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巨变中的宇宙
巨变中的宇宙
 
写在前边的话
在浩瀚的历史长河中,我们人类今天所面临的是一个前所未有的时代。人类所面临的挑战和机遇都是前所未有的。汹涌澎湃的各种巨变正在和即将展现在我们的面前。是啊,“茫茫宇宙为何而生 难倒众生智”!千古以来,有多少人上下求索,在苦苦地寻求人生的真谛。“我们从何而来,来到人世间干什么,我们将来到哪里去?”。

中国人历来相信天人合一,认为天象变化下面必然对应人间的变化,人间的变化来自天象变化的带动。近两年以来,尤其是最近,诸多的前所未有的天体变化展现在我们的面前。中国人讲“天时,地利,人和。不同的天象会带来不同的社会形态。”更让我们吃惊的是,宇宙的变化正在导致我们所赖以生存的科学的基本规律在改变。

产生这种巨变的原因在哪里?这巨变之后孕育着什么?这都是本书要探讨的问题。然而,要认识和解决这样重大的问题,必须从更新观念入手。因为“天人合一”说明了,我们的思想意识也应该符合天象变化,才能真正理解正在发生和将要发生的巨变。是宇宙产生了我们,而不是我们创造了宇宙,天欲行,无可止,我们只是这宇宙一瞬的凝眸,有形而无质。所以我们不能期待宇宙天象符合自己的观念,而应该让自己的观念去寻找和符合天象的变化。不改变人类认识宇宙的观念,人类将无从认识和理解今天宇宙及其变化,那么就会不能追赶上宇宙巨变的汹涌大潮,就可能会被历史前进的潮流所淘汰。

观念是人类在认识物质世界的过程中形成的,譬如说“眼见为实”,很多人认为自己眼睛看到的才是真实的,而科学家则通常认为用仪器探测到的才是可信的。是“眼见为实”好呢,还是“我思故我在”更富有诗意的哲理?是相信眼睛,还是自己的心灵更可信?可是我们相信自己的心灵吗?或许早已经忘记了孩提时仰望星空的物外神游。我们真的相信眼睛吗?看着宇宙中正在轰轰烈烈地巨变着我们却似乎无动于衷。

更新观念,睁大眼睛,凝视我们正在面临的辉煌时代!
巨变中的宇宙  

目录

第一章 万有引力及粒子物理和空间理论

本章简介
1.1 万有引力的不足

1.1.1 证实重力的速度 ─ 别那么快
1.1.2 科学家发现先驱者航天器轨迹明显偏离万有引力定律的预期
1.1.3 极度清晰的哈勃图像挑战现有时空和引力理论
1.1.4 挑战万有引力定律:NASA的新实验
1.1.5 从先驱者号轨迹反常谈“万有引力”

1.2 粒子物理面临的挑战和缺陷

1.2.1 新发现的亚原子粒子对夸克理论提出挑战
1.2.2 微观粒子间神秘联系的稳定程度超出科学家预期
1.2.3 科学家发现粒子间的缠绕依赖于它们的相对运动状态
1.2.4 科学家利用中子星的热核爆发研究其内部结构

1.3 时空概念的新革命

1.3.1 科学家发现隐藏空间维度存在的证据
1.3.2 多维空间研究新进展: 暗能量
1.3.3 多维空间研究新进展: 膜理论
1.3.4 《科学》杂志介绍多维空间的存在
1.3.5 多维空间研究新进展:微观黑洞
1.3.6 海市蜃楼奇观向人们展示另外空间的真实存在
1.3.7 科学家谈“多世界”的存在
1.3.8 美国科学家认为宇宙可能有无数个
1.3.9 科学家:“人的宇宙学原理”越来越受尊重
1.3.10 物理学家提出关于更深层次存在的理论
第二章 历经苍桑的地球


本章简介
2.1 科学家发现若小天体与地球相撞,人类来不及防备
2.2 小行星引起科学家不安
2.3 小行星的威胁有多大?
2.4 一与地球玩猫和老鼠游戏的小行星靠近地球
2.5 科学家认为寻找地外生命需要打破我们对生命认识的框框
第三章 发生在太阳系的巨变


本章简介
3.1 太阳发生剧烈爆发
3.2 太阳“攻击”掠日彗星
3.3 太阳系新星体登场
3.4 木星的卫星数量快速增至48颗
3.5 木星的两颗卫星上可能存在生命
3.6 本世纪最壮观的流星雨
3.7 本世纪首次水星凌日现象结束
3.8 五星联珠与改朝换代
3.9 天文新发现:小行星在地球围绕太阳运转的轨道内漫行
3.10 土星周围发现一颗新卫星
3.11 云罩土星的卫星“泰坦”(Titan)
3.12 天文新发现:海王星出现3颗新卫星
3.13 一奇异彗星已经驰入太阳系
3.14 科学家质疑光速不变原理
第四章 剧变中的银河系


本章简介
4.1 天文学家发现银河中心特大质量黑洞爆炸频繁
4.2 银河系超巨星Rho Cas发生巨型爆发
4.3 红外线天文卫星观测到银河系大量新生恒星
4.4 银河系中的闪亮光点─球聚体
4.5 不平静的银河系球形星团
4.6 快速穿越银河系的黑洞
4.7 钱德勒X-射线观测仪观测到银河系黑洞附近的剧烈碰撞
4.8 天文新发现:巨星环环绕著银河系
4.9 科学家在银河系周围发现氢气云团
4.10 银河系中心亮丽风景线
4.11 哈勃望远镜观测到一个奇异星体爆发产生的“光回声”
4.12 银河系即将进入新纪元
第五章 宇宙巨变


