宇宙的奥秘

Question

如题所述

Answer 1

第二章 宇宙的奥妙
第一节 宇宙的简单认识
说起浩瀚的宇宙，会将我们带到神密的太空。让我们感到自己显得难以想象的渺小，我们赖以生存的地球在浩瀚的宇宙之中，也是微不足道的。面对宇宙，人类所认识的，如沧海之一粟。我们只能把不认识和无法认识的推给我们的宇宙的神密的主人——上帝。
宇宙就是天地万物的总称。古代把空间称为宇，把时间称为宙，用空间和时间来表达宇宙的内涵。地球是宇宙中的一个星球，地球上的许多自然现象都与它所处的宇宙环境和它自身的运动有着密切的关系。我们站在地球上，在晴朗的夜晚，我们用肉眼或借助望远镜，可以看见星光闪烁的恒星，但我们所看到的不是现在的恒星，而是多少万或多少亿年以前在那里出现过的恒星。太阳和千千万万颗恒星组成庞大的恒星集团，称为银河系。在银河系中，象太阳这样的恒星有2000多亿颗，银河系的主体部分的直径为8万光年。银河系以外还有许许多多的，同银河系规模相当的天体系统称为河外星系，简称星系。用目前最大的望远镜可以观测到数以十亿计的星系，其中离我们最远的达150亿至200亿光年，这仅仅是我们利用现代科学技术探索到的宇宙世界，也是我们目前能观测到的宇宙范围。宇宙到底有多大，谁也不能回答这个问题。现在有些关于宇宙范围和时间的界定，是缺乏理论依据的，也是不符合事实的，是谬误的说词。人们到现在还没有发现宇宙的边缘， 永远也不可能发现宇宙的边缘，也无法定性宇宙的生成的时间。只能用“无穷大”来说明宇宙的外延。
在宇宙中存在的物质更是纷繁复杂。发光发热的恒星，吸光吸热的黑洞，无孔不入的射线，磁场，还有许许多多人们没有发现和没有猜想到的东西。恒星对人们来说相对熟悉一些。但黑洞对于大多数人来说是陌生的。黑洞，现在的科技水平还是难以测量。对于一个黑洞，只能通过它周围的物质的状态来推测。黑洞是由一个只允许外部物质和辐射进入，而不允许物质和辐射从中逃出的时空区域，是引力场很强的一种天体，就连光也不能逃脱出来。据天文学家研究，等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。这往往是恒星的末日。说它“黑”是相对于恒星而说的。它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就无法逃脱。在这个天体内部的光是无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响，来间接观测或测定到它的存在。宇宙是由一些大大小小的远离平衡的系统组成的。几个或更多的发光发热的天体，围绕着一个吸光、吸热的，并散布着阴冷、阴暗信息的天体旋转，组成远离平衡的系统，这就是宇宙中是普遍存在的现象。黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，科学家只能对它内部结构提出各种猜想。我们都知道，光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。在经过大密度的天体时，四维空间会弯曲。光会掉到这样的陷阱里。形象地讲，光只不过因为强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背。这在一定角度上，说明黑洞的自我相对于恒星的自我是有着载然不同的倾向，恒星自我向外释放能量，散发着光，而黑洞竟然吸引着光，同时光也在其自我力的作用下，产生了抗吸引的力。对于黑洞的概念，人们也无法找到明确的外延，据我们分析，黑洞的中心相对于周围是溃乏的，同外界形成了严重的失衡，或者可以认为是特殊的“真空”。但是在一个很大的外延上，存在着由原来形成的向心力的自然惯性，维持这种的平衡。
据有的天文学家认为，黑洞的产生过程类似于中子星；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下成为密度高到难以想象的物质，任何靠近它的物体都会被它吸进去 ，如果可以假想的话，在黑洞中的物质，很大程度上，原子核大量破裂，中子破裂，也有可能原子核内部的质子破裂，电子也可能破裂，被重分解，合并，重组，重新形成我们目前无从发现而难以想象的物质，这种物质在视角概念上，在实际形态上，我们现在还不得而知。或许我们现在发现的仪器还不能测量和估量这些物质。我们仅仅站在人类的自然属性的角度上来分析研究宇宙，或许是幼稚的。然而我们暂时只能这么推理。天文学家认为，黑洞相对于恒星，可以在我们的认识角度上，当作“阴极”。它强大的吸引力来自于它自身，因为它内部物质是需要光，要是有质子的话，是太需要电子了。它对周围物质的吸引是为了满足其内部物质的需要。它对太空中光和热的强裂吸引维直着自我，同时维直着同恒星天体的对立统一体。
　　亦可以简单理解：通常恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，发生裂变或聚变。由于恒星质量很大，裂变与聚变产生的能量与恒星万有引力相抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于裂变与聚变，氢原子内部结构最终发生改变，破裂并组成新的元素——氦元素。接着，氦原子也参与裂变与聚变，改变结构，生成锂元素。如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至铁元素生成，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定不能参与裂变或聚变，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。跟白矮星和中子星一样，黑洞可能也是由质量大于太阳质量20倍的恒星演化而来的。
　　当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。人们认为，在类星体的中心黑洞，其质量大约为太阳的1亿倍。落入此超重的黑洞的物质能提供仅有的足够强大的能源，用以解释这些物体释放出的巨大能量。当物质旋入黑洞，它将使黑洞往同一方向旋转，使黑洞产生一类似地球上的一个磁场，落入的物质会在黑洞附近产生能量非常高的粒子。该磁场是如此之强，以至于将这些粒子聚焦成沿着黑洞旋转轴，也即它的北极和南极方向往外喷射的射流。在许多星系和类星体中确实观察到这类射流。
　　人们还可以考虑存在质量比太阳小很多的黑洞的可能性。因为它们的质量比强德拉塞卡极限低，所以不能由引力坍缩产生：这样小质量的恒星，甚至在耗尽了自己的核燃料之后，还能支持自己对抗引力。只有当物质由非常巨大的压力压缩成极端紧密的状态时，这小质量的黑洞才得以形成。一个巨大的氢弹可提供这样的条件。物理学家约翰•惠勒曾经算过，如果将世界海洋里所有的重水制成一个氢弹，则它可以将中心的物质压缩到产生一个黑洞。在极早期的宇宙的高温和高压条件下会产生这样小质量的黑洞。
导致形成恒星和星系的无规性是否导致形成相当数目的太初黑洞，这要依赖于早期宇宙的条件的细节。所以如果我们能够确定现在有多少太初黑洞，我们就能对宇宙的极早期阶段了解很多。质量大于10亿吨（一座大山的质量）的太初黑洞，可由它对其他可见物质或宇宙膨胀的影响被探测到。然而，黑洞根本不是真正黑的，它们像一个热体一样发光，它们越小则发热发光得越厉害。

