爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密

《爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密》是作者在《可畏的对称》成为畅销书之后的又一部科普著作。他从引力开始,从牛顿讲到爱因斯坦,从“老人的玩具”引入作为广义相对论基础的等价原理以及时空弯曲：再由引力进入膨胀的宇宙、物质的产生以及暗物质的存在：然后再次回到引力,讲述引力和量子理论结合的问题,涉及超弦以及膜理论：最后归结到自然的可认识问题。引力是学生学物理时最先接触的内容。     

爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密

作者：[美]徐一鸿著张礼译出版社：清华大学出版社出版时间：2014-01—01lSBN：9787502339878所属分类：图书〉科普读物〉数理化《爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密》是作者在《可畏的对称》成为畅销书之后的又一部科普著作。他从引力开始,从牛顿讲到爱因斯坦。从”老人的玩具”引入作为广义相对论基础的等价原理以及时空弯曲：再由引力进入膨胀的宇宙、物质的产生以及暗物质的存在：然后再次回到引力,     

宇宙中的暗物质

宇宙由什么组成？目前为止，我们还不知道。但是如果标准的引力理论成立，那么宇宙中的大部分物质是一种无法被发现的形式存在，这些物质发出的光，当今的所有望远镜还不能观测到，这些看不见的物质就是暗物质。     

巨大的宇宙空洞

近期,科学家在宇宙中发现了巨大的空洞,直径达10亿光年,在这个空洞中,没有恒星,没有行星,没有星云及星际气体,甚至连暗物质都很难探测到,更奇怪的是,这个区域的宇宙微波背景辐射温度也低。通常情况下,宇宙的背景微波通过宇宙     

探寻宇宙中的黑暗世界

<正>科学家早已知道,我们的宇宙中除了充斥着可见物质外,还有更多的暗物质和暗能量,其中,暗物质是一种比电子和光子还要小的物质,不带电荷,不与其他物质发生相互作用,能够穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分,但很难被直接观测到。但科学家最新的研究成果发现,如此神秘的暗物质竟然可能组成了天空中最早的发光天体,这种     

循环宇宙

许多亿年以后，宇宙中将出现一个超巨型黑洞，它的质量比宇宙中其它黑洞的质量都要大，因此，它的引力是最强的。它不断地吞没宇宙中的物质，并为己所用，增强引力强度，当其引力强度达到一定程度的时候，它便不仅仅是弯曲时空那么简单了，它将吞噬空间!也就是说，它可以以逸待劳，不断吞噬空间，并把远处的空间拉进去，连同空间中的物质一并吞噬掉。     

宇宙有大小

宇宙是由许多大大小小的星系及其中所含的一些暗物质、暗能量所组成的。它的起点是宇宙大爆炸。既然宇宙是由一个有限的点物质通过爆炸而来的,那么就不能说宇宙是无限的,恒星等天体的数量是无限的。那些天体都是实际存在的,对于暗物质、暗能量,只能说是因为现代科技观测较为困难,它存在的数量或状态模糊。有限的个体相加如何得出无限?所以"数不清的星星"也仅     

背景辐射与宇宙束缚态

星系退行和宇宙微波背景辐射的观测事实使人们了解,我们的宇宙正在膨胀着 接着,人们自然会对下面的问题感兴趣:我们的宇宙会一直膨胀下去吗?还是,它将来会停下来?…… 本文想说明,现有的观测事实已经能够清楚表明,我们的宇宙是一个引力束缚态,它不会永远膨胀下去 自从1965年A.A.Penzias和R.W.Wilson发现宇宙微波背景辐射,三十多年来,人们的多次观测进一步证实背景辐射的两个基本性质     

宇宙少了一半!

把宇宙中的气体、星系的质量加起来,竟然比根据宇宙早期状态计算的宇宙普通物质总量少了一半!今天,天文学家已经能够很准确地说出宇宙的组成,宇宙的73%是暗能量,另外27%则是物质。在物质这部分中,不会发光,和我们平日接触的物质完全不同的暗物质又分去了22%,只有剩下的不到5%,才是中子、质子等普通物质。可怜的是,暗能量和暗物质到底是什么,天文学家还说不清楚。其实,就算把这些暗字头的能量和物质排除在外,对于     

