人与自然的奥妙

古代哲学中所谓"天",大都是宇宙自然的总称.所谓"人",则是生存于宇宙自然界中万物中之一物.因此,天人问题实际上是人与自然的关系问题.     

宇宙不会走向热寂

对于一个静止孤立的热力学系统，其中所发生的任何过程都是不可逆的，如果将其推广到宇宙中去，就可得到所谓的“热寂说”．但是我们所处的宇宙是否是静止的呢？ 本文拟从实际的动态过程出发，以热力学的基本观点，定量的推导出宇宙并不会走向“热寂”     

熵的本质与宇宙生命创造演化

熵概念的本质是宇宙生命系统或热力系统机能效率衰减的自衰落自死亡的过程.作为宇宙生命系统或热力系统在整个生命周期中,首先是一个"势增"的成长过程.在达到宇宙生命系统或热力系统势增的极限后.才会发生"熵增"的问题,熵增达到一定程度就会导致宇宙生命系统或热力系统死亡或报废.这是一个自组织、自成长接着又是一个自衰落、自死亡的过程.克劳修斯的"孤立系"的试验,可以认为是生命系统或热力系统在生命活动中的一次吐故纳新的呼吸涨落的"落"的阶段的简单模拟,所谓的"热力学熵"是工质熵.对工质熵问题的研究具有提高热力循环热效率的意义.而传统热力学"熵增"问题所导致的"热寂说"是历史上物理学试验的狭隘性所致.对于既定的自然生命系统或热力循环系统而言,每一次呼吸涨落的熵问题是没有意义的.在整体演化意义上.熵问题所表达的是宇宙生命系统或热力系统机体在整个生命周期中活动能力"老化"阶段的机能问题--机体熵或系统熵的问题.宇宙生命系统的本质是不断演进创新,在自组织自成长达到极限后.物极必反开始自衰落,并最后走向自死亡,由于宇宙生命在每一层次、每一梯度或每一代上所能产生的创新都是有限的,因此在"形而上"之"道"意义上的"熵",通过让已经完成创造使命的、并已经陷入僵化的生命系统自我消亡,以支持创新的发展演进..在宇宙生命所有层面的一切演化过程全部结束之后.新的宇宙生命演化活动又会重新开始.玻尔兹曼的"有序"和"统计熵"的概念都是完全错误的.绝对零度OK的"状态熵"为无穷大,     

宇宙学常数对超高能宇宙线粒子运动的可能影响

最近的天文学观测表明宇宙能量的三分之二来源于一个很小但为正的宇宙学常数Λ (>0). 与此相关的最简单宇宙模型是所谓的渐近de Sitter时空. de Sitter时空中的物理与平直时空的物理有很大区别. 讨论de Sitter时空中的运动学问题. 通过求解场的运动方程严格解得到 de Sitter时空中自由粒子的的色散关系. 并注意到这个色散关系和粒子的角动量自由度相关. 如果宇宙线粒子遵守de Sitter时空中的运动学而不是通常熟悉的Lorentz 不变的运动学, 超高能宇宙线的阈反常问题就可以自然避免.     

宇宙大爆炸及宇宙演化

给出了宇观天体和微观粒子质量、半径的统一计算式,计算结果与实验基本相符.认为宇宙大爆炸是"超微黑洞"(即前宇宙)的大爆炸,否定了点大爆炸的传统观点.爆炸后的宇宙背景是光子热平衡态和引力束缚态共存的系统,平衡态占优势则宇宙必然膨胀.暗物质、暗能量的本质是什么?它们会怎样左右宇宙的命运?最后也阐明所谓的"大沙漠"区并非一无所有,它分布着三代费米子的超对称伴子--三代玻色型粒子成员.     

