大爆炸之前

前大爆炸时期是存在的。大爆炸并不是时间的开始，而是宇宙历史中的一个转折点。 大爆炸之前宇宙是什么模样？若你问宇宙学家，他们通常会搪塞说，这个问题没有意义。如著名的天体物理学家霍金对此总是问道，“北极之北是什么地方？”按现代宇宙学的主流思想，大爆炸意味着宇宙的真正开始，空间和时间由此进入存在，决不会有“之前”这个问题。 但有一位物理学家敢于挑战这个问题。若他正确，那么在大爆炸之前，宇宙已经历了一个不可想象地久长的时期。欧洲核子研究中心（ＣＥＲＮ）的Ｇ·范纳齐奴说，“大爆炸远不是时间的开始，它仅是宇宙…     

科学信息

有关“大爆炸”的新探索诗人总认为日月是永恒的,可是宾夕法尼亚大学的物理学家布卢门说,事实并非如此。根据传统的理论,正在日益膨胀的宇宙的未来是由组成宇宙物质的多少决定的。如果数量少,宇宙就会由膨胀、到冷却,最后到衰竭;如果数量大,引力会引起宇宙的崩溃,产生另一起大爆炸,继而又膨胀。     

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     

一位命名"大爆炸"、但又反对"大爆炸"理论的天体物理学家弗雷德·霍伊尔

弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle,见图)是20世纪后半期最富于创造力、但也是最有争议的天体物理学家;他帮助解释了重元素的起源,而且取名为"大爆炸",以此嘲笑他激烈反对的关于宇宙起源的理论.弗雷德·霍伊尔不久前在他长期居住的英国伯恩穆思去世,享年86岁.     

一个痴情于科普创作的人

初识建一先生是在书中。他在《自然物质的变化》这本书中对“恐龙灭绝、古猿变人、生命演化规律、大陆漂移假说、通古斯大爆炸、地球冰期说、宇宙黑洞”等17个生物学、物理与天文学、地球科学方面的自然现象,提出了自己的见解。笔者曾就科普创作的一些问题与建一先生通过电子邮件进行交流,对建一先生有了初步的了解。     

宇宙弦与宇宙结构

在遥远的古代,人类就试图弄清恒星在空间的分布方式。以现代观测手段为基础的宇宙学理论已能解释宇宙的演变过程,所谓宇宙“大爆炸”模型就是一个非常成功的理论。该理论认为所有物质和能量曾集中在一十时一空点内,随后才膨胀成今天这个样子。大爆炸模型对于为什么其它星系正在远离我们提出了解释,该模型还预言整个宇宙充满了一个低温微波辐射,     

暗物质问题

宇宙学家告诉我们:90%甚至更多的宇宙质量可能是看不见的.因为关于大爆炸的爆胀方案的诱惑力,理论物理学家们正奋力从事关于奇异粒子大有希望的事业,试图同时解释所谓“遗漏质量”以及星系形成这两个问题.“遗漏质量”一词是一个不恰当的名称;究竟是“遗漏光”还是“隐质量”呢?除了在相关的论文中讨论过的宇宙“暗物质”问题之外,至少还有两个暗物质问题与星系系统相关联. Jack Hills坚持认为,银河平面内很多质量处于“灰”矮星形式,它们是低发光强度与低质量的固体.附近恒星动力学表明:银河平面内的全部质量大于观察到的重子质量.除了恒星及由气体和尘埃组成的星际物质之外,Hills认为,木星大小的朦     

测量角度下的平行宇宙

从测量的宏观、微观两个角度分别引出平行宇宙的概念。从宏观的角度,回顾了古代由于恒星视差的消失引起的恒星测距的难题。介绍了近代的标准烛光测量法、哈勃的宇宙尺度红移测量法,以及大爆炸宇宙假说战胜稳恒态宇宙假说。最终,由宇宙暴胀理论引出第一层平行宇宙和第二层平行宇宙。从微观的角度,由牛顿炼金术的失败引出4种基本力和量子力学。介绍基本粒子的测量不确定性以及薛定谔提出的波函数。对波函数诠释的主流思想是标准的哥本哈根解释,而埃弗雷特特的平行宇宙解释引导出的第三种平行宇宙,即量子力学的平行宇宙,目前逐渐被广泛地接受     

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.     

宇宙如何起源?

热大爆炸宇宙学取得巨大的成功,它所预言的哈勃定律、宇宙微波背景辐射和轻元素丰度等都得到了观测的广泛证实.但是热大爆炸宇宙理论自身有着无法解释的疑难问题,比如宇宙空间平坦性问题、视界问题等.为了解决热大爆炸宇宙学的诸多疑难问题,一个最简单经济的方案是在宇宙热大爆炸前发生一段由真空能推动的宇宙近指数膨胀的宇宙演化过程,即宇宙暴胀.事实上,发生在宇宙极早期的暴胀过程不仅可以合理地解释所有这些热大爆炸宇宙学中的疑难问题,而且起源于暴胀期间的量子扰动自然地提供了宇宙晚期结构形成所需的原初密度涨落.反过来,探测宇宙微波背景辐射微小的各向异性和宇宙结构成了探索早期宇宙暴胀物理过程的关键手段.尽管现有的大量宇宙学观测强有力地支持暴胀宇宙学,然而当前在宇宙大尺度上似乎依然存在一些偏离标准暴胀宇宙学预言的迹象,这些迹象可能暗示宇宙在极早期暴胀前还经历了一段收缩过程.     

