小麦哲伦星云的浪漫含义是:是整个宇宙的中心。如果有人对你说你是他的小麦哲伦星云,说明你在他心中很重要。小麦哲伦星云,又称小麦哲伦星系,位于杜鹃座与水蛇座之间,是靠近银河系的一个不规则星系。
小麦哲伦星云的浪漫含义小麦哲伦星云,简称小麦云,外文名为Small Magellanic Cloud,缩写为SMC。
小麦哲伦星云的直径约为7000光年,总质量约是太阳的70亿倍,是距离最近的河外星系之一,距离大约为20万光年。
小麦哲伦星云在夜空中看起来像是模糊的光斑,大小约为3°,而且只能在在北纬15°以南的低纬度地区才看得见。
七、宇宙的展望
奇点大爆炸理论的三大验证:
1宇宙微波背景辐射的发现。
2氢、氦元素的丰度符合奇点大爆炸理论的预言。
3哈勃发现宇宙处于普遍的膨胀之中。
在前文的第四部分,我阐明了一个观点,当宇宙的星系大量地产生之后,宇宙早期的每一道辐射光都会终止于某一个星体上,均匀的宇宙微波背景辐射不可能是奇点大爆炸遗留下来的余烬。宇宙微波背景辐射的发现不仅不能作为验证“奇点大爆炸理论”正确性的证据,反之可以作为证伪“奇点大爆炸理论”的有力证据之一。
威尔逊发现的27k宇宙微波背景辐射,实质上是本星系群周围,物基子所产生的辐射,更远的物基子产生的辐射会受到宇宙膨胀的影响,频谱可能产生红移。而更可能的是,27k宇宙微波背景辐射是由正、反物基子湮灭所产生。
氢、氦元素的丰度是“奇点大爆炸理论”通过多次修修补补得来的,后知后觉的理论预言。随着观测手段的不断提高,今后的天文观测应该可以发现遥远的一些空间区域,氢、氦元素的丰度与理论预言值不符。这是我认为氢、氦元素丰度不能作为证明“奇点大爆炸理论”正确性证据的一个原因。在宇宙收缩态晚期和膨胀态早期,宇宙虚空中的气体元素丰度为最大,这时虚空看起来可能不是黑色的,而是浅淡蓝色或别的颜色。
哈勃发现宇宙中的星系彼此相互远离,其退行速度与我们的距离成正比,宇宙处于普遍均匀的膨胀之中。如果我们现今的宇宙是由奇点爆炸而来,那么不管地球处于宇宙的哪个位置,在极大的范围上,应该可以发现宇宙的膨胀具有方向性。但是哈勃的发现并不是这样,星系的相互远离意味着星系之间的空间在不断地生长。星系呈现在宇宙空间中的立体组态,决不是星系线速度所造成,尽管星系在运动过程中受到彼此引力的相互作用而有簇拥成群的趋势,但也不应该在宇宙空间中出现那么多的虚空地。我认为,这些虚空地是由物基子流所造成。星系密集区,引力波的相互作用很强,产生大量的物基子,这些物基子会在恒星光压的排斥下流向虚空。星系就像聚集在一堆肥皂泡上,泡壁上星系密度是泡内星系密度的4倍。而且泡壁上的很多星系不是越聚越紧,而是彼此还在相互远离。只有星系之间的空间在不断地生长才能解释这种现象。后来的天文观测进一步发现,宇宙正在加速膨胀,奇点大爆炸理论解释不了这个现象,同时天文学家和物理学家们也找不到推动宇宙加速膨胀的动力源,不得不重新启用爱因斯坦先生杜撰的宇宙学常数。不过我可以明确地告诉大家,宇宙的演化决不是一承不变的,宇宙会随着时间的流逝而不断地变化着。如果宇宙学常数随时间流逝不断地变化,一会儿增大,一会儿减小,那还叫“常数”吗?我在本文的第三部分阐明,物基子的产生促使空间的生长,星系被驮开。随着星系相距越来越远,将来宇宙空间的膨胀速率会逐渐减小,宇宙由膨胀相逐渐过渡到收缩相。到那时宇宙中的星系多数显得年老,并向椭圆星系进化。恒星之间的距离彼此拉近,特别是恒星辐射压的退化,使两个或多个恒星的相互融合成为可能。在这一期间,类似超新星爆发变得寻常可见。γ射线光子的碰撞产生大量的正、负电子,并与暗物质粒子结合,形成正、反质子和正、反中子。这一阶段是宇宙中氢元素的主要合成期,为宇宙下一个轮回的恒星提供燃料。