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宇宙小知识

发布时间: 2022-04-04 01:59:43

Ⅰ 宇宙小常识!!

在自然科学中,研究地球以外宇宙环境中各种天体的运动、结构、起源和演化的基础学科叫做天文学。它的历史可以追溯到人类文明的萌芽时期。上古时代,游牧民族逐水草而迁徙需要辨别方向,农业民族按时令播种需要确定季节。在年复一年的长期实践中,他们逐渐发现了这些影响自己生活的大事与日月星辰等天文现象之间的密切联系。巴比伦的泥碑、埃及的金字塔、中国殷墟的甲骨文里,都留下了天文学诞生时期的丰富例证。天文学对人类文明的进步一直作出重大贡献。16世纪哥白尼的日心说使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来;17世纪伽利略、牛顿为研究太阳系天体运动规律而建立的经典力学体系,至今仍是现代工程科学(包括宇航科学)的基础,本世纪30年代对太阳和恒星内部结构和能源的研究导致了热核聚变的概念,为人类利用核用能提供了启迪;特别是近半个世纪以来,人类探索宇宙的热情一方面有力地推动了遥测遥控、空间技术、计算技术等一系列高新技术的发展,直接服务于全球通讯、资源调查、气象预报等国民经济部门,而这些技术在天文上的应用则使人们对宇宙的认识突飞猛进,第一次有可能从统一的原理来说明从基本粒子到化学元素、从星系到恒星、从太阳到地球、从原生物到人的长达上百亿年的演化史。
我们所居住的地球是太阳系的一个普通成员。太阳系的中心天体是太阳,它是一个半径约70万公里、表面温度达6000K的气体球,其核心温度高达1500万K,发生着氢聚变为氦的核反应。我们赖以生存的光和热,就是由这种核反应产生的。太阳系有九个行星,依次为水星、金星、地球、火星、木星、天王星、海王星、冥王星。最外面的冥王星离太阳约60亿公里。在火星和木星之间运行着几十万颗小行星。太阳系中质量较小的天体还有彗星和流星。
晴朗夜空中有一条横亘天际的光带,被人称为银河。实际上它是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统,叫做银河系。银河系的发光部分直径约7万光年,最大厚度约二万光年,象一个中央突起四周扁平的旋转铁饼,太阳是银河系中的一颗普通恒星,银河系中有大约2000亿颗恒星,彼此之间相距很远。离太阳最近的比邻星也有4.3光年远,为太阳半径的6000万倍。除恒星外,银河系中还有不少由气体和尘埃组成的团块,称为星云。有的星云含有大量分子,称为分子云,常常是形成恒星的场所。
银河系之外还有数以10亿计的庞大天体系统,与银河系属同一结构层次,统称星系。人类肉眼可见的最远天体一仙女座星系——就是其中之一,它距银河系225万光年,但在与银河系大小相当的星系中还算最近的一个。星系在宇宙中的分布是不均匀的,有的成双,有的成群,大的星系团甚至包含成百上千个星系。有些星系团又聚集成尺度更大的超星系团,在5亿光年以上至目前观测所及的150亿光年之间尚未发现不均匀的迹象。

Ⅱ 宇宙基本知识

宇宙是所有时间、空间与其包含的内容物所构成的统一体;它包含了行星、恒星、星系、星系际空间、次原子粒子以及所有的物质与能量,宇指空间,宙指时间。目前人类可观测到的宇宙,其距离大约为93× 109光年,最大为27,160百万秒差距;而整个宇宙的大小可能为无限大,但未有定论。

物理理论的发展与对宇宙的观察,引领着人类进行宇宙构成与演化的推论。根据历史记载,人类曾经提出宇宙学、天体演化学与科学模型,解释人们对于宇宙的观察。最早的理论为地心说,由古希腊哲学家与印度哲学家所提出。

数世纪以来,逐渐精确的天文观察,引领尼古拉斯·哥白尼提出以太阳系为主的日心说,以及经约翰内斯·开普勒改良的椭圆轨道模型;最终艾萨克·牛顿的重力定律解释了前述的理论。后来观察方法逐渐改良,引领人类意识到太阳系位于数十亿恒星所形成的星系,称为银河系;随后更发现,银河系只是众多星系之一。

在最大尺度范围上,人们假定星系的分布平均,且各星系在各个方向之间的距离皆相同,这代表着宇宙既没有边缘,也没有所谓的中心。透过星系分布与谱线的观察,产生了许多现代物理宇宙学的理论。20世纪前期,人们发现到星系具有系统性的红移现象,表明宇宙正在膨胀;借由宇宙微波背景辐射的观察,表明宇宙具有起源。

最后,1990年代后期的观察,发现宇宙的膨胀速率正在加快,显示有可能存在一股未知的巨大能量促使宇宙加速膨胀,称做暗能量。而宇宙的大多数质量则以一种未知的形式存在着,称做暗物质。

(2)宇宙小知识扩展阅读

性质

宇宙的时空通常以欧几里得的观点解析,也就是三维空间加上时间维度的“四维空间”。时间与空间可结合成一个流形,称作闵考斯基时空;物理学家以此简化了大量的物理理论,并使用更统一的方式,描述包含超星系与次原子层次的宇宙运作机制。

时空的事件并非绝对限定于空间与时间上,而是观测者的已知相对运动。闵考斯基空间非常接近宇宙的无重力状态;广义相对论的伪黎曼流形描述了物质与重力在内的时空。弦理论则假设宇宙存有额外的维度。

在4种基本相互作用中,重力于宇宙中星系与大尺度结构等大规模范围中,具有主导地位。重力的影响可以累积;相对地,正电荷与负电荷的影响则会相互抵消,使得电磁作用于宇宙大尺度结构中的影响力变低。至于弱相互作用与强交互作用的影响力,则会随着距离增加而大幅下降,因此它们主要作用于次原子尺度。

宇宙中有着物质比反物质多的现象,这种不对称可以从CP破坏的观察中得到。宇宙既没有动量,也没有角动量;假设宇宙有限,就会遵循公认的物理定律

Ⅲ 宇宙小知识

宇宙(Universe)是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。是一切空间和时间的综合。一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件。宇宙根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约200亿年。太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/立方厘米,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。 太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。 恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。 星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。

Ⅳ 宇宙科学小知识

1、最新的研究认为宇宙的直径为1560亿光年,甚至更大,可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年。

2、根据可反映星系发展状态的序列号对星系进行了分类,可以粗略地将星系划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种。

