霍金与人择原理

人择原理是描述人与宇宙关系的一个极具争议性的学说。霍金(Stephen Hawking)是当代最著名的理论物理学家之一,在他的宇宙学研究中有很多方面涉及人择原理。探讨霍金对人择原理的思考及运用,主要从三个方面进行:1)时间方向;2)宇宙结构;3)多重宇宙理论。     

开放宇宙的黑洞创生

本文回顾1998年量子宇宙学界关于开放宇宙创生模型的一场论争，介绍作者有关在开放宇宙背景下黑洞产生的研究。     

胀宇宙论

现代宇宙学是物理学前沿研究中最引人入胜的领域之一。最近几年来,对宇宙甚早时期演化机制的认识有突破性进展。这是由两方面的因素促成的。一方面,标准热宇宙论在风靡数十年之后,已陷入了困难重重的境地。这理论不能说明宇宙常数的演化(即由其原始的特大值变为现在的零值),对于诸如宇宙平坦性和地平问题(flatness and horizon problems)等许多宇宙学疑难也完全束手无策;在这理论的框架内,还存在宇宙演化的奇     

探测器新数据揭示宇宙在大撕裂中灭亡

据英国《新科学家》杂志报道,从与一个倒扣的碗相类似的大爆炸之初,到最终的"大撕裂假说",最新的普朗克望远镜测量数据正在改变我们对宇宙的认识。就在欧洲空间局(ESA)公布由普朗克望远镜获取的迄今最详尽的宇宙微波背景辐射(CMB)地图的前夜,美国密歇根大学科学家德雷根·亨特表示:"明天将是宇宙学家们的新生之日,这将是一场盛宴,而我们将会逐个品尝这些大餐。"然而,有时候所带来的礼物并不那么讨人喜欢——的确,此次普朗克望远镜给出的观测结果中有一些异常之处让人感到困惑,这就是一种被宇宙学家们称作"邪恶轴心"的大尺度宇宙结构现象。这份最新宇宙地图于3月21日对外公布,其数据是由欧空局的普朗克空间望远镜获取的,其精确纪录了宇宙微波背景辐射中的温度差     

霍金的宇宙哲学

著名物理学家霍金以他那乐观而的精神活跃在宇宙学的最前沿，他的宇宙哲学思想十分丰富，本文剖析了霍金的无边界宇宙思想和虚时间概念，介绍了他对违背因果律的时间机器的有力而幽默的批评和他的时序保护猜想，评述了他的时间箭头、概率论、实证论、宇宙终极理论等哲学思想。     

八十年代宇宙学的理论进展

该文研究了80年代宇宙学的理论进展，提出了80年代是宇宙学理论研究的转折时期。在80年代，宇宙学的理论研究从以天体物理学和核物理学的结合为主过渡到以天体物理学和基本粒子物理学结合为主、从经典研究过渡到量子研究。     

利用WMAP和Boomerang宇宙微波背景辐射数据寻找CPT破缺迹象

现代宇宙学研究认为，宇宙中存在着一种神秘的暗能量。如果这种暗能量随宇宙的膨胀而演化，并与电磁场发生Chern-Simons（陈省身-西蒙斯）相互作用，就有可能破坏电荷-宇称-时间反演（CPT）对称性成立的条件，这会使光子的偏振方向在传播中发生改变。中科院国家天文台冯波等与中科院高能所及德国理论物理研究所合作，设计出了一种用宇宙微波背景辐射偏振检验CPT对称性的新方法。并利用这种方法分析了美国WMAP卫星和Boomerang南极气球实验发表的最新数据，发现了存在CPT对称性破缺的迹象。如果这一发现得到进一步证实，将大大加深人类对自然界对称性的认识，并有助于人们了解宇宙暗能量的本质和正反物质不对称性的起源。     

剧烈活动的超大质量黑洞（下）

在大爆炸之后宇宙演化的最初10亿年里,一定发生了许多变化过程,并把影响遗留到我们今天所见的字宙结构。由不均匀宇宙微波背景辐射反映的密度起伏,如何最终凝聚成超大质量黑洞和星系,是正在深入地研究和热烈地争辩着的课题。这是科学中最重要的问题之一,涉及宇宙学的基本内容。现在有证据表明,这两大类主要天体——超大质量黑洞和星系——具有同时代的历史,虽然我们已经指出,至少前者中的某一些早在其它事物之前存在。那么它们是怎样产生的呢？     

宇宙诞生于混沌之中吗?

正宇宙学中有一个长久以来萦绕在研究人员心头的问题,即宇宙是否在所有方向上都大致相同,如今,从大的尺度上看,宇宙似乎在所有方向上都非常相似,各区域的平均性质也相差无几。但或许在很久以前的某段时间里,宇宙的形状可能是纷杂无章的,只是在某种动力学过程的作用下变得平滑均匀,这种动力学过程被称为"混沌宇宙学过程"。这种想法的灵感来自于广义相对论爱因斯坦场方程的解的多样性,各向同性宇宙是这些解     

邀请计算机天才寻找暗物质

宇宙学家希望游戏爱好者、程序员、计算机科学家和各行各业奇才们来帮助他们确定暗物质存在的证据。一个由多国天文学家组成的国际研究小组近日举办了一项名为“GREAT10”挑战赛，邀请广大天文爱好者和计算机天才来共同探索一种能够更好地分析星系扭曲图像的方式，旨在发现潜伏于宇宙中的不可见暗物质的证据。     