随着宇宙的不断收缩,氢元素转化为氢气并逐渐汇聚成星云,星云在浓缩过程中会受到许多天文事件的干扰。比如说,受到超新星爆炸冲击波的扰动或其它天文事件的影响,星云可能会分裂成许多大团块,之后演化为星系或星系群。那些留存下来的,年老星系的星系核,有可能成为新星系的核心组件。现代天文观测发现,一些年轻星系的周边存在着年龄极老的裸星系核。这似乎意味着宇宙中星系的演化是一茬一茬地进行,或者象我在前文中说过的“宇宙就像一锅没有表面的,向四面八方沸腾的稀粥”。宇宙的轮回决不是单纯的机械化模式,它可能会像生物那样自我进化,合成的重子数可能不断地增多。根据复合粒子的奇数性原则,两个正质子和一个反质子,再加上一些复合粒子,有可能合成“超质子”。(注:质子合成时已打破复合粒子的“奇数性”原则。“超质子”的构思并没有考虑库仑力的相互排斥。这个猜想有可能是错误的。) 另一方面,现在宇宙的膨胀,不知是否会导致原子核外电子轨道拓宽?如果这样,那当宇宙转为收缩态,就必定导致电子轨道的缩进。一切物理、化学性质都可能变了样。
“奇点大爆炸理论”是否成立,还存在着一个关键性的问题必须解决,那就是“奇点”是否存在?如果奇点不存在,那么“奇点大爆炸理论”还有意义吗?我在本文第二部分“黑洞——物质的消融”中阐明一个观点,当物质的密度达到某一个极限值时,物质会被压缩为宇宙中最基本的微粒单元——宇基子,这说明黑洞中心不会形成一个奇点。何况,黑洞不会吞噬空间,广义相对论阐明的,空间从奇点爆炸后产生,是一个明显的错误。我们的宇宙实质上是一个无限大的微波炉,当宇宙缩小亿万倍,当然这样看起来宇宙可能还是无限大的。通俗点说,当宇宙中星系的平均距离缩小为现今的千万分之一或亿分之一,由宇宙中星体产生的电磁辐射,就可能把宇宙中所有的物质全部点燃,行星、恒星、星系产生猛烈的爆炸。这种爆炸会在星系密集区率先展开,并向四周蔓延。幸好宇宙空间中存在着许多虚空地,这些虚空地起到大火隔离带的作用,这样爆炸只在星系密集区延续,虚空地中少量的星系可能幸存下来。也许这种连续爆炸现今仍在进行,只是距离太过遥远,我们观察不到罢了。设想有一波几百万度,甚至上亿度的气流流经我们银河系,结果会怎样?行星、恒星会发生极为猛烈的爆炸,这种爆炸的结果是导致“物质宇宙”产生膨胀,并波及周边的星系。如果我们周围的星系较为密集,这样的连环爆炸就可能连续不断地进行,把一大片星系甚至整个宇宙毁掉。不过这样的连续爆炸发生的概率极小,我们的宇宙也许从来就没有发生过大片星系的连环爆炸。现代天文观测发现,一些单独的恒星或星系靠近时,似乎总有一个斜向速度使它们彼此滑开。100亿光年外的“星系长城”中星系密集,也没有发现大面积星系的爆炸。偶尔有个别星系碰撞到一起,也只表现为星系的相互融合,使得新融合成的星系形状向螺旋星系发展。这似乎存在着某种潜规则,虽然星系相互融合,但恒星一般不会产生碰撞。恒星相互靠近时似乎存在某些斥力,使它们彼此滑开,或相互绕转,形成聚星系统。所以包含聚星系统多的螺旋星系是融合星系的可能性较大。
我把包含星系长城在内的视宇宙称为“本亚宇宙”,简称“本宇宙”。本宇宙是以星系长城为边界的,它只是众多亚宇宙中的一个,相对整个宇宙来说,只是沧海一粟。星系长城的发现似乎意味着,我们地球所处的位置并不在本宇宙的中央,而是在靠近星系长城的一面。随着今后观测手段的提高,在其它方向上也应该可以发现类似的星系长城,这样我们就可以大略地估计本宇宙的空间范围。但也不是在所有方向上都可以观察到这种星系长城,只有相邻两个亚宇宙同处于膨胀相中,才交汇成这样的星系长城。将来星系长城会膨胀开,形成一个新的亚宇宙。相邻两个同处于收缩相亚宇宙的中间会形成一大片的虚空,在这片虚空中几乎不存在星系。在某个方向上,若与本宇宙相邻的亚宇宙处于收缩相中,也可能形成大片的虚空。