5、声热光磁电力运动为核心的事物体系在宇宙结构层所起的关建作用,显示以空间,星分子原子粒子,声热光磁电力运动为体系的产物是形成宇宙物质和时空存在的基本要素。

Ⅳ 关于宇宙方面的知识有哪些

关于宇宙,你必须要知道的一些知识

1、宇宙诞生已有 137 亿年
2、只有四种自然力
3、量子力学整合了三种自然作用力
4、超重力论,在十一维空间统合四种作用力
5、超弦,统合所有作用力和自然律
6、所有理论在奇点处完全失效
7、宇宙是平坦的
8、宇宙年轻的时候是炽热的,并且随着年龄的增长变得越来越冷
9、宇宙的直径超过1500亿光年
10、宇宙没有中心
11、土星可以漂浮在水上
12、你身体的任何一个原子,可能来自于宇宙中任意一个星球
13、太阳的大小约为130万个地球
14、肉眼只能看到5%的宇宙
15、太阳系一直在以着螺旋的方式离开银河系
16、每天都有2750万颗恒星在诞生、消亡
17、哈勃望远镜可以看到130亿年前的光
18、月球的一天是708小时
19、电视出现雪花的时候,便是宇宙的婴儿照,其中的很大一部分就是宇宙背景辐射的信号
20、4亿年前,地球表面全是7米高的大蘑菇
21、宇宙的味道近似于“鸡肉料理味的金属”
22、如果把宇宙的历史浓缩成一年,银河系在5月15日诞生,地球在9月21日开始出现生物,恐龙在12月30日灭绝,12月31号23点59分46秒,人类所有记载的历史,都诞生于此
23、月球的尘埃有毒
24、月球的南极有冰
25、太阳系有1颗恒星,8颗行星,5颗矮行星,178颗天然卫星,3319颗彗星,670452颗小行星
26、地球上所有的人类高达1150亿人
27、银河系在哈勃星系分类中的分类是SB
28、宇宙是有限无边的
29、黑洞有质量,但是没有体积
30、月球和太阳的视角大小几乎一摸一样
31、除了地球和少数星球,其余的星球环境堪比地狱
32、金星一天比地球一年还要长
33、冥王星上的冰比钢铁还要坚硬
34、在太空会长高
35、在太空心脏会变小
36、寂静的太空是没有声音的
37、宇宙有多空旷呢?你在地球上任何一个地方向天空射出一支箭,假设它可以永远飞下去,很有可能永远飞下去而撞不到任何东西
38、银河系正在和人马座矮椭球星系相撞
39、我们喝的水已经循环了几十亿年
40、宇宙不是黑色的,是米黄色的
41、宇宙总能量为零
42、21世纪再也看不到金星凌日了
43、没有夸克星
44、中子星,一个足球那么大就是22000000吨
45、物质的99%都是空的,包括人
46、太阳质量是地球的30万倍大
47、到目前为止,全世界只有三个人在大气层之外丧命
48、木星下钻石雨
49、在2010年4月,无线电天文学家发现一颗来自m82星系的不明天体,这颗天体持续的发出奇怪的无线电波,这是在宇宙中前所未见的事,对此,科学家提出了数个理论,不过至今没有一个理论完全符合
50、再过几千万年就不会发生日全食了
51、月球远离地球的速度和人指甲生长的速度差不多
52、你体内的氢原子几乎都是在宇宙诞生之初形成的
53、大气层的臭氧吸收了99%以上的太阳照射到地球的紫外线
54、人造卫星因为与稀薄的空气摩擦,最终会坠入大气层烧毁,如果没有了大气层,人造卫星将一直运行下去
55、大约45亿年前,一颗火星大小的小行星撞上了地球,迸溅而出的残骸冷却结合形成了月球
56、芬兰有三分之一的国土位于北极圈内,和冰岛同属世界上最北的国家,一年中有两百多个夜晚都能观察到北极光
57、一道闪电能把空气加热到大约5.4万华氏度(3万摄氏度)
58、每年磁极向北移动大约40英里
59、根据你在地球上的位置,你可能正在以每小时超过1000英里(1609公里)的速度旋转
60、由于地球并非正圆球体,所以赤道上的山峰离星星更近
61、极光是高能带电粒子使高层大气分子/原子激发产生的,所以全球只有两极附近的区域能看到极光
62、世界上最干旱的地方并非撒哈拉沙漠而是南极
63、潮汐的涨退会使冰面起伏达12米
64、在北极点,实际上是没有极光的
65、看极光最好的时间是 12 月份到 2 月份
66、极光和季节无关
67、在地球上,午夜12点看不到金星
68、水星看不到流星雨
69、引力波无时无刻不在穿透你的身体

