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在这片浩瀚的宇宙中,我们地球仅是太阳系的一颗普通岩石行星,而太阳也不过是一颗普通的黄矮星,根据哥白尼平庸原理,宇宙中的一切都是平等的,地球并不会因为我们的存在而在宇宙中有什么特殊位置。
所以既然宇宙能够孕育出人类文明,那么理论上也能在其他地方孕育出智慧生命,唯一的问题是宇宙太大了:仅可观测宇宙的直径就长达930亿光年,这还只是空间上的,整个宇宙在时间上还能追溯到138.2亿年前。
1960年,天文学家德雷克提出了德雷克公式,尝试估算银河系内可能存在的可与我们通信的文明数量,该公式涵盖了多个变量,包括恒星形成率、拥有行星的恒星比例、能孕育生命的行星比例等,但其中许多变量存在巨大不确定性。
尽管如此,根据德雷克公式的计算,银河系内的智慧生命数量仍可能介于一到一百万之间,考虑到可观测宇宙中至少存在两万亿个星系,恒星和行星的数量更是千万亿倍于这个数字,所以理论上宇宙中是肯定存在外星文明的。
考虑到科技的发展受到能源的限制,外星文明发展到一定阶段必然会寻求外扩,以获取更多资源,前苏联天文学家卡尔达舍夫曾将文明分为三个等级:一级文明能控制行星资源,二级文明能利用整个恒星系的资源,比如通过戴森球收集恒星能量,而三级文明则能控制整个银河系的能源。
按此分类,人类文明目前尚处于0.72级,距离成为一级文明还需数千年,达到三级文明则需要上百万年。
然而在宇宙138.2亿年的历史面前,人类文明的所谓文明只不过是弹指一挥间,银河系中完全有可能存在比人类文明先进数百万年的文明,其发展水平将是我们难以想象的。这就引出了费米悖论:既然宇宙中存在其他文明,他们现在在哪里呢?
对此,科学家们提出了多种假说,首先是地球特殊理论,这个理论认为生命的诞生是亿系列巧合造成的奇迹,所以人类文明可能是宇宙中唯一的文明,第二个被称为动物园假说的理论认为:地球乃至于整个太阳系都属于宇宙低技术文明保护区,人类文明就像动物园里的动物一样,正被外星文明默默观察而不打扰。
第三个是渗透理论,该理论认为宇宙中的外星文明会从星系核心区域逐渐向外部扩散,而太阳系刚好位于银河系的荒凉地带,所以还没来得及被外星文明发现。第四个大过滤器假说则认为,宇宙中的外星文明在发展科技的路上都自我毁灭了,甚至人类文明未来也有可能遭到科技反噬而灭亡。
最后一个解释,则是我们非常熟悉的黑暗森林理论,这个源于《三体》中的对费米悖论的解释,认为宇宙中的资源有限而智慧文明的扩张无限,所以我们的宇宙早就是一个生存死局了,任何主动暴露自己位置的文明都会迎来其他文明的敌意和打击,因此我们看到的宇宙才是一个静悄悄的宇宙。
尽管费米悖论目前还没有确定的答案,但它极大地激发了人们对宇宙、生命起源以及我们在宇宙中地位的思考,目前国际上有多个项目和任务专注于搜寻外星生命,包括通过射电望远镜搜索外星文明的通信信号(SETI项目),以及研究太阳系内其他行星和卫星上生命可能存在的环境。
最终无论结果如何,人类对宇宙的探索和对外星生命的搜寻都体现了我们对知识的渴望,以及对自我与宇宙之间联系的探求。
“我就是没办法忘记她啊...”
“我昨天晚上又失眠了...”
......