只有等到将来的观测技术提高了,才能透过那片虚空,发现更为遥远的星系,而那些星系的年龄要比本宇宙星系年龄老得多。但也有可能在本宇宙边缘处发现一些年龄很老的星系,这些星系是相邻亚宇宙的,并不属于本宇宙的范畴。相邻亚宇宙边界处的星系也有可能切入本宇宙之内,所以如果在本宇宙边缘之内发现一个或几个年龄很老的星系,也不必大惊小怪。宇宙中众多的亚宇宙不可能同处于相同的演化阶段,不同的亚宇宙,氢、氦元素的丰度肯定各不相同。这就是我认为,氢、氦元素丰度不能作为验证“奇点大爆炸理论”正确性证据的主要原因。
宇宙空间在极大范围上是否弯曲?确实很难诉说,也许我们只能认为空间是无边无际,无穷无尽的。爱因斯坦先生的“空间弯曲”只是引力或引力场作用下的一种物理效应。在爱因斯坦先生眼里,太阳的巨大质量使得其周围的空间发生扭曲,不论来自哪个方向的物质,只要掠过太阳周边,都会沿着弯曲的空间轨迹向太阳内部偏折。有人称赞道“物质告诉空间如何弯曲,空间弯曲决定物质如何运动。”令人想不通的是,既然“空间弯曲”是由太阳巨大的质量所造成,但空间的弯曲并没有方向性,也没有确定的曲率,有的只是能让外来的物质产生向内偏转的现象,这还与外来物质的运动速度及方向密切相关,空间弯曲只是起到“微调”的作用,起主导作用的是外来物质的运动状态。在地面上做斜抛的物体,最终落到地面,是由于空间弯曲所造成;垂直上抛的小球,最终掉落到手上,也是由于空间的弯曲所造成。如果地球的自转速度增加两倍,那么垂直上抛的小球会落回手上吗?爱因斯坦先生的“空间弯曲”只注重地球的质量,而不考虑物体运动的惯性。这样,在月球垂直上抛的小球就不落回手上,这是不符合事实的。本文阐明一个观点,引力场周围的空间是平直的,但引力场会产生引力辐射。通俗点说,引力场会产生引力波,引力波总是做向心振荡,并拽动引力场中的物质,使掠过引力场的物质产生折曲线向引力场中心偏折。太阳的自转使引力波产生沿着自转方向的螺旋进动效应,这有可能是导致水星近日点进动的原因,同时也使掠过太阳赤道两边的光线轨迹略有不同。如果他真正了解引力的本质,也许他建立的“广义相对论”会具有别样的风采。“能量密度”是爱因斯坦先生鬼才般的发现,也许能量密度是表达宇宙中物质数量的最好方法,也可能是理解宇宙的有效方法之一。今后,也许会有人从“能量密度或能量压强”的角度去阐明引力场的本质。但仍有几个问题值得探讨,物质的多少并不能体现引力的大小,引力强弱与物质的聚集度有关,和温度也可能有所联系。而且引力的作用距离是有限的,更何况宇宙的演化和“空间的生长与收缩”密切相关,同时也与局部的“空间流变特性”有关。一般情况下,空间流变特性是由物基子流所造成,但也不排除宇基子流存在的可能性。错失考虑这些,也许是爱因斯坦引力场方程导出一些奇怪解的原因,同时也使“广义相对论”陷入尴尬的境地。
宇宙演化过程中熵的增大,会转变为所有物质速度的整体提升,并最终达到“光速”。然而局域性的物质富集,变得有序可循,又意味着什么呢?“宇宙中熵总是增大的”,似乎隐藏着某种不为人知的潜在矛盾?在日常生活中,有前进就有后退,有上升便有下降,有增大则有减小,有生会有死。宇宙中不存在着绝对的东西,也不存在着在任意条件下都永远成立的定律和方程。宇宙中不存在物理的终极理论,有的只是人们自已为是的论断和见解。黑洞中心把物质消融,转变成宇宙中最基本的能量——宇基子。这似乎是一个消灭信息和熵的机制。
