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关于宇宙最令人惊奇的9个事实
宇宙是一个充满惊奇的地方。以下是近代最令人震惊的 9 个太空发现。
宇宙的神奇很难用直接的言语来表达。
这么说吧: 整个宇宙的构成中,组成我们能看到的常规物质(即重子物质)占 4.9%,而暗物质则占 26.8%,还有 68.3%是暗能量(质能等价)——尽管没有人知道它到底是什么。
套用英国生物学家 JBS Haldane 的话说,“宇宙并不比我们想象中的奇怪,它比我们这件事还要奇怪。”
「以下,有这些奇怪中的 9 个」
每个星系中心都有一个超大质量黑洞
星系中心的黑洞'照亮了'星系
活跃的星系释放出的光常常是普通星系的 100 倍。随着 1963 年类星体的发现,很明显,这些光线不是来自恒星,而是来自比太阳系范围更小的星系中心区域。
唯一可以想象的能量来源,是物质在螺旋下落到一个高达太阳质量 500 亿倍的巨大黑洞时,被加热到白炽状态。
在 20 世纪 90 年代,美国宇航局的哈勃空间望远镜发现,尽管活跃星系只占星系总数的 1% ,但超大质量黑洞并不是罕见现象。
几乎每个星系,包括我们的银河系,都有一个这样的黑洞,但是由于缺乏“食物供应”,大多数黑洞已经“关机”。
超大质量黑洞在星系中心是为什么?
是它们带来了星系的形成?
还是星系新生时的产生了它们?
这些仍然是天体物理学中一些尚未解决的大问题。
宇宙无论何处都有相同的温度
宇宙微波背景辐射的快照——大爆炸留下的热量——当时宇宙只有38万年的历史。它显示了微小的温度波动,这些波动对应着不同密度的区域:这些波动如种子,将会成长为如今的恒星和星系。(Credit: ESA and the Planck Collaboration)
大爆炸的余温被封存在宇宙中。在整个宇宙中,它无处可去,至今仍然在我们身边。
奇怪的是,这个温度比绝对零度高 2.725 摄氏度(- 270 摄氏度)。
早期宇宙来自大爆炸的微波背景辐射温度要显著高于当今的辐射余温,而几十亿年来微波背景辐射均匀降温的事实只能解释为宇宙空间正在进行着度规膨胀,并排除了我们处于接近一个特殊的爆炸中心的位置的可能性。
微波背景辐射被认为在宇宙中的任何一点都可被观测,并且在各个方向上都(几乎)具有相同的能量密度。
95%的宇宙是看不见的
叠加在这张哈勃图像上的光环代表了暗物质,暗物质被认为造成了星系团的扭曲。(Credit: NASA, ESA, and M.J. Jee)
如同文首所说,宇宙中只有大约 4.9%的质能是由原子组成的。
大约 26.8%的宇宙质能是不可见的暗物质,暗物质的引力牵引着可见的物质。
构成暗物质的候选物质包括迄今为止未知的亚原子粒子和大爆炸中形成的黑洞。
除了暗物质,还有暗能量,占宇宙质能的 68.3% 。它是不可见的,充满了整个空间,正在加速宇宙的膨胀。
宇宙诞生了
宇宙诞生和成长的再现。(Credit: BSIP SA / Alamy Stock Photo)
曾经宇宙并不存在。
138.2 亿年前它诞生了。
所有的物质、能量、空间,甚至时间,都开始大爆炸。
大爆炸的火球开始膨胀,在冷却的碎片中,凝结成星系。
种种证据告诉我们,在我们的宇宙中,曾经有一天,不存在昨天。
一个直接的问题出现了: 大爆炸之前发生了什么?