Ⅵ 有关宇宙的小知识

星座的划分
白羊座:3月21日~4月20日 金牛座:4月21日~5月21日 双子座:5月22日~6月21日 巨蟹座:6月22日~7月22日 狮子座:7月23日~8月23日 处女座:8月24日~9月23日 天秤座:9月24日~10月23日 天蝎座:10月24日~11月22日 射手座:11月23日~12月21日 魔羯座:12月22日~1月20日 水瓶座:1月21日~2月19日 双鱼座:2月20日~3月20日
十二星座
我们常常说的十二星座又叫黄道十二宫,是88个星座里面比较特殊的一个群体。由于地球绕太阳公转,从地球看去,太阳就像是在星座之间移动,人们把太阳的运行路线叫做黄道,而月球和行星的轨迹基本不离黄道上下9度的狭窄区域,人们就将这个区域叫做黄道带。古时黄道带上有十二个星座,而太阳基本上是每个月经过一个黄道星座,所以称为黄道十二宫。经天,由于岁差的缘故,太阳经过黄道星座的日期已经和古代大不相同。
水星简介 水星是最靠近太阳的行星,它与太阳的角距从不超过28°,中国古代称水星为辰星。古时候西方人以为水星是两颗行星,他们在暮色中见到它时,称它为墨丘利(Mercury),在晨曦中见到它时,称它为阿波罗。后来人们知道了墨丘利和阿波罗就是同一颗星,就称水星为墨丘利。墨丘利是罗马神话中专为众神传递信息的使者,他头戴插有双翅的帽子,脚蹬飞行鞋,手握魔杖,行走如飞。他神通广大,令人难以捉摸。水星确实像墨丘利那样,行动迅速,神出鬼没,在一个半月的时间里它会沿着一段奇特的曲线,从太阳的最东边跑到最西边,平均速度为每秒47.89千米,是太阳系中运动最快的行星。
金星简介 金星,中国古代称之为太白或太白金星。它有时是晨星,黎明前出现在东方天空,被称为“启明”;有时是昏星,黄昏后出现在西方天空,被称为“长庚”。金星是全天中除太阳和月亮外最亮的星,犹如一颗耀眼的钻石,于是古希腊人称它为阿佛洛狄忒(Aphrodite)---爱与美的女神,而罗马人则称它为维纳斯(Venus)---美神。天文上金星符号,即美神梳装打扮时用的宝镜。
伟大地球简介 地球是太阳系九大行星之一,按离太阳由近及远的次序为第三颗。它有一个天然卫星---月球,二者组成一个天体系统---地月系统。
火星按离太阳由近及远的顺序为第四颗行星。肉眼看去是一颗引人注目的火红色的亮星。它缓慢的穿行于众恒星之中,从地球上看火星时而顺行,时而逆行。火星最暗视星等约为+1.5等,最亮时比最亮的恒星天狼星还亮,达-2.9等,这是由于地球和火星分别在各自的轨道上运行,它们之间的距离总在不断变化。火星荧荧如火,亮度常变,位置不定,令人迷惑,所以,中国古代称火星为“荧惑”。而在西方古罗马的神话中,把它想象为身披盔甲浑身是血的战神“马尔斯”(Mars),即希腊神话中的战神阿瑞斯(Ares)。阿瑞斯身世高贵,其父是神王宙斯,其母是天后赫拉。天文学中火星的符号是马尔斯的长枪和盾牌的组合。
木星简介 木星是太阳系中最惹人注目的一颗行星,它是行星九兄弟中的老大---个儿最大。它的亮度仅次于金星。中国古代把它叫做“岁星”,用它来纪年,因为已经知道它的公转周期近于12年。西方则称木星为“朱庇特(Jupiter)”,即罗马神话中的主神。相当于希腊神话中的王者---天神宙斯。
土星简介 土星是离太阳第六远的一颗美丽的行星,凡是用望远镜看过土星的人,无不惊叹不已。土星公转轨道半径为14亿千米,冲日时最大亮度为0.4星等。土星那橘色的表面,漂浮着明暗相间的彩云,配以赤道面上那发出柔和光辉的光环,远远望去真像个戴着顶大沿遮阳帽的女郎。要比两极半径大6000多千米。土星公转周期为29.5年,约合二十八宿之数,每年镇一宿,故古时我国又称其为“镇星”。土星长期被当作太阳系的边界,直到1781年发现天王星以后,太阳系才得以扩大。土星运动迟缓,人们便将它看作时间和命运之神的象征。罗马神话中称其为萨图努斯神,即希腊神话中的克洛诺斯,他是神王宙斯之父,是在推翻父亲之后登上天神宝座的。无论东方还是西方,都把土星与农业联系在一起。在天文学中的符号,像是一把主宰农业的大镰刀。
天王星简介 在睛朗的夜晚要想观看天王星,并不是很难。它的星等是5.7等。它的公转周期相当长,每84年绕太阳一周,平均每天只移动46",不容易与恒星区分,历史上曾多次被误认为是恒星而被载入星图。
海王星简介 距太阳的平均距离由近及远排列,海王星排行第八。它的亮度为7.85等,只有在望远镜里才能看到。由于它是一颗淡蓝色的行星,根据传统的行星命名法,它被命名为涅普顿(Neptune)。涅普顿是罗马神话中统治大海的海神,掌管着1/3的宇宙,颇有神通,海王星的天文符号象征涅普顿手中寒光闪闪的神叉。
小行星是指大多分布在火星和木星轨道之间、沿椭圆轨道绕太阳运行的小天体。1801年,意大利天文学家皮亚齐在前人预测的位置上发现一颗星天体,后被命名为谷神星。然而,经过进一步观测计算后,发现谷神星太小,无论在哪方面都不能与现有的大行星相提并论,于是谷神星便被定性为“小行星”。接着人们又陆续发现了智神星、婚神星、灶神星等小行星。

Ⅶ 宇宙的知识

宇宙知识——宇宙自然选择学说简介

为什么宇宙会是我们观测到的这副样子?为什么它具有目前已测知的那些基本常数值?80年代初,在宇宙创生大爆炸框架下发展了目前最流行的暴胀宇宙模型:宇宙在大爆炸后不到1秒的时间里膨胀了大约10-30倍,大约和橘子一般大小,然后开始以较稳定的膨胀速率,直到现在,大约150亿年,成为目前的样子。在这个过程中,物质“疙瘩”逐步形成了星系、恒星以及生命。这个模型暴胀期的长短是个关键。若稍短,物质为充分散开,原生宇宙就有重新坍缩为起点;若稍长,原生宇宙的物质则过于分散,形不成星系和恒星,自然也就不会出现生命和人类。因此出现了暴胀为何如此精确的问题,按照现行的物理学基本定律,大爆炸产生的宇宙其“自然尺寸”应该只有亚原子大小,即普克郎长度10 ^-35量级,而这样的宇宙是短命的。前苏联科学家林德提出“自我增殖的宇宙”概念——“最有可能的是,我们正在研究的宇宙是由早期的若干宇宙所形成的。”1987年霍金进一步提出了“婴儿宇宙”模型,两个大宇宙通过一个细“管子”连接起来,这个细管子称为“虫洞”,大宇宙为母宇宙,可能存在着从母宇宙分岔出去的另一端是自由的虫洞,这样的管子成为子宇宙、婴儿宇宙。就是说除了我们生存的宇宙之外还可能存在着众多的由虫洞连接起来的其他宇宙。1992年,萨莫林在前人基础上提出了宇宙自然选择学说。母宇宙是空间闭合的,犹如一个黑洞,该黑洞在生存了一段时间后坍缩为一个奇点,奇点又会反弹爆炸膨胀为新的下一代宇宙。这个学说的要点是,子宇宙中的物理常数较之母宇宙的物理常数会有小的、或强或弱的随机变异,新生的婴儿宇宙在再次坍缩成奇点前能膨胀到几倍普克郎长度大小,随机变异的物理常数有可能允许小小的暴胀,子宇宙可变的较大,当它足够大时,可分隔为两个或更多的不同区域,每个区域又坍缩为一个新的奇点,新奇点又触发下一代的子宇宙,如此时代相传,有的小宇宙重又坍缩,有的具有某些基本常数值的宇宙能更有效的产生许多黑洞,从而较具有其他某些基本常数值的宇宙留下更多的后代,借用生物进化论的术语,它们是被“自然选择”下来的,经“选择”作用,产生越来越多的黑洞,也就形成了更多的宇宙。如果宇宙确是由以前的宇宙世代经过这种“自然选择”而产生的话,那么应该预期我们生存在其中的宇宙会具有所观测到的样子并正好具有目前测知的基本常数值。这个学说的另一要点是关于恒星的存在。在许多情况下,恒星是黑洞的前身。在气体和尘埃云中,恒星仍在形成。在碳尘埃微粒表面进行着的化学反应使气体冷却并促使气云坍缩。但碳尘埃粒子是从那里来的呢?斯莫林指出碳元素是由核聚变反应产生的这一情况只有在质子的质量稍大于中子的质量时才会发生,如果两者质量之差比氦核的结合能大的多,则质子和中子不可能粘在一起形成氦核,没有氦,聚变反应链在第一阶段便终止了,根本形不成更重的元素,从而使恒星将少得多,自然也不会有多少黑洞,因此在任何一个宇宙中,若其中质子与中子的质量相差较大,将只能产生很少的宇宙,也就没有什么“选择”的余地了