略论物质与宇宙基本问题的物理“终极探索”

当基本理论物理的研究正在指向所谓物质与宇宙本原的“终极问题”,是否意味着物理学已走到最后的认知“疆界”。本文拟从一个科学理论体系的不可能假定出发,阐述对这一基本命题的看法。     

宇宙是无数次爆炸而形成的（空间系列二）

宇宙大爆炸理论的证明根据：1,红移;2,太空中发现无源温度恰为2．73K;3,高温物理成果与宇宙中取得的资料相吻,但;其问题是：1．找不到大爆炸的中心;2,无法解释宇宙中像“万花筒”似的星星与星系结构;3,大爆炸应该产生的均一的空间,但目前宇宙探测结果宇宙空间是“弯曲”的,其弯曲规律与其理论结果不符。本文提出以无数次的爆炸组成了宇宙为的内容的“宇宙能量循环论”。可以说明所有问题。     

宇宙大爆炸及宇宙演化

 给出了宇观天体和微观粒子质量、半径的统一计算式,计算结果与实验基本相符．认为宇宙大爆炸是“超微黑洞”（即前宇宙）的大爆炸,否定了点大爆炸的传统观点．爆炸后的宇宙背景是光子热平衡态和引力束缚态共存的系统,平衡态占优势则宇宙必然膨胀．暗物质、暗能量的本质是什么？它们会怎样左右宇宙的命运？最后也阐明所谓的“大沙漠”区并非一无所有,它分布着三代费米子的超对称伴子——三代玻色型粒子成员．     

宇宙暴涨之后（上篇）

2006年度诺贝尔物理学奖决定授予对宇宙学的发展做出过巨大贡献的两位科学家，他们的成果是利用美国宇航局的天文卫星COBE（Cosmic Background Explorer，宇宙背景辐射探测器）获得的。通过对COBE以及后来发射的探测器的观测结果进行分析，如今的看法是．在大爆炸以前宇宙曾发生过一次惊人的急剧膨胀，即发生过“暴涨”。 在暴涨期间，宇宙的大小在比一秒钟远短得多的一瞬间膨胀扩大了好几十个数量级。一时间，空间的膨胀速度超过了光速。这真是匪夷所思，然而暴涨宇宙论如今却正在成为天文学的基础理论。 不仅如此，由膨胀宇宙论还引出一种令人震惊的宇宙观，即所谓“宇宙生出子宇宙”。宇宙中也许存在着无数个宇宙家族呢! 本专辑分几个部分来介绍什么是暴涨宇宙论．同时也要谈到最新科学所揭示的“大爆炸前的宇宙”。[编者按]     

宇宙常数λ≠0的Einstein场方程的精确解

求解A.Einstein场方程是宇宙学理论中的一个中心问题,它关系到宇宙中星系的时空几何结构。本文给出了“宇宙恒量”入不为零时非静态球对称引力场方程的一类精确解,并对解的奇点作了一些初步的分析。     

“起源”的科学追问

<正>一些科学研究话题,注定要永远缠绕人类的神经,就像人与世界的"起源"问题。近50年来,"宇宙大爆炸"已成为最主流、最为广泛接受的宇宙生成模型理论,如今我们所谓的"宇宙"被描述为起源于大约137亿年前的一次大爆炸。现在宇宙物理学的几乎所有研究都与宇宙大爆     

“哈勃”找到宇宙最冷处

爱斯基摩人有一句谚语:“地狱是寒冷而非炙热的。”现在,美国国家航空航天局(NASA)及欧洲的天文学家们已经得到了爱斯基摩人所谓地狱般的图片——哈勃望远镜发现了迄今为止宇宙中最冷的地方。这个地方位于人马座,距离地球5000光年,名叫“回飞棒星云”,是一团由正在死亡的恒星排出的气体。人类迄今为止所了解的宇宙中,绝大多数星云的温度都高过其背景温度,即宇宙大爆炸以来的零下270摄氏度;而这一星云的温度则低至零下272摄氏度,只比理论上的最低温度——连原子也会停止活动的绝对零度——高1摄氏度。     

宇宙起源及宇宙命运

引入宇宙早期核子概念,认为宇宙不是起源于时间为0、空间为0的点大爆炸,而是起源于t=10-62s,T=1051K,r=10-52cm“超微黑洞”的大爆炸.爆炸后宇宙是一个光子热平衡态和引力束缚态共存的系统,光子热平衡态占优势,迫使宇宙膨胀.tc=10-35s,宇宙对应的温标为1014GeV,并在tc=10-35~10-32s间发生暴胀、相变.暴胀、相变中形成的多成分粒子宇宙,是现时粒子的超对称性伴子,有较大的质标.“中性微子”质量m-U0e,B=230 GeV,它是暗物质,当暗物质使宇宙总质量多得过了头,宇宙即由膨胀转入收缩.     

