宇宙探索——十九、暗能最的幽灵

爱因斯坦的失策 幽灵般的暗能量，曾经造成爱因斯坦的双重失策这到底是怎么回事，让我们从头说起。 1915年，爱因斯坦完成了包含了引力的相对论——广义相对论，这是关于空间、时间和物运动之间相互关系的理论。爱因斯坦把它们之间的复杂关系高度浓缩在个简单的公式（即引力场方程）中，公式两边的含义是，物质使时空弯曲，弯曲时空告诉物质如何运动。     

黑洞乎?墓星乎?

黑洞也许是最奇怪的天体，科学家甚至社会大众，都对它颇感兴趣。黑洞这一概念可追溯到第一次世界大战之时。当时身在前苏联前线的德国天文学家斯瓦兹在解爱因斯坦的引力方程时发现，大质量恒星周围的时空将被极大地弯曲，以致把一个很大的星球挤压到一个很小的空间之内，而其密度将变成无限大。斯瓦兹的看法发表后，物理学家既感到好奇，也给予认同。当时爱因斯坦本人也接受这一思想，不过他认为这只是一个学术问题，宇宙中是否真的有黑洞，那又是另一回事了。但科学界逐渐地相信黑洞确实存在。他们认为，一个大质量星球最后将以超新星爆发…     

宇宙探索十九、暗能量的幽灵

爱因斯坦的失策 幽灵般的暗能量,曾经造成爱因斯坦的双重失策.这到底是怎么回事,让我们从头说起. 1915年,爱因斯坦完成了包含了引力的相对论--广义相对论.这是关于空间、时间和物质运动之间相互关系的理论.爱因斯坦把它们之间的复杂关系高度浓缩在一个简单的公式(即引力场方程)中,公式两边的含义是,物质使时空弯曲,弯曲时空告诉物质如何运动.     

引力量子化的荆棘路

1916年，爱因斯坦基于物质的惯性质量与引力质量的等效性建立了广义相对论。广义相对论用时空的弯曲来解释引力的作用，但引力的真正传播载体是什么仍然是未知的。之后．爱因斯坦对引力场方程做了近似的线性化处理，得出一个重要的结论：引力如同电磁波一样．是靠引力波来传     

众眼看宇宙

<正>超大质量黑洞的自旋黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种天体。这幅图片是一位艺术家所作,为我们展示了一个快速旋转的黑洞,它周围的吸积盘以及中心产生的喷流。从物理常识中,我们知道一个物体的运动速度过快,便会由于离心运动而四分五裂,但是黑洞却不会。虽然目前我们对它的最大自旋速度依然一无所知,但是理论物理学家预测,一个物体掉进快速旋转黑洞的时候,物质会以     

宇宙中最怪异的东西

5.迷你黑洞 如果关于引力的一个新的激进理论“膜理论”是对的，那么会有数千个微小的黑洞分散在我们的太阳系．这些小黑洞都只有原子核的大小。和它们的大个同胞不同，这些迷你黑洞是大爆炸产生的，并且对时空的影响不同，因为它们和第五维时空密切相关。     

引力探测器-B入轨

引力探测器-B(GP-B)卫星于2004年4月19日发射,基本目的是验证爱因斯坦的广义相对论。爱因斯坦于1915年就提出了广义相对论,认为引力场的存在影响时空的几何形状,这个效应似乎使得空间一时间弯曲。根据这个理论,有两位科学家在1918年通过计算得出结论：一个旋转的大质量物体将缓慢地拖曳其周围的时空,这种效     

阿尔库比埃尔曲速引擎

理论物理学家米格尔·阿尔库比埃-尔出生于墨西哥市，直到1990年去威尔士大学读研之前一直没有离开过那里。1993年，米格尔·阿尔库比埃尔在威尔士大学获得哲学博士学位，研究数值广义相对论，用快速计算机解决爱因斯坦的地心引力方程式。现在他仍然在这个领域做研究，为描述环绕黑洞设计数值技术。     

黑洞把光波拉长了

光波在空间中的行为和声波在流体里的行为有着神秘的相似性，连黑洞也可以在声学中找到对应。时空，会不会和爱因斯坦物理学诞生之前学界假想的以太一样，根本就是一种流体？爱因斯坦在1905年提出狭义相对论时，驳斥了一项19世纪的观点：光波是由一种假想介质以太的振动而产生的。     

跨越时空的旅程——爱因斯坦及其他（二）

把相对论仅看成是新引力理论是不够的。归根结底，相对论属于时空科学。爱因斯坦的不朽贡献之一，就在于发现了时空是可变的、运动的。但时空更为神奇的属性还深藏在人们的思想之外。如果可以认定UFO属于智慧文明的产物，那么它就应该同时属于与时空深层次属性相融合的结晶；换名话说，探索UFO之谜的本质就是探索时空之谜。     

引力和电磁力的对话

引力是人类最早认识的一种相互作用。1687年出版的牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》一书中描述了引力作用的基本形式,但是引力的本源是什么,却一直没有找到答案。1915年,爱因斯坦基于物质的惯性质量与引力质量的等效性建立了广义相对论,广义相对论用时空的弯曲来解释引力的本质,但是,这仍然是一种表面的描述,没有触及引力     