如果我们的宇宙是从收缩态中反弹膨胀开来的,那么宇宙虚空中可能留存第二个背景电磁辐射。宇宙是一个无限大的电磁炉,收缩态晚期,虚空中的电磁辐射值应该达到最大。随着宇宙的膨胀,这个背景电磁辐射强度开始回落。除非宇宙已经膨胀了极其久远的年代,否则,这个背景电磁辐射依然存在。第二个宇宙背景电磁辐射覆盖的波段很宽,来自宇宙的四面八方,不同方向的辐射强度差异性很大,强度极弱,波长极长,与现今宇宙中的所有辐射源都对不上号。假若虚空中不存在第二个宇宙背景电磁辐射,那么宇宙也许从来就没有真正意义上的收缩过,哈勃发现的宇宙膨胀也有可能只是一种假像,它只代表着本宇宙正处于膨胀之中。宇宙就像一锅没有表面的,向四面八方沸腾的稀粥,宇宙永远处于自洽性的演化之中。
作者: 林 友 顺
20211218
参考文献
1《宇宙的轮回》[英]罗杰·彭罗斯/著
李泳/译
2《宇宙的结构》[美]布赖恩·格林/著
刘茗引/译
3《宇宙的琴弦》[美] B·格林/著
1小麦哲伦星云的浪漫含义是你是宇宙的中心。
2小麦哲伦星系位于杜鹃座和水蛇座之间,是临近银河系的一个矮星系、不规则星系。
3小麦哲伦星系的直径约为7000光年,包含数亿颗恒星,总质量约为太阳的70亿倍。
4它距离银河系约20万光年,是距离最近的河外星系之一。
5
扩展资料:
6他们认为,造成这种情况的原因是由于小麦哲伦星系和大麦哲伦星系的交互作用导致将其分割开,而且这两个部分还在不断地分离。
7他们将这个较小的部分称为迷你麦哲伦云。
浪漫宇宙是世界浪漫的起源
浪漫宇宙是世界浪漫的起源,相信很多人在自己生活中都会遇到各种各样的问题,或者是自己的对很多事情都很好奇,有的问题还不知道解决方法或者说是为什么,那么朋友们都知道浪漫宇宙是世界浪漫的起源吗?
浪漫宇宙是世界浪漫的起源1最近文艺作品中关于平行宇宙的展现越来越多了。无论是早期李连杰主演的救世主,还是X战警里的改变未来,还是**复仇者联盟四终结中的回到过去,还是动漫《命运石之门》里对世界线的展现,都对平行世界进行了畅想。那么平行宇宙理论到底是怎么一回事?为什么会有平行宇宙?
一:量子力学的实验事实
物理学家克劳斯的电子双缝干涉实验。简单的说:将若干电子发射到前方有两条相互平行的狭缝中,电子在通过狭缝后会在后面的探测屏上留下最终的运动位置,以便实验人员进行观察、总结。
如果以宏观物理学的角度来看,把电子视为一个粒子,那么若干电子在通过双缝之后应该会在后面的探测屏上留下两条与狭缝对应、平行的亮纹。
但事实却并不是这样,实际上后面的探测屏上出现了多条明暗相间、相互干涉的条纹。
这显然与预计不符,不过克劳斯认为可能是若干电子在运动时发生了撞击,所以导致探测屏上出现了很多干涉条纹。克劳斯为了避免这种现象的发生,于是将电子一个、一个的进行发射,这样电子之间就不可能发生碰撞。但实验结果还是没有改变,探测屏上依旧就多条干涉条纹,好像一个电子可以同时穿过两条狭缝一样。
实验说明微观粒子本身具有波动性,以波的叠加混沌态存在,微观粒子的位置等要素同时存在着多个可能性,而不是单一的,精确的。
梅里为了弄清楚这种诡异的现象究竟是怎么发生的。在1974年梅里教授在双缝的入口安装了极高清的摄像头,它可以直接观察到电子的运动情况。梅里教授的实验依然是将电子一个一个进行发射,然后梅里教授通过监视器观看电子的运动情况。令人震惊的事情出现了:原本预想的探测器上很多相互干涉的条纹不见了,电子如最开始人们预想的一样,直线的通过双缝,并且留下了两条平行、对应的亮纹。
实验与13年前克劳斯进行的实验没有任何差别,只是在此基础上安装了一个摄像头而已,并没有干预实验的正常进行,但实验结果却大不相同。梅里教授想不出其中的原因,于是将摄像头关闭,又重新进行了一次实验,这次探测器上却出现了很多相互干涉的条纹。梅里教授再将摄像头开启,探测器又变成了两条平行对应的亮纹。再关闭,平行对应的亮纹则又消失。也就是说只要去观察微观粒子,微观粒子就会表现出精确的单一的位置。后来科学家利用光子、原子、甚至分子做双缝干涉实验,得到的结果也与梅里教授相同。
