从2011年诺贝尔物理学奖浅谈《宇宙学》

索尔-普尔玛特（Saul Perlmutter）等三位天体物理学家因“通过对遥远超新星的观测，发现宇宙在加速膨胀”而获得2011年诺贝尔物理学奖．宇宙在加速膨胀，这颠覆了我们以往对宇宙的认识．就好比我们往空中抛一小球，小球非但没有被引力拉回，反而以越来越快的速度远离我们而去．     

美国<科学>周刊评出'98十大科学进展

宇宙加速膨胀 两个国际天文研究小组通过观测遥远星体,发现宇宙星系正在加速远离. 科学家数年前的研究表明,宇宙自"大爆炸"开始就发生了膨胀.但是对于星系引力能否减慢乃至逆转这种膨胀趋势还处于未知阶段.     

关于宇宙加速膨胀的简单解释

俄罗斯著名理论物理学家维·金斯伯格院士对俄通社－塔斯社记者说："今后宇宙学最重大的问题是,对宇宙膨胀速度不断增加这一点提出论证和作出解释。"（参考消息2000年12月27日版） 假如我们宇宙中的所有星体或星系质量均为正,则它们在万有引力作用下,都只可能作减速膨胀,但根据美国《科学》杂志1998年2月27日一期的报道,"一个国际天文学家小组已发现证据（证据的确凿性在98．7％和99．9％之间）,证明宇宙正在加速膨胀。这表明存在某种尚无法解释的与引力作用相反的斥力"。而且美国科学促进会还把宇宙正在加速膨胀的发现评为1998年十大…     

粒子物理十大未解之谜

1.现今所有的理论都似乎暗示着宇宙存在一种巨大能量,即使是在空无一物的域中也是如此。这种所谓的“真空能量”的力效应,要么在很久以前就迅速地把宇宙起,要么就是让宇宙膨胀得远比现在更。标准模型不能帮助我们解释这个称为宇宙常数问题”的谜。2.长久以来,人们都认为宇宙的膨胀速正在放慢,因为宇宙中的所有物质都因为万引力而相互吸引。但现在我们知道宇宙正加速膨胀,而无论引发加速的东西(称为“暗量”)是什么,它绝对是在标准模型之外。3.很多证据表明,在大爆炸后很短暂的间内,宇宙经历了一个被称为暴胀的急速胀阶段。引起暴胀的场不可…     

探索宇宙未来命运之谜

我们的宇宙是在“大爆炸”中诞生,但会往何处去？宇宙最终的命运又会是什么呢？ 2011年度诺贝尔物理学奖获得者们（美国天体物理学家萨尔·波尔马特、美国／澳大利亚物理学家布莱恩·施密特以及美国科学家亚当·里斯）通过对超新星的观测研究发现宇宙正在加速膨胀,且物质引力不足以阻止宇宙膨胀,于是所有物质都会在一个越来越大、越来越冷...     

引力是什么

引力是什么?这是个古老而深刻的问题。茫茫宇宙由无数个星系、星体组成,这些天体沿着各自的轨道秩序井然地运转,组成一个和谐的宇宙大家庭。是什么力把这些天体组合在一起的呢?人们称这种力是引力。然而引力的实质是什么呢?引力的作用机制又是什么呢?围绕引力本质的争论从未止息过,到今天仍然如此。 1679年牛顿提出了万有引力定律:任何两个天体之间的引力与二者质量乘积成正比。与二者距离平方成反比,即F=Gm_1m_2/r~2(G为引力常数)。很显然,牛顿是把重力看作引力的本质,重力作用的机制就是引力作用的机制。引力对一切物体的作用性质是相同的,不论它的质量如何,这个特征的表征量就是重力势g=(即重力加速度),对于地球g=9.8米/秒~2,即当地球引力把任何一个物体吸引到地面时,它们的速度每秒增加都是9.8米/秒,对于不同的天体,g值不同,但特征是相同的。牛顿万有引力定律取得了极大成功,它的计算结果除去相对论效应之外,是很完美的,但是,牛顿并没有解决引力的机制问题。引力是如何实现的?是超距作用,还是有引力的载体?这些问题,万有引力定律不能给以解决。 1916年爱因斯坦的广义相对论问世,提出了崭新的引力场理论,他认为由引力     

