大历史,小世界:从大爆炸到你(出书版) 作者:辛西娅·斯托克斯·布朗/译者:徐彬/ 于秀秀/刘晓婷
第 6 章
·什么是暴胀?家提出假说,在宇宙诞生的第一秒内有一瞬间,宇宙以指数级别迅速膨胀,在不到一秒钟的时间内,空间多次倍增,膨胀的速率“前无古人后无来者”。
这一假说最初是由物理学家艾伦·古思(Alan Guth)于1979年提出来的。目前已经发现了支持这一假说的部分证据,但尚不足以得出结论。暴胀会使引力波遍布宇宙各处。科学家正在宇宙微波背景中寻找相关证据,但空间中的尘埃会造成图像扭曲变形,这阻碍了科学家的研究。此问题需继续关注。
·除了所说的四维空间之外,宇宙中还存在其他维么?
“弦理论”假说认为:自然界的基本构成单元不是粒子,而是以不同方式振动的弦。其中一个版本的弦理论假说认为宇宙中存在11维。弦理论的支持者希望大型强子对撞机能够为这一假说提供支持,因为迄今为止,还没有任何证据证明这一假说。
·经典的宇宙大爆炸理论能与量子理论结合起来吗?
对最小范围内物质的研究,称作“量子物理学”或“量子力学”。量子对应的拉丁文中的“quantum”一词,其含义是“碎裂成束或粒子”,而“力学”(meics)一词是个老词,意思是对运动的研究。所以说,量子力学是指对粒子运动或相互作用的研究。
1927年,德国理论物理学家维尔纳·海森堡(es.(1991, 2009).Sce matters: Ag stifi<B><a /<B>" target="_blank">/<B></a>(1998).The nothing: why theresomethi;B><a /<B>" target="_blank">/<B></a> York: Atria Books.
网址
[domain] 网址中含与威尔金森微波各向异性探测器()相关的图文信息。
[domain] 欧洲核子研究中心提供大型强子对撞机的最新信息。
[domain]? v=0fKBhvDjuy0 视频《10次幂》(PowersTen )将人类置于大小尺度的中间,然后每次以10次方来增大或缩小。
[domain] 劳伦斯伯克利国家实验室带你进入与夸克、中微子、反物质、额外维度、暗物质等的互动之旅。
第3章 临界点2:星系和恒星
(137亿年前到现在)
宇宙中的物质是如何排列的?答案看似很简单:排列在恒星组成的星系中。那星系和恒星从何而来的呢?
下面我们就开始讲大历史的第二个临界点:星系和恒星。从这里开始,某些全新的东西出现了,要比之前更加复杂,带着更多的能量流,可谓前所未有。读完本章,不仅可以讨论星系和恒星的排列,还可以讨论星系和恒星的复杂性。
星系的构成
星系和恒星的问题有点类似于先有鸡还是先有蛋的问题——很难说明白先有哪个。或许先有星系,它们以巨大的、一片片的暗物质的形式出现。它们出现的年头太久了,光距离我们太远,所以天文学家尚没有发现“星系宝宝”的踪影。
第2章中,我们讲了早期宇宙,它跨越了大爆炸后的40万年。光子在其中运行的速度大约在每秒30万千米(186,000英里),早期宇宙会发出暗淡的光。光子再也无法分裂原子,那些原子散布在空间里,但并不均匀。有些区域中,原子要比在其他区域更加紧密地结合在一起,就像不平的地面上汇集起来的小水坑。在宇宙背景辐射图像中,这些区域的温度比别处高。
纵观宇宙历史,此时,引力开始走向舞台中央。引力是一种吸引物体的力。物体质量(物质的量)越大,物体间的距离越小,引力越大。如果每个原子与其他所有原子之间的距离都完全均等的话,也就没有后来的故事了——那样的话所有的物体受到的引力完全均等。
但是确实发生了某种事件。在某些区域,引力将大量的氢原子和氦原子吸引到一起,形成巨大的团簇,而区域之间则留下了大量空间,几乎没有任何物质。在物质密集的区域中,星系和恒星出现了。
我们至今都无法全然理解星系的形成。这里面的问题是:引力还不够强大,不足以在这么短的时间里将物质吸引到一处。科学家认为,在把普通物质吸引到一起形成星系的时候,暗物质兴许搭了把手。(想了解有关暗物质的更多信息,参见下文“知识前沿的疑问”。)
很显然的是,大约131亿年前星系就开始形成了。有利于星系形成的环境只维系了大约13亿年的时间。过去的118亿年中,星系继续存在,但没有新的星系形成。
星系是由上千亿颗恒星组成的巨大的星团,恒星通过相互之间的万有引力聚拢在一起。星系之间是广阔的空间,几乎一粒原子都没有。现在,星系中还包括恒星残余、气体云和尘埃云,而且还有暗物质晕环绕四周。似乎大多数星系的中心都有一个黑洞,那里物质致密,引力相当大,周围的一切物质甚至是光子,都无法逃离。科学家认为这些黑洞对于星系的凝聚起了一定的作用。
多数星系都呈旋涡状。有时星系与星系相撞,形状发生变化,变得更椭圆,或更像鸡蛋的形状。所有星系均绕其中心旋转。星系收缩加速了旋转,就像溜冰选手双手越是紧抱身体,旋转速度就会越快一样。旋转的星系呈现圆盘状,就像中间凸起的“宇宙比萨”。
银河系
第 6 章
恋耽美
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·什么是暴胀?家提出假说,在宇宙诞生的第一秒内有一瞬间,宇宙以指数级别迅速膨胀,在不到一秒钟的时间内,空间多次倍增,膨胀的速率“前无古人后无来者”。
这一假说最初是由物理学家艾伦·古思(Alan Guth)于1979年提出来的。目前已经发现了支持这一假说的部分证据,但尚不足以得出结论。暴胀会使引力波遍布宇宙各处。科学家正在宇宙微波背景中寻找相关证据,但空间中的尘埃会造成图像扭曲变形,这阻碍了科学家的研究。此问题需继续关注。
·除了所说的四维空间之外,宇宙中还存在其他维么?