Ⅷ 关于宇宙的一些知识

1.行星是金星,恒星只有太阳,太阳是太阳系的唯一恒星。
2.建立大爆炸理论的应该是:爱德文·哈勃、勒梅特、伽莫夫。
1929年,天文学家哈勃公布了一个震惊科学界的发现。这个发现在很大程度上导致这样的结论:所有的河外星系都在离我们远去。即宇宙在高速地膨胀着。这一发现促使一些天文学家想到:既然宇宙在膨胀,那么就可能有一个膨胀的起点。天文学家勒梅特认为,现在的宇宙是由一个“原始原子”爆炸而成的。这是大爆炸说的前身。俄裔美国天文学家伽莫夫接受并发展了勒梅特的思想,于1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸学说。

Ⅸ 关于宇宙的小知识!!!

第八章 宇宙的起源和命运

爱因斯坦广义相对论本身预言了:空间—时间在大爆炸奇点处开始,并会在大挤压
奇点处(如果整个宇宙坍缩的话)或在黑洞中的一个奇点处(如果一个局部区域,譬如
恒星要坍缩的话)结束。任何抛进黑洞的东西都会在奇点处被毁灭,只有它的质量的引
力效应能继续在外面被感觉得到。另一方面,当计入量子效应时,物体的质量和能量会
最终回到宇宙的其余部分,黑洞和在它当中的任何奇点一道被蒸发掉并最终消失。量子
力学对大爆炸和大挤压奇点也能有同样戏剧性的效应吗?在宇宙的极早或极晚期,当引
力场是如此之强,以至于量子效应不能不考虑时,究竟会发生什么?宇宙究竟是否有一
个开端或终结?如果有的话,它们是什么样子的?
整个70年代我主要在研究黑洞,但在1981年参加在梵蒂冈由耶稣会组织的宇宙学会
议时,我对于宇宙的起源和命运问题的兴趣重新被唤起。天主教会试图对科学的问题立
法,并宣布太阳是绕着地球运动时,对伽利略犯下了大错误。几个世纪后的现在,它决
定邀请一些专家就宇宙学问题提出建议。在会议的尾声,所有参加者应邀出席教皇的一
次演讲。他告诉我们,在大爆炸之后的宇宙演化是可以研究的,但是我们不应该去过问
大爆炸本身,因为那是创生的时刻,因而是上帝的事务。那时候我心中暗喜,他并不知
道,我刚在会议上作过的演讲的主题——空间—时间是有限而无界的可能性,就表明着
没有开端、没有创生的时刻。我不想去分享伽利略的厄运。我对伽利略之所以有一种强
烈的认同感,其部分原因是刚好我出生于他死后的300年!
为了解释我和其他人关于量子力学如何影响宇宙的起源和命运的思想,必须首先按
照“热大爆炸模型”来理解为大家所接受的宇宙历史。它是假定从早到大爆炸时刻起宇
宙就用弗利德曼模型描述。在此模型中,人们发现当宇宙膨胀时,其中的任何物体或辐
射都变得更凉。(当宇宙的尺度大到二倍,它的温度就降低到一半。)由于温度即是粒
子的平均能量——或速度的测度,宇宙的变凉对于其中的物质就会有较大的效应。在非
常高的温度下,粒子会运动得如此之快,以至于能逃脱任何由核力或电磁力将它们吸引
一起的作用。但是可以预料,当它们变冷下来时,互相吸引的粒子开始结块。更有甚者,
连存在于宇宙中的粒子的种类也依赖于温度。在足够高的温度下,粒子的能量是如此之
高,只要它们碰撞就会产生出来很多不同的粒子/反粒子对——并且,虽然其中一些粒
子打到反粒子上去时会湮灭,但是它们产生得比湮灭得更快。然而,在更低的温度下,
碰撞粒子具有较小的能量,粒子/反粒子对产生得不快,而湮灭则变得比产生更快。
就在大爆炸时,宇宙体积被认为是零,所以是无限热。但是,辐射的温度随着宇宙
的膨胀而降低。大爆炸后的1秒钟,温度降低到约为100亿度,这大约是太阳中心温度的
1千倍,亦即氢弹爆炸达到的温度。此刻宇宙主要包含光子、电子和中微子(极轻的粒子,
它只受弱力和引力的作用)和它们的反粒子,还有一些质子和中子。随着宇宙的继续膨
胀,温度继续降低,电子/反电子对在碰撞中的产生率就落到它们湮灭率之下。这样只
剩下很少的电子,而大部分电子和反电子相互湮灭,产生出更多的光子。然而,中微子
和反中微子并没有互相湮灭掉,因为这些粒子和它们自己以及其他粒子的作用非常微弱,
所以直到今天它们应该仍然存在。如果我们能观测到它们,就会为非常热的早期宇宙阶
段的图象提供一个很好的证据。可惜现今它们的能量太低了,以至于我们不能直接地观
察到。然而,如果中微子不是零质量,而是如苏联在1981年进行的一次没被证实的实验
所暗示的,自身具有小的质量,我们则可能间接地探测到它们。正如前面提到的那样,
它们可以是“暗物质”的一种形式,具有足够的引力吸引去遏止宇宙的膨胀,并使之重
新坍缩。
在大爆炸后的大约100秒,温度降到了10亿度,也即最热的恒星内部的温度。在此温
度下,质子和中子不再有足够的能量逃脱强核力的吸引,所以开始结合产生氘(重氢)
的原子核。氘核包含一个质子和一个中子。然后,氘核和更多的质子中子相结合形成氦
核,它包含二个质子和二个中子,还产生了少量的两种更重的元素锂和铍。可以计算出,
在热大爆炸模型中大约4分之1的质子和中子转变了氦核,还有少量的重氢和其他元素。
所余下的中子会衰变成质子,这正是通常氢原子的核。
1948年,科学家乔治·伽莫夫和他的学生拉夫·阿尔法在合写的一篇着名的论文中,
第一次提出了宇宙的热的早期阶段的图像。伽莫夫颇有幽默——他说服了核物理学家汉
斯·贝特将他的名字加到这论文上面,使得列名作者为“阿尔法、贝特、伽莫夫”,正
如希腊字母的前三个:阿尔法、贝他、伽玛,这特别适合于一篇关于宇宙开初的论文!
他们在此论文中作出了一个惊人的预言:宇宙的热的早期阶段的辐射(以光子的形式)
今天还应在周围存在,但是其温度已被降低到只比绝对零度(一273℃)高几度。这正是
彭齐亚斯和威尔逊在1965年发现的辐射。在阿尔法、贝特和伽莫夫写此论文时,对于质
子和中子的核反应了解得不多。所以对于早期宇宙不同元素比例所作的预言相当不准确,
但是,在用更好的知识重新进行这些计算之后,现在已和我们的观测符合得非常好。况
且,在解释宇宙为何应该有这么多氦时,用任何其他方法都是非常困难的。所以,我们
相当确信,至少一直回溯到大爆炸后大约一秒钟为止,这个图像是正确无误的。
大爆炸后的几个钟头之内,氦和其他元素的产生就停止了。之后的100万年左右,宇