那段时间这样子没有方向的对话进行了无数次。无助的你没有什么朋友,每天每天像抓住稻草一样憔悴不堪的向我倾诉,以为可以得到什么想要的答案。我只是不停不停的重复苍白地安慰,让你坚强的向前看,心中默默地想着:只要过一段时间,一小段时间,你便会慢慢恢复原来的精气神,然后重新遇到随便哪个别人。到那个时候,你也就能够真正结束这段不圆满的关系,开始你的下一段最好是甜蜜大过失望的关系。
当然生活还是一样在继续,我们还是会偶尔见个面或者在微信上闲扯。聊天范畴也不知道从什么时候起自然而然的不包括“她”,不知道是大家都很有默契的保持沉默,还是幕后强大的时间还是什么意外让记忆淡漠。取而代之的是你在街上闻到的奇异香气,或者地铁里擦肩的曼妙身材,还是哪个你偶遇了却死都不曾迈出一步的“她们”。你孤独,但是你试着接近人,找个伴,也试着被人接近。你不由自主的向前看,坚强的有点冷漠。跟我所想的一样。在我看来,她只是个过客而已。
有一天你打破了这份避而不谈的默契,突然坦白:“我还是没有办法忘记她”。再次提起她的你,不哭不闹,没有多少悲伤,只是静静地流露出眼神中的遗憾和怯懦。你没办法放下她,为了她,给自己定了多少目标,让自己看上去不错,看上去不再无所事事。
泼冷水也是我们对话的日常,我说:“等你足够好了,人家都忘了你了。”其实还有没说出口的下一句:可能也不值得了。你也就摊摊手:“反正我也就是这样的玩意儿,唉”。这种语气,我在听你说要跟直X癌死磕到底的时候听过。
也许,这个过客手里拿着的车票时效是我没有想象过的长。
“没关系,再过些时候,你也都会看淡。”
“虽然你的内心还是会深深的喜欢她,但是你会渐渐远离她。每当你再碰到喜欢的人的时候,就会有那么个人跳出来跟你对话,永远都不会是你眼前的那个人,而肯定是她。”
“然后无论遇到什么样的人,都会变得畏畏缩缩,不愿意接受她们,内心容不下她们,我可以喜欢上她,但是不会爱上她们中任何一个。”
“对,就是这样。”你苦笑说。
我看了看你:“我也是。”
Don't Panic.
在道格拉斯·亚当斯(Douglas Adams)的经典科幻小说《银河系漫游指南》(Hitchhiker’s Guide to the Galaxy)中,一台名为“深思”(Deep Thought)的超级计算机经过700万年的思考,得出了关于“生命、宇宙和万事万物终极问题”的答案,这个答案就是“42”。但亚当斯一开始并没有说明那个“终极问题”究竟是什么。
在最近发表于学术网站arXiv的一篇论文中,德州农工大学的物理学家罗兰德·艾伦(Roland Allen)和瑞典乌普萨拉大学的物理学家苏西·利德斯特罗姆(Suzy Lidstrom)为弄清楚这个问题做出了尝试,他们描述了自己心目中关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题。
关于“深思”的神秘答案,艾伦和利德斯特罗姆写道,他们“认为这意味着,在达到完全开悟的道路上,有42个基本问题必须得到解答”。最终写出来的文章长达50多页,但它对科学中的一些终极问题做了很好的介绍——至少在两位作者看来,终极问题正是这些。
尽管这是两位科学家自己列出的清单,但文章从整体来看仍然值得一读。不过为了节省时间,本文对艾伦和利德斯特罗姆的42个问题进行了缩编,使得每条解释大致和一则微博的长度差不多。
1. 为什么传统物理学预测的宇宙常数远远大于观测值?宇宙常数理论是由爱因斯坦首先提出来的,它对宇宙的能量密度进行了描述。问题在于,天文观测表明,宇宙常数远远小于物理学所预测的数值。
2. 暗能量是什么?1998年,宇宙学家惊讶地发现,宇宙的膨胀正在加速。这个惊人的观测结果被归因于“暗能量”的作用,三分之二以上的宇宙被认为是由这种神秘力量所构成,但它至今尚未得到令人信服的解释。
3. 爱因斯坦的引力理论如何与量子力学达到统一?爱因斯坦意识到,同自然界的其他事物一样,引力应该能够用量子力学进行描述。然而,在引力非常强的时候,比如黑洞周围,将量子力学和引力理论统一在一起的努力就会失败。
4. 黑洞熵的起源和温度是什么?尽管史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)在黑洞辐射方面完成了开创性的研究工作,但艾伦和利德斯特罗姆指出,一个“基本的奥秘在于,为什么黑洞的熵应该正比于面积,而不像其他物理系统那样,熵正比于体积”。
5. 信息在黑洞中丢失了吗?信息被认为会在黑洞视界的表面进行编码,并以辐射的形式被发送回来。然而,所有特定质量的黑洞发出的辐射都完全相同,与视界上的信息没有关系。这意味着黑洞会摧毁信息,而这违反了热力学定律。
6. 宇宙是否经历过一段暴胀期?科学家认为,宇宙在诞生之初经历了指数式的膨胀。这里的两大问题是:宇宙暴胀的起源是什么?暴胀存在直接证据吗?
