科学大步迈进新一年--Science评出1998年世界十大科学进展

加速膨胀的宇宙天文学家深入研究宇宙，发现它正以越来越快的速度飞离开来，提示爱因斯坦提出的有种神秘的能量充满空间的理论是正确的。宇宙的性质和最终命运已使哲学家和科学家困扰了几个世纪。几十年前，科学家们就发现宇宙在膨胀，其中的星系向各个方向飞离。但重力和吸引可以使其减慢，于是研究者努力猜测宇宙的最终命运如何：是会有足够的物质使它崩溃呢，还是会永远膨胀下去。lops年，为了回答这一问题，两个天文学家小组深入探索了跨度巨大的时间和空间，所得的发现连他们自己也感到震惊。宇宙中物质太少了，自己根本无法停止膨胀，…     

“非物质宇宙”设想的逻辑矛盾

宇宙是物质宇宙,也只能是物质宇宙。迄今为止,人类对物质的认识,仅是无限宇宙中的有限的一小部分。未知的新的物质形态及物质运动形式是依然与无限时空相统一而存在着的。正如没有无物质的运动和无运动的物质一样,也没有无物质的时空和无时空的物质。所谓“非物质宇宙”,实质上,就是一种认为存在着无物质的时空的设想。这种设想在逻辑上有不可克服的矛盾,下面就做一下简要的分析。一、按照“非物质宇宙”的论点(以下简称《“非”论》),把整个宇宙分为两部分,一     

神秘的宇宙灰尘结构

灰尘是宇宙中的基础物质,虽然它只占宇宙中正常物质总重量的1%,但它可帮助形成恒星和复杂分子,并且是构成行星成分的主要元素.在地球上,人们随时可以看到灰尘,但在宇宙中,它们是如何分布的呢?     

暗能量究竟是什么?

暗能量几乎占宇宙总物质能量的四分之三,但它的奥秘仍有待科学家们去探索——宇宙中被称为"暗能量"的一种神秘力量,发现已近10年了。在这期间,它就像一棵卧倒在地面的红杉树,横挡在科学家前进的道路上,使他们无法到达物理学中的那片神圣领地——关于物质及其基本作用力的根本理论。     

宇宙的构成和哥白尼原理

构成宇宙的物质的绝大部分居然与人们所熟知的通常物质不同,仅仅只有大约4%是通常的原子物质.新近宇宙学观测认为,70%左右的宇宙能量是不结团并具有负压力的,这些占据统治地位的神秘的暗能量,使得宇宙在加速膨胀.暗物质大约占到了宇宙总能量的26%,它的本质并未了解清楚,人们猜测它们由在早期宇宙中形成的粒子所组成.宇宙微波背景辐射的贡献只占了0.01%,然而它能提供宇宙时空结构、宇宙早期历史甚至于最终命运的信息.我们宇宙的构成是哥白尼原理另一种形式的体现.     

暗物质之谜

我们能够感知暗物质对浩瀚宇宙产生的巨大影响,却捕捉不到它的行踪。在物理学上,物质之间有四种作用力,而暗物质只通过引力与其他物质发生作用;暗物质占据着宇宙中22%的质量,25%的能量,而对于它何以有如此巨大的能耐却无人知晓;暗物质的存在为构建宇宙大尺度结构发挥了重要作用,而在小尺度宇宙结构中它却不露身影。那么,暗物质究竟是一种什么样的物质呢?     

宇宙和人

20世纪60年代,美国贝尔实验室的两位工程师在寻找卫星通讯的干扰源时,意外地发现了微波背景辐射,它是宇宙学家早就预言的大爆炸的余烬,从而为大爆炸论确立了它在宇宙学中的主导地位;以后物理学家古斯又以暴胀论完善了宇宙创生的整个理论.暴胀论说,蕴藏在空间的反引力,在宇宙年龄为万亿分之一秒时,促使宇宙发生迅猛地膨胀.这样,把很少量的一点物质变成了整个宇宙的能量和物质.也许有人要问,真空空间中的一小点物质从何而来?按量子论的测不准原理,诸如粒子的位置-动量、能量-时间是无法精确测定的,这是大自然的一条基本法则,它使得能量在真空中出现,只要很快地消失就行,因此形成了空间中的能量起伏.由于能量与物质是等效的(E=mc2,c为光速),故真空空间中也能爆出粒子,有时甚至出现大质量波动,但必须在极小空域(10-33厘米)内,这也就是霍金所说的婴儿宇宙,它具有极强的引力场,立即因引力塌缩而夭折在真空的娘胎中.我们的宇宙是这种大质量波动中幸免于难的一个婴儿,那是因为出现了暴胀,它在婴儿宇宙还来不及塌缩时,就一下子膨胀了1050,造就了包含宇宙全部质能的早期宇宙.为何其他的婴儿夭折于娘胎,只有我们的宇宙却因暴胀而进入真实世界?这还是一个谜!     