宙仅仅只是继续膨胀,没有发生什么事。最后,一旦温度降低到几千度,电子和核子不
再有足够能量去抵抗它们之间的电磁吸引力,它们就开始结合形成原子。宇宙作为整体,
继续膨胀变冷,但在一个略比平均更密集的区域,膨胀就会由于额外的引力吸引而慢下
来。在一些区域膨胀会最终停止并开始坍缩。当它们坍缩时,在这些区域外的物体的引
力拉力使它们开始很慢地旋转;当坍缩的区域变得更小,它会自转得更快——正如在冰
上自转的滑冰者,缩回手臂时会自转得更快;最终,当这些区域变得足够小,自转的速
度就足以平衡引力的吸引,碟状的旋转星系就以这种方式诞生了。另外一些区域刚好没
有得到旋转,就形成了叫做椭圆星系的椭球状物体。这些区域之所以停止坍缩是因为星
系的个别部分稳定地绕着它的中心旋转,但星系整体并没有旋转。
随着时间流逝,星系中的氢和氦气体被分割成更小的星云,它们在自身引力下坍缩。
当它们收缩时,其中的原子相碰撞,气体温度升高,直到最后,热得足以开始热骤变反
应。这些反应将更多的氢转变成氦,释放出的热升高了压力,因此使星云不再继续收缩。
正如同我们的太阳一样,它们将氢燃烧成氦,并将得到的能量以热和光的形式辐射出来。
它们会稳定地在这种状态下停留一段很长的时间。质量更大的恒星需要变得更热,以去
平衡它们更强的引力,使得其核聚变反应进行得极快,以至于它们在1亿年这么短的时间
里将氢用光。然后,它们会稍微收缩一点。当它们进一步变热,就开始将氦转变成像碳
和氧这样更重的元素。但是,这一过程没有释放出太多的能量,所以正如在黑洞那一章
描述的,危机就会发生了。人们不完全清楚下面还会发生什么,但是看来恒星的中心
区域会坍缩成一个非常紧致的状态,譬如中子星或黑洞。恒星的外部区域有时会在叫做
超新星的巨大爆发中吹出来,这种爆发会使星系中的所有恒星相形之下显得黯淡无光。
一些恒星接近生命终点时产生的重元素就抛回到星系里的气体中去,为下一代恒星提供
一些原料。我们自己的太阳包含大约2%这样的重元素,因为它是第二代或第三代恒星,
是由50亿年前从包含有更早的超新星的碎片的旋转气体云形成的。云里的大部分气体形
成了太阳或者喷到外面去,但是少量的重元素集聚在一起,形成了像地球这样的、现在
绕太阳公转的物体。
地球原先是非常热的,并且没有大气。在时间的长河中它冷却下来,并从岩石中溢
出的气体里得到了大气。这早先的大气不能使我们存活。因为它不包含氧气,但有很多
对我们有毒的气体,如硫化氢(即是使臭鸡蛋难闻的气体)。然而,存在其他在这条件
下能繁衍的生命的原始形式。人们认为,它们可能是作为原子的偶然结合形成叫做宏观
分子的大结构的结果而在海洋中发展,这种结构能够将海洋中的其他原子聚集成类似的
结构。它们就这样地复制了自己并繁殖。在有些情况下复制有误差。这些误差多数使得
新的宏观分子不能复制自己,并最终被消灭。然而,有一些误差会产生出新的宏观分子,
在复制它们自己时会变得更好。所以它们具有优点,并趋向于取代原先的宏观分子。进
化的过程就是用这种方式开始,它导致了越来越复杂的自复制的组织。第一种原始的生
命形式消化了包括硫化氢在内的不同物质而放出氧气。这样就逐渐地将大气改变到今天
这样的成份,允许诸如鱼、爬行动物、哺乳动物以及最后人类等生命的更高形式的发展。
宇宙从非常热开始并随膨胀而冷却的景象,和我们今天所有的观测证据相一致。尽
管如此,还有许多重要问题未被回答:
(1)为何早期宇宙如此之热?
(2)为何在大尺度上宇宙是如此一致?为何在空间的所有地方和所有方向上它显得
是一样的?尤其是,当我们朝不同方向看时,为何微波辐射背景的温度是如此之相同?
这有点像问许多学生一个考试题。如果所有人都刚好给出相同的回答,你就会十分肯定,
他们互相之间通过话。在上述的模型中,从大爆炸开始光还没有来得及从一个很远的区
域传到另一个区域,即使这两个区域在宇宙的早期靠得很近。按照相对论,如果连光都
不能从一个区域走到另一个区域,则没有任何其他的信息能做到。所以,除非因为某种
不能解释的原因,导致早期宇宙中不同的区域刚好从同样的温度开始,否则,没有一种
方法能使它们有互相一样的温度。
(3)为何宇宙以这样接近于区分坍缩和永远膨胀模型的临界膨胀率的速率开始,以
至于即使在100亿年以后的现在,它仍然几乎以临界的速率膨胀?如果在大爆炸后的1秒
钟那一时刻其膨胀率甚至只要小十亿亿分之一,那么在它达到今天这么大的尺度之前宇
宙就已坍缩。
(4)尽管在大尺度上宇宙是如此的一致和均匀,它却包含有局部的无规性,诸如恒
星和星系。人们认为,这些是从早期宇宙中不同区域间的密度的很小的差别发展而来。
这些密度起伏的起源是什么?
广义相对论本身不能解释这些特征或回答这些问题,因为它预言,在大爆炸奇点宇
宙是从无限密度开始的。在奇点处,广义相对论和所有其他物理定律都失效:人们不能
预言从奇点会出来什么。正如以前解释的,这表明我们可以从这理论中除去大爆炸奇点
和任何先于它的事件,因为它们对我们没有任何观测效应。空间一时间就会有边界——
大爆炸处的开端。
看来科学揭露了一组定律,在不确定性原理极限内,如果我们知道宇宙在任一时刻
的状态,这些定律就会告诉我们,它如何随时间发展。这些定律也许原先是由上帝颁布
的,但是看来从那以后他就让宇宙按照这些定律去演化,而不再对它干涉。但是,它是
如何选择宇宙的初始状态和结构的?在时间的开端处“边界条件”是什么?
一种可能的回答是,上帝选择宇宙的这种初始结构是因为某些我们无望理解的原因。
这肯定是在一个全能造物主的力量之内。但是如果他使宇宙以这种不可理解的方式开始,
何以他又选择让它按照我们可理解的定律去演化?整部科学史是对事件不是以任意方式
发生,而是反映了一定的内在秩序的逐步的意识。这秩序可以是、也可以不是由神灵主
宰的。只有假定这种秩序不但应用于定律,而且应用于在空间—时间边界处所给定的宇
宙初始条件才是自然的。可以有大量具有不同初始条件的宇宙模型,它们都服从定律。
应该存在某种原则去抽取一个初始状态,也就是一个模型去代表我们的宇宙。
所谓的紊乱边界条件即是这样的一种可能性。这里含蓄地假定,或者宇宙是空间无