7. 为什么还有物质存在?根据粒子物理学的标准模型理论,物质和反物质本应在早期宇宙中完全湮灭,只留下光子。可宇宙中物质相对丰富,反物质却很少,这是怎么回事?
8. 暗物质是什么?我们对星系的观测表明,宇宙约有四分之一是由暗物质构成的,但迄今为止,物理学家尚未探测到任何可以对所观测效应做出解释的暗物质粒子。它会是轴子,是大质量弱相互作用粒子(WIMP),还是某种完全不同的东西?
9. 为什么基本粒子在更高能量级会复制两次?在标准模型中,有四种主要的基本物质粒子:上夸克、下夸克、电子以及电子中微子。然而,这些粒子各自还有第二代和第三代(即副本),比如粲夸克、奇夸克和渺子,为什么会这样?
10. 粒子的质量源于何处,中微子拥有什么样的质量?前面提到的四种基本粒子是从哪里获得质量的?科学家认为,基本粒子的质量跟它们与场(比如希格斯场)相互作用的强度有关,但异常现象使得这种简单的解释站不住脚。
在实验室中制备的准晶体Al-Pd-Re。
11. 超对称性是否存在?为什么跟最基本的(普朗克)能量尺度相比,我们观测到的粒子的能量如此之小?标准模型无法解释为什么弱核力比引力强出那么多(10,000,000,000,000,000,000,000,000倍)。
12. 基本力的大统一理论是什么?在大统一理论中,除引力之外的三种基本力(强核力、弱核力、电磁力)是作为一种力的元素结合在一起的,但它们结合的方式仍然是一个谜。
13. 爱因斯坦的相对论和标准场论总是有效的吗?对称性是指,系统经过变换前后状态保持不变。CPT对称(即电荷正负对称、宇称对称、时间反演对称)从未出现破缺,即使每个粒子都具有这种对称性。CPT对称有可能破缺吗?
14. 我们的宇宙是否稳定?希格斯玻色子向我们揭示,我们的宇宙只是处在“边缘稳定”的状态,或者正处于向更稳定状态的过渡阶段,过渡前后的宇宙性质将有根本性不同。这里的问题是,我们的宇宙现在是否稳定。
15. 夸克总是被禁闭在它们所构成的粒子当中吗?一般认为,夸克被禁闭在它们所构成的质子当中,把它们释放出来需要非常大的能量。越来越多的证据表明,夸克必然始终是被禁闭的,但这一点并未得到严格证明。
16. 对于具有基本力(比如强核力)作用的系统,其完整相态图是什么样的?老实说,我也不知道,所以在这里贴出论文的截图:
17. 还有什么新粒子尚待发现?像大型强子对撞机(LHC)这样的粒子加速器已经帮助我们发现了新的粒子,这种事情还会继续发生吗?对欧洲核子研究中心(CERN)等机构的物理学家来说,这是一个重要的问题。
18. 宇宙中还有哪些新的天体尚待发现?或许还有一些新型恒星等待我们去发现,比如巨大的第三星族恒星,它们形成于早期宇宙,几乎完全由氢气和氦气组成;或者是由暗物质湮灭(而非核聚变)提供能量的“暗恒星”。
19. 超导性和超流性还有哪些新形式尚待发现?过去几十年中,通过把材料置于极端温度下,物理学家创造了一些超流体(没有黏性的流体)和超导体(没有电阻的导体)。未来,我们还能在其他哪些材料中发现这些特性?
