宇宙新观念

几个世纪来 ,天文学家一直凝视着夜空 ,追问宇宙为什么是这样 ?为什么我们居住的空间是 3维 ,而不是 2维、 1 0维或者 2 5维 ?为什么光速是如此之快而音速是如此之慢 ?为什么原子是如此得渺小 ,而恒星又是如此得硕大 ?为什么宇宙是如此得年老 ?我们的宇宙必须是这样吗 ?或者在其他地方 (宇宙 )情况会有所不同吗 ?仅仅一个世纪前 ,人们还认为银河系就是宇宙的全部。现在天文学家知道星系不过是散落在宇宙中的尘埃 ,而且真正要理解他们可能需要一个更广阔的宇宙———多重宇宙。例如 ,宾夕法尼亚大学的宇宙学家马克斯·泰格马克 (ＭａｘＴｅｇ…     

闹腾的宇宙弦研究

一年多来,探讨宇宙弦的文章不断涌现,成为宇宙学研究中的热门话题之一。诸如有关星系的诞生和宇宙大尺度结构的形成,类星体的能源以及关于银河系附近许多高速星系相对于宇宙背景辐射的运动等似乎都可用宇宙弦这一物理概念来说明。现简介于下: 1.文献中提到的宇宙弦圈“播种”星系的问题在韦顿(E.Witten)提出超导宇宙弦的概念后有了新的发展。如果在早期宇宙     

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…     

神秘的γ射线会来源于宇宙弦吗？

来自银河系核球的γ射线行一个明显的511kcV的能量，这说明该射线是由电子和其反物质配偶正电子互相湮灭产生的。但这些正电子来自何处呢？曾有人提出种种正电子源的候选，包括超新星、黑洞、中子星和低质量的暗物质粒子与其反粒子的湮灭。但美国弦论学家Tanmay Vachaspati却认为超导宇宙弦是正电子的源泉。     

宇宙的诞生和结局

星空和宇宙的奥秘,自古以来吸引着人们,许多学者为探索这一奥秘的科学真理付出了毕生的心血甚至生命.那么,宇宙是如何诞生和发展的,它的未来又会如何呢?     

霍金的『宇宙传奇』

2006年6月19日,“2006年北京国际弦理论大会”开幕。世界科学大师史蒂芬·霍金出席此次会议并作了学术报告。“你们听得见吗?”霍金教授以他招牌式的问候开始了45min的演讲——对他来说算是长的了。现场观众听到的是霍金教授利用电脑控制的语音合成器发出的具有金属质感的声音。霍金教授斜靠在轮椅上,像在安静地休息,不过讲述的话题,却是最吸引人的宇宙的起源和归宿。“宇宙有无起点?宇宙是否永恒?”这些问题一直困扰着人类中的智者。20世纪20年代美国天文学家埃德温·哈勃在威尔逊山上用2.54m的望远镜观测天象后,情形发生了根本的改变。哈…     

地球诞生之谜

一片地狱般炽热的荒野,一个毫无生机的熔融行星,最终却变成了你、我和其他一切生物的发祥地。这是为什么?宇宙从何而来?地球从何而来？你我又从何而来?地球是不是宇宙中惟一有生物存在的星球?星系从何而来?恒星又从何而来?这些都是人类筵诞生之后就孜孜以求想要弄清的奥秘。下面,我们就引领你控寻这些问题的答案。     

在Einstein—Cartan理论中宇宙无毛猜想（CNHC）的验证

20世纪 80年代初Ｃｏｌｌｉｎｓ和Ｈａｗｋｉｎｇ在Ｅｉｎｓｔｅｉｎ引力理论框架中提出宇宙无毛猜想 (ＣＮＨＣ) :如果宇宙真空场 (即宇宙常数 )存在 ,所有各向异性Ｂｉａｎｃｈｉ时空演化都将渐近趋向ｄｅＳｉｔｔｅｒ时空 .如果这个猜想是对的 ,我们就能容易地明白为什么极早时期宇宙必然会发生暴胀 ,为何我们的宇宙经历暴胀后导致整体的各向同性和均匀性 .直至最近这个问题讨论还很热烈[1-3 ] .　　极早时期的宇宙 ,由于宇宙中所有粒子的自旋能和粒子总能相比较不能忽略 ,所以必须考虑自旋对引力及时空的影响 .为此我们必须根据爱因斯坦…     