黏滞性流体与宇宙年龄问题

在宇宙的演化过程当中,经历了暴胀、辐射以及物质为主时期.如果宇宙现在仍处于物质为主时期,那么理论上所得到的宇宙年龄大概是在80～100亿年左右.另一方面,人们测得一些古老星团的年龄超过了110亿年,由此可见,理论预言与观测结果不相符合,这就是宇宙的年龄问题.当前的观测表明宇宙正处于加速膨胀时期,人们通常将加速的原因归结于宇宙中存在着一种被称为暗能量的物质组分.人们进一步发现由于这种组分可以使理论上预言的宇宙年龄变大,从而缓解了宇宙年龄问题.可是,最新的观测表明,仍有一些天体的年龄比预言的宇宙年龄要大,比如说类星体APM08279＋5255,它在红移等于3.91时的年龄大概是21亿年,超过了当时的宇宙年龄.事实上,通常人们在研究宇宙学中,仅仅考虑了理想流体这一简单模型,而该模型可能过于简单.因此,本文将考虑带有黏滞性的流体.通过引入黏滞性,宇宙的年龄问题被进一步缓解了.尽管,本文考虑一类被称为Ricci暗能量的模型,但是所得到的结论可以推广和应用到各种暗能量模型中.     

早期宇宙中的化学势问题

讨论了早期宇宙中具有弱相互作用的粒子的数密度和能量密度的问题,从中看出,化学势是讨论早期宇宙热力学问题所不可缺少的一个重要参量.     

膨胀的多重宇宙

安东尼·阿圭雷博士(基础问题研究所科学副总监)在过去的十年中,宇宙学领域内发生了两件令人震惊的大事:一是宇宙学家们建立了一个真实的宇宙学"标准模型".通过结合一系列相对简单的对早期宇宙的猜想和已经证明的引力、核子、等离子和天体物理学知识,该理论能够适用于几乎所有现存的观测数据,并可重复测试和相互校验该模型的基本构成.二是科学家们意识到,通过宇宙膨胀--这一理论原本是为了解释构建"标准模型"所需的宇宙早期情况而提出的--目前所观测到的宇宙可能仅仅是一个巨大、复杂、多元的多重宇宙的"沧海一瞥",毫不足奇.多重宇宙的结构如何?我们所处的宇宙与其他宇宙关系如何?如果根据该理论推导出来诸多属性不一的宇宙,我们将使用哪些属性来与所能观测到的宇宙相互印证,以证明该理论的真伪?这些就是本文中两个主题人物所提出的一部分问题.亚历山大·维兰金(Alexander Vilenkin)是膨胀理论的先驱之一,亦是多重宇宙研究领域的顶尖科学家.理查·伊瑟(Richard Easther)则是一位致力于研究多重宇宙理论中一个最为微妙的方面的年轻科学家.他的研究方向是:如何在清点多重宇宙中的宇宙?     

爱因斯坦心中的“上帝”

本文企图对爱因斯坦的所谓“宇宙宗教感情”——赞美秩序与和谐之美的斯宾诺莎的见解——作一系统评述。     

标准宇宙的三维投影模型

以宇宙学原理和相对论为基础建立的宇宙的“标准模型”可以用投影法建立一个三维直观模型,为宇宙学、天文学提出一个教学、研究及科普工具.空间第四维是否存在是一个现实问题,它对引力性质及宇宙前途直接相关.     

宇宙膨胀中的能量问题

现有的标准宇宙模型是从爱因斯坦引力场方程中获得的,而不是从能量守恒角度考察的,但如果宇宙空间中存在暗能量,那么随着宇宙空间的膨胀,必然存在其他形式的能量和暗能量的转化问题.文中从相对论的质量和空间关系入手,研究了宇宙膨胀中的能量问题,得出宇宙膨胀同样必须遵守能量守恒定律,并在忽略非能量转化引起的宇宙膨胀条件下,考察了宇宙是否会无限膨胀的问题.     

宇宙是网络结构--《老子》哲学新思考

认为《老子》的哲学观点:宇宙是网络结构,“道”生发了整个宇宙,“道”贯通于一切宇宙网络之中。“道”是以“阴场”、“阳场”和“冲气场”的形式对万物发生作用。在宇宙网络中是无形控制有形。