20. 还有哪些拓扑相尚待发现?拓扑绝缘体是一种表面导电但内部绝缘的材料,我们还能在其他哪些地方找到它们?
21. 在高度关联的电子材料中,还有哪些特性尚待发现?前面提到的拓扑绝缘体已经在单电子或准粒子系统中得到验证,还有哪些其他类型的材料有可能对准粒子加以利用?
22. 就物质而言,还有哪些新的相和形式尚待发现?近些年来,研究人员发现了很多新的相,比如准晶体和时间晶体,还有更多等着我们去发现吗?
23. 量子计算、量子信息和基于量子纠缠的其他应用,它们的未来是什么?开发大型量子计算机的竞赛正在如火如荼地进行,这种计算机在很多任务上都可以超越传统计算机,比如破解大多数加密技术。但这些应用有可能走出实验室吗,或者它们太过脆弱,只能成为一时的新奇之物?
24. 量子光学和光子学的未来是什么?量子互联网将有助于保护数据的安全,但要做到这一点,我们需要能够对光子进行前所未有地远距离操控。当前的光子纠缠传输距离纪录是由一颗中国卫星在去年创造的,我们接下来还能看到什么样的创新?
25. 是否存在更高的维度?如果还有其他维度存在,那么该维度的“内部空间”是如何构成的?
26. 多元宇宙存在吗?是否存在无数个宇宙,而每个宇宙都有自己的法则?我们的宇宙是不是经过了精调,从而具备了让智能生命出现的条件?该理论被称为人择原理。更重要的是,我们将如何用科学来证明这些理论?
27. 时空几何中是否存在奇异的性质?宇宙是什么“形状”?如果宇宙的结构允许裸奇点、虫洞和/或闭合时间循环存在,这可能让穿越到过去的时间旅行成为可能。
28. 宇宙是如何起源的,它的最终命运又是什么?为什么宇宙有一个起源,宇宙真的是从大爆炸中诞生的吗?研究过往将有助于我们了解自己的未来,以及宇宙的最终命运是否是“大撕裂”(即所有的物质最终都被撕裂成碎片)?
29. 时空的起源是什么,为什么时空是四维的,为什么时间不同于空间?标题已经说明了一切,如果还要让我再补充的话:在尝试解决这些问题之前,你可能会想要一个“穿越烟壶”。
30. 如何解释相对论和爱因斯坦的引力理论?像超对称和弦理论这样的大统一理论都倾向于假设局域洛伦兹不变性(即爱因斯坦的相对论),而不是试图解释它。但爱因斯坦的引力理论是否可以从真空能量或弦理论领域推导出来呢?如果不行,引力从何而来?
31. 为什么所有的基本力都有规范场论的形式?标准模型中的所有力(弱核力、强核力、电磁力、引力)都是用规范场论进行描述的,该理论描述了基本粒子如何与特定的场耦合。然而,为什么只有这些类型的力存在呢,为什么物质只能跟这些场进行较弱的耦合?