数理结合考题三例

例1大爆炸理论认为,我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸．除开始瞬间外,在演化至今的大部分时间内,宇宙基本上是匀速膨胀的．上世纪末,对1A型超新星的观测显示,宇宙正在加速膨胀,面对这个出人意料的发现,宇宙学家探究其背后的原因,提出宇宙的大部分可能由暗能量组成,它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀．     

美为爱因斯坦理论找到第一个直接证据 超新星可证明暗能量理论存在

通过对迄今所发现的一颗最遥远的超新星的研究 ,美国科学家为爱因斯坦的“暗能量”理论找到了第一个直接证据 ,并证明了在“大爆炸”后 ,宇宙的膨胀先是减速 ,然后进入加速阶段 .这颗超新星的编号为“1997ff”,于 1997年被哈勃太空望远镜拍摄到 .“1997ff”爆发于 110亿年前 ,当时宇宙的年纪只有现在的 1/ 4 .超新星即爆炸中的恒星 ,它发出的亮度是几十亿颗恒星亮度的总和 .测定超新星的亮度 ,可以用来判断宇宙膨胀的速率 .科学家们经大量计算和分析确认 ,“1997ff”的亮度是预计正常亮度的两倍 ,比距离更近、更年轻的超新星爆炸发出的光还要亮 .科学家们据此判定 ,这颗超新星爆发于宇宙的减速膨胀阶段 ,从而证实了宇宙膨胀先减速后加速 ,同时也证明宇宙中确实存在负引力 .负引力的概念由爱因斯坦在 2 0世纪初提出 ,也被称为“暗能量”.爱因斯坦提出暗能量时自己都不相信其合理性 ,科学界至今对负引力也还几乎没有什么认识 .但科学家估计 ,暗能量可能占据了宇宙成分的2 / 3,对它的了解对于理解时间、空间、物质和能量具有关键作用 .有关“1997ff”的新发现为暗能量的存在提供了新的佐证 .科学家认...     

到达宇宙边际要多久

<正>其实你绝不可能到达宇宙边际,不能到达的原因并不是你会在到达旅程的终点之前就已经死亡,而是这个旅行本身就没有终点。目前得到普遍认可的理论是宇宙正在膨胀,而且将继续膨胀下去。而由于这种膨胀,宇宙远方的星系看起来像是以一种非常接近于光速的速度向后退去。所以,以现代技术可能     

揭开宇宙最大秘密的新工具--微波各向异性探测器

今年 １１月初, ＮＡＳＡ将发射一个足以揭开宇宙最大秘密的新探测器——微波各向异性探测器,简称ＭＡＰ。它将继续完成１９８９年发射的宇宙背景探测卫星（ＣＯＢＥ）的使命——宇宙大爆炸留下的背景辐射里的各向异性问题。现在它正在美国戈达德太空飞行中心经受火箭发射模拟实验。 宇宙微波背景辐射的发现 ２０世纪２０年代爱因斯坦的广义相对论对引力的新解释首先打破了宇宙静止不变的死寂。 随后,１９２９年美国天文学家哈勃发现了离地球越远的星系离开地球的速度越快。也就是说,这片黑暗的空间居然在膨胀,由此而诞生了宇宙膨胀理…     

