宇宙是怎么形成的,是怎么运转的;关于宇宙哪些是我们知道的,哪些又是我们不知道的;了解宇宙、掌握一种“宇宙学视角”,究竟对我们有什么用。
一、物理规则在整个宇宙中都是适用的1.牛顿的万有引力定律不仅仅适用于地球,也适用于整个宇宙。不仅万有引力是这样,科学家通过分析太阳的光谱,发现构成宇宙中物质的元素,和地球上几乎是一模一样的。这也就是说,物质和物理定律在整个宇宙中普遍适用,我们可以用物理定律计算宇宙的起源。2.宇宙起源于夸克和反夸克湮灭后留下的正夸克。如果每个人都是早期宇宙中的一个正夸克,相当于今天活着的全体中国人中,只有一个人能幸存。所以可以说,构成我们身体的、周围环境的每个原子都是幸运的,因为原子身上的每一个质子、中子、电子,都是正反物质湮灭中十亿分之一的幸存者。3.“宇宙微波背景辐射”是光子变成微波之后,遍布于整个宇宙的状态。这可不是最近的新发现,在二战时期,美国物理学家仅仅使用当时已知的三个理论,便预言了微波背景辐射的存在,并且计算出了非常接近事实的结果。4.“宇宙微波背景辐射”带来的是宇宙刚刚产生38万年时候的信息,我们可以据此推测当时的物质在宇宙的分布情况。再根据这一点,我们就可以推测宇宙现在的物质是怎么分布的,宇宙的未来将会怎么演变。二、人类科学家目前为止仍不太了解暗物质1.天文学家兹威基和鲁宾先后发现,有些星系中行星的运动速度快得不合常理,而星系中又没有那么多引力支持,这就好比,你发现邻居不怎么出门,每次出门却只买了一点点食物,唯一的解释是他家里有其他食物。由此,科学家发现,宇宙中存在着大量的、我们观测不到的暗物质。2.银河系整个星系被一层厚厚的暗物质包围。暗物质在星系中间比较浓,远离星系的地方慢慢变淡。因为我们的太阳系只是整个星系中间的一小块区域,运动不会受到暗物质影响,所以我们感觉不到。3.暗物质既不是黑洞,也不是气体云,更不是流浪行星,科学家在上天入地寻找暗物质,但却一无所获。不过科学家发现,正是由于暗物质的陪伴,平衡了宇宙大爆炸的膨胀,让宇宙变成了现在这个样子。三、宇宙不是永恒不变的,有开始就有结束1.爱因斯坦提出的“广义相对论”,主要意思是说,大质量的物体改变了它周围空间的弯曲程度,其他物体根据感受到的弯曲空间运动,引力通过空间传递。因为引力是一个可传递的东西,广义相对论马上就预言了“引力波”的存在。年,物理学家们果然观测到了引力波。2.爱因斯坦认为宇宙是静态的,因此在引力波方程式中加入了一个“宇宙常数”。哈勃用天文望远镜发现了“红移”现象,发现星系都在离我们远去,验证了宇宙膨胀这一现象,这就证明爱因斯坦错了。3.我们这个宇宙现在的全部能量中,寻常的物质只占大约4%,暗物质占26%,暗能量占70%。暗能量提供了一种真空中的斥力,但是我们完全不知道它的物理机制,也还没有找到它。4.随着空间越来越大,暗能量越来越多,宇宙膨胀的加速度也会越来越大。这就意味着,远方的星系是以越来越快的速度离我们而去,不可能再回头。物理学家计算,再过一万亿年,除了银河系以外,我们的天空中将再也看不到其他的星星。四、了解天体物理学知识,可以让我们拥有“宇宙学视角”1.泰森认为,了解天体物理学知识,可以让我们拥有“宇宙学视角”。多一种视角,就等于多一种自由度。我们和宇宙是连接在一起的。宇宙非常非常大,但哪怕再遥远,我们每个人跟每个人都有联系。2.有人说天文学令人谦卑,同时也是一种塑造性格的学问。这意味着我们可以意识到,我们不是世界的中心,世界不是绕着我们转的。因为无论我们怎么想象,宇宙都比我们想象的大得多,也因此我们应该学会谦虚待人,孜孜探索。3.地球是浩瀚星系中的一个蓝点,也许我们应该用更加亲切的态度去对待身边的每一个人,同时应该更加保护和珍惜我们的地球,因为它是我们目前所知的、唯一的家。
物理规律在全宇宙都是适用的,由此我们可以计算出宇宙的起源,我们也知道宇宙在加速膨胀;但更多的是我们还不知道的东西,比如暗物质,比如暗能量。了解得越多我们就越发现,宇宙没有义务让我们理解,这就是一种宇宙学的视角,它让我们在看问题时更谦虚,目光更长远,人格上也更自由。
编辑:彭祖
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