32. 为什么自然可以用量子场论来描述?当涉及更深层次的宇宙原理时,量子力学还解释得通吗?这一理论将解释为什么宇宙由量子场组成,并解释一些令人困惑的观测结果,比如观测导致波函数坍缩。
33. 物理学在数学上做到一致了吗?好的理论与实验在数学上是具有一致性的,然而,相对简单的量子场理论还没有做到这种数学上的一致性。
34. 物理学的形式体系和人类经验的现实之间有什么联系?如果数学以及由它描述的物理学实际上是人类的造物,那么我们必须回答人类意识与现实之间有什么联系,以及其他一些相关问题,比如为什么有物的存在,而不是一切皆空。
35. 理论、计算、实验和观测技术的极限是什么?更好的计算机将如何改进我们的模型,如何帮助我们理解一些最复杂的实验,比如大型强子对撞机?随着我们的望远镜变得越来越先进,它们将揭示出宇宙的什么秘密?
36. 化学、应用物理和科技的极限是什么?我们生活在一个前所未有的科技进步时代,这种进步是否有上限,新发现出现的速率是否只会越来越快?这个问题与人工智能尤其相关,因为后者的目的就是创造真正的超级智能机器。
37. 生命是什么?1944年,埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger)提出了这个著名的问题。70多年过去了,生物学家仍在寻求回答这个看似简单的问题。
38. 地球上的生命是如何诞生的?有机分子是否是从早期地球的“原始汤”中出现的,或者,它们是由外太空的小行星带入地球的(这被称为生物外来论)?此外,我们的单细胞祖先最终是如何发展成为复杂生命形式的?
39.宇宙中还有多少其他生命?火星上的机器人正在寻找有机物质,搜寻地外文明计划(SETI)的天文学家则在监听宇宙中的电波,但到目前为止,我们还没有在这个星系的其他地方找到生命存在的证据,不管是智慧生命,还是其他形式的生命。在广阔无垠的宇宙中,我们真的是孤独的吗?
40. 生命如何解决看似不可能的复杂性问题?看似“愚蠢”的生物却能完成十分复杂的任务,比如蛋白质折叠,或繁殖细胞并形成复杂器官(比如眼睛、心脏、大脑和其他器官),这是如何发生的?
41. 我们能了解并治愈那些折磨生命的疾病吗?生物具有惊人的多样性,即使在同一物种之内,也是如此,这使得我们极难治愈一些最严重的疾病。我们有可能彻底根除疾病和死亡吗?
42. 意识是什么?数个世纪以来,这个问题一直困扰着哲学家,但直到最近,我们才尝试利用技术,从科学角度来解释这一问题。意识是诞生于数十亿个细胞复杂的相互作用吗?意识是一种频谱吗?它可以被复制吗?
翻译:何无鱼
校对:其奇
编辑:漫倩
来源:Motherboard
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简笔画不仅仅是小朋友的专属,现在喜欢画手账的成人越来越多了,如果想让自己的手账出彩的话,有些手账素材是非常有必要的。今天小编为大家推荐一些太空主题简笔画素材,希望为大家提供绘画灵感哦~
太空对于人类而言是一个神秘的存在,当人类抬头望向星空的时候,他与宇宙从此就分不开了。毕竟地球在浩瀚的宇宙中不过是沧海一粟,人类从未停止过对宇宙的探索,宇宙神秘又遥远,这种神秘感对人类有着致命的诱惑力。
为什么人类依然愿意继续去探索呢?其实原因很简单,就是为了知道我们从哪里来,我们是谁,我们到哪里去。
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科学家们为了研究太空环境对有机体的影响,把许多动物送上了太空,其中包括乌龟、水母和蟑螂等等。
1、果蝇
果蝇是一种昆虫,是最早被送上太空的动物之一。果蝇上太空的时间可以追溯到1947年。科学家们用V-2火箭把果蝇送到太空,以探索太空的辐射环境对有机体的影响。因为果蝇14天就可繁殖一代,只有4对染色体,部分基因跟人类的基因惊人地相似,便于研究,所以它们至今依然是进入太空的常客。
2、实验鼠