“弦理论”假说认为:自然界的基本构成单元不是粒子,而是以不同方式振动的弦。其中一个版本的弦理论假说认为宇宙中存在11维。弦理论的支持者希望大型强子对撞机能够为这一假说提供支持,因为迄今为止,还没有任何证据证明这一假说。
·经典的宇宙大爆炸理论能与量子理论结合起来吗?
对最小范围内物质的研究,称作“量子物理学”或“量子力学”。量子对应的拉丁文中的“quantum”一词,其含义是“碎裂成束或粒子”,而“力学”(meics)一词是个老词,意思是对运动的研究。所以说,量子力学是指对粒子运动或相互作用的研究。
1927年,德国理论物理学家维尔纳·海森堡(es.(1991, 2009).Sce matters: Ag stifi<B><a /<B>" target="_blank">/<B></a>(1998).The nothing: why theresomethi;B><a /<B>" target="_blank">/<B></a> York: Atria Books.
网址
[domain] 网址中含与威尔金森微波各向异性探测器()相关的图文信息。
[domain] 欧洲核子研究中心提供大型强子对撞机的最新信息。
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[domain] 劳伦斯伯克利国家实验室带你进入与夸克、中微子、反物质、额外维度、暗物质等的互动之旅。
第3章 临界点2:星系和恒星
(137亿年前到现在)
宇宙中的物质是如何排列的?答案看似很简单:排列在恒星组成的星系中。那星系和恒星从何而来的呢?
下面我们就开始讲大历史的第二个临界点:星系和恒星。从这里开始,某些全新的东西出现了,要比之前更加复杂,带着更多的能量流,可谓前所未有。读完本章,不仅可以讨论星系和恒星的排列,还可以讨论星系和恒星的复杂性。
星系的构成
星系和恒星的问题有点类似于先有鸡还是先有蛋的问题——很难说明白先有哪个。或许先有星系,它们以巨大的、一片片的暗物质的形式出现。它们出现的年头太久了,光距离我们太远,所以天文学家尚没有发现“星系宝宝”的踪影。
第2章中,我们讲了早期宇宙,它跨越了大爆炸后的40万年。光子在其中运行的速度大约在每秒30万千米(186,000英里),早期宇宙会发出暗淡的光。光子再也无法分裂原子,那些原子散布在空间里,但并不均匀。有些区域中,原子要比在其他区域更加紧密地结合在一起,就像不平的地面上汇集起来的小水坑。在宇宙背景辐射图像中,这些区域的温度比别处高。
纵观宇宙历史,此时,引力开始走向舞台中央。引力是一种吸引物体的力。物体质量(物质的量)越大,物体间的距离越小,引力越大。如果每个原子与其他所有原子之间的距离都完全均等的话,也就没有后来的故事了——那样的话所有的物体受到的引力完全均等。
但是确实发生了某种事件。在某些区域,引力将大量的氢原子和氦原子吸引到一起,形成巨大的团簇,而区域之间则留下了大量空间,几乎没有任何物质。在物质密集的区域中,星系和恒星出现了。
我们至今都无法全然理解星系的形成。这里面的问题是:引力还不够强大,不足以在这么短的时间里将物质吸引到一处。科学家认为,在把普通物质吸引到一起形成星系的时候,暗物质兴许搭了把手。(想了解有关暗物质的更多信息,参见下文“知识前沿的疑问”。)
很显然的是,大约131亿年前星系就开始形成了。有利于星系形成的环境只维系了大约13亿年的时间。过去的118亿年中,星系继续存在,但没有新的星系形成。
星系是由上千亿颗恒星组成的巨大的星团,恒星通过相互之间的万有引力聚拢在一起。星系之间是广阔的空间,几乎一粒原子都没有。现在,星系中还包括恒星残余、气体云和尘埃云,而且还有暗物质晕环绕四周。似乎大多数星系的中心都有一个黑洞,那里物质致密,引力相当大,周围的一切物质甚至是光子,都无法逃离。科学家认为这些黑洞对于星系的凝聚起了一定的作用。
多数星系都呈旋涡状。有时星系与星系相撞,形状发生变化,变得更椭圆,或更像鸡蛋的形状。所有星系均绕其中心旋转。星系收缩加速了旋转,就像溜冰选手双手越是紧抱身体,旋转速度就会越快一样。旋转的星系呈现圆盘状,就像中间凸起的“宇宙比萨”。
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