实验说明:微观物质以波的叠加混沌态存在,微观粒子的位置等要素同时存在着多个可能性;一旦观测后,它们立刻选择成为粒子,微观粒子的位置等要素变成了单一的,精确的。
这与我们宏观世界的经验不符。为说明这个结论的荒谬,薛定谔设计了这样一个思想实验——薛定谔的猫:微观物质以波的叠加混沌态存在;一旦观测后,它们立刻选择成为粒子。实验是这样的:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态,即又死又活。
但根据我们的经验,在盒子里必将发生这两个结果之一,而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。在量子的世界里,当盒子处于关闭状态,整个系统则一直保持不确定性的波态,即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开后,外部观测者观测时,物质以粒子形式表现后才能确定。这项实验旨在论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解,可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理,客观规律不以人的意志为转移,猫既活又死违背了逻辑思维。
二:对于实验事实的理论某一种解释——平行宇宙理论
关于薛定谔的猫,包括爱因斯坦在内的许多非主流科学家是持怀疑态度的,我们的世界也是由微观粒子组成的,微观粒子的性质不能和现实世界相违背。他们认为:这个原因是由“平行宇宙”造成的。大家知道在猫实验里,如果原子衰变,猫就被毒死,反之则存活。猫不可能是“又死又活”的,猫只能是要么死要么活。平行宇宙理论则声称:每次实验必定同时产生一只活猫和一只死猫,只不过它们存在于两个平行的世界中。这样一来,薛定谔的猫也不必再为死活问题困扰。只不过是宇宙分裂成了两个,一个有活猫,一个有死猫罢了。对于那个活猫的宇宙,猫是一只活着的,不存在死活叠加的问题。对于死猫的宇宙,猫在分裂的那一刻就实实在在地死了。
当我们向盒子里看时,整个世界分裂成它自己的两个版本。这两个版本在其余的各个方面都是全同的。区别只是在于其中一个版本中,原子衰变了,猫死了;而在另一个版本中,原子没有衰变,猫还活着。在量子的多世界中,我们通过参与而选择出自己的道路。在我们生活的这个世界上,一切都是真实的,确定的。
如果平行宇宙理论是成立的,那么还有更骇人听闻的假设:量子自杀——你永远不会死亡。
在量子力学里,量子自杀是想法实验。宇宙有多个,量子的不确定性,多个可能性被分配到各个宇宙去变成精确事件。按照平行宇宙理论,这些非常低的概率总是对应于某个实际的世界。那么自杀总有活下来的可能,这个可能就变成了某个宇宙中的确实存在着的真实事件,所以量子自杀——你永远不会死亡。
平行宇宙理论:从宇宙诞生以来,已经进行过无数次的分裂,它的数量以几何级数增长,很快趋于无穷。
我们现在处于的这个宇宙只不过是其中的一个,在它之外,还有非常多的其他的宇宙。有些和我们很接近,那是在家谱树上最近刚刚分离出来的,而那些从遥远的古代就同我们分道扬镳的宇宙则可能非常不同。也许在某个宇宙中,小行星并未撞击地球,恐龙仍是世界主宰。在某个宇宙中,格鲁希没有在滑铁卢迟到,而希特勒没有在敦刻尔克前下达停止进攻的命令。而在更多的宇宙里,因为物理常数的不适合,根本就没有生命和行星的存在。
而最近的文艺作品越来越多地接受了平行宇宙的理论。但到底平行宇宙理论是不是真实的,还需要时间去检验,还需要科学家们用更多的实验结果去证实。
