“开放宇宙”的一个新的实验证据

宇宙是开放的还是封闭的?这是一个多年来天文学中一直激烈争论的同题。只靠建立在引力理论基础上的宇宙学,无法从理论上加以回答,因为同时存在“开放宇宙解”和“封闭宇宙解”。但是,如果能从实验上证实宇宙中存在足够多的质量,那末根据宇宙学理论,这些质量所产生的引力,经过从现在起几十亿年的变化后,将把所有物质拉在一起以形成封闭宇宙。即由于引力作用,将使大爆炸后向外冲出的物质速度减慢,最后宇宙将依靠自身而开始收缩。     

125年历程的回顾

１２５年历程的回顾Ｎａｔｕｒｅ杂志为庆祝其创刊１２５周年，在去年１１月３日一期以较大篇幅，刊出一组总标题为“未知的领域”（ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｏｆＩｇｎｏｒａｎｃｅ）的文章，从宇宙学、粒子物理学、生命科学、天文学等角度概述已有的成绩，分析面临的诸多未解...     

创世大爆炸前发生了什么?

犹如一场垒球比赛,三击不中即为出局,九局便结束一场比赛。宇宙也有它自己的比赛时限,不过它没有场外的记时员而已。从奥古斯汀(Augustine)以来的思想家都曾说过,空间和时间是组成宇宙的两大部分,除此之外别无其他。 爱因斯坦相对论在解释犹如时空几何学上的“弯曲”的地心引力时,已经预见到20世纪天文学中的一个基本事实,即宇宙的膨胀。宇宙学家通过像电影回放那样向后     

现代自然科学中的天文学

在最近由中国天文学会主办的“90年代天文学”学术报告会上,中国科学院学部委员、我国著名天文学家王绶琯教授,作了题为“进入90年代的天文学”的综述性报告。这篇报告分四大部分,分别以“现代自然科学中的天文学”、“近代天文学史上的三次飞跃”、“在进入90年代的天文学前沿上”和“关于90年代中国天文学的一些思考”为标题,从天文科学的研究对象、方法和特点,近代天文学的重大进展和当代天文学的前沿课题,一直谈到我国天文学研究的发展策略,高瞻远瞩,纵横捭阖,为我们勾勒了一幅现代天文科学的“宇宙全景”。全文共约2万5千字,本刊拟分4次刊出,每次一大部分,就以各部分标题为篇名。请注意顺序阅读。     

当代天文学中的学科交叉及其在实际应用中的功能

(一)从历史一例看天文学的实际应用在自然科学的分工里,“数、理、化、天、地、生”中的“天”,是相对于“地”而言的。天文学的研究领域是远离地球而为人类主动影响所不能及的大千世界。远离地球就远离实际,因而从“务实者”的角度看来,天文学是一门不着边际、“为科学而科学”的行当。然而,翻开中国的自然科学史,天文学却     

早期宇宙

《早期宇宙》一文综述了理论物理学和高能粒子物理学两者在宇宙学研究上的最新进展,由作者在一次有国际上的宇宙学家和高能粒子物理学家共同参加的探讨“早期宇宙问题”会议的基础上撰写而成。     

充满活力的空间天文学

以人造卫星上天为标志而兴起的空间天文学,是继十七世纪伽里略开始的光学天文、二十世纪四十年代诞生的射电天文之后,天文学发展的又一个里程碑,它给古老的天文学带来崭新的面貌,使天文学产生一次新的飞跃. 空间天文学是在大气外层空间探索宇宙奥秘的.这种独特的天文观测环境使它具有地面天文观测所无法比拟的优越性.它突破了地球大气的屏障,直接探测天体的辐射、宇宙高能粒子和行星际介质样品,开拓电磁波的观测波段,使天文学有可能进入全波天文时代. 这种内在的优越性使得空间天文学在其发展过程     

欧洲天文学“路线图”确定

由欧洲国家参与的欧洲天文网络（ASTRONET）启动了一项雄心勃勃的计划——即在未来的20年里优先支持一些天文学项目，旨在保持欧洲在天文学领域的领先地位。ASTRONET成立于2005年．目的是把欧洲的天文学界联合起来，效仿美国国家研究委员会（NRC）的天文学和天体物理学“十年规划”（已经进行了5次），计划打造了一份属于自己的未来天文学发展“路线图”。     