第二节 对“大爆炸”理论的探讨
有人提出了大爆炸的说法，他们认为：大爆炸（英文：Big Bang）是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型，这一模型受到了一些宇宙研究学家的支持。这些宇宙学家通常所指的大爆炸观点为：宇宙是在过去有限的时间之前，由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的（根据2010年所得到的最佳的观测结果，这些初始状态大约存在发生于133亿年至139亿年前），并经过不断的膨胀到达今天的状态。 　　比利时牧师、物理学家乔治•勒梅特首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论，但他本人将其称作“原生原子的假说”。这一模型的框架基于了爱因斯坦的广义相对论，并在场方程的求解上作出了一定的简化（例如空间的均一和各向同性）。描述这一模型的场方程由苏联物理学家亚历山大•弗里德曼于1922年将广义相对论应用在流体上给出。1929年，美国物理学家埃德温•哈勃通过观测发现从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移，这一膨胀宇宙的观点也在1927年被勒梅特在理论上通过求解弗里德曼方程而提出，这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。哈勃的观测表明，所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点，并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大，则说明它们在过去的距离曾经很近。持这一观点的物理学家进一步推测：在过去宇宙曾经处于一个极高密度，且极高温度的状态，在类似条件下大型粒子加速器上所进行的实验结果则有力地支持了这一理论。然而，由于当前技术原因粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限，因而到目前为止，还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。因而，大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释。当前所观测到的宇宙中轻元素的丰度，和理论所预言的宇宙早期快速膨胀并冷却过程中最初的几分钟内，通过核反应所形成的这些元素的理论丰度值非常接近，定性并定量描述宇宙早期形成的轻元素的丰度的理论被称作太初核合成。大爆炸一词首先是由英国天文学家弗雷德•霍伊尔所采用的。霍伊尔是与大爆炸对立的宇宙学模型——稳恒态理论的倡导者，他在1949年3月BBC的一次广播节目中将勒梅特等人的理论称作“这个大爆炸的观点”。虽然有很多通俗轶事记录霍伊尔这样讲是出于讽刺，但霍伊尔本人明确否认了这一点，他声称这只是为了着重说明这两个模型的显著不同之处。霍伊尔后来为恒星核合成的研究作出了重要贡献，这是恒星内部通过核反应从轻元素制造出某些重元素的途径。1964年宇宙微波背景辐射的发现是支持大爆炸确实曾经发生的重要证据，特别是当测得其频谱从而绘制出它的黑体辐射曲线之后，大多数科学家都开始相信大爆炸理论了。
所谓大爆炸，充其量只是宇宙中非常特殊的黑洞的爆炸。大爆炸理论中所说的，宇宙的大爆炸的时间是133亿年至139亿年以前；然而，我们己经发现了150亿光年和200亿光年的恒星，说明这些恒星在150亿年前至200亿年前就存在了，甚至还可能有250亿光年至300亿光年的恒星和黑洞。大爆炸理论只能说明我们能认识到的133光年至139光年的宇宙中的特定区域内，发生了一次爆炸，或许这个区域在无穷无尽的宇宙里面，仅仅是弹丸之地。亿光年的概念在浩如烟海的宇宙中或许还是一个很小的数量而已，将来随着人类对宇宙的认识，出现亿的亿次方光年的数量，也不奇怪。