平行宇宙的理论,带给我们无限的遐想。虽然在这个世界你是困难重重的,不幸的,甚至失败的。但是再另外的一个世界你却是幸运连连的,是成功的。只要我们肯去做任何事情都是有可能成功的,而这个可能就会变成某一个宇宙中的事实。人们常说每个人的对手只有自己,根据平行世界的理论这真是再正确不过了。勇敢去尝试,把自己所处的世界变成最幸运的那个世界吧
浪漫宇宙是世界浪漫的起源2关于宇宙学最奇特的想法。
1冲击膜
我们所处的宇宙是否可能只是漂浮在更高维数空间上,反复地撞击到邻近的宇宙的一层薄膜。根据弦理论中被称为“膜世界”的分支,空间有很多额外的维度,虽然引力可以到达所有的空间维度,我们却被限制在自己的只有三维的“膜”宇宙中。英国剑桥大学的尼尔·杜洛克和美国新泽西州普林斯顿大学的保罗·斯坦哈特,设想出当我们所处的宇宙与另一个宇宙猛烈地冲击时,大爆炸就这样逬发出来了。反复的冲击会时常产生一系列新的大爆炸——因此,如果这种循环式的宇宙模型理论是正确的话,宇宙就可能是永恒的。
2 不断进化中的宇宙
加拿大滑铁卢周边研究所的李·斯莫林表示,当物质在黑洞中心被压缩到极度的密度时,就可能会迅速恢复活力而产生一个新的婴儿代宇宙。后代宇宙的物理规律可能会同其父代宇宙稍有不同,并有随机性——所以说宇宙可能是在不断进化的。造成许多黑洞的若干宇宙会有很多子女,最终在宇宙群体中占据着优势的地位。假如我们生活在某个典型的宇宙中,那么这个宇宙应该具有能够优化黑洞产生所需要的物理规律和物理常数,但至今我们还不得而知,我们的宇宙是否符合这个要求。
3 超流体的时空
根据物理学家美国南卡罗来纳大学的帕维尔·马祖尔和加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔实验室的乔治·卓别林的看法,其中一种宇宙论中最奇怪的新理论之一是时空实际上是一种零摩擦的超流体的物质,其中散布着急速旋转的涡旋。如果宇宙正在转动着,这种超流体的时空就会把旋涡分散开来——播下像星系那样的结构种子。马祖尔认为我们所处的宇宙在可能诞生于一个塌缩的恒星,在那里,由星球组成的物质和超流体的空间的组合可能会产生大量暗能量,这种暗能量是加速宇宙膨胀、与万有引力相反的排斥力。
4 “金发女郎”式的宇宙
为何宇宙总是具有“恰到好处”地允许生命出现的属性呢? 如果改变一些物理常数,我们会最终没有恒星,或者没有物质,或者宇宙只存在极短的一瞬间。答案之一是人择原理:我们所看到的宇宙必然是友善的,否则我们就不可能在这里去观察它了。最近,这种想法似乎占据了某些优势,因为暴涨理论表明,自然界可能存在着无数个宇宙,弦理论暗示,这些宇宙可能几乎都有着范围无限的各种不同属性和物理规律。但是,许多科学家拒绝接受这个人择原理,认为它不科学,因为它没有作出任何可检验的预测。
5 万有引力理论的延伸
暗物质可能并不真是 “实体” 的——它可能只是对万有引力古怪行为的误导性名称。被称作为修正的牛顿动力学的理论认为,引力理论并不像近代物理学理论所预计的那样会很快地消逝。更为强劲的引力理论能够担负起暗物质的作用,引力会抓住星系和星团使其不至于飞离而去。新的修正的牛顿动力学公式化表达可以不与相对论相矛盾,从而引起了人们对修正的牛顿动力学兴趣,尽管它可能还不符合宇宙微波背景的斑点模式。
6 宇宙幽灵
现代宇宙学的三个未解之谜,“暴涨”、“暗能量”和“暗物质”,在这个理论中都归结到一个幽灵物质了。调整了爱因斯坦的广义相对论后,有一组物理学家在他们的新理论中突然发现一种奇怪的物质,就是“幽灵聚合物”。它可以产生在大爆炸中引起宇宙暴涨的排斥力,随后使宇宙产生更为平稳的加速度,这种加速度归因为暗能量。此外,如果这个古怪的物质聚集在一起,就可能形成暗物质。
7 它是个小宇宙