经常被用于各种科学实验的实验鼠也是太空“旅行”的常客。在实验鼠的帮助下,科学家们发现,较为深入的太空探索很可能对肝脏有轻微损伤。另外,通过把双胞胎实验鼠中的一只送入太空,另一只留在地球上进行对比,科学家们还发现,为期一年的太空之旅使太空实验鼠的基因发生了较为明显的改变。
3、狗
20世纪五六十年代,经常被送上太空的动物当中还有狗。然而狗的待遇是最差的,它们往往被用来测试各种设备的安全性,其中最著名的当属太空狗莱卡的太空死亡事件。
莱卡于1957年11月3日被苏联的史普尼克2号人造卫星送上太空。然而莱卡注定一去不复返,因为那时的苏联还没发展出回收太空舱的技术,加上那次的实验目的是为了探明活体乘客能否承受火箭发射时的超重和进入太空时的失重环境,以及探明生物体在太空中的反应。
当时苏联宣称莱卡是安乐死的,直到2002年,相关机构才透露莱卡其实在进入太空不久后就因中暑而死亡了。
1960年,苏联人造卫星5号将两只名叫贝尔卡和斯特雷卡的狗送上空间轨道,它们活着回到了地面。
4、猴子和黑猩猩
1949年,第一只被人类送上太空的猴子是一只恒河猴。在接受了麻醉剂注射后,这只猴子坐在太空舱中被火箭送上了太空,不过,由于机器故障,恒河猴缺氧窒息而亡。后来又有几只猴子被送上太空,但都未能回到地面。
1959年,美国把两只猕猴送进了太空,幸运的是,它们没有像前几任那样有去无回,而是安全返回地球,只不过公猴在摘除电极时,因为麻醉不当而去世了;另一只母猴则一直活到1984年。
1961年,美国一只三岁的黑猩猩哈姆被送上了太空,它在太空中一共飞行了15分钟,并体验了6分30秒的失重。哈姆安全地返回地球之后,先后被送往2个不同的动物园安置,后来在1983年1月离开了世界。
5、猫
第一只太空猫的名字叫做费力赛特。法国科学家在1963年10月把费力赛特送上了太空,他们不仅在费力赛特的头骨上植入了电极以收集数据,还在它的脚底施加电脉冲以刺激它进行反应。这只猫虽然安全回到了地球,不过在两个月之后被安乐死,然后被科学家解剖,以研究它的大脑。
6、乌龟
乌龟首次被送入外太空是在1968年,与它同行的还有黄粉虫幼虫(这种幼虫在欧洲常被用于喂食宠物鸟)。1968年,乌龟和黄粉虫幼虫乘坐苏联的探测器5号飞船来到月球附近,并在月球上空环行了一圈之后,安全地回到地球。不过它们的体重减轻了一些,这或许是因为在太空中进食不充足。
7、蜘蛛
蜘蛛能在太空中正常结网吗?答案是:能。最先进入太空的蜘蛛有两只,名字分别是安妮塔和阿拉贝拉,它们于1973年被送到太空中。在刚进入太空的那几天,它们还不太习惯失重的环境,到处飘来飘去。在习惯了失重的环境之后,它们开始结网。虽然它们结网速度有点慢,但结的网在外观上差别不大,只是太空网还比地球网更加坚韧。
可惜的是,安妮塔和阿拉贝拉因为食物质量问题,脱水而死,没能活着回到地球。
8、蟑螂
蟑螂被称为“地表最强生物”,它们获选成为太空动物乘客一点都不让人意外。欧洲宇航局于2007年把54只蟑螂送进太空,它们所乘坐的飞船配备了独立的蟑螂太空生命系统室。进入太空的蟑螂不仅存活了下来,还成功受孕并生出33只蟑螂宝宝(失重条件下的动物本应无法,从而无法受孕)。随后科学家们还发现,这33只蟑螂宝宝不仅长得更快、跑得更快,还更加强壮。
9、壁虎
2014年,5只壁虎被俄罗斯的科学家们用生物卫星(专门装载小动物的小型“宇宙飞船”)送到了太空,以研究无重力环境对交配的影响。这5只壁虎在太空待了一个半月的时间,不过它们最后没能安然回到地球。科学家们录到了壁虎在卫星中经常与漂浮物体“玩耍”的影像,这种与物体“玩耍”的行为在地球上可是很少见的,但这些太空中的壁虎却经常做出这种行为。
10、水母
20世纪90年代,美国宇航局的科学家们把6万只水母送上了太空。被送入太空的水母跟人类一样,能够适应太空中失重的环境,随时调整自己的身体。但是它们回到地球后,反而不太适应地球的重力环境,在水中无法像以前那样正常游动。
那些现在仍然困扰着天文学家的谜团是什么?