第四节 黑洞与恒星的相互关系

第三节 自我论思想的宇宙观

我们的目的是用自我论思想来解释恒星和黑洞的相互演变的过程。黑洞是宇宙中表现了出阴盛阳衰的特殊天体。通过黑洞的吸引，并在黑洞转化的过程也是一个聚变的过程，地球上的人们只想到了铁，但要知道密度是铁的几亿倍，而体积是铁的几亿分之一的物质，对一个地球人来说，是陌生的。将这些物质通过黑洞的爆炸，在几万分之秒的时间，体积增大而密度减小，变成铁一般的物质，这个能量可能是人们无法想象的。我们站在地球上，从地球和太阳说起来，比较直观，太阳吸引着地球，地球的自我保持自身状态和运动轨迹，形成反引力，绕太阳旋转，太阳为了自身的生存，每时每刻需要大量的原料，原料缺乏就有可能加速死亡，它的原料就是它所吸引的周围的行星，吞噬一个行星，通过热能进行裂变，产生大量的氢，在其体内进行聚变，维持它的生存。太阳的中心目的就是吸引住周围的行星，并释放各种能量对其进行破坏，使其体积变小，造成反引力的力量减弱，而地球针对太阳的破坏，不断的完善自身，比如：吸引，捕获，吞噬周围的小行星，以增强自身的体积和能量，不断改善自身的外表，以减弱太阳对它的破坏程度。这样暂时维持着太阳和地球系统性的相对统一。但是漫长的岁月，地球终久会被太阳吞噬，成为太阳的美餐；再经过漫长的岁月，太阳因为各种各样的原因，死亡，这样就产生了黑洞，以黑洞的形式依然吸引周围的物质，主要吸引着周围的恒星，在一定的时间内，保持相对的稳定态势。经过漫长的岁月，黑洞所吞噬的恒星的量到达一定程度，内部的物质再也无法沉受黑洞庞大的外部体系所产生的压力时，大爆炸开始了。这时候在宇宙中，很大的范围是一片死寂。闪闪发光的恒星屈指可数了。黑洞的爆炸是裂变反应，在裂变反应中，反应最彻底的是将黑洞中的部分物质迅速的扩张，这些物质变为氢，形成的大大小小的恒星。一部分物质的迅速扩张，形成液态或固态物质，大大小小的行星产生了，小恒星的命运有几种，一种是被黑洞吞噬，一种是与其它的恒星相互吸引或吞噬，一种是捕捉到在裂变中产生的行星，维持相对稳定的运行体系。
恒星同恒星相互吸引，成为相互依存的联盟，恒星同行星相互吸引，行星绕恒星旋转，形成稳定状态的时候，它们是互为一起的，就是说它们有共同的自我，比如在八大行星中，任何侵犯太阳系中任何一个行星的力量，就是侵犯太阳系的力量，就会受到太阳系组织中的太阳系自我的反作用力，即以太阳为首的大家庭的合力的攻击。恒星与恒星的组合一样形成了它们联盟体系的自我，在内部相互斗争，对外自我保护。

