单位文秘网 2021-07-24 08:13:04 点击: 次
信息,经过重新接收,扫描,进行重组,生成新的地图。
我们所在的星系是白色带状的。前6个月卫星会传回一组照片,显示一部分天空,然后再过6个月就可以得到整片天空的图片了。图片用时间和距离为坐标,描绘了宇宙发展的整个过程。既能显示现在,我们可以看到许多星系,也能显示宇宙最初形成的样子。这些只是我们现今能够观察到的部分,不是宇宙的全部。如果真的能回到宇宙出现的起点,我们就会发现宇宙当时非常之小。
如果我们拥有量子力学的知识就会知道粒子在一定水平和某个时间会产生波动,这种波动发生在宇宙的每个角落。这些波动不断延伸发展,有些形成大的星云,那些小的形成星系。从量子力学的角度解释,正是由于宇宙中这种不计其数的波动造就了如此众多的星系。这比任何描写创世纪的故事都要生动,令人惊叹得多。
我首先解释了波动造就了宇宙的发展,然后我还将引入暗物质来解释星系相互聚集并保持密集关联的原因,接着再说明为何宇宙在加速膨胀。我们进行计算,尽量简洁地制作模型,成品有宇宙中一个星系的百分之一那么大。这幅图片中有无数星系,是哈勃望远镜拍摄到的。从不同角度看,星系的形状也各不相同。
在这个短片中,我们可以看到,在宇宙运动过程中,有些地方有许多星系,有些地方则没有。停止动画时,我们可以看到这个称作长城星系的物体。研究这种长城形状的成因是一件很有意思的事情。现在这幅图片上也包含了很多星系,他们的名称我们已经分类整理好了。
我们现在正在试图画出太阳系周围的星系图。
迄今为止的几次调查都涵盖了好几百万个星系。我们最近在做的研究就是调查这成百上千的星系,其中还和中国科学家有合作。我们已经找到了几百万个星系,你可以根据这些预测出宇宙的星系数不胜数,灿若星河。最初宇宙中星系很少,然后逐渐增多,图片显示的密度就越大。
这是另外一张图。我们可以看出在初创时期,也就是大爆炸后,宇宙温度很高,并且波澜不惊。
下面这张图片是最新的卫星发回的图片,显示了空中不同地区的热量分布。你能看出宇宙在不断变化,包含了空间和时间形成的过程。但是在地球上我们找不到类似变化。
现在我们将看到更多图片,首先是太阳,然后是很多周围的行星,你可以看到数十亿个行星。这些只是整个宇宙中非常小的一部分。
整个宇宙的行星数量要多得多。从一个行星到另一个行星需要很长时间的路程,因此我们能观测到的范围有限。许多星系距离我们太遥远。
这个短片显示出生命最初的起源。中间最白的区域是星系最多的地方。但即使这样也不能囊括所有的星系。我们制作了一些图片,展现行星和星系形成之前宇宙的样子。但是要想确切知道当时的样子,也许要经过好几代人的研究。这个模型是结合我们已有的所有知识建立起来的,但还是不能解答人们的所有疑问。
现在是卫星的图片。第一代卫星就是探测到证明宇宙大爆炸起源物质的那颗,后两颗我们仍然在使用。也许再过十年能有一颗新的卫星发射,帮助我们取得更多进展。
互动问答
提问1:宇宙大爆炸之前发生了什么?未来还会发生宇宙大爆炸吗?
回答:宇宙大爆炸前究竟发生了什么,我们现在也不清楚,因为没有足够的
证据支撑。现在我们只有几种假设。第一种假设是,宇宙是突然出现的。第二种是刚才讲到的,不断膨胀发展,就像树木一样,从一颗小种子逐渐长成参天大树。
提问2:在您看来,什么思维方式算好的?为什么?
回答:很多时候,人们开始思考时,并没有明确的目标,不可能用精确计算推理的方式得到结论。就像人们开车一样,我们不会先计算好角度再拐弯;滑冰时也不会先做计算再去实践。我们很多时候都是在不断的实践中学到知识的。还有一种思考方式是应用到科学研究中的。在科学领域,人们需要精确计算,这就对你们提出了要求。首先你要对研究课题有自信,通过严谨精确的测量和计算得到结果。
提问3:您为什么选择研究天文学?它对您的生活有何影响?