宇宙演化探索的科学意义

倘若把广义相对论喻作由许多宝石镶嵌成的漂亮皇冠，那末这皇冠折射出的闪烁光芒就幻化为现代宇宙学的一轮又一轮美丽光环，令人目眩神驰。玻恩言道：“广义相对论的重要性见诸于：它在宇宙学里掀起了一场革命：”这场革命导致相对论宇宙观“深入人类思想的基本概念结构”；当然，此观念是相对论时空观的延续和拓宽：     

宇宙加速膨胀助力三位科学家荣获诺奖

十三年前,天文学家和物理学家各自发现了斯塔克效应:浩瀚宇宙就像一个巨大的充气球,正在加速膨胀。当时许多科学家都认为,星系引力一定会使宇宙扩张速度放缓。如今,两个研究小组却因其戏剧性的观测,分享了2011年度诺贝尔物理学奖。他们的发现改变了人们在天文学、宇宙学和粒     

解读宇宙的起源——2006年诺贝尔物理学奖简介

2006年度诺贝尔物理奖授予了在宇宙学研究领域取得杰出成果的美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特。他们发现的宇宙微波背景辐射的黑体谱和各向异性强烈地支持了大爆炸宇宙学模型并开启了“精确宇宙学”时代的大门。COBE之后宇宙学研究取得了一系列重大的进展。近年WMAP、SDSS等天文观测更加坚实有力的支持了大爆炸宇宙学模型,并对物理学提出了一些重大的、尖锐的挑战,诸如什么是暗物质?暗能量的物理本质是什么?     

美哉物理(十五)宇宙演化探索的科学意义

倘若把广义相对论喻作由许多宝石镶嵌成的漂亮皇冠,那末这皇冠折射出的闪烁光芒就幻化为现代宇宙学的一轮又一轮美丽光环,令人目眩神驰。玻恩言道:“广义相对论的重要性见诸于:它在宇宙学里掀起了一场革命。”这场革命导致相对论宇宙观“深入人类思想的基本概念结构”;当然,此观念是相对论时空观的延续和拓宽。科学家对宇宙整体时空结构和宇宙演化的八、九十年探索,为现代宇宙学注入了丰富的真理素养和臻美意念,使其具有深厚的科学意义,并成为当代科技最具魅力、最有发展前途的前沿领域之一。茫茫玉宇谁主沉浮宇宙是个神秘的研究对象。任何…     

首例引力波探测事件GW150914与引力波天文学

100年前,爱因斯坦从广义相对论出发,在理论上预言了引力波的存在.自20世纪60年代开始,科学家开始试图在实验上检测来自不同天体物理过程和宇宙学演化过程的引力波信号.经过了50多年的努力,位于美国的LIGO引力波探测器在2015年9月14日终于首次直接探测到了双黑洞合并的引力波信号,为人类的天文学研究打开了一扇全新的"引力波窗口".可以预见到在不久的将来引力波研究会从各个不同的引力波频段上探索宇宙的未知信息.本文从引力波的物理内容、空间和地面的探测手段及噪声限制、引力波在天体物理学等方面的可预见的科学产出、国内和国际上在这个研究领域的最新发展动态等方面,对引力波天文学做了简单的综述和讨论.另外,本文还就LIGO的首例引力波直接探测事件GW150914及其背后的双黑洞合并的物理过程做了一定的介绍.     

