“斯皮策太空望远镜”为我们带来的——宇宙奇景

科学家提出利用探测红外光来寻找外星生命的奇思妙想,而“斯皮策”太空望远镜也许就是让他们梦想成真的强大工具。在普通望远镜里,宇宙尘埃云和各种黑色暗点都暗淡不清,但对于“斯皮策”来说,它们却是光(红外光)芒四射。下面,就让我们来欣赏“斯皮策"为我们拍摄和描绘的几幅壮观无比、瑰丽夺目的宇宙奇景。     

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。     

始于烈焰——宇宙大爆炸理论诞生始末

对于人类而言,回答宇宙起源这个问题就仿佛是一个小矮人在和一头巨兽进行着无谓的搏斗,又像是唐吉诃德在自不量力地进攻风车。然而,人类不懈的努力是有价值的,因为他们终于在接近真理……我们一直都认为宇宙是静态和永恒的。古希腊哲学家亚里士多德相信,宇宙已经存在了无限久远的时间,它没有开端,也不会有终点。事实上,在并不是太久以前,几乎所有人也是这么想的。人们认为,时间和空间是绝对的,它们独立于宇宙之外,时间从     

绘制宇宙图

就是对于大多数天文学家而言,星系都是非常庞大的东西一一在几十万光年的空间里,挤满了数以千亿计的恒星,其间密布着巨大的气体和尘埃云。但是,对那些在最大尺度上研究宇宙性质的宇宙学家来说,星系不过是物质的基本单位而已。数以十亿计的星系充斥于可观测的宇宙之中。它们聚集成大小为300万光年左右的星系团,而这些星系团又构成逐级增大的系综。     

万物之理

有没有一个单独的统一了自然界显著多样性的深刻的理论？是不是正发现了粒子物理线索到万物之理的一个有趣的模式？某些物理学家正想回答这两个问题。爱因斯坦曾经说过“宇宙中最不可理解的事情，实际上是都可以理解的。”宇宙的体积之大不可相信，其所包含事物之多不可想象。至今我们已能模拟出它的大部分历史，阐明它的结构，预测它的未来，了解其所含有客体的迷惑多变的行为。我们之所以能做这些事是因为我们了解到所有事物都是通过一个关系网把它们联结在一起的。我们把它们称之为物理定律。万物归一个好的物理学定律或理论的工作就是用…     

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…     

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…     

含宇宙弦或整体单极子的Schwarzschild黑洞热力学性质

当具有渐近平直边界条件时,黑洞热力学遵循Bardeen等提出的四条基本定律。而对于不具有渐近平直边界条件的Schwarzschild型黑洞,这四条定律是否仍然成立值得研究。因为近来人们发现一些规范理论可导致诸如整体单极子、宇宙弦等一类拓扑缺陷。这些拓扑缺陷代表了在早期宇宙中可能出现的物质。它们的出现可能会在宇宙中引起一些重要的、     

攀登宇宙金字塔

天有多高?数千年来,人类孜孜不倦地探索这一奥秘,企图找到问题的答案。从盖天说、混天说、地心说、日心说、银河系、大银河系,到现今的150亿光年的可见宇宙——宇宙金字塔的每一级台阶上都留有人类奋斗的足迹;而每登上一级新台阶,宇宙的尺度都会急剧扩大,人类的宇宙观也都会发生翻天覆地的变化。现在,让我们沿着这条足迹,追溯人类攀登宇宙金字塔的曲折历程。月亮,宇宙金字塔的第一级天穹上最夺目的天体是又大又亮的月亮和太阳,人类的先祖可能早就猜出它们是离地球最近的天体。在公元2世纪托勒密的地心说里,月亮是第一重天,太阳是第四重天。一个朴实而古老的问题是:月亮与     

人类首次探测到引力波涟漪

<正>科学发现史上又一个重要里程碑宇宙时空中的引力波让我们有机会一窥遥远过去宇宙大爆炸瞬间发生的事情。原始引力波的发现如果能得以证实,将在整个科学领域内产生涟漪效应。引力波的存在支持了一些非常关键的预测,例如宇宙是如何开始和运作的,并为将现代物理学的两个基础理论合二为一提供了一线希望。引力波预测成为现实大质量天体加速穿越时空结构时引起空间动荡产生的涟漪就叫作引力波。很早以前,爱因斯坦广义相对论就已经预测到了引力波的存在,尽管它们从未被直接探测到。     

