次爆炸的動力變小，宇宙的正隨時間衰減下去。這就是說，靠近我們的星系越來越遠，我們看到的光線源于過去越來越早以前，那時宇宙比今天快得多。因此，看起來遙遠的退行比我們根本研究附近星系推斷的要快得多。星系越遠，這種差異越大。這種區(qū)別是如此細微，以致僅僅根據(jù)這些用這種那種方法都可能沒有明確的區(qū)別。然而，六十年代發(fā)現(xiàn)的類星和射電波背景（它可能是很久以前那次大爆炸的余波），看來已經(jīng)使天文學(xué)家們對連續(xù)創(chuàng)生抱有敵對的意見。

著作

①《膨脹中的穩(wěn)恒態(tài)宇宙理論》（The Steady State Theory of the Expanding Uni-verse，1948）；

②《銀河塵埃的組合》（The Alignment of Galac- tic Dust 1952）；

③《地軸自轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性》（Instability ofthe Earth′s Axis of Rotation，1955）；

④《月球的表面》（TheLunar surface，1956）；

⑤《太陽宇宙射線》（Cosmic Rays Fromthe Sun，1957）；

⑥《太陽系等離子區(qū)和磁場》（Plasma and Ma-gnetic Fields in the SolarSystem，1959）；

⑦《色球起源》（The Origin of Solar Flares，1960）；

⑧《時間的性質(zhì)》（TheNature of Time， 1967）；

⑨《作為脈動輻射源的自轉(zhuǎn)中子星》（Rotating Neutron stars asthe Origin of the pulsating Radio source， 1968）；

⑩《自轉(zhuǎn)中子星與深層力》（Rotating Ne-utron stars and the DeepLayer of Power，1970）；

(11)《碳的大地源泉與地震釋氣》（Terre-sirial Sources of Carbonand Earthquake outgassing，1978）。