WMAP将要告诉我们什么?--谈人类对宇宙演化的探索

我们的宇宙是何时开始、如何开始、为何开始的 ?它又将如何变化 ?它的最终命运又将如何 ?这是任何一个有好奇心的孩子都会问的问题 ;而对宇宙学家来说 ,对宇宙起源及最终命运的探索却既是一个十分古老的话题 ,又是一个非常热门的前沿问题。爱因斯坦在 2 0世纪的头 2 0年中奠定了我们将宇宙作为一个整体来认识的基础。 2 0世纪 2 0年代 ,美国天文学家哈勃通过对遥远星系光谱线特征的研究 ,证实了宇宙在膨胀。之后 ,宇宙学家们构造了各种宇宙学模型 ,做出各种预言。而模型与真实宇宙之间的相容性必须由观测来检验 ,正是现在WMAP (微波各向异…     

寻觅外星生命

有人问:地球是宇宙中唯一的生命之星吗?美国著名天文学家德雷克如是回答:不是,仅在银河系内就可能有1万个文明世界。那么,宇宙中哪里才有地球人的遥远兄弟呢?     

夜空中永不消失的“电波”

德国天文学家海因里希·伯斯在19世纪初期提出一个观点:如果宇宙是静态和无限的空间,那么我们还能看到黑暗的夜空吗?现在我们已经知道宇宙存在一个开端,并处于加速膨胀的过程中。然而,我们所看到的夜空并不是完全黑暗的,在所有方向上和所有波长范围内都存在一个微弱的"背景光"。目前,科学家通过位于新墨西哥州的卡尔·G扬基甚大阵解决了天空中永远存在的神秘辉光,即射电背景,其不同于宇宙微波背景。科学家认为,这些辉光来自全宇宙的射电星系。     

不肯露面的"兄弟"

如果说地球不是宇宙中唯一的生命之星,那么地球人的兄弟在哪里? 有人问:"地球是宇宙中唯一的生命之星吗?"美国著名天文学家德雷克如是回答:不是,仅在银河系内就可能有1万个文明世界.那么,宇宙中哪里才有地球人的遥远兄弟呢?     

异想天开的"冰宇宙论"

20世纪初,奥地利工程师汉斯·海尔维加曾对宇宙的生成提出了一个被称之“冰宇宙论”的古怪假说,即认为宇宙是由冰块聚合而成的。后来这个假说被证明是荒谬的,许多人都觉得它非常可笑,但是今天,现代天文学家们突然发现“冰宇宙论”还有其一定的道理。海尔维加的“冰宇宙论”究竟是怎样一个假说呢?它又有何道理?一个冰构成的宇宙海尔维加是这样来介绍他的宇宙的:这个宇宙永远是光明与黑暗、火焰与冰块斗争的场所。在很久很久以前,存在一个比现在的太阳大几百万倍的高温天体。有一天,该天体与由冰构造成的其他天体碰撞,发生了大规模的水蒸气爆…     

11个物理难题牵涉的11种基本粒子

什么是暗物质?什么是引力?为什么宇宙如此平滑?这些谜题中每一个都含有一种粒子。在上世纪30年代末,诺贝尔奖得主伊西多.拉比(Isidor Rabi)得知发现了较重的电子,他为此问道"是什么原因造成的?"在过去的四分之三个世纪里,他曾多次重复这个问题。我们现在知道,困扰拉比的μ子是仅依照其质量不同而分的三个类电子的粒子家族之一。     

游遍银河系

直到20世纪20年代，天文学家才开始意识到：我们的太阳和其周围的恒星构成了一个“宇宙岛”，而在宇宙中像这样的“岛”多得难计其数。如今，随着过去几十年中天文观测技术的日新月异，人类对自己所在的“宇宙岛”——银河系的地理状况越来越热悉。我们已经知道，在银河系中，至少有1万亿个星球、数十亿个奇异的行星系统、100万个黑洞和一个喜怒无常、独霸整个银河系的超级黑洞。现在，就让我们用想象力来做一次银河系的“大自然探索之旅”。     

数学是现实之根吗?

如果某些或所有的迫使我们考虑平行世界的数学被证明与现实有关,那么,爱因斯坦的著名疑问:"宇宙之所以如此,是否因为不可能存在另一个宇宙"会有一个明确的答案吗?19世纪晚期,当詹姆斯·C·麦克斯韦(James C.Maxwell)意识到光是一种电磁波时,他的方程显示光的速度应该是大约每秒30万公里。这个值与实     

也许大爆炸没有发生

30年前,有两种宇宙学理论——大爆炸论和稳态论互争霸权,结果是大爆炸论得胜。最近的观察暗示,我们又得关注稳态论。大多数天文学家相信,宇宙创生于热大爆炸的一个瞬间,并且一直在膨胀。实际上,现代物理学的大部框架,皆建立在这样一个概念之上,即我们所熟悉的全部粒子和力,在大爆炸后的几秒钟内就已确定。那么我们有何证据说明曾发生过大爆炸呢?事实     

宇宙迷雾知多少

仰望星空,浩瀚无限的宇宙总会让我们肃然起敬,也会激发我们的好奇心,思索一个自然之谜.人类在宇宙中是独一无二的吗?宇宙有中心吗?宇宙有多少岁?宇宙的命运可以预测吗?带着这些疑问让我们来共同探索一下:     

大数之谜

“天”外有“天”!这是人们常用的一句口头语.但是,“天”外果真有“天”?在我们观察到的宇宙(或曰总星系,以下简称宇宙)之外,果真还有其他的宇宙吗?如果有,表征这些不同宇宙的,又应该是什么?物理学能有助于我们回答这些问题吗? 要讨论这些问题,得从物理学最基本的特征谈起.     

