宇宙不是惟一的

“我们的面前是一个荒谬的理论。问题在于，它虽然相当荒谬，然而又有规律可循。”———发表这番自相矛盾的见解之人乃是丹麦物理学家尼尔斯·玻尔（１８８５～１９６２），触及到所有科学的原子理论的奠基者之一。也许，玻尔所论及的这一荒谬的理论特别与那种专门观察研究人类所无法感知的自然现象的现代科学有关，譬如原子和基本粒子的性质、遗传学、天文学。本文所论述的，便是专家们如何通过“荒谬的”试验来阐述宇宙的诞生，以及如何论证我们的宇宙不是孤零零的。“２０年前，天文学家们借助天文望远镜，在最好的天气状况下也只能观测…     

宇宙起源新说

我们探知的宇宙是一个巨大而古老的大杂烩,其中充斥着形形色色的粒子,不同波长的光波和其他奇异的物质。但是宇宙学家们认为它并不是一直就是这样。大约140亿年前,当宇宙刚刚诞生几微秒的时刻,宇宙是由叫做“夸克—质子构成块”的亚原子粒子组成的温度极高的一锅“过热汤”,其均匀程度之高使现代法国厨师也自愧不如。卓越的宇宙学家迈克·特纳花了大半辈子的精力致力于宇宙演化问题的研究,想弄清宇宙是如何从原始的“夸克汤”演变成现在星系分布的气泡状结构的。所谓星系分布的气泡状结构,是指观测到的星系分布在巨大气泡的表面,而气泡里面…     

宇宙和暗物质

２０世纪主流科学家的意见是宇宙起源于一次大爆炸。据说那是在１５０亿或１２０亿年前，大爆炸形成了时间、空间和物质。数学物理教授图罗克最新提出的“开放暴胀”理论认为，宇宙最初是一个像豌豆大小的物体，悬浮于一片没有时间的真空，“豌豆”状的宇宙存在的时间与“大爆炸”相隔一个极短瞬间。他认为，“豌豆”状的宇宙在大爆炸前的瞬间内经历了被称为“暴胀”的极其快速的膨胀过程。根据大爆炸理论，宇宙由于爆炸不断膨胀，膨胀到一定程度又将坍塌，然后整个宇宙乌呼哀哉，所有的一切宣告消亡。虽然科学家宣称宇宙的消亡也要有一二百…     

宇宙探索十六、宇宙大爆炸和宇宙暴涨

大爆炸的最初过程所谓“宇宙大爆炸”,是指“宇宙蛋”或“宇宙火球”的最初膨胀过程。目前认为,宇宙有过两次爆炸,第一次的爆炸规模较小,第二次爆炸的规模要大得多,叫“宇宙暴涨”。宇宙大爆炸是时间的起源,在开始爆炸的那一刻为零时零秒。到10-43秒时,温度为1032K,尺度为10-33厘米,4种基本力还是统一的超力,只有能量,没有物质,整个宇宙为量子不确定性所主宰,被称为“大统一时期”或“普朗克时期”。到10-36秒时,温度降至1029K,各种粒子开始从能量中产生出来。由于温度极高,粒子的能量和运动速度如此之大,在碰撞中会产生更多的正、反粒子对…     

宇宙的未来

在晴朗的夜晚，在城市的郊区或僻静的乡村，你会看到一个缀满星斗的深邃夜空。乳白色的银河一泻千里，凝视良久，让人顿生敬畏之情。天文学家告诉我们，银河是一个带有四个旋臂的巨大的漩涡星系，它包含１０００亿个星体或更多，在它之外还有上百亿个类似的星系。更令人惊奇的是，这些星系正以巨大的速度（约７２千米／秒）相互远离，而这一切都开始于约１５０亿年前的一场大爆炸。１９２９年，美国天文学家哈勃提出了著名的哈勃定律，即星系的红移量与它们离地球的距离成正比。这一定律至今已为大量的观测数据所证实，它清晰地显示出整个宇…     

宇宙探索十七、宇宙大结构和宇宙膨胀

恒星诞生和宇宙大结构在大爆炸约3分钟后产生的氢和氦,以气体形态弥漫在整个宇宙空间。这样大约经过300万年,也许由于弥漫的气体是带电的等离子体,它们形成强大的电流和磁场旋涡,将等离子体气体吸引在一起;也许是由于暗物质的聚集,它们的引力开始吸引气体;或许两者都存在。这样     

谜一样的宇宙

每当在夜晚我们抬头仰望星空时,看到的是满天繁星,我们感到人类是那么渺小。绚丽的星空魅力无穷,浩瀚的宇宙充满了诱惑。我们常常要问:星空的深处是什么?天空有多大?有没有边际?我们能够了解到宇宙深处的东西吗?宇宙,是广无边际的空间与存在其中的物质的总称。人类对宇宙的认识,随着科学的进步而扩展,从古代人肉眼看到的日、月、行星及邻近的恒星到银河系,再到银河系外的独立星系(如M31仙女座星系),再到星系群,我们已经可以看到百亿光年的遥远星系了。中国古人很早就把星空分为若干个区域。在中国西汉时期司马迁所著《史记》里的“天宫书”…     