宇宙地球

<正>"天河二号"超级计算机模拟宇宙暗物质和中微子演化进程北京大学科维理天文与天体物理研究所博后于浩然与北京师范大学天文系张同杰教授等合作,利用我国"天河二号"超级计算机完成了3万亿粒子数的N体数值模拟,揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的暗物质和中微子的演化进程,相关研究成果发表于《自然—天文学》。暗物质是宇宙的主要物质构成。中微子是自然界中的基本粒子之一。它在宇宙大爆炸约1秒钟后与其他等离子体物质退耦,形成看不见的宇宙背景。N体数值模拟中的粒子数犹如摄像机的像素,粒子数越多,     

并没有时空隧道

宇宙混沌一片,到处充满各种物质,这些物质大概可以分为三类,这三类物质结合形成了物理星(恒星)、生物星(行星及行星的卫星的统称)、彗星、褐矮星,这四类星体大多会再爆炸中消失殆尽。这四类星体构成了无数的星系平面,无数的星系平面构成了宇宙。在宇宙中以物理星的引力辐射范围大,在同一平面内有无数的物理星,当这些物理星中的几十或者几百个物理星的引力在这个平面的上方或下方空间(星系平面)中的某一个点形成焦点时,造成了宇宙空间的坍塌形成了黑洞。在黑洞的强大吸力下爆炸的星体产生的物质会在黑洞中重新结合成一个等级星体。宇宙会以星系平面为单位永恒下去。物理星跟生物星的够成物质不同,产生的引力不同,引力作用与生物,生物的变化也不同,宇宙便形成了生物空间与物理空间两种空间,这两种空间对于生物而言,一种时间永不停止,一直向前,另一种时间静止不前,一直保持着零不变。所以近些年发生的人失踪N年后又回到地球上且样貌保持失踪时的状态变很好解释。所以宇宙中并不存在时空隧道。     

大爆炸模型的宇宙起源与演化进程

宇宙是怎样产生的?根据大爆炸理论,宇宙是由一个致密炽热的奇点爆炸形成。宇宙不断膨胀,根据能量与质量的关系,宇宙中的气团在引力等的作用下吸聚收缩形成星系,星系中的造星物质通过吸收周围的物质收缩形成恒星,在恒星的周围又存在着许多原行星盘,行星在此形成。至此,宇宙基本上也就演化成了我们现在所看到的图景。     

微波宇宙图揭示宇宙起源的奥秘

最近,美国航空航天局发表了最新的微波宇宙全图,初步的分析显示宇宙的年龄为137亿年,第一代的恒星约在大爆炸后2亿年开始发光。这些新的观测结果将有助于科学家进一步了解早期的宇宙面貌。宇宙在“婴儿期”时,光子和物质是结合在一起,满宇宙一片黑暗。直到宇宙大爆炸之后约30万年,宇宙降温,光子摆脱物质的束缚发散出来,宇宙各处的星球开始发光。随着宇宙的膨胀,一部分光子转变为微波,天文学家测量这些宇宙微波后绘出宇宙微波背景图。之所以被称为“背景图”,是因为观察者不论往哪一方向看,皆可侦测到微波的存在。这张新的微波宇宙全图是美国…     

哈勃常数与宇宙学常数、宇宙物质密度及宇宙微波背景辐射可能存在的相互联系

通过构建几个和哈勃常数与宇宙学常数、宇宙物质密度及宇宙微波背景辐射密切相关的无量纲数值,并进一步通过引入一些数物理学基本常数,再经由相关的数值计算得到几个经验公式,试图以此来说明哈勃常数与宇宙学常数、宇宙物质密度及宇宙微波背景辐射彼此之间可能存在一定的相互联系。     

宇宙诞生于黑洞

大家都知道宇宙中有一些“点”,它们的体积趋向于零而密度无穷大,那就是黑洞的奇点。黑洞具有强大的引力,将进入黑洞视界的物质统统吸收掉,连光线也不例外。那么这些物质进入黑洞之后又到了哪里呢？     

宇宙结构与折纸艺术

<正>我们宇宙的结构如同折纸一样,引力是把最初平坦的一张纸折叠起来形成星系,并把光明和生命带到这个宇宙。通过对折纸这种直观的类比,我们就可以研究出星系是如何形成的,为什么它们会旋转,以及早期的宇宙如何形成网状结构以及巨大的空洞,这是不是很神奇?6维空间中折纸美国约翰·霍普金斯大学的马克·尼灵克,正在从事对星系和宇宙结构形成的研究,尤其是对暗物质吸引普通物质并形成星系过程的研究。2011年,尼灵克遇到了罗伯特·朗——一位折纸大师,也是一     