本章简介
5.1 频繁的伽马爆揭示宇宙剧烈变化
5.2 科学家发现两个正在形成的巨型星系
5.3 “万象更新”的星系
5.4 塔兰图拉星云中大量涌现的新星体
5.5 哈勃望远镜在我们附近发现正在诞生的微型星系
5.6 哈勃望远镜观察到一个致密六星系组正在发生重组
5.7 GAMMA爆发--宇宙巨变的证据
5.8 宇宙间最强磁星被发现
5.9 天文学家发现迄今宇宙中最大的X射线盘
5.10 宇宙风景线:热气体网
5.11 新宇宙正在形成:哈伯拍摄到多个星系碰撞合并
5.12 宇宙中惊人的爆炸:星体的消亡和黑洞的诞生
5.13 哈勃发现一向外喷射高速射流的神秘星云
5.14 暗物质、黑洞与宇宙膨胀

5.14.1 神秘的暗物质
5.14.2 暗物质和常规物质共同构建我们的宇宙
5.14.3 钱德勒X-射线望远镜发现暗物质存在的最新证据
5.14.4 科学家在古老的星系团簇中发现出人意料的活跃超级黑洞
5.14.5 天文新发现: 两超大黑洞存在于同一星系
5.14.6 神工的绝妙:黑洞与星系演化和谐相联
5.14.7 天文学家发现形成于宇宙早期的超级黑洞
5.14.8 天文学家认为宇宙在加速扩张
5.14.9 天文学家发现未知力量导致宇宙加速膨胀
5.14.10 神秘的宇宙加速膨胀引起科学家极大兴趣
5.14.11 现代科学关于宇宙和地球年龄的研究
5.14.12 宇宙年龄再次被“修改”
5.14.13 科学家发现宇宙的产生和演化需要外部“力量”的干预


结束语


超新星爆发增多与世间的对应
第一章 万有引力及粒子物理和空间理论

本章简介
历史发展到今天,由于实验和观测技术的不断发展,人类现有的科学理论受到了极大的冲击。万有引力是一个古老的话题,也是近代物理的一个理论基石。然而从最近的研究和观测结果来看宇宙天体是受到限制的,是由拮抗重力的神秘高能量所主宰的,并非象哈勃(Hubble)所提出的那样:大爆炸(Big Bang)及以后的膨胀进而产生宇宙。科学家同时发现:科学家发现先驱者航天器轨迹明显偏离万有引力定律的预期。另外,传统观点认为,空间与时间可以整体看作为一种海绵。当光线穿过海绵时应该受到干扰,即使这种干扰非常轻微,这样随着时间的推进,光线在宇宙中穿越后,在精确望远镜上汇聚所显图像只能是模糊的。简而言之,哈勃对遥远星体所拍图像应该产生一种奇怪的效果,然而实际上却没有:哈勃图像清晰明了,与拍摄对象的距离没有关系,而这一结果,也构成了对现有的空间和引力理论的挑战。NASA

富有建设性的摆脱引力牵制的实验,以及理论物理学家的“引力屏蔽效应”的理论,都使得这一传统的课题蒙上了激动人心的色彩。

本章第二个要讨论的话题是理论物理的前沿:粒子物理的新发现。物理学家在斯坦福线性加速器(SLAC)上发现的理论上预言的新粒子,但是新粒子的质量显著小于理论预言值,对夸克相互作用理论提出了挑战。在粒子之间的联系稳定性方面,科学家们发现处于量子缠绕态(quantum entanglement) 的两个光子可以通过金属片而不失去这种联系。这一发现意味着粒子间的这种量子联系比科学家们原先认为的要稳定。而NASA的另一项的研究表明:神秘的量子缠绕态与观察者相对于微观粒子的运动有关,这种量子缠绕可以由观察者的相对运动来产生或者破坏掉。NASA的科学家还发现了中子星并利用中子星的热核爆发研究其内部结构。

本章的第三个讨论话题是空间理论问题,在对万有引力常数的研究过程中,科学家发现隐藏空间维度存在的证据。在暗能量理论方面,英国剑桥大学天文学教授乔治·椰佛斯德休(George Efstathiou)领导的由27位天文学家组成的研究小组公布了他们发现的关于暗能量存在的强有力的证据。阿肯尼-哈米德等提出了膜世界理论,认为许许多多空间是以多层膜的形式存在于一个多层超空。

近来有些物理学家提出了可能存在的另一种形式的黑洞,即一种极其微小、轻微形式的微观黑洞,这一猜想若被证实,也将会证实物理学界另一种看起来更加难以置信的理论,认为除了我们熟悉的4维时空,还有其它可被观测的多维空间。

海市蜃楼奇观则向人们展示另外空间的真实存在。最近,在中国大陆一些地区出现了海市蜃楼现象,特征是出现的地区增多,持续时间增长,不分昼夜。

令人惊奇的“多世界”理论,物理学博士艾佛雷特(Hugh Everett )在1957年首先提出来的,而后被美国最著名的宇宙物理学家,相对论专家,二战时期研制原子弹的曼哈顿计划和氢弹计划的主持人之一的约翰.惠勒(John Wheeler )教授所进一步发展。在其后的五十年当中,这一理论吸引了一代又一代的物理学家致力其中,英国牛津大学著名的戴维·德伊池(David Deutsch )教授正是其中的代表人物。

一种新的宇宙学理论,多重宇宙(multiverse)概念,指称宇宙在第一次大爆炸后还在彼此不断大爆炸,形成无数宇宙。人的宇宙学原理,为众多科学家所重视,象是中国古代“天人合一”的思想。而更深层次存在的理论正在科学家们的考虑中。

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