物种起源之争

科学思想史上影响最为深远的两次革命，一次是无机科学界的“哥白尼革命”，另一次则是有机科学界的“达尔文革命”。前者首次证实了地球不在太阳系中心，使长期统治人类思想观念的“夜郎自大”式的神学自然观受到质疑；后者的影响则更为深远。由它掀起的思想波澜超出了生命科学界的范畴：有机界的演化发展观不仅将上帝请出了科学神坛，而且还最终启迪了宇宙学的觉悟，导致了宇宙大爆炸演化理论对传统稳态宇宙理论的替代。     

弦、超弦和宇宙起源

1919年,一位几乎不知名的德国数学家西奥多·卡鲁扎提出了一个大胆的、从某种程度上说非常离奇的想法——我们的宇宙实际上可能不止三维,而是具有更多维度。也就是说,除了左、右、前、后、上、下之外,还有其他空间维度,只是我们目前还看不到而已。面对一个大胆而且离奇的猜想,人们的焦点往往在它的大胆和离奇上,但这部分与我们周围的世界是毫无关系的。     

你给哪种宇宙模型投一票？

在上一期《古代的太空探索》一文中我们看到,古人对宇宙的猜测,大有“瞎子摸象”的味道。近代和现代科学家对宇宙的总体型态也有种种理论解释和假设,这就是各种各样的宇宙模型。它们仍然具有可选择性,那么,你看后会给哪种宇宙模型投一票? 静态宇宙模型和奥伯斯佯谬 16世纪后,哥白尼、开普勒和伽利略等人冲破地心说,提倡宇宙以太阳为中心,即日心宇宙。太阳是固     

最大对撞机企图撞出宇宙起源

大型强子对撞机于2008年9月10日开始运转,并产生了第一批图片。整个对撞机运行正常,出乎所有人的预料。这是2008年度科学界最引人瞩目的事件,这是有史以来人为的最高能量粒子对撞,它将揭示宇宙起源之谜。用霍金的话来说,这项实验将宣布“物理学上一个新的黄金时代即将到来”。     

控制宇宙的“无穷魔幻”

那是哈佛大学天文学家罗伯特．基尔希纳不会轻易忘掉的一次通话。一位同事打电话给他，讨论可见宇宙最边缘爆炸星体的最新观察情况。基尔希纳的同事说了一些他不想听的事情：宇宙处于一种无人能解释的“无穷魔幻”力量的控制之下。     

天问：为何有一个宇宙？

正如道格拉斯·亚当斯曾写过的那样：“宇宙很大,的确很大。”然而,如果我们的宇宙大爆炸理论是正确的,那么宇宙曾一度非常的小,共至并不存在。大约137亿年前,时间和空间从虚尤中跳出。这些是怎样发生的？     

“普朗克”告诉你宇宙的起源和演变

为了给国际天文年增添喜气,欧洲空间局不久将从法属圭亚那库鲁发射场发射欧洲空间局的"普朗克"和"赫歇尔"两颗天文卫星.其中,"普朗克"卫星将在最高分辨率上观测远红外光谱,考察137亿年前宇宙大爆炸后瞬间充满宇宙的辐射残余--宇宙微波背景辐射,回答人类最关心的问题:宇宙是如何起源和演变的.     

宇宙诞生的瞬间究竟发生了什么？

2014年3月17日,新华社发出一条醒目的报道。称美国航空航天局设在南极的BICEP2望远镜找到了理论所预言的、宇宙大爆炸在宇宙微波背景上留下的痕迹（指引力波）。按现今流行的宇宙大爆炸理论,在宇宙刚出生的10弘秒发生了暴胀,到10“秒时,宇宙空间瞬间扩大了10拍倍。理论家说。在暴胀结束时必将产生引力波,这是一种空间的波纹,也是爱因斯坦广义相对论的一个重要预言。光子碰到引力波时将产生偏振。而BICEP2望远镜探测到的,正是这一偏振的图谱。     

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。     

霍金的宇宙

霍金被认为是当代最杰出的理论物理学家,他撰写的科普著作《时间简史》创造了科普书籍发行的世界纪录。 从20世纪60年代起,霍金就致力于把20世纪物理学的两大奠基理论——量子理论和相对论——整合到一起,从而为新物理学找到入口。但是,量子理论和相对论是否可以走到一起呢？霍金也难以判定。在20世纪90年代,霍金发出这样的感叹：量子理论和相对论是水和油一样不相融的。     

从宇宙看地球和生命

生命是怎样诞生和进化的呢？地球外的宇宙存在吗？对于这些问题,人类至今还不清楚。美国航空航天局主导开创了“宇宙生物学”学科,在一个广阔的范围内对生命起源与进化进行研究。