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把手伸到宇宙外面

在所有的自然科学中,宇宙学是最吸引公众的学科之一。康德说过:“有两种事物,我们愈是沉思,愈感到它们的崇高与神圣,愈是增加虔敬与信仰,这就是头顶上的星空和心中的道德律。”康德所指的星空,就是我们今天所说的宇宙。$$ 在美国,大爆炸这个名词家喻户晓,因为大爆炸从1960年代以来被确立成现代宇宙学的规范。近年来,暗物质和暗能量也成为流行语,至少在公众科普媒体上是这样,虽然这些名词所对应的科学概念仍是宇宙学家们的热门研究对象。宇宙正在加速膨胀,如果宇宙一直这样加速膨胀下去,宇宙的未来就是死寂,这些信息的传播会引起越来越多的公众不安。$$ 记得我最初接触到宇宙学的时候,我深刻怀疑大爆炸到底是不是我们对宇宙学的最终认识。作为学生的我当时想,我们凭什么就敢将我们目前掌握的物理学知识应用到无所不包的宇宙中去?我们凭什么假定在100亿年前宇宙中的物理学规律就像我们现在获得的那样,从而推测出宇宙即使在那个时候也是一直在膨胀着,所...  (本文共3页) 阅读全文>>

权威出处: 南方周末2008/03/13
《科学大观园》2017年24期
科学大观园

窥探宇宙冷斑之谜

如想一窥宇宙中最古老的光,只需要调节老式电视机,让它偏离频道就行:屏幕上那些跳动闪烁的小雪花,就是被宇宙光子无休止地轰击的结果,这些光子诞生于大概138亿年前。它们在空间中向着四面八方均匀运动。这些平均温度为2.7开的光子构成了弥漫在整个宇宙中的辐射,被称为宇宙微波背景辐射(CMB)。这些光子的年代久远,因此CMB二维图人们被称为宇宙的“婴儿照”,它为我们开启了一扇窗户,供我们追溯已演变成今日世界的宇宙的原初状态。但宇宙的婴儿照有不完美的地方,物理学家们一般会把这些瑕疵称为反常现象,因为它们无法用标准的宇宙学理论来解释。最为反常是在2004年发现的,当美国航空航天局的威尔金森微波辐射各向异性探测器绘制的CMB图上,有块约有20个满月排列起来那么宽的天区,来自这个天区的远古光子,温度低得不同寻常。科学家把这个区域命名为“冷斑”。冷斑并不是婴儿照的美人痣:对有些人来说,它可能破坏了CMB壮丽对称性的丑陋瘢痕,但对另一些人而言,这反而...  (本文共3页) 阅读全文>>

《国际学术动态》2001年01期
国际学术动态

天体粒子物理和宇宙学暑期讲习班

国际理论物理中心(I CTP)举办的天体粒子物理和宇宙学署期讲习班于2000年6月10~30日在意大利Trieste市阿布达斯.萨拉姆国际理论物理中心举行。 主要活动和日程安排:学术活动主要为天体粒子物理和宇宙学各领域的专家的学术讲演。每人的讲演分为3~5部分,不同题目相互穿插,还有学术讨论6次。此外,在晚上为与会者安排了几次报告。有几十个国家的150余人参加了这次讲习班。下面是讲演题目与讲演者:宇宙线(G.5191),核合成(G.Steigman),暗物质与粒子物理(A.Masiero),有限温度场论和相变(M.I,ombardo),暗物质:天体物理(U.S...  (本文共1页) 阅读全文>>

《人民论坛·学术前沿》2017年05期
人民论坛·学术前沿

哈勃参量:当前宇宙学研究的重要战略方向

引言二十一世纪,宇宙学进入精确宇宙学时代。2010年末美国《科学》杂志评出的“十年领悟”(Insightsof the Decade)中,精确宇宙学高居第二位。然而,二十一世纪以来,宇宙学研究领域仍然存在着“3朵乌云”:暗能量(dark energy)、暗物质(dark matter)和黑暗时代(dark age),即3D宇宙(3Duniverse),其中暗能量位居榜首。美国在2010年8月发布的“10年天文发展规划”中把大视场红外巡天望远镜(WFIRST)确定为最优先发展的项目。WFIRST的首要科学目标是研究暗能量,其中涉及到重子声学振荡(Baryon Acoustic Oscillations:BAO)、遥远的超新星(SN)和弱引力透镜(WeakGravitational Lensing:WL)等宇宙学研究方向,在国际上掀起了新一轮宇宙学研究热潮,尤其是暗能量研究的热潮。精确宇宙学的关键在于精确地限制各种宇宙学参量,尤其是...  (本文共13页) 阅读全文>>

《雷锋》2016年Z1期
雷锋

懂点“宇宙学”有好处

最近,有门新学科问世,名曰宇宙学。虽然宇宙学这个词诞生不久,但人们对宇宙的研究已有几千年了,给我们留下许多有益的启迪。宇宙学指出,大爆炸炸出五彩缤纷的宇宙。一听说大爆炸,就把人吓一大跳,想想吧,火光冲天、浓烟滚滚、山崩地裂、日月失色、房倒屋塌、死伤无数——无缘得见宇宙大爆炸,但人们见过“9·11”之类的大爆炸。反正不是啥好事,但再转念一想,好山好水、奇花异草、美女帅哥、飞机汽车等等,从根上来说,都拜140亿年前宇宙大爆炸所赐,都是大爆炸的间接产物,没有大爆炸就没有这一切。这算不算“坏事变好事”,算不算“不破不立”“凤凰涅磐”?所以,没事别惹事,有事不怕事,争取坏事变好事,也是宇宙学给咱们的一点启示。宇宙学认为,黑洞能吞噬一切。黑洞是由恒星在燃料耗尽后,发生引力坍缩产生的。其质量极其巨大,体积却十分微小。它产生的引力场极为强劲,以至于任何物质进入到黑洞内,便再无法逃脱,甚至光也逃逸不出。联想起来,人身上也有“黑洞”,或贪婪、好色,...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 《雷锋》2016年Z1期
《飞碟探索》2016年01期
飞碟探索

拥抱夸克时代

对物质寻根究底是宇宙学家一直在做的一件事。他们一直想知道,创生大爆炸后出现的物质究竟是什么形态。科学界迄今还不能制造如此高的能量,以创造最初的物质。一些科学家开始放慢脚步,去追踪已知基本粒子的底细。我们现在知道,基本粒子有很多种。本文要说的,是组成物质(指化学元素,如氢、氮……)的基本粒子。这也是古代哲学家的话题,可以追溯到很久以前。约公元前450年,古希腊哲学家德谟克利特说,世界上的一切物质皆由一些极微小的基本粒子组成,他称此为原子,而原子就不能再分下去了。近代物理学也把原子作为物质的最小单位,并认为它由原子核和电子构成。20世纪30年代,人们了解到原子核内还含着质子和中子。彼时,人们把这些粒子称为基本粒子。20世纪60年代,科学家在一系列实验中感到质子可能有内部结构。在高能电子的轰击下,质子内部的电荷具有一定的分布图,其半径在0.7×10-13厘米的线度上。1964年,盖尔曼和茨威克正式从理论上计算出这种深层次物质的存在,将...  (本文共3页) 阅读全文>>