宇宙探索 十一、有关黑洞的科幻

黑洞望远镜和黑洞城市畅想其实,前面介绍的黑洞发电机、黑洞激光器,在目前来说,它们与黑洞望远镜和黑洞城市一样,都带有科幻的性质。这里,我们就来畅想黑洞望远镜、黑洞城市和其它黑洞科幻。望远镜的主要器件是透镜。所谓黑洞望远镜,就是用黑洞作透镜的望远镜。根据爱因斯坦广义相对论,一个恒星或星系发出的光,经过另一个引力强大的天体时,光线会发生弯曲。如果从这两个天体很远的正前方看去,在中间那个天体的周围,有日全食一样的光环,或形成后面那个天体的两个、甚至四个影像。在这里,中间那个引力强大的天体,正是起着透镜的效应,被称为“…     

宇宙中最怪异的东西

引力波是根据爱因斯坦广义相对论预言的时空结构的变形。引力波以光速传播，但是引力波的强度很微弱，以至于科学家只能探测被强烈宇宙事件制造的引力波。     

银河系的最大能量

根据2002年10月16日从法国巴黎传出的消息称,一个潜伏在银河系中心的超大规模黑洞吸引了一颗星球,并使之以每小时1.8亿千米的速度在变形的轨道上运行。这颗星球的照片已经被欧洲天文学家拍摄到,这个新的发现被认为是第一次证明了位于银河系中心具有超大规模的黑洞存在。天文学家们认为大多数星系的中心都有一个黑洞,这是宇宙中已知的最大能量所在。同样,在理论中我们的银河系也存在一个黑洞,但是此前这个理论上的假设一直没有得到验证。“我们的发现证明了,我们生存的银河系中的确存在超大规模的黑洞物质。”德国麦克思普克天文物理研究院的…     

宇宙探索100问

45 能以超光速宇宙航行吗? 人造地球卫星拍摄的地球照片 根据爱因斯坦相对论的质能等价原理,运动物体的动能使物体的质量增大。在宇宙飞船的速度达到光速时,它的质量会变得无限大,因此,不可能有足够的能量使它再增加速度。 但是,根据爱因斯坦相对论引力使时空弯曲的理论,超光速宇宙航行又是可能的。因为在弯曲时空中有虫洞连接着相距遥远的各个宇宙区域,如果弯曲时空像一张因弯曲而两端靠近的纸,通过连接两端的虫洞,瞬间就可到达本来是相距遥远的宇宙另一端,这自然是超     

跨越时空的旅程——爱因斯坦及其他(三)

在包罗万象的现代科学中,最深奥的但也是最困难的课题,就是客观时空与主观意识的关系之谜,由此亦能间接地关联到UFO的动力之谜.回首历史,这也是最古老、最具活力的历史课题了.相对论开拓了探索时空之谜的现代之路,在爱因斯坦身后,探索时空诸多之谜的征途也从未中断过……     

空间计量中长度单位和距离测量

长度单位定义是建立在光直线传播、光速在真空中为常数,以及光速各向同性的理论基础上,二维球面上的直线,在三维空间中是弯曲的测地线;三维空间的直线,在四维时空中也是弯曲的测地线。长度单位的定义是否适用四维时空呢？SI秒和SI米的定义适用于全域时空,但使用它们必需明确原时和坐标时的区别。爱因斯坦的狭义相对论以及光速不变原理只适用于惯性系,不适用于非惯性系。本文以转盘上的非惯性坐标系为例,利用广义相对论的坐标变换和时空度规运算,揭示了非惯性坐标系上的时空弯曲和光的非直线传播现象。计算了非惯性坐标系上Sagnac效应对卫星和地面站双向测距的影响,初步研究表明空间测量范围从局域推广到全域的话,诸如引力红移、相对速度效应、Sagnac效应等将会成为空间长度测量不确定度的影响因素,因此空间计量理论必须建立在广义相对论基础之上,用四维时空观念理解空间距离测量问题。     

有关黑洞的六个趣话

“黑洞”，自从它在200余年以前被预言存在开始，就让多少人为此振奋不已，浮想联翩，许多科学家为揭开它的神秘面纱而辛勤工作者，相继提出了一个又一个新观点、新理论。尤其是在20世纪，爱因斯坦笔下计算出“时间曲率”所衍生的“黑洞奇点”，     

相对论遭到质疑

宇宙的基础结构是时间和空间，但这两者既看不到又摸不着。我们能感知的只是它们的力——引力。爱因斯坦的广义相对论把这两者结合起来。称为时空,成为现代物理学中最具权威的一个概念。     

一个真正的太空怪物

常听人们谈论到我们周围的“黑洞”：美国的赤字，俄罗斯的经济。我们将一个地方称为“黑洞”，是说在那里物质看上去大量地消失不见而又不留任何痕迹。自从普林斯顿的物理学家约翰·惠勒创造了这一词汇以来，它就被用来描写一个引力异常庞大，可以吞噬它周围一切东西，甚至是光的物体。这个异乎寻常的概念，最初来自于爱因斯坦的广义相对论，而现在却成了人们日常生活语言的一部分。当记者和普通百姓轻松地使用这一词汇时，天文学家却在严肃地探寻这个真正的东西。到目前为止，人们所找到的证据尽管详细，但却令人对黑洞的结论可望而不可即…