1.什么是费米气泡?
不,这只是很常见的浸煮式混乱。这些气泡是巨大而神秘的结构,从银河系中心发出,在银河系平面上下延伸约2万光年。这种奇怪的现象最初是在2010年发现的,伴随着高强度的伽马射线和X射线,肉眼不可见。科学家猜测,伽马射线可能是被银河系中心的大黑洞吞噬的恒星发出的激波。
图解:困扰着天文学家的谜团之一就是像银河系这样的星团在以一种不能持续进行的速度下是怎样形成新的恒星的。 (NASA/JPL)
2.矩形星系
“看,天上那是什么!一个......长方形?天文学家定位到了一个星体,大约七千万光年远,外表很奇特:LEDAO74886星系的形状就像一个矩形。虽然大多数星系都是圆盘形,三维椭圆形或者像不规则的气泡,这个似乎是规则的矩形或钻石一样的外观。一些人猜测这种形状是由于两个螺旋形的星系撞击产生的,但是现在没有人知道确切的答案。
图解:星系LEDA 074886的假彩像资料图:阿利斯特·格雷厄姆日本斯巴鲁望远镜拍摄的照片
3.月球的磁场
有一个关于月球的谜团困扰了天文学家很久,甚至激发了小说《2001太空漫游》中被埋在地下神秘巨石的灵感。这个谜团就是为什么只有月球表面的一些部分才像是有磁场的样子。
图解:月球表面的总磁场强度由探月者电子反射计实验得出。
最后,一些科学家认为可能有另一种解释。在用电脑建模去分析月球表面之后,研究人员认为月球的磁场可能是一处遗迹,由4.5亿年前120英里那么宽的小行星撞击月球的南极形成的磁性物质。另一些人认为磁场的形成可能会和另一些近期发生的小型撞击有关。
4.为什么脉冲星会有脉冲?
脉冲星是一种遥远的、快速旋转的中子星,它以一定的间隔发射出一束电磁辐射,就像旋转的灯塔光束扫过海岸线一样。尽管1967年才发现第一颗脉冲星,科学家很久以来都非常困惑这些恒星为什么可以发出脉冲,并且什么东西会导致脉冲星间歇性停止发射脉冲。
图解:蟹状星云脉冲星的X射线/可见光波段合成图像
然而,在2008年,当一个脉冲星突然停止发射脉冲580天,科学家发现,那些发射脉冲与否的时间段是跟脉冲星自身电磁场让它的转速下降有关的。天文学家现在仍然在尝试先理解为什么电磁场会发生波动。
5.什么是暗物质?