宇宙或在冰冷中死去

宇宙正在加速成长 在大约150亿年前,宇宙只是一个聚集了巨大能量和物质的小点,在某种未知条件的启动下,这个小点爆炸了,这就是“宇宙大爆炸理论”的主要内容,也是科学家对宇宙诞生的猜想.宇宙大爆炸之后,它就不断地膨胀,也就是说,宇宙就像一个生命体一样在不断地长大.在宇宙的“成长”过程中,不断地产生新的天体,一些老的天体也在不断地死去,就像是人体的细胞一样.     

夸克-胶子等离子体的探测及首个反物质超核的发现

面对着一望无际的天空,我们曾无数次发问,宇宙有多大?它从哪里来?它是怎么产生的?这一系列的重大问题,不仅是哲学家所关心的,也是物理学家所探究的.为此,历史上曾提出了多种假设.这其中,宇宙大爆炸学说是现代宇宙学的主流学说,它认为宇宙起源于约150亿至200亿年前的一次大爆炸,之后逐渐演化、发展、膨胀,直到了我们今天这个物质世界.     

谈谈物质宇宙和非物质宇宙

李国材教授的《谈谈物质宇宙和非物质宇宙》一文关于我们物质宇宙之外还存在非物质宇宙的假说是一篇有激烈争议的论文。它涉及自然科学多学科的基本概念和基础理论,也必然地与哲学的一些基本理论相关联;同时发表的周守仁同志《“非物质宇宙”设想的逻辑矛盾》一文认为,李国材的“非物质宇宙设想有着不可克服的逻辑矛盾,是不能成立的理论。”对于宇宙模式这样重大而又十分复杂的课题,也许不是我们当代人能解决的了的,但是谬误和真理是一对孪生子,总是相比较而存在,相斗争而发展的。任何科学,包括自然科学和社会科学的概括和总结——哲学在内,也是在不断发展的过程中逐步完善的。这两篇文章的发表,或许能给从事科学研究工作的人们一些启迪。     

美科学家探寻短伽马射线暴起源

谁也没有料到伽马射线暴这个“冷战”时期的意外发现,会成为随后天文学和物理学的大热门课题。伽马射线暴一直被认为是伴随着黑洞诞生而响彻宇宙的哭声,是宇宙中最令人迷惑的现象之一。伽马射线暴从哪里来?它会对人类产生什么影响?研究它是否可以探索宇宙的起源?在第36届世界空     

宇宙、动物和人类——简介《科学焦点丛书》

《科学焦点丛书》是一套由中国青年出版社全面引进国外版权而制作的科学普及读物,内容均是以现代科学眼光对科学之谜进行探索的真识灼见。本丛书共计6册,下面分别予以简介。 《宇宙的结构》新技术的应用不断演化人们对自然界的认识,如哈勃空间望远镜就给天文学家提供了很多关于宇宙深处的丰富的信息。经过近几十年的研究探索,科学家们相信更有把握发现“失踪的物质”了,这些看不见的物质是宇宙创生大爆炸时刻遗留下来的,它们数量的多少将决定宇宙最终的命运。每有发现都会给一些老问题注入新曙光,但同时也会产生若干新问题。本书作者用通俗的语言深入浅出地介绍了当前天文学中的一些热点问题,使这些问题能被好奇的外行人所理解,读者会有漫游在现代     

神秘的宇宙失踪物质

在神秘的宇宙间有着许多人类未知的奥秘,而目前天文学家一个最棘手的问题是宇宙中深不可测的东西。他们对宇宙知之并不能算少,但有些物质他们怎么也找不到。天文学家认为,他们知道太空中有不少物质,但是用任何一种仪器设备都发现不了它们。去年春天,天体物理学家们认为,他们所相信存在而又发现不了的东西,可能是一些宇宙间的“失踪物质”,这些物质是构成万物的物质,而且能以好几     