宇宙弦的透镜效应

一、光线偏转角 对于无限长的直线宇宙弦,其外部度规为 ds~2=-dt~2+dr~2+(1-4μ)~2r~2dφ~2+dz~2, (1)这里μ为宇宙弦的线密度(以Planck质量/Planck长度为单位),并0<μ<1/4。在此度规中,光子的运动积分是     

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。     

一弦定音

<正>为什么弦理论仍然是宇宙统一论的希望所在?1984年秋天,久负盛名的《物理学快报》上发表了一篇有关弦构想的文章,接着便以排山倒海之势掀起了第一波弦革命,全世界数以千计的物理学家们争先恐后地放弃了他们手中正在研究的项目,去追逐爱因斯坦毕生的梦想——宇宙统一理论。这是一个全新的领域,充满生机和希望。30年后的今天来看得失,究竟弦理论是揭示了宇宙的深层定律,还是如一些批评家们所言,不过是吸引了整整一代物理学家的数学理论上的海市蜃楼呢?尽管宇宙统一理论已成为爱因斯坦的代名词,但是几个世纪以来该理论一直是现代物理学的研究核     

一个疯狂的宇宙

几个世纪以来 ,天文学家一直在研究宇宙中的星系和大尺度结构是如何形成的。在 2 0世纪后半叶 ,宇宙学家发现这些过程有一个见证者 ,它就是温度仅为几K的宇宙微波背景辐射 (cosmicmicrowaveback ground,CMB)———大爆炸的余辉。恰恰在物质形成结构之前 ,CMB遍布了整个宇宙。大约 1 0年前 ,科学家发现了CMB的有效温度存在着微小的变化 ,这为研究星系的早期形成以及之后的演化提供了重要的线索。现在 ,另一个观测证据显示 ,这些温度上的差异始于大爆炸之后大约 40万年。通过位于南极的射电望远镜———度角干涉仪 (DegreeAngularScaleI…     

宇宙:终极的呜咽

大爆炸理论告诉了我们宇宙的开始,但有开始必然就有结束,那么,宇宙又将如何结束呢?     

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?     

20世纪的宇宙物理学

在整个人类历史中，我们的存在以及我们在自然界中的地位一直都是非常神秘的不解之谜，直到20世纪，天文学家和宇宙学家才充分地认识到宇宙的大小，才充分理解宇宙所遵循的物理学规律，现在我们知道，我们的宇宙诞生天大约120亿年前的一次原始火爆炸，宇宙的演化生产了太阳系，而我们的地球就是在太阳系的演化过程中形成的，现在，类星体，黑洞，中子星，还有大爆炸都已经成为一般词汇了。     

现代宇宙学:机遇与挑战

宇宙学正处在一个充满机遇和挑战的黄金时期.有关宇宙的物质成分、几何结构与宇宙命运的关系、爱因斯坦的"最大错误"(greatest blunder)等问题的新观念正在取代旧的思想.     

宇宙起源之谜

夜复一夜,斗转星移,宇宙之舞似乎亘古未变。然而,直到最近,我们才刚刚开始了解一个最基本的问题的答案:宇宙究竟始于何时?     

未来的宇宙

当你抬头仰望浩瀚的星空时,是否会有种安祥与幸福的感觉——我们生活在这样一个平静而又长久的空间里,宇宙的博大包容着我们,支撑着我们……可你是否也曾想过,这份博大将持续多久?它的未来又是怎样一番景象呢?     

是的,我们发现了

<正>仰望浩渺的星空,你是否总有一个疑问:宇宙究竟从何而来?虽然宇宙大爆炸、宇宙暴胀论等关于宇宙起源的学说,在理论上已相当丰满,但是确凿的证据在哪呢?北京时间3月18日凌晨,来自美国哈佛大学史密森天体物理中心的科学家宣布,他们发现了宇宙大爆炸后最早时期的神秘时空波纹——原初引力波。这不仅是宇宙刚刚诞生时急剧膨胀的首个直接证据,也是证明宇宙膨胀理论最有力的证据。138亿年前,宇宙发生大爆炸之后,宇宙在极短的时间内     

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。 …