限的,或者存在无限多宇宙。在紊乱边界条件下,在刚刚大爆炸之后,寻求任何空间的
区域在任意给定的结构的概率,在某种意义上,和它在任何其他的结构的概率是一样的:
宇宙初始态的选择纯粹是随机的。这意味着,早期宇宙可能是非常紊乱和无规则的。因
为与光滑和有序的宇宙相比,存在着更多得多的紊乱和无序的宇宙。(如果每一结构都
是等几率的,多半宇宙是从紊乱无序态开始,就是因为这种态多得这么多。)很难理解,
从这样紊乱的初始条件,如何导致今天我们这个在大尺度上如此光滑和规则的宇宙。人
们还预料,在这样的模型中,密度起伏导致了比由伽玛射线背景所限定的多得多的太初
黑洞的形成。
如果宇宙确实是空间无限的,或者如果存在无限多宇宙,则就会存在某些从光滑和
一致的形态开始演化的大的区域。这有一点像着名的一大群猴子敲打打字机的故事——
它们大部分所写的都是废话。但是纯粹由于偶然,它们可能碰巧打出莎士比亚的一首短
诗。类似地,在宇宙的情形,是否我们可能刚好生活在一个光滑和一致的区域里呢?初
看起来,这是非常不可能的,因为这样光滑的区域比紊乱的无序的区域少得多得多。然
而,假定只有在光滑的区域里星系、恒星才能形成,才能有合适的条件,让像我们这样
复杂的、有能力质疑为什么宇宙是如此光滑的问题、能自然复制的组织得以存在。这就
是被称为人择原理的一个应用的例子。人择原理可以释义作:“我们看到的宇宙之所以
这个样子,乃是因为我们的存在。”
人择原理有弱的和强的意义下的两种版本。弱人择原理是讲,在一个大的或具有无
限空间和/或时间的宇宙里,只有在空间一时间有限的一定区域里,才存在智慧生命发
展的必要条件。在这些区域中,如果智慧生物观察到他们在宇宙的位置满足那些为他们
生存所需的条件,他们不应感到惊讶。这有点像生活在富裕街坊的富人看不到任何贫穷。
应用弱人择原理的一个例子是“解释”为何大爆炸发生于大约100亿年之前——智慧
生物需要那么长时间演化。正如前面所解释的,一个早代的恒星首先必须形成。这些恒
星将一些原先的氢和氦转化成像碳和氧这样的元素,由这些元素构成我们。然后恒星作
为超新星而爆发,其裂片形成其他恒星和行星,其中就包括我们的太阳系,太阳系年龄
大约是50亿年。地球存在的头10亿或20亿年,对于任何复杂东西的发展都嫌太热。余下
的30亿年左右才用于生物进化的漫长过程,这个过程导致从最简单的组织到能够测量回
溯到大爆炸那一瞬间的生物的形成。
很少人会对弱人择原理的有效性提出异议。然而,有的人走得更远并提出强人择原
理。按照这个理论,存在许多不同的宇宙或者一个单独宇宙的许多不同的区域,每一个
都有自己初始的结构,或许还有自己的一套科学定律。在这些大部分宇宙中,不具备复
杂组织发展的条件;只有很少像我们的宇宙,在那里智慧生命得以发展并质疑:“为何
宇宙是我们看到的这种样子?”这回答很简单:如果它不是这个样子,我们就不会在这
儿!
我们现在知道,科学定律包含许多基本的数,如电子电荷的大小以及质子和电子的
质量比。至少现在,我们不能从理论上预言这些数值——我们必须由观察找到它们。也
许有一天,我们会发现一个将它们所有都预言出来的一个完整的统一理论,但是还可能
它们之中的一些或全部,在不同的宇宙或在一个宇宙之中是变化的。令人吃惊的事实是,
这些数值看来是被非常细致地调整到使得生命的发展成为可能。例如,如果电子的电荷
只要稍微有点不同,则要么恒星不能够燃烧氢和氦,要么它们没有爆炸过。当然,也许
存在其他形式的、甚至还没被科学幻想作家梦想过的智慧生命。它并不需要像太阳这样
恒星的光,或在恒星中制造出并在它爆炸时被抛到空间去的更重的化学元素。尽管如此,
看来很清楚,允许任何智慧生命形式的发展的数值范围是比较小的。对于大部份数值的
集合,宇宙也会产生,虽然它们可以是非常美的,但不包含任何一个能为如此美丽而惊
讶的人。人们既可以认为这是在创生和科学定律选择中的神意的证据,也可以认为是对
强人择原理的支持。
人们可以提出一系列理由,来反对强人择原理对宇宙的所观察到的状态的解释。首
先,在何种意义上可以说,所有这些不同的宇宙存在?如果它们确实互相隔开,在其他
宇宙发生的东西,怎么可以在我们自己的宇宙中没有可观测的后果?所以,我们应该用
经济学原理,将它们从理论中割除去。另一方面,它们若仅仅是一个单独宇宙的不同区
域,则在每个区域里的科学定律必须是一样的,因为否则人们不能从一个区域连续地运
动到另一区域。在这种情况下,不同区域之间的仅有的不同只是它们的初始结构。这样,
强人择原理即归结为弱人择原理。
对强人择原理的第二个异议是,它和整个科学史的潮流背道而驰。我们是从托勒密
和他的党人的地心宇宙论发展而来,通过哥白尼和伽利略日心宇宙论,直到现代的图象,
其中地球是一个中等大小的行星,它绕着一个寻常的螺旋星系外圈的普通恒星作公转,
而这星系本身只是在可观察到的宇宙中万亿个星系中的一个。然而强人择原理却宣布,
这整个庞大的构造仅仅是为我们的缘故而存在,这是非常难以令人置信的。我们太阳系
肯定是我们存在的前提,人们可以将之推广于我们的星系,使之允许早代的恒星产生重
元素。但是,丝毫看不出存在任何其他星系的必要,在大尺度上也不需要宇宙在每一方
向上必须如此一致和类似。
如果人们能够表明,相当多的宇宙的不同初始结构会演化产生像我们今天看到的宇
宙,至少在弱的形式上,人们会对人择原理感到更满意。如果这样,则一个从某些随机
的初始条件发展而来的宇宙,应当包含许多光滑的、一致的并适合智慧生命演化的区域。
另一方面,如果宇宙的初始条件必须极端仔细地选择,才能导致在我们周围所看到的一
切,宇宙就不太可能包含任何会出现生命的区域。在上述的热大爆炸模型中,没有足够
的方向使热从一个区域流到另一区域。这意味着宇宙的初始态在每一处必须刚好有同样
的温度,才能说明我们在每一方向上看到的微波背景辐射都有同样温度,其初始的膨胀
率也要非常精确地选择,才能使得现在的膨胀率仍然是如此接近于需要用以避免坍缩的
临界速率。这表明,如果直到时间的开端热大爆炸模型都是正确的,则必须非常仔细地