宇宙微波背景中斑点模式有一个可疑的缺失,就是几乎没有什么大的斑点。一个可能的解释是,宇宙是微小的——它是如此微小,以致如果回到微波背景刚刚产生时,它不可能容下这么大的泡。如是,空间将只能以某种方式围绕着它自己。或许有一种最古怪的想法是,宇宙是漏斗状的,有着狭窄的一头和向外开展的一头,像是一个喇叭口。在这个模型中,向后折回的曲率也会把所有较小的微波点从圆形拉伸为小椭圆——这正是目前所观测到的。关于宇宙学最奇特的想法。
许多比银河系活跃得多的星系,都有巨大的双射电波喷流延伸到星际空间。正常情况下,这些来自星系中心的大质量黑洞方向相反。然而,有几个更复杂,在宇宙中似乎有四个射电波喷流形成了一个“X”,而这个星系被称为“X星系”看上去非常神奇!为了理解这一现象,天文学家提出了几种可能的解释:这包括数百万年来星系中心黑洞和相关喷流旋转方向的变化。
图示:PKS2014-55“X星系”距离地球8亿光年,由于之前在相对模糊的图像中出现过,因此被归类为“X”形,在这张用Meerkat望远镜获得的新射电图像中提供的细节表明:它的形状最好被描述为“双回飞镖”。两个强大的无线电波喷流,以蓝色表示,每一个都向太空延伸了250万光年(相当于银河系和主要邻居仙女座星系之间的距离),最终它们被稀薄的星际气体压力“折返”。
两个黑洞,每个黑洞都与一对喷流相关;以及落回银河系的物质被偏转到不同的方向,形成了X的另外两个旋臂。对这样一个星系PKS 2014-55的精美最新南非Meerkat望远镜观测,强烈支持后一种解释,因为它们显示出物质在向宿主星系回流时“转弯”,其研究结果刚刚被接受,并将发表在《皇家天文学会月刊》上。这项研究是由来自南非射电天文台(SARAO)、(美国)国家射电天文台(NRAO)、比勒陀利亚大学和罗兹大学的一个团队进行。
之前对这些不寻常星系的研究,缺乏现在Meerkat望远镜新提供的高质量成像,这个望远镜阵列由64个射电碟子组成,位于南非北开普省的卡鲁半沙漠。计算机将来自这些天线的数据合并到一个直径8公里的望远镜中,并为PKS 2014-55提供了前所未有质量的无线电波段图像,这使得它的形状之谜得以解开。建造Meerkat的SKA南非项目的前主任,这项研究的合著者之一伯尼·法纳罗夫说:
Meerkat望远镜阵列被设计成世界上同类中最好的,看到它的独特能力,如何有助于解决与星系进化相关的长期问题,这是一件很棒的事情。NRAO的主要作者威廉·科顿说:Meerkat是新一代仪器之一,它的能力解决了旧谜题,即使它发现了新的谜题,这个星系在这个细节上显示了以前从未见过的特征,这些特征还没有被完全理解,对这些悬而未决的问题进一步研究,现在已经在进行中。
科学家们用超级计算机模拟了800万个虚拟宇宙,每个宇宙包含1200万个星系,在这个过程中,他们发现了一些关于我们实际宇宙的新概念。
星系利用氢气形成恒星,但一些星系会停止制造新恒星,尽管它们仍然有大量的氢气。此前,科学家将此归因于多种因素。
首先,他们认为星系中心的超大质量黑洞可能产生了太多的能量,氢无法冷却到恒星形成的温度,超新星的爆炸也加剧了这个反应。暗物质也可以发挥作用,因为它对氢气的引力会导致它的温度升高。
研究人员们让早期星系继续壮大,给恒星足够长的时间,这些星系进化成虚拟宇宙,看起来像我们真正的宇宙。
研究人员Behroozi说:“我们现在知道了一点,在星系早期,形成恒星的效率比我们想象的要高。这告诉我们,超大质量黑洞和爆炸恒星所产生的能量在扼杀恒星形成方面的效率低于我们的理论预测。”
这是第一个精确地模拟我们宇宙的研究,但本次实验每个宇宙中的1200万个星系也仅仅现实宇宙的一小部分。所以在未来,随着超级计算机的发展,也许不久科学家们就能模拟出我们整个宇宙的创造过程,或许还能解决更多的谜团。
自从文明出现开始,人类就会抬头仰望星空,思考着一个共同的问题:那里究竟有什么?