汉代宇宙演化理论评述

中国古代有深远的宇宙生成演化观念,认为天地有开辟,宇宙万物是逐渐生成演化而来的。这一观念早在先秦时期即已存在,神话传说盘古开天地和老子《道德经》就隐含了这种观念,屈原《天问》开篇伊始也提及此类问题,甚至医学典籍“《黄帝内经》中也有如‘清阳为天,浊阴为地’这样的论述,认为由于阴气和阳气的分离而导致了天地的开辟”。这些观念不断发展,到了汉代,逐渐充实了一些具体内容,升华成了理论。这一升华的标志是《淮南子》的出现。西汉《淮南子》在我国最早全面论述了宇宙万物的起源和演化,我们的讨论即由它开始。     

论宇宙常数的意义

宇宙常数是爱因斯坦为得到稳态宇宙而引入引力场方程的一个常数，虽然宇宙膨胀的发现已否定阻塞因斯坦的稳态宇宙模型。但是对宇宙常数意义的探寻却始终兴盛不衰。本文论及宇宙常数在历史上几次重要的宇宙学理论问题上的有益尝试。对宇宙常数的探索过程丰富了科学理论创新的实践，同时指出宇宙常数将引发人们对引力理论，真空能量表述等基本问题的更进一步的思考。     

基于arXiv论文术语词频的暗能量研究趋势分析

现代科学研究内容日趋细化,进展日新月异,对研究趋势和前沿进展的把握变得越来越困难。文章尝试通过分析研究论文中的术语词频来定量追踪学科发展趋势。利用“天文学英语新词自动提取系统”对近20年间天文学论文预印本的全文进行术语提取,在此基础上分析宇宙学领域中与暗能量研究密切相关的概念术语(超新星、宇宙微波背景辐射等)在论文中的出现频率。通过考察这些关键词的词频随时间的变化趋势,分析它们与学科研究动态之间的关系,从而理解科学发现等热点事件对研究工作和学科发展的具体影响,为天文学及其他学科的研究进展和趋势分析提供一个客观的量化方法。文章证实新设备和新数据在推动天文学新兴理论和促生研究热点方面具有不可或缺的重要意义和价值,而诺贝尔奖项等公众热点事件并没有对宇宙学领域的研究热度产生长期影响。     

现代宇宙学的基本概念的发展(下)

年龄检验和稳恒态宇宙学红移规律的发现,引起了现代宇宙学发展的第一个活跃期。当时,提出过许多种红移机制的模型,求解过各种引力理论的宇宙模型。当然,注意的中心仍然是广义相对论的宇宙膨胀模型。按照宇宙膨胀模型,星系相互作分离的运动,空间中星系应当越来越稀,或者倒回去看,越往早期,星系越密,显然,当星系密集到一定程度时,星系不可能以我们目前观测到的形态存在,换言之,我们今天看到的一切星体都应当是那个密集时代之后产生的。因而,     

研究简讯

利用WMAP和Boomerang宇宙微波背景辐射数据寻找CPT破缺迹象现代宇宙学研究认为,宇宙中存在着一种神秘的暗能量。如果这种暗能量随宇宙的膨胀而演化,并与电磁场发生Chern Simons(陈省身西蒙斯)相互作用,就有可能破坏电荷宇称时间反演(CPT)对称性成立的条件,这会使光子的偏振方向     

宇宙论的哲学方面

就宇宙论来说,最重要的哲学问题是它究竟能不能成为一门科学,我们所说它要研究的宇宙是什么意思? 们现在运用巨大光学和无綫电望远镜观测所得的资料。我们看到有点均匀地分布在我们四面八方的星系和星系团。我们观察到星系以与距离成比例的速度退离。我们发现了距离更远的无綫电源,而且这种无綫电源以显著的各向同性分布在我们周围。因此,宇宙学家认为采纳下述著名宇宙论原则,即宇宙在给定时间内空间分布均匀,显     

宇宙尺度的再突破

宇宙的尺度既是天文学的一项研究课题,又是哲学领域里的一个重要概念。60年代以来,近代天体物理学的发展十分迅速,大大开拓了人类对宇宙认识的眼界。与此同时,新的发现又迫使天文学家和哲学家必须对宇宙的概念重新判断和认识。在这些新发现中,与宇宙学关系最密切的是类星体和3°K微波背景辐射。这两个问题无论从观测上还是从理论上都可以称作是当代天体物理学中最热门而又难度最大的研究课题。目前对这个问题的看法不一,争论很大。但是,近年来出现的一些新的“苗头”或“突破”却非常值得我们从哲学角度去进一步探讨。     

黄道与盖天说的七衡图

黄道与盖天说的七衡图曲安京《周髀算经》是现存最古老的中国古代天算名著，它的成书下限不会晚于公元前一世纪。《周髀》系统论述了我国古代三大宇宙学说之一盖天说。原书作者为了更清楚地描述盖天说的算法体系与宇宙模型，曾绘制了著名的“日高图”与“七衡图”。此二图...     

中国古代和现代宇宙学中的时空观念

正如“在希腊哲学的多种多样的形式中,差不多可以找到以后各种观点的胚胎、萌芽”一样,在中国古代的哲学和科学思想中同样可以找到近代科学的某些萌芽。作为人类自然观的重要组成部分的时空和宇宙概念也不例外,某些近代物理学和现代宇宙学的时空概念也可以在我国古代的著作中有所反映。     

"荒诞不经"的黑洞计算机

为了与时俱进,研究人员可以把物理学定律看作计算机程序,把宇宙看作一台计算机。(黑洞计算机可能听起来荒诞不经,然而,宇宙学和基础物理学的研究人员正在证明它是一个有用的概念工具。如果物理学家能够在粒子加速器中创造黑洞,他们可能确