选择宇宙的初始态。所以,除非作为上帝有意创造像我们这样生命的行为,否则要解释
为何宇宙只用这种方式起始是非常困难的。
为了试图寻找一个能从许多不同的初始结构演化到象现在这样的宇宙的宇宙模型,
麻省理工学院的科学家阿伦·固斯提出,早期宇宙可能存在过一个非常快速膨胀的时期。
这种膨胀叫做“暴涨”,意指宇宙在一段时间里,不像现在这样以减少的、而是以增加
的速率膨胀。按照固斯理论,在远远小于1秒的时间里,宇宙的半径增大了100万亿亿亿
(1后面跟30个0)倍。
固斯提出,宇宙是以一个非常热而且相当紊乱的状态从大爆炸开始的。这些高温表
明宇宙中的粒子运动得非常快并具有高能量。正如早先我们讨论的,人们预料在这么高
的温度下,强和弱核力及电磁力都被统一成一个单独的力。当宇宙膨胀时它会变冷,粒
子能量下降。最后出现了所谓的相变,并且力之间的对称性被破坏了:强力变得和弱力
以及电磁力不同。相变的一个普通的例子是,当水降温时会冻结成冰。液态水是对称的,
它在任何一点和任何方向上都是相同的。然而,当冰晶体形成时,它们有确定的位置,
并在某一方向上整齐排列,这就破坏了水的对称。
处理水的时候,只要你足够小心,就能使之“过冷”,也就是可以将温度降低到冰
点(0℃)以下而不结冰。固斯认为,宇宙的行为也很相似:宇宙温度可以低到临界值以
下,而没有使不同的力之间的对称受到破坏。如果发生这种情形,宇宙就处于一个不稳
定状态,其能量比对称破缺时更大。这特殊的额外能量呈现出反引力的效应:其作用如
同一个宇宙常数。宇宙常数是当爱因斯坦在试图建立一个稳定的宇宙模型时,引进广义
相对论之中去的。由于宇宙已经像大爆炸模型那样膨胀,所以这宇宙常数的排斥效应使
得宇宙以不断增加的速度膨胀,即使在一些物质粒子比平均数多的区域,这一有效宇宙
常数的排斥作用超过了物质的引力吸引作用。这样,这些区域也以加速暴涨的形式而膨
胀。当它们膨胀时,物质粒子越分越开,留下了一个几乎不包含任何粒子,并仍然处于
过冷状态的膨胀的宇宙。宇宙中的任何不规则性都被这膨胀抹平,正如当你吹胀气球时,
它上面的皱纹就被抹平了。所以,宇宙现在光滑一致的状态,可以是从许多不同的非一
致的初始状态演化而来。
在这样一个其膨胀由宇宙常数加速、而不由物质的引力吸引使之减慢的宇宙中,早
期宇宙中的光线就有足够的时间从一个地方传到另一个地方。这就解答了早先提出的,
为何在早期宇宙中的不同区域具有同样性质的问题。不但如此,宇宙的膨胀率也自动变
得非常接近于由宇宙的能量密度决定的临界值。这样,不必去假设宇宙初始膨胀率曾被
非常仔细地选择过,就能解释为何现在的膨胀率仍然是如此地接近于临界值。
暴涨的思想还能解释为何宇宙存在这么多物质。在我们能观察到的宇宙里大体有1亿
亿亿亿亿亿亿亿亿亿(1后面跟80个0)个粒子。它们从何而来?答案是,在量子理论中,
粒子可以从粒子/反粒子对的形式由能量中创生出来。但这只不过引起了能量从何而来
的问题。答案是,宇宙的总能量刚好是零。宇宙的物质是由正能量构成的;然而,所有
物质都由引力互相吸引。两块互相靠近的物质比两块分得很开的物质具有更少的能量,
因为你必须消耗能量去克服把它们拉在一起的引力而将其分开。这样,在一定意义上,
引力场具有负能量。在空间上大体一致的宇宙的情形中,人们可以证明,这个负的引力
能刚好抵消了物质所代表的正能量,所以宇宙的总能量为零。
零的两倍仍为零。这样宇宙可以同时将其正的物质能和负的引力能加倍,而不破坏
其能量的守恒。在宇宙的正常膨胀时,这并没有发生。这时当宇宙变大时,物质能量密
度下降。然而,这种情形确实发生于暴涨时期。因为宇宙膨胀时,过冷态的能量密度保
持不变:当宇宙体积加倍时,正物质能和负引力能都加倍,总能量保持为零。在暴涨相,
宇宙的尺度增大了一个非常大的倍数。这样,可用以制造粒子的总能量变得非常大。正
如固斯所说的:“都说没有免费午餐这件事,但是宇宙是最彻底的免费午餐。”
今天宇宙不是以暴涨的方式膨胀。这样,必须有一种机制,它可以消去这一非常大
的有效宇宙常数,从而使膨胀率从加速的状态,改变为正如同今天这样由引力减慢下的
样子。人们可以预料,在宇宙暴涨时不同力之间的对称最终会被破坏,正如过冷的水最
终会凝固一样。这样,未破缺的对称态的额外能量就会释放,并将宇宙重新加热到刚好
低于使不同力对称的临界温度。以后,宇宙就以标准的大爆炸模式继续膨胀并变冷。但
是,现在找到了何以宇宙刚好以临界速率膨胀,并在不同的区域具有相同温度的解释。
在固斯的原先设想中,有点像在非常冷的水中出现冰晶体,相变是突然发生的。其
想法是,正如同沸腾的水围绕着蒸汽泡,新的对称破缺相的“泡泡”在原有的对称相中
形成。泡泡膨胀并互相碰撞,直到整个宇宙变成新相。麻烦在于,正如同我和其他几个
人所指出的,宇宙膨胀得如此之快,甚至即使泡泡以光速涨大,它们也要互相分离,并
因此不能合并在一起。结果宇宙变成一种非常不一致的状态,有些区域仍具有不同力之
间的对称。这样的模型跟我们所观察到的宇宙并不吻合。
1981年10月,我去莫斯科参加量子引力的会议。会后,我在斯特堡天文研究所做了
一个有关暴涨模型和它的问题的讲演。听众席中有一年轻的苏联人——莫斯科列别提夫
研究所的安德雷·林德——他讲,如果泡泡是如此之大,以至于我们宇宙的区域被整个
地包含在一个单独的泡泡之中,则可以避免泡泡不能合并在一起的困难。为了使这个行
得通,从对称相向对称破缺相的改变必须在泡泡中进行得非常慢,而按照大统一理论这
是相当可能的。林德的缓慢对称破缺思想是非常好的,但过后我意识到,他的泡泡在那
一时刻必须比宇宙的尺度还要大!我指出,那时对称不仅仅在泡泡里,而且在所有的地
方同时被破坏。这会导致一个正如我们所观察到的一致的宇宙。我被这个思想弄得非常
激动,并和我的一个学生因·莫斯讨论。然而,当我后来收到一个科学杂志社寄来的林
德的论文,征求是否可以发表时,作为他的朋友,我感到相当难为情。我回答说,这里
有一个关于泡泡比宇宙还大的瑕疵,但是里面关于缓慢对称破缺的基本思想是非常好的。
我建议将此论文照原样发表。因为林德要花几个月时间去改正它,并且他寄到西方的任
何东西都要通过苏联的�

Ⅹ 一个关于宇宙的知识

关于宇宙,你必须要知道的一些知识

1、宇宙诞生已有 137 亿年

2、只有四种自然力

3、量子力学整合了三种自然作用力

4、超重力论,在十一维空间统合四种作用力

5、超弦,统合所有作用力和自然律

6、所有理论在奇点处完全失效

7、宇宙是平坦的

8、宇宙年轻的时候是炽热的,并且随着年龄的增长变得越来越冷

9、宇宙的直径超过1500亿光年

10、宇宙没有中心

11、土星可以漂浮在水上

12、你身体的任何一个原子,可能来自于宇宙中任意一个星球

13、太阳的大小约为130万个地球

14、肉眼只能看到5%的宇宙

15、太阳系一直在以着螺旋的方式离开银河系

16、每天都有2750万颗恒星在诞生、消亡

17、哈勃望远镜可以看到130亿年前的光

18、月球的一天是708小时

19、电视出现雪花的时候,便是宇宙的婴儿照,其中的很大一部分就是宇宙背景辐射的信号

20、4亿年前,地球表面全是7米高的大蘑菇

21、宇宙的味道近似于“鸡肉料理味的金属”

22、如果把宇宙的历史浓缩成一年,银河系在5月15日诞生,地球在9月21日开始出现生物,恐龙在12月30日灭绝,12月31号23点59分46秒,人类所有记载的历史,都诞生于此

23、月球的尘埃有毒

24、月球的南极有冰

25、太阳系有1颗恒星,8颗行星,5颗矮行星,178颗天然卫星,3319颗彗星,670452颗小行星

26、地球上所有的人类高达1150亿人

27、银河系在哈勃星系分类中的分类是SB

28、宇宙是有限无边的

29、黑洞有质量,但是没有体积

30、月球和太阳的视角大小几乎一摸一样

31、除了地球和少数星球,其余的星球环境堪比地狱

32、金星一天比地球一年还要长

33、冥王星上的冰比钢铁还要坚硬

34、在太空会长高

35、在太空心脏会变小

36、寂静的太空是没有声音的

37、宇宙有多空旷呢?你在地球上任何一个地方向天空射出一支箭,假设它可以永远飞下去,很有可能永远飞下去而撞不到任何东西

38、银河系正在和人马座矮椭球星系相撞

39、我们喝的水已经循环了几十亿年

40、宇宙不是黑色的,是米黄色的

41、宇宙总能量为零

42、21世纪再也看不到金星凌日了

43、没有夸克星

44、中子星,一个足球那么大就是22000000吨

45、物质的99%都是空的,包括人

46、太阳是地球的30万倍大

47、到目前为止,全世界只有三个人在大气层之外丧命

48、月球远离地球的速度和人指甲生长的速度差不多

49、你体内的氢原子几乎都是在宇宙诞生之初形成的

50、一道闪电能把空气加热到大约5.4万华氏度(3万摄氏度)