沙漏宇宙

我认为宇宙为一个沙漏型的宇宙,我们所发现的暗物质都是上面的物质通过中间的奇点而形成的,以下是我的宇宙模型:     

宇宙与人生——无限并循环的宇宙模型及可演化出多神

笔者提出无限并循环的宇宙模型。认为我们所能观察到的只是宇宙中无数个单位中的一个,称为本宇宙单位。它由宇宙单位黑洞_（母黑洞）爆炸形成。无数个由母黑洞形成,到爆炸,到宇宙单位发展,成熟,被另外在形成中的母偶洞“吞蚀”等不同发展阶段的宇宙单位构成了无限并循环的宇宙。母黑洞爆炸的壳层碎片及尘埃（暗物质）构成星系的,恒星的,甚至原始行星的核,并决定其运动型式;母黑洞中央由引力子裂解形成的无极子团,是宇宙单位爆炸,膨涨的斥力来源,属暗能量的一部分。邻宇宙单位对本宇宙单位的引力是暗能量的另一部允是使本宇宙单位目前加速膨胀的主要能量。提出宇宙三定律：1,宇宙是无限的：表现为承载万物及其变化的空间无边无际;描述万物变化快慢的时间无始无终。2,宇宙是循环的：以宇宙单位为单元。以宇宙单位黑洞（母黑洞）形成,到爆炸,到宇宙单位发展,成熟,被另外在形成中的母黑洞‘‘吞蚀”等,不同发展阶段的无数宇宙单位,共同构成了无限并循环的宇宙。3,宇宙是自有永有并全面自动的演化着：宇宙中的万物都在按照自然规律全面自动的衍化着,不以人的意志为转移。‘提出人类发展的胚胎期,婴儿期,幼儿期清年期,成年期和长生期。目前人类仅处在婴儿期向幼儿期的过渡阶段。以进化论的观点分扼提出在本宇亩单位中衍化出“神”来的可能性极高,粗不只一种。在宇宙中衍化出‘种”来的可能性是100％。“神”的定义是：具极高智慧并掌握了一切自然规律的灵体。他们可穿越时空＇毪IJ造生命。进化是因,是过程;神是进化的最高境界,是果。无进化,神无源;无袍进化无果。人是进化过程中的一个重要环节’但不是最终结果。这可把进化与神统一起来。提出人类不仅应崇敬袍祈求神的帮助,更应向神学习去争取掌握一切自然规律,以求永生长存。人类向神学习的方法是,要做到社会和谐,不断进行科学研究If罡进人类发展,争取掌握一切自然规律。在地球毁灭之前能离开地球;在太阳毁灭之前能离开太阳系;在银河系毁灭之前能离开银河系;在本宇宙单位毁灭之前能离开本宇宙单位,能在宇宙中避凶趋吉,“自由行是”永生长存。达不到这个目的,人类将在宇宙的衍化过程中毁灭。这不是人类的期望。此,应为人类的子利、后代永世不忘。（图2）     

宇宙引力场中的物质波

<正>我们所在的宇宙空间有物质,也有场。场有电磁场、引力场等。但是场由什么构成,至今仍然是困扰物理界的问题。霍金曾认为,引力是由物质间引力子交换产生的,引力场是负能量。以量子力学的方法来看待引力场,人们把两个物质粒子之间的引力描述成由称作引力子的自旋为2的粒子携带的;也有人认为场就是引力波。种种假设都试图以物质的形式来解释场,但都没能使人彻底接受。然而,场确确实实存在于宇宙中,     

再论暗物质、可能的暗能量与引力子/波——从宇宙微波背景辐射B模偏振之发现的物理学意义谈起

(1)论述了以宇宙大部分星系合并成的重力真空星的类似局部暴涨解释了宇宙加速膨胀的可能暗能量的高比例之源;也因此,哈佛-史密森天体物理学中心等BICEP2望远镜发现的宇宙微波背景辐射的B模式偏振信号,无论作为"宇宙暴涨的确凿证据",还是作为引力波的宇宙原初证据,均不一定成立的;其更大的可能性是宇宙暴涨与上述的类似局部暴涨的引力波叠加作用的结果。(2)论述了美国费米国家加速器实验室CDF2008年发现的疑似暗物质的标准模型之外的新粒子,可能是已有的Ω粒子。(3)BICEP2望远镜的前述发现有力地支持引力子的单手性,为中国本文作者2012年提出的左旋中微子(中微子震荡不足以证明其非零质量)与引力子可能的一致性提供进一步的佐证,为4种力的广义统一提供新的可能性。