天体物理学家现在正在尝试观察暗能量的影响,这种能量大概占了全宇宙能量的70%。但它并不是宇宙中唯一的黑暗物质:它大约有25%是由一种完全独立的物质组成,这种物质被称为暗物质。
图解:从引力透镜产生的效应,星系团CL0024+17内部被发现存在有一个暗物质圈,在这张哈勃太空望远镜像片里以蓝色显示出来。
暗物质对望远镜和肉眼不可见,它不吸收也不释放可见光(或者任何形式的电磁辐射),但是它的引力效应在星系和单个星团中尤为明显。尽管暗物质已经被证实研究难度特别大,许多科学家推测它可能是由亚原子(一种与构成我们周围物质完全不同的东西)组成的。
6.银河回收
最近几年,天文学加注意到,星系形成新恒星的速度似乎比它们内部的物质消耗更多。比如,银河系似乎每年都会将相当于一个太阳的尘埃和气体转化成新的恒星,但它没有足够的富余物质来维持这种长期的状态。
图解:霍格天体是著名的环星系,是型的星系。 它的外观不仅令业余天文学家感到兴趣,不平凡的结构连专业天文学家也为之着迷。这个星系是在1950年由天文学家亚瑟·艾伦·霍格发现的,他认为这个拥有80亿恒星的天体若不是行星状星云,就是一个特殊星系。
关于遥远星系德另一个研究可能可以提供答案:天文学家注意到被星系喷出的气体会流回星系中心。如果星系会回收这种气体去产生新的恒星,这可能是解决缺少原材料问题的一块“拼图”。
7.所有的锂都在哪里?
宇宙大爆炸模型表明锂元素在整个宇宙中应该都非常多。因此,这个谜团就直截了当的出现了:并没有那么多锂。通过观察古老的恒星(组成成分跟由大爆炸产生的恒星非常像),科学家们发现,那些恒星里面所含有的锂元素比预计的要少两到三倍。新研究表明一些锂元素可能是被混合到了恒星中心,用望远镜看不见,但是另一些理论家觉得,假设中的亚原子粒子——轴子可能吸收了质子,并减少了大爆炸后产生的锂的数量。
8.有人吗?
1961年,天体物理学家弗兰克·德雷克得出了一个非常具有争议性的等式:通过将一系列关于外星生命的概率(宇宙中恒星的形成率,有行星的恒星的比例,有适合生命存在条件的行星的比例,等等)相乘得到。他推测在其它行星上极其可能有高智商生命体存在。但有一个问题是:尽管有罗斯威尔的阴谋论者(Roswell conspiracy theorists),我们至今还没有收到任何外星人的消息。不过,最近发现的那些理论上可能孕育生命的遥远行星,增加了我们探测到外星人的希望,我们要做的,只是继续寻找。
9.宇宙会怎样终结?
大家都觉得宇宙是由大爆炸开始的。但是它会怎样终结呢?基于一系列事实,理论家们认为宇宙命运的可能性有很多种完全不同的。如果暗能量的总量不足以抵抗引力的压缩,整个宇宙就会坍缩成一个点——一个大爆炸的镜像,被称为大收缩(Big Crunch)。
图解:绘图显示,宇宙是否稳定,还是只是长寿泡沫,这要依希格斯玻色子与顶夸克的质量而定。直至2012年为止,从兆电子伏特加速器与大型强子对撞机实验数据得到的2σ椭圆,仍旧允许这两种可能结局。
然而,最近的发现表明大收缩发生的可能性小于大寒(Big Chill):暗能量迫使宇宙缓慢、渐进地膨胀,剩下的只有燃烧殆尽的恒星和死去的行星,在接近绝对零度的温度上徘徊。如果有足够的暗能量来压倒所有其他的力,大撕裂的场景就会发生,所有的星系、恒星甚至原子都会被撕裂。
10.多个宇宙
物理学家猜测,我们的宇宙不会只有一个。这个想法是,我们的宇宙存在于一个气泡中,多个不同的宇宙包含在它们自己独特的气泡中。其它宇宙,他们的物理构成或者所遵循的物理定律都可能与我们非常不同。
图解:“泡沫宇宙”示意图,宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常数,我们的“宇宙”不过是其中的一个“泡沫”而已
尽管该理论与科幻小说相似,天文学家现在正在寻找证据:大爆炸遗留下来的宇宙背景辐射中的圆盘形图案,它可能表明与其他宇宙的碰撞。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. smithsonianmag-张颢葶- SmithsonianMag
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