宇宙中的大多数物质都在对抗引力
宇宙在膨胀,它造成星系在大爆炸之后像宇宙弹片一样飞散开来。
在这过程中,唯一起作用的力应该是引力,它就像星系之间的一张弹性网,使它们慢下来。
但是在 1998 年,出乎所有人的意料,天文学家发现宇宙的膨胀实际上正在加速。
为了解释这一现象,他们假设了不可见物质的存在,他们称之为暗能量。
这种物质充满了空间并对抗着引力,正是这种暗能量在加速宇宙膨胀。
太阳产生的中微子只有预期的三分之一
NASA拍摄的太阳照片(Credit: Solar Dynamics Observatory, NASA)
举起你的拇指。每秒钟有 1000 亿个中微子穿过你的拇指甲。8.5 分钟前他们还在太阳的中心。
太阳中微子是产生阳光的核反应的副产品。
美国物理学家雷蒙德·戴维斯等人在美国南达科他州的霍姆斯特克地下金矿中建造了一个大型中微子探测器。
他们发现来自太阳的中微子数仅为标准太阳模型预测数量的三分之一至二分之一。
这不仅得到了后来实验的证实,而且还获得了诺贝尔奖。
中微子存在一个怪异的态叠加,这就类似于一个动物同时是猪、牛和鸡。
当它们从太阳旅行而来时,它们会在三种不同味间振荡,这就是为什么实验得到了预期结果的三分之一的数字。
大多数行星系统与我们的不同
艺术家对热木星的构想。这些气态巨行星的轨道靠近它们的恒星,在其他系统中很常见,但在我们自己的太阳系中却不常见。(Credit: NASA/Ames/JPL-Caltech)
科学家们讨厌援引任何关于地球在宇宙中处境特殊的情况。
在他们看来,“特殊”比“典型”更不可能。
但是在其他恒星周围发现的行星,已经证实有超过 3500 颗造成了一个令人头疼的问题。
「没有一个像地球这样特殊。」
有一些超紧凑的行星系统,其中所有行星的轨道都比太阳系最内侧的行星水星与太阳的轨道更接近它们的母星。
一定会有类似木星质量的行星向内移动。
有些行星在高椭圆轨道上运行,类似于彗星。
还有一些行星绕恒星以“错误”的轨道方向运转。
考虑到行星是由气体和尘埃沿着同一方向围绕新生太阳旋转而形成的,后者的发现尤其难以解释。
到目前为止,没有人知道我们太阳系的不寻常是否与人类恰好的诞生有关。
第一个被探测到的引力波来自一个没有人预测到的双黑洞星系
两个双黑洞在相互环绕的轨道上运行,艺术构想图(Credit: The SXS)
2015 年 9 月 14 日,地球上首次发现了引力波。爱因斯坦在 1916 年预言,这些时空结构中的涟漪来自于一个遥远星系中两个黑洞的合并。
被探测的两个黑洞都在 30 个太阳质量范围内,因此前身恒星的质量必须至少达到太阳质量的 300 倍。
这样的恒星在如今是非常罕见的。所以这两个黑洞可能是第一代恒星(被认为是巨大的)的残余,甚至可能是诞生于大爆炸中的原始黑洞。
我们似乎是孤独的
智利安第斯山脉ALMA(Credit: ESO/C. Malin)
宇宙中大约有 100,000,000,000,000,000,000,000 颗恒星,同时行星可能比恒星多。
然而,在这浩瀚的宇宙中,我们只知道一个地方存在生命: 地球。
尽管对智能信号进行了搜索,但目前依旧没有发现智能外星生命的迹象。
事实上,有一个很好的论点,如果这样的生命形式存在于我们能探测到的地方,我们不仅应该看到他们的迹象,更有可能的是他们应该已经来到我们的星球。
一些天文学家认为答案是:我们是孤独的,我们是第一个。
我们花了 30 亿年的时间从单细胞到复杂的生命体,这意味着这一过程是困难的。
像我们这样的科技文明可能是罕见的、短暂的,我们可能已经错过了其他星球存在生命的时间。
另一种可能是,最近的一个星球也太过于遥远,我们无法察觉。
(老 A 注:我认为不一定是孤独的,谁知道呢?)
参考来源
https://www.skyatnightmagazine.com/space-science/facts-about-space-universe/
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E5%BE%AE%E6%B3%A2%E8%83%8C%E6%99%AF
编译:天文通  / 神秘的老A
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