中国古代历法与星占术——兼论如何认识中国古代天文学

引言在中国古代天文学中,历法占有极其重要的地位,这一点为专家们所公认:“它包括中国古代天文学的许多重要内容.它的发展是中国天文学史的一条主线.”有的论述更为直截了当:“中国古代天文学史,实际上可以说就是历法史.”而历法的产生和发展是为了服务于农业生产,这个观点也是长期以来众口一词,从无异议的.这就与恩格斯《自然辩证法》中的一句话相得益彰了:“首先是天文学——游牧民族和农业民族为了定季节,就已经绝对需要它.”中国古代天文学同样被纳入了这一模式,历法为农业服务这一观点因而更显得根据十足     

编后

在整个人类文明中,最令人着迷的问题大概要算宇宙的创生了.宇宙学很象考古学,考古学家根据大量化石和零星的“遗迹”复制出人类远古时代的模型,宇宙学家则致力于探寻宇宙早期自然过程所留下的“遗迹”,并以此推断出宇宙早期结构.那么宇宙创     

八十年代的天文学研究

天文学正处于黄金时代。1960年以来的新发现有:类星体(1963),宇宙微波本底辐射(1965),脉冲星(1967),中子星双星(1970),射电源的超亮膨胀(1971),日冕穴(1973),双脉冲星引力波辐射的证明(1974),异常太阳中微子流(1976),超γ射线爆发(1979)和引力波透镜(1979)。现在利用射电、红外线、紫外线、X 射线和γ射线方法已有可能研究单由光学天文学所不能及的现象。物理学在提供发展技术和天文学理论框架两方面起着日益重要的作用。现今,原子、分子、原子核和等离子体物理在解释天文学数据方面已是不可缺少的工具。宇宙学和超密组态的研究亦以广义相对论和基本粒子物理为依据。美国科学院天文观测委员会预期在八十年代:     

探索引力和宇宙学奥秘的"启明星"--访翟向华博士

在我翻阅 2 0 0 2年度上海科技启明星入选名单时 ,有几个让我眼睛一亮的名字 ,翟向华就是其中一个。小翟与我并不陌生 ,早在上世纪 90年代初 ,《世界科学》天体物理学、宇宙学等栏目的译者一栏里就时常可见翟向华的名字。我从当时任华东理工大学理论物理研究所所长的李新洲教授那里得知 ,翟是他的学生(后为同事 ) ,是一位难能可贵的对物理学、宇宙学有兴趣、有悟性 ,愿意以此为业的青年女性。此次小翟以“谱采他函数在引力和宇宙学中的应用”申报启明星计划 ,一路过关斩将 ,最终榜上有名 ,获得资助 ,可见她潜心于引力和宇宙学方面的研究又有…     

读者来信

编辑同志: 您好。在1987年3期贵刊的210页上看到《天文学发展30年(封三说明)》一文,其中“天文学在过去30年中有下列大发展”的最后一句“1986年……哈雷彗星核飞近乔陶(Giotto)星”整个从科学意义上弄错了。“乔     

我国天文建设策略的探索：从LAMOST方案谈起

《自然杂志》于1992年连载了笔者对于当前天文科学发展的探讨文章。标题分别为“现代自然科学中的天文学”、“近代天文学史上的三次飞跃”、“在进入90年代的天文学前沿上”和“关于90年代中国天文学的一些思考”。本文拟借助我国天文工作者最近关于“九·五”期间大型天文设备建设——LAMOST方案的提出及其形成过程,来讨论我国天文建设的策略。关于LAMOST(大天区面积多目标光纤光谱望远镜酌简称)方案的思考和建构,反复经历10年,参加的同志前后近20人,参加者从不同专业、不同研究领域出发,切磋琢磨,求同存异,逐渐地汇聚到了共同点。正因为参加者的出发点不同,才可能集思广益,才可能从不同出发点走向共同目标,才可能从不同思想、不同方法在前进中磕弹转并,并取得共识。在这里,笔者所要叙述的,凡有关LAMOST的特点,包括结构、性能、功用及设计过程等,都将是客观的报道,而关子天文策略的思考和体会,则纯属个人的主观发挥。     

诺贝尔奖中的天文之“星”

不久前,曾经有人问我:“李老师,诺贝尔奖中好像没有天文学方面的单项奖,那么天文学方面取得的重大成果如何来奖励呢?”我回答说:“诺贝尔奖中当然包括天文学部分,只不过没有设立天文学单项奖,而是归在诺贝尔物理学奖中。”由此看来,应该有很多人都不知道天文学与诺贝尔奖的关系,而天文学又是大家(尤其是青少年)非常感兴趣的一个科学领域,所以下面我就介