地球人有望发现外星生命

对2020年的预测少不了回答科学史上一个长期悬而未决的疑问:宇宙中的其他地方有生命存在吗?如果有,我们能寻找到吗?美国加州外星智能探索研究所的天文学家塞思·肖思塔克对此作出了肯定的回答.到下个十年结束时,我们将找到外星生命存在的证据,唯一的问题是我们将通过何种途径去实现这一具有里程意义的发现.     

确定宇宙年龄的一种新方法

天文学家一直迫切希望找到一种确定宇宙年龄的新方法。宇宙年龄——从宇宙由超密态经所谓大爆炸而产生起所经过的时间——与宇宙膨胀减慢的速度有联系。再者,这种联系将有一天告诉我们宇宙是否将永远膨胀下去(宇宙是开放的),或者宇宙最终将停止膨胀,然后经“大坍缩”收缩到原来的超密     

思者无疆--从<时间简史>到"膜的新世界"领悟霍金的时空

接触霍金始于高中,那时读《时间简史》就像读一篇情节复杂的创世神话,于是大学后再次精读。为什么对《简史》有如此的热情,细想起来可能是这样:虽然是理论物理的门外汉,但宇宙的故事仍能让我激动不已。不过教科书上那些可怕的数学公式实在让人畏而远之,而《简史》却用我能理解的话语生动地描述了宇宙的一生。虽然我不知道为什么这样,但是我依然能感受到宇宙史诗的雄浑与美丽。这就是霍金在《简史》里书写的宇宙史诗:     

银河系内侧或更适宜生命生存

我们当然可以确信银河系中存在着生命,那就是我们自己。长期以来,科学家们一直在致力于更多地了解我们最初是如何出现在这颗星球之上,以及我们的生存需要满足哪些条件,还有更重要的一点:在宇宙的其他角落,这样的条件是否可以复制?我们在宇宙之中是孤独的存在吗?实践显示,当进行这样的探寻时,应将目光放眼整个星系,而非仅仅局限于某些可能适合生命存在的行星,或者只盯着我们自身所在太阳系中的宜居带不放。     

科学之窗

称量宇宙##D天文学家告诉我们今天的宇宙仍在不断地膨胀。但人们不仅要问：它会永远膨胀下去吗？宇宙究竟有多大的质量，这些质量所产生的引力能否使膨胀减慢．甚至宇宙会塌陷成一个密度惊人的人球吗7由于宇宙的质亟不能被直接测量．所以许多的宇宙模型还只是一种假想。也许到了2001年天文学家们可能会找到问题的答案。因为1996年4月美国宇航局批准了一项耗资7000万美元的太空探测计划，这项计划是拍摄宇宙大爆炸后留下的背景辐射。第一次观测到宇宙微波背景辐射，是1992年从一个宇宙背景探测卫星（COBE）收集到的数据中获得的。COBE探…     

新天问

人们常常对宏观世界或者微观世界、生命奥秘发出种种疑问。疑问引发幻想,幻想是理想的母亲,理想是动力的源泉。本文提出的疑问,有的现代科学已经解决了,有的还有待于未来的科学发展。我把自己常常想问的,以"新天问"的形式发表,不在于等待答案,而在于焕发一种想象力。想象力不是科学,但对于科学文艺的发展却有着永恒的积极意义.宏观世界科学界公认:宇宙是在瞬间大爆炸中形成的。在大爆炸之前,既没空间,也没有时间吗?"创生"大爆炸的物质有多大呢?大爆炸的"瞬间"是多长时间呢?"创生"大爆炸以前的物质是什么状态呢?大爆炸以后的宇宙是怎么变得如此有序的呢?科学家说,宇宙是有边界的.在我们的宇宙之外还有宇宙吗?如果我说太阳系是个放大的原子,银河系是原子组     

二十一世纪的七大悬念

在我们的地球上和我们多彩的生活中充满了神秘的现象和未知的谜团。有些重大的谜团自我们远古的祖先开始行走时就萦绕在人类心头,而另外一些则是随着人类的不断进步而新涌现出来的——人类是否可以长生不死?我们能够攻克癌症吗?我们能够创造生命吗?灵魂究竟是否存在?光速是不是速度的极限?在宇宙中是否有其他智慧生命存在?我们能够进行时间旅行吗?对这七个问题,人们一直没能给出确定的答案。■悬念之一:永远年轻、长生不死青春永驻的秘方并没有隐藏在世界上哪个神秘的地方,而更像是存在于每个人的细胞里,或者更加准确地说,是在一个特定的基…     

落入黑洞后,宇航员会怎么死去

<正>近几年来,自杀现象有越发严重之势。不过,我们今天要谈的"自杀"却是一种试验,一种基于物理和数学形式的试验,或者说是宇宙中的黑洞试验。它试图解决一个悖论——黑洞火墙是否存在?这涉及到一个根本矛盾:该放弃的,是广义相对论,还是量子力学?2012年3月,美国科维理研究所的弦论专家约瑟夫·波尔钦斯基(Joseph Polchinski)教授开始思考这样一个"自杀"问题:当宇航员落入黑洞后会发生什么。答案很显然,他一定会死。但是,他会以一种怎样的方式死亡?不同的理论给出了两个截然不同的描述。     

暗能量或许并不存在

三项实验正在研究宇宙间最丰富的东西—暗能量。不过,有的理论家认为——20世纪20年代,天文学家认识到宇宙正在远离我们,星系距我们越远,离开的速度就越快。从逻辑上讲,这个现象暗示着所有东西都曾经是在同一个地方的。这项引出了宇宙大爆炸理论的发现,也是现代宇宙学的开端。然而在1998年,新一代的天文学家发现,宇宙不仅在膨胀,而且膨胀速度比以前更快。