科学从相对论到引力波,百年宇宙发展史,宇宙比任何人想象的都要神秘( 四 )


科学从相对论到引力波,百年宇宙发展史,宇宙比任何人想象的都要神秘
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自从首次发现以来 , 已经发现了十多个类似的事件 , 从而开辟了一个新领域 , 探索太空本身的动态 。 一个事件具有特殊的天体物理学意义 , 因为它标志着两个脉冲星的合并 。 与黑洞合并不同 , 这种碰撞是两个超稠密恒星之间的飞溅 , 产生一束光 , X射线和伽马射线 。 这一发现填补了弗雷德·霍伊尔1957年经典著作中的空白 , 作者已经解释了太空中许多元素的成因 , 但却为金元素的形成感到迷惑 。 在1970年代 , 科学家推测 , 与脉冲星假设的合并有关的奇异核过程可能起到了作用 , 现在 , 此理论已得到证实 。
尽管在过去的百年中 , 天文学取得令人难以置信的进步 , 但与现在相比 , 我们现在所面临的问题也许更多 。
暗物质 , 在20多年前科学家就预测暗物质的性质和起源 。 但是 , 暗能量却是另一回事 。 1998年 , 当研究超新星的距离和速度的研究人员发现宇宙膨胀实际上正在加速时 , 暗能量进入科学家的视野 。
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两个星系彼此之间的空旷空间中似乎被一种的神秘力量所淹没 , 该力将星系推开 , 使其彼此远离 , 这种力后来被称为暗能量 。 到目前为止 , 科学家对暗能量一无所知 。 研究弦论或环量子引力的理论家正在解决这一挑战 , 但是这种现象似乎还远未能通过任何实验得以解决 。
然而 , 好的一面是 , 可以解释宇宙真空中能量的理论也可能对我们宇宙的开始产生深刻的见解 , 量子涨落可以撼动整个宇宙 。
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这使我们面临另另一些主要问题:宇宙是如何开始的?是什么引起了开始我们宇宙的大爆炸?我们宇宙大爆炸可能只是广阔群岛中的一个时空岛 , 而在许多群岛中也发生一个大爆炸 。 如果这个假设是正确的 , 那么不同的大爆炸可能会有所不同地降温 , 从而导致每种情况下的独特物理定律即“多重宇宙” 。 一些物理学家讨厌多元宇宙的概念 , 因为这意味着我们永远不会对控制我们的物理定律的基本数字进行简洁的解释 。
那么我们这个宇宙或多重宇宙将会发生什么呢?在即将到来的更冷 , 更空的宇宙面前 , 星系将加速消失 , 质子可能会腐烂 , 暗物质颗粒可能会被歼灭 , 黑洞蒸发时偶尔会出现闪光 , 然后消失 。
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这个可能的未来基于暗能量保持恒定的假设 。 但是 , 如果它衰变了 , 则宇宙可能会自身收缩 , 从而产生“重大危机” 。 或者 , 如果暗能量增强 , 那么当星系 , 恒星甚至原子被撕裂时 , 就会出现“大裂痕” 。
还有一些更重要的问题是 , 人类发现的一些新星球上都有生命吗?还是地球只是宇宙的幸运儿?到目前为止 , 宇宙学和天体物理学计算得出95%的概率存在外星生命 , 地球只是唯一的概率还不到5% , 科学家希望这种平衡将持续下去 。 哈勃(Hubble)在1930年代写的话今天仍然是一个很好的格言:“直到地球资源资源用尽 , 我们才需要转到梦幻般的投机领域”
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在过去的近百年中 , 有许多特别令人振奋的时代 。 1920年代和1930年代 , 当我们意识到宇宙不仅仅局限于银河系 , 以及1960年代和1970年代 , 当我们发现不符合经典物理学的天体 , 例如中子星和类星体 , 以及有关宇宙微波背景下时间开始的线索 。


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