暗物质立体图

2007年1月8日，天文学家宣布，根据“哈勃”等太空和地面望远镜的观测结果，已经成功绘制出了宇宙暗物质的三维立体分布图。这是首次大规模确定暗物质的分布范围。这一分布图表明，神秘的暗物质是浩瀚宇宙的“脚手架”，正是在它的基础上“组装”形成了群星及星系。暗物质是不可见的隐形物质，它既不发出、也不反射光线，但是却组成了宇宙的绝大部分。     

死亡之星

宇宙创民之谜 在无垠太空的深处，潜藏着可怕的毁灭之光。毁灭之光所到之处，一切生命都被荡涤干净。毁灭之光是由无法想象的巨大物质爆发时所产生的，在浩瀚宇宙中，这种大爆炸每天要发生几百次。多年来，科学家一直在探索这种死光的来源。现在，他们也许终于找到了答案，而这个答案也蕴含着宇宙创世的大秘密：宇宙是怎样诞生的，生命是如何出现的。当我们仰望夜空，能看到满天繁星闪烁，然而，很多亿年前，宇宙并不是现在这个样子。那时的宇宙一片黑暗，没有生命，没有星星，也没有光来照亮无边的黑暗──那就是宇宙大爆炸刚刚止息之时。 …     

地外生命与地外文明

前不久,美国和俄罗斯的科学家通过理论计算和大量实践性研究,提出"生命还能以场的形式存在"和"多维宇宙‘平行世界’论"的新学说,进而为揭开当代 UFO 之谜、外星人之谜、"魔鬼三角"之谜等诸多奥秘,给人们提供了一个发人深思的启示。外星人是生命的另一种形式吗?作为在宇宙中诞生和生息的生物体的人是由宇宙物质造就的,因而也受宇宙规律的支配。同时,人又是有高度组织性和有思维的宇宙物质体。如果宇宙创造了以人为代表的智能物质,便可合乎逻辑地推断,整个宇宙是由思维物质构成的。因此,可     

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<正>制造太空探测器寻找宇宙引力波根据爱因斯坦的广义相对论,宇宙引力波是由大质量天体的合并、碰撞等事件形成的,它如同时空中的涟漪,对人类探索宇宙有着极其重要的意义。而要寻找它们,就需要精密探测器的支持。目前,欧洲空间局正在全力打造LISA"探路者"引力波探测器,这也是今年宇宙学研究领域的一个重要事件。     

宇宙探索新发现

100多亿年前,它是一个点,体积小,质量大,温度高。然后,这个点发生爆炸,并开始膨胀,温度也随之降低———宇宙就这样形成了。解释宇宙起源的这一大爆炸理论已被科学家广泛接受。尽管如此,大爆炸理论只是搭好了研究的框架,框架里的诸多问题不是犹抱琵琶半遮面,就是依然悬而未解。近年来,宇宙探索领域喜获丰收,科学家们在诸如暗能量、黑洞、宇宙的年龄、颜色、最终命运等课题上有了最新发现。宇宙年龄已有137亿年关于宇宙的年龄一直没有一个准确的定论,对此天文学家们一直都在不断地探索追寻宇宙年龄的确凿证据。美国宇航局的研究人员说,这些数…     

人脑功能的非线性动力学的探索

人脑的活动可以说是当前科学探索的一个最大的难题.自从近代科学发展以来,人们探索微观世界和物质结构的基本单元,以及辽阔的宇宙,在本世纪中都得到很大的进展.但是对于自身特别是取得这些进展的认识工具——人脑,虽然从分析的方面也取得了不少的结果,可是有关它的整体行为却知之甚少.其原因是多方面的,除了人脑的复杂与多变以外,更重要的似乎在于多年来科学发展所产生的世界观阻碍了人们的思想.自     

探索暗物质之谜对暗物质的两种可能解释

未知事物遍及整个宇宙.即使利用各种先进的天文望远镜,人们所能看到的物质也仅仅占宇宙总质量的4%.然而,其余的物质也必定是存在的.否则,星系将不会保持现有的结构,宇宙也不会如天文学家所观测到的那样在不断膨胀.目前,暗物质和暗能量究竟由什么组成仍是个谜,但最近物理学家发现了关于它们构成的某些线索.