你想了解现代宇宙论吗？

处身于20世纪后期的人们,生活在人类最伟大、最冒险的时代,他们开始试着飞离自己的诞生地——地球,前往浩渺无涯的宇宙。他们不满足了解地球、太阳系,而要认识宇宙。他们要掌握自己的前途,控制自己的命运。他们还想主宰宇宙…… 宇宙模型 宇宙究竟是开放的还是闭合的?空间有无边界?时间有无始终?人们想知道。 1912年,美国的V·M·斯莱弗在亚利桑那州的洛厄尔天文台发现,许多星系发射的光已变红,有多普勒位移,好像它们必定是在离开地球。1925年,哈勃在和他的得力助手米尔顿·赫马森观测宇宙时,很快就发现“红移”不仅是某些星系,而且是本星系以外的一切     

宇宙中的第一缕星光

按照现在为大多数研究者所接受的认识,宇宙起源于大约140亿年前的一次"大爆炸".尽管对于大爆炸本身目前仍有争论,人们对于它的本质认识也还不很清楚,但几乎所有的天文学家和物理学家都同意一点,即我们处在一个由简单走向复杂的宇宙之中.     

量子宇宙学和宇宙创生

将量子力学用于整体宇宙,宇宙学家希望窥视宇宙创生时刻。我们许多人遥望晴朗夜空而询问:"所有这些来自何方?"许多世纪以来,哲学家和神学家沉思默想的这个问题是科学研究所不可企及的。仅在本世纪我们才有足够精妙而严密的理论借以窥视宇宙极早期。运用爱因斯坦的广义相对论,将时间逆转,研究人员推断宇宙是在一个体积小、密度大、温度高的区域中出现的。     

谁带我们登上火星,是塑料吗

乘坐塑料飞船上火星并非奇思妙想我们每天都使用塑料袋,它们普通得令我们不愿意多看一眼, 谁会想到制作它们的塑料也许会带着我们登上火星呢? 制作塑料袋的材料是一种聚合体,叫聚乙烯,它们的分子有能力屏蔽绝大多数危险的宇宙辐射。这一点科学家们早已知道,可惜的是聚乙烯材料太脆弱,用它制作宇宙飞船简直难以想象。     

反物质的任务

在我们这个宇宙的小小角落里，没有人看到过反物质星系或反物质星体。但并不是说在遥远的地方它们不存在。事实上可能它们组成了半个宇宙。几个想寻觅新境的物理学家认为现在是查清它们的时候了。美国航空航天局出于自身的理由，对此表示支持。1984年秋，M·塞拉蒙（M·Salamon）和S·艾伦（S·Ahlen）用低预算的传统方法寻找字宙中的反物质。当时，塞拉蒙在加州大学伯克莱分校，艾伦在印地安那大学工作。他们用过去剩余下来的部分实验经费，装置了一台由一块超导磁体和一些精致的电子器件组成的反物质检测器。他们把这个奇妙的装置安上…     

中微子及其猜想

中微子目前已被认为是暗物质中的一种,暗物质与暗能量被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题,它们代表了宇宙中90%以上的物质含量,而我们可以看到的只占宇宙总物质量的10%不到。这是宇宙中一些不为人知的秘密……     

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?     

寻找太阳的小伙伴们

<正>太阳,一颗炽热的大火球。在茫茫宇宙中,它是否孤独地存在,还是有不少朋友在它的周围?其实太阳并不孤单,有不少小伙伴和它同时诞生在那团星际云中……中世纪,人们以为地球是宇宙的中心;后来,人们又以为太阳是宇宙的中心。直到科学的光辉照耀到世间的时候,我们才知道,太阳对于茫茫宇宙来说只是沧海一粟,一颗非常普通的恒星而已。不过,在太阳周围,还活跃着不少恒星。目前,太阳正穿越     

不识宇宙真面目 只缘身在宇宙中

远古人类认为自己居住在无边无际的平台上。到了公元前四世纪的时候 ,亚里斯多德注意到海上航行的船只不是变得越来越小 ,而是在地平线上沉了下去。因此他推断 :地球必定是圆的。这是有史以来人类最伟大的智力成就之一。斗转星移 ,人们不断发现行星、星系和宇宙的种种奥秘。但有一个基本问题至今仍未找到答案 ,那就是我们身居其中的宇宙到底是什么样子 ?随着天文观察的进展 ,宇宙形状的可能性范围逐步缩小。数学家已证明只存在 1 8种欧几里得三维流形 ,宇宙形状是其中 1 0种欧几里得三维流形之一。拓扑学与各种面数学家在讨论宇宙形状时是指…     

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。 …