无尽无休的众多宇宙

就在短短的几年前,科学家们还认为他们已经搞清了宇宙的起源。他们断定宇宙起源于大爆炸——大约100亿至150亿年前一个密度无穷大的时一空点的爆炸。宇宙学家对宇宙的形状知之不多;他们争执不下的是宇宙的大小和宇宙的命运,但对一个很基本的论点却并无异议,即我们所处的宇宙是唯一的宇宙。如今连这一信条也发生动摇。莫斯科莱贝德夫物理研究所物理学家安德烈·林德极力主张“宇宙”实际上是     

大爆炸理论受质疑

“大爆炸”这个术语已经收集在标准的科技词汇中。但在40年代中第一次作为新术语使用时受到了人们的讽刺。当时认为宇宙实际上有一个开端的说法似乎非常古怪,特别是因为当时几乎没任何事实根据来支持这一学说。然而,在60年代末,几乎所有的天体物理学家都相信,宇宙是在一次巨大的爆炸中诞生的。对此持怀疑态度的人们被冷落了。但在最近几个     

时间的起始

不要问大爆炸之前发生了什么，时间和空间是在一瞬间突然产生的旧而提出那样的问题并不恰当。但是是什么使大爆炸得以发生，物理定律又是从哪里来的？科学能解释宇宙如何创生吗？即便是对这种科学机制的一些建议，都引起社会各界的愤怒反响。宗教界人士把这类意见看作是最后抛弃上帝和造物主的一个步骤；无神论者为此同样表现出震惊。因为宇宙突然从无产生这样的概念，在他们看来有基督从无中创世之嫌。对这种愤慨的一般感触，作家F·韦尔登作了很好的表述：“谁去关心大爆炸之后半秒钟的事！”1991年她在一家报纸上撰文攻击科学的字宙学。…     

宇宙诞生之初的壮景——访中科院北京天文台李竞研究员

记者:不久前,1992年4月23日,美国加州大学劳伦斯·伯克利分校的天体物理学家乔治·斯穆特宣布,他们利用“宇宙背景探测器”发现了宇宙背景辐射中存在波动现象。美国科学家对这一发现评价极高,称它是科学界最重大的发现之一,并说“如果它是真实的,毫无疑问应考虑授予诺贝尔奖。”李竞(中科院北京天文台研究员):我已从广播、电视得到这一信息。但是,还没有见到正式发表的论文。我们暂且从科学新闻的角度谈论这件事。讨论宇宙背景辐射的波动问题,必须先了解热大爆炸宇宙学。记者:热大爆炸宇宙学是本世纪40年代由伽莫夫等提出的,今天它已成为现代宇宙学中一种影响最大的学说。     

捕捉“上帝粒子”:一场人类智慧的接力赛

对粒子物理学家们来说,证明希格斯玻色子的存在固然皆大欢喜,证明希格斯玻色子不存在也同样可喜可贺,因为真相的出现就是胜利……"缺席"的玻色子宇宙大爆炸理论虽然相对合理地解释了有关宇宙起源的种种困惑,但对宇宙中的物质如何演变,恒星和星系如何形成则要仰仗经典力学理论的帮助才能予以回答。当年牛顿看见苹果从树     

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.     

可取代人择原理的宇宙自然选择理论

为什么宇宙会具有目前已测知的那些基本常数值?对此,美国宇宙物理学家迪克曾提出“人择原理”来解释。他认为:如果宇宙的基本常数偏离目前所测知的数值,则不能产生恒星,不能产生重元素,也就不能产生生命,当然更不能出现人类;因为人类出现了,故而人类去测知的宇宙常数当然只能是这样一些取值。人择原理与其说足科学原理,     

太空：物理学的新实验室

物理学家和宇宙学家正在组织规划一些新的科学实验。虽然目前尚处于设想阶段，也是他们仍希望从大爆炸的遗迹和当今宇宙的高能角落里找出基本的物理规律——     

在宇宙大爆炸的三分钟里奠定宇宙的基础

二十世纪四十年代末创立的爆炸学说一百几十亿年前,我们的宇宙在宇宙大爆炸中诞生了。在宇宙中没有中心,也没有边缘,因此这次大爆炸不是在空间的某一点发生,向压力低的周围扩散的所谓爆炸。具有讽刺意义的是,“宇宙大爆炸”这个名字是倡导稳恒态论,长期与宇宙大爆炸论争论不休的波义尔开始使用的,由于这个名字贴切地表达整个宇宙在凝缩到一点时突然劈裂的概念,因     

空间错落有致

在科幻作品中但凡涉及到有关时空的问题,总是会有一些令人激动的 话题的。比如说时光倒流,比如说空间移动,再比如黑洞、奇点以及时空的互 换,等等。根据国外理论物理学家近年来提出的观点,认为所谓“时间旅行” 完全可以在不违背相对论的情况下得以实现——不过却有可能因为与热力 学第二定律相抵触而告失败;然而所谓“高维空间移动”的假说,却在现代天文学、宇宙学当中找到了自己合适的位置:只要我们所生活的宇宙真是弯曲的三维空间,人类就有可能找到一条穿越距离的捷径,诸如“虫洞”之类的理论为我们在宇宙中画出了比直线更直的线。 本文的构思就是源于“高维空间移动”这一假说的一种幻想,当然由于情节的需要使上述假说更加具体化了。不过故事的背景不是浩瀚的如尘繁星,而是美丽的大学校园;从事研究的也不是著名的大科学家,而是几名普普通通的大学生。 不过有一点需要提醒读者注意,这部作品的内容虽属幻想和虚构,但毕竟是科学幻想,与那些所谓“特异功能”“意念移物”之类的说法完全是两回事。