回答:天文学可以帮助我们了解自己来自何方,渺小的我们在浩瀚世界中的位置。它有助于人世界观的形成,帮助你决定今后的人生道路。天文学对人类有着很深的影响。
提问4:您刚才提到,我们看到的星系图片其实都是这些星系很久以前的样子。我们如何知道它们此时此刻的样子呢?
回答:其实答案我们自己也不确定。当然,我们现在有天文望远镜和宇航员可以观测宇宙的某些区域,但很有限。我们只能知道有些区域曾经并没有星系,但现在已经聚集了成千上万的星系,只是我们看不到,因为拍摄到的图片要传播几百亿光年的距离才能到达地球。我们只能知道星系过去的样子,然后进行预测。这就和树木一样,我们看见幼苗时就能预见到这棵树长高的趋势,但具体有多少枝杈,伸向何方我们不能确定。
提问5:我们知道2012年不是世界的终结。但是我想问未来有没有一天,宇宙的膨胀会达到极限?地球上的人类活动对宇宙的运行有何影响?
回答:你的问题很好。答案是,迄今为止人类的一切活动,在相当长的一段时期内,对宇宙不会产生任何影响。我们在地球上的行为都是以光年的速度传播开去的。宇宙极其浩瀚,我们现在做的任何事情都还没有传播到其他行星或星系,所以现在我们的所作所为也许要几十亿年后才会出现影响。即使人类有一天耗尽了太阳系内的所有资源,也要经历好几千代人才会发生。我们现在唯一能做出的改变,就是让更多聪明好学的年轻人学好数学和物理,继续探索宇宙,找到未来的出路。
提问6:我想就您刚才的那幅图提问。为什么图中的宇宙是这种形状?为什么星系形状各不相同?
回答:图中的星系都包含在这个球状里。最开始,宇宙很小,然后随时间推移,膨胀了许多倍。图中的每个圆圈都代表了一段特定时期,圈子里面的星系呈点状分布,我们可以看出宇宙发展时间越长,星系越多。这个坐标轴非常重要,横坐标代表时间,显示出各个时间点宇宙规模和其中星系的数量,并且描绘出宇宙不断膨胀这一趋势。
提问7:现在都有哪些理论应用于宇宙研究?
回答:自从20世纪50年代起,就不断有人质疑爱因斯坦的相对论,刚提出时更是遭到了各方反对。很多理论在研究的过程中被重新修改甚至推翻。广义相对论是为数不多几个依然成立的理论,并且给我们的研究带来很多灵感启发。但是我们现在对于宇宙知之甚少,相对论或许也有不完善之处,而且以后或许会有新的理论出现,但要经过数据统计和模型试验加以验证。现在的问题在于不知是人们误解了相对论,还是不能用其来解释新发现。有些理论本身描述得完美无缺,但不能解释实际情况。
提问8:有人说宇宙爆炸时,物质和反物质相互碰撞,这个说法有误吗?
回答:宇宙在初成时体积更小,温度更高,并且能量可以转化成物质。后来
科学家又发现了反物质、暗物质等多种物质形式。当然在宇宙形成发展过程中会受许多因素影响。有时一个小的因素改变就会影响整个结果。我们要做的就是建立模型,精确计算,以检验宇宙中发现的粒子。我们以后还有可能发现更多的物质粒子。
(以上是乔治·斯穆特于2011年9月21日在南开公能讲坛上所作的报告,
本刊登载时有删节。)
(责任编辑 隋艳春)
(责任编辑:单位文秘网) )地址:https://www.kgf8887.com/show-167-71431-1.html
上一篇:试述高速公路隧道施工安全技术管理
下一篇:如何提高初中物理课堂教学效率
版权声明:
本站由单位文秘网原创策划制作,欢迎订阅或转载,但请注明出处。违者必究。单位文秘网独家运营 版权所有 未经许可不得转载使用