Answer 2

宇宙就是天地万物的总称。
宇宙一词最早出现于战国时代尸校的《尸子》一书中。尸佼认为：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”这样，我们可以知道“宇”是表示空间，“宙”是表示时间。空间和时间的概念，随着历史的演进而逐渐发展。宇宙的界限，随着天文学的进步而逐渐扩大。
我们的祖先由于受条件的限制，只能用眼睛观测大地万物，因而错误地认为宇宙是有边界的，所以人们常说“近在眼前，远在天边”。虽然先祖关于宇宙边界的认识有失偏颇，但他们在2300多年前就巧妙地把时间和空间结合在一起，这一点是值得肯定的。而欧洲在中古以前，还是把空间与时间割裂开来的。关于宇宙的思想，我们的祖先要比当时的西方人丰富得多。
随着科学技术的发展，观测工具日益先进，人们对宇宙的认识逐步加深，从太阳到太阳系，再扩展到银河系，河外星系、星系团、总星系。现已能观测到200多亿光年的宇宙深处，这个范围内包含了10亿个以上的星系。“物理宇宙”即从物理现象上进行解释的宇宙。它在空间上是无边无沿的，在时间上是无始无终的，部分为人们所见，即“观测到的宇宙”，大部分是人们的观测所不能及的。

宇宙分为凝聚结构宇宙与耗散结构宇宙，凝聚结构的宇宙是无生命的宇宙，那时的宇宙是一个巨大的黑洞，所有的物质能量都向宇宙的核心收缩，慢慢的凝聚成一个巨大的物质能量团。这时的宇宙中的物质（质量体）转化成能量的速度远远的小于能量转化成物质的速度，所以宇宙便凝聚成一个超巨物质能量团。宇宙的这种状态并不能长久维持，当宇宙收缩到一定的程度后，由于其内部的温度与压强的升高，物质转化成能量的速度慢慢的变快，而能量转化成物质的速度慢慢的变慢，当这种变化到了一个临界点后，整个宇宙便发生逆转，逐渐物质转化成能量的速度远远的大于能量的速度，整个宇宙开始急剧澎涨，达到一定的程度后，宇宙便发生大爆炸，于是宇宙便开始释放与辐射能量，这便是耗散宇宙的开始，耗散宇宙便是生命宇宙。因此，宇宙是散则生，聚则死；而生命是聚则生，散则死。宇宙与生命是如此的辨证统一的。

在以地球为中心的40万亿公里的范围内，没有第二个可供人类生存的星球了。宇宙弦（Cosmic string）是假设性的、理论上可能存在的时空。假设宇宙弦是成立的，在不同时空产生第一阶段变化时，在域边界取得了的两个地区之间的那个“弦”。这有点类似于界限之间形成晶体颗粒，在凝固的液体，或裂缝形成时，水冻结成冰。在我们的宇宙，如相变化可能发生在早期作为宇宙的形成。 它应出现于宇宙极早期时间，在大爆炸之初，0秒到1秒之间的极短瞬间。