那个时候,人类还不懂得什么叫天文学,于是就创造出各种各样的神话来解释我们头顶的天空、解释月亮、太阳、行星……
现在我们知道,夜空,也就是宇宙,拥有着无数和我们太阳系一样或者更加诡异的天体——-黑洞、中子星、红巨星……这些天体几乎没有单独存在的,而是各自受到一片引力场的束缚,集中在一起,那就是星系。
在大约100年前,人类还认为银河系就是宇宙。尽管有一些人已经意识到宇宙包含的不止有银河系,但他们“大胆的想法”还是被淹没在了主流的说法中。直到美国天文学家埃德温·哈勃通过造父变星发现仙女座大星系的距离远远超过银河系直径,不可能位于银河系中,才解决了这次纷争。至此人们相信,银河系只是宇宙中的一座“小岛”。在宇宙这片茫茫大海中,还有更多和我们一样的星系。
这些星系大的直径有200万光年,足以装下数千个银河系,内部包含大约100万亿颗恒星;而小的星系只有可怜的1000颗恒星,光度只有太阳的900倍,不足银河系的1/2000万。
根据它们的形状,哈勃将它们分类为漩涡星系、棒旋星系(比如银河系)、椭圆星系、透镜星系和不规则星系,这就是哈勃分类法,也是目前通用的星系分类法。目前的研究显示,这个分类方法也确实可以体现星系的演化进程。
那么,宇宙中到底有多少星系呢?
实际上,只有在最近这些年,我们才能大致判断一下宇宙中到底有多少星系。我们知道,可观测宇宙的直径大约是940亿光年。科学家推测,在这个范围内,大约有20000亿个星系。
这个数据,得益于哈勃太空望远镜、钱德拉X射线望远镜和欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜阵列等观测设备的强大观测能力。正是这些强大的观测设备,让我们推测宇宙星系总数变成了可能。
你可能以为20000亿这个数字是天文学家编的——没错,我们确实没有办法确切地知道宇宙中有多少星系,也还没找到更好的方法,但是目前的这个方法,至少还是有一些道理的。
首先,天文学家可以在夜空中找到一块非常小的区域(这个小只是相对于宇宙),然后借助这些强大的望远镜进行观测,找到这片区域内一共有多少星系。这并不是一项简单的任务,天文学家要利用各种波长的探测设备来观测,避免星际尘埃遮挡住后面的星系,并且还要想办法捕捉到所有本身就非常微暗的星系。
哈勃太空望远镜在1995年发布的哈勃深空场、2003年发布的哈勃超深场、2012发布的哈勃极端深场、2019年发布的哈勃遗产场,都帮助我们了解了宇宙有多浩渺、一小块肉眼看起来只有一根指头那么大的宇宙空间可以容纳多少星系。而这些的进化史,也是人类对宇宙认识的发展史。
哈勃极端深场拍摄了全天1/3200万的区域,其中展现了大约5500个星系。根据这个数据,天文学家推测,宇宙中大概有1000-2000亿个星系。
可是,就在4年后,来自诺丁汉大学的一个研究小组重新分析了哈勃极端深场,又参考了其他天文台的观测数据,得出结论:(可观测到的)宇宙中90%以上的星系还没有被研究出来,这意味着宇宙中的星系总数可能比2012年时大10倍左右,也就是前面我们提到的大约20000亿个。在得出这个结论的时候,英国诺丁汉大学的天体物理学家Christopher Conselice也表示:“这很匪夷所思。”
除此之外,还有一些星系我们可能永远也看不见。由于某些古老的星系形成于大爆炸后很短的时间内,它们位于宇宙边缘。由于宇宙膨胀的作用,它们随空间远离我们的速度甚至超过了光速,因此我们永远也看不到这些星系。
不过,由于星系的退行速度和和它们与地球的距离成线性关系,所以在这些星系中,还是有一小部分有可能被我们观测到的。只不过它们的距离已经超过了现有天文设备的观测范围,只有下一代望远镜才能看到,那就是詹姆斯·韦伯太空望远镜。
天文学家形象地比喻说:“这就像是我们在和宇宙玩一场猫捉老鼠的 游戏 ,我们拼命地研发更加先进的设备,而宇宙中的星系则争先恐后地想要摆脱我们的观测。”因此,人类开发新设备的速度有多快,也决定了我们能看到多远的宇宙。
至于那些退行速度已经超过光速的星系,按照现有的理论已经无法被我们看到。至于人类未来是否能够打破这层界限,看到它们身上隐藏着的宇宙最初的秘密,那就要看人类的 科技 能能发展到什么程度了。
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