此种物质的形态可能为封闭的环，可作弦式振荡，所以取名宇宙弦。宇宙弦这一物理概念是1981年维伦金等人提出来的，他们认为，宇宙大爆炸所产生的出威力应该形成无数细而长且能量高度集聚的管子。这种管子便被叫做宇弦。理论工作者赋予宇宙弦的性质是异乎寻常的。它有点儿象蜘蛛丝，但远比原子还细。你可以穿过它走路而绝不会发现它。但是，一厘米的宇宙弦比整座喜马拉雅山的质量还要大，而且质量是可变的，完全取决于其张力：拉的越长，绷的越紧，质量越大。它的强度也极大。宇宙弦的活动与其临近的天体、宇宙膨胀密切相关。

宇宙弦是一个假设性的一维拓扑缺陷，在面料的时空。宇宙弦是假设成立时，不同地区的时空中进行第一阶段的变化，取得了域边界的两个地区之间见面时的。这有点类似于界限之间形成晶体颗粒，在凝固的液体，或裂缝形成时，水冻结成冰。在案件我们的宇宙，如相变化可能发生在早期作为宇宙的形成。

理论家赋予宇宙弦的另一个奇特的性质就是：要么伸展到无穷远处，要么形成闭合的无终点的环圈。

物理学家一直认为自然界有对称,例如亏子与轻子也是三族,又或正反粒子,CPT守衡等等.但物理界并不如我们所想般对称,如CP不守衡,而最大之不对称(asymmetry)是费米子及玻色子之自旋性,费米子要自旋两个圈才可见回原本景象,而玻色子只需自旋一个圈。

物理学家建立了N=8的“超对称理论”(Supersymmetry / SUSY)统一费米子与玻色子,那是认为这个宇宙除了四维之外,还有四维,这个八维宇宙叫超空间(superspace),然而这额外的四维不可被理解为时间抑或空间,八维宇宙是由费米子居住,物质可透过自旋由四维空间转入费米子居住之八维,又可由八维转回四维,即玻色子可换成费米子,费米子可转换成玻色子,它们没有分别,我们之所以看到它们自旋不同只不过是我们局限于四维而看不到八维的一个假象。

我打个比喻,如果你在地球上只会感同到三维(上下前后左右),我们虽然知道时间之存在,然而我们眼睛看不到,眼睛只帮我们分析三维系统,然而有可能这个世界是八维,而因为眼睛只可分辨三维而你无法得知。

科学家称这些一对之粒子为超对称伙伴(supersymmetric partner),如重力微子(gravitino),光微子(photino),胶微子(gluino),而费米子之伙伴叫超粒子(sparticle),只不过是在费米子前面加一个s,如超电子(selectron).可是我们知道费米子无论怎样转也转不出玻色子,亦没有发现费米子或玻色子转出来的超对称伙伴,例如电子就不是由任何已知玻色子转出来,假如每一玻色子或费米子都有其超对称伙伴,世界上之粒子数将会是现在的两倍。

有认为超对称伙伴质量比原本粒子高很多倍,只存在于高能量状态,我们处于安静宇宙是不能够被看见,只有在极稀有的情形下,超对称伙伴会衰变成普通的费米子及玻色子,当然我们尚未探测到超对称伙伴,否则就哄动啰!本回答被网友采纳

Answer 3

不断学习，慢慢探索。追问

第二章 宇宙的奥妙
第一节 宇宙的简单认识
说起浩瀚的宇宙，会将我们带到神密的太空。让我们感到自己显得难以想象的渺小，我们赖以生存的地球在浩瀚的宇宙之中，也是微不足道的。面对宇宙，人类所认识的，如沧海之一粟。我们只能把不认识和无法认识的推给我们的宇宙的神密的主人——上帝。
宇宙就

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只有神知道