膨胀的宇宙

自然界存在四种相互作用（强作用、弱作用、电磁作用和万有引力作用），它们的强度相差很大。如果以强作用的强度为1，则电磁作用为10^-2，弱作用为10^-14，而引力作用为10^-39。引力相互作用与强、弱、电磁作用相比太微弱了，完全可以忽略不计。所以，爱因斯坦一开始就认识到，广义相对论的应用对象应该是宇宙而不是原子现象。强、弱作用是短程的，强作用仅在10^-15。米以内有效，而弱作用的力程只有10^-17米。宇宙物质又是电中性的，电磁作用可以忽略，所以在辽阔的宇宙中，引力扮演着最主要的角色，在那里可以观察到时空的弯曲。     

宇宙不会“热寂”的论断

本从宇宙一直处于膨胀和自引力系统的不稳定性来说明宇宙不会“热寂”，并引出三种不同系统的时间箭头。     

宇宙是否在继续膨胀

自大爆炸以来,宇宙一直在膨胀。但是,如果宇宙所含的众多物质的质量密度较高,其自身就会在重力作用下开始收缩。宇宙是永远地膨胀下去还是何时开始收缩,对此人类需要了解各种不同距离的天体因宇宙膨胀而远去的速度。美国劳伦斯·伯克利国家实验室的Ｓ·巴尔马特博士等...     

目前对宇宙的认识及其给我们的启示

科学观测表明,目前宇宙正处于膨胀中,但这种膨胀是整体的系统的膨胀,宇宙的结构是稳定的,宇宙天体的成员也是稳定的,绝不会给人类的生活和安全带来任何影响。相反,人类倒应当反思自己的行为,为改善我们的生存环境而努力,爱护地球,爱护我们生活的家园。     

目前对宇宙的认识及其给我们的启示

科学现测表明,目前宇宙正处于膨胀中,但这种膨胀是整体的系统的膨胀,宇宙的结构是稳定的,宇宙天体的成员也是稳定的,绝不会给人类的生活和安全带来任何影响。相反,人类倒应当反思自己的行为,为改善我们的生存环境而努力,爱护地球,爱护我们生活的家园。     

银河是什么？

地球是太阳系的一颗行星。太阳是恒星。宇宙中还有很多恒星。它们相互间的引力把它们“连”在了一起。这些连在一起的恒星就组成了一个星系。     

银河是什么？

地球是太阳系的一颗行星。太阳是恒星。宇宙中还有很多恒星。它们相互间的引力把它们“连”在了一起。这些连在一起的恒星就组成了一个星系。     

哈勃

哈勃的发现哈勃是20世纪美国著名天文学家,他利用天文设备观测,发现离地球很远的天体的光谱都有红移现象,因此他认为这些天体都在远离我们而去,由此他推测整个宇宙在不断地膨胀。哈勃常数根据自己的观测,哈勃得到一个结论:远处天体远离地球的速度和它们到地球之间的距离成正比,这个公式中还有一个哈勃常数,这个常数对于研究宇宙来说十分重要,因为从这个常数可以推导出宇宙的年龄。     

跌入黑洞会怎样

有兴趣去一趟吗黑洞无疑是宇宙中最神秘的地方。它们的质量非常大, 以至于扭曲了空间与时间; 它们的引力非常强, 以至于连光都无法从它们的边界逃脱; 它们的密度非常高, 以至于它们的中心被称为 "无穷远点"。因此, 许多人都想去黑洞看看, 体会一下身处黑洞的感觉。一位天体物理学家介绍说, 如果靠近一个与地球差不多大的黑洞, 那么引力会急剧地增加。如果你像跳水那样一头扎入黑洞, 那么头顶感受到的引力要比脚尖大许多许多; 这样一来, 人就会像牙     

一道万有引力题的两种解法

原题 在离小物体m一定距离外有一大团球状的物质，物质团的总质量保持不变，该物质团中的每个质点都有引力作用于小物体m上，它们的总效果表现为这团物质对小物体的引力，假设团状物质群的中心与小物体m都不移动，而前者均匀地向四周膨胀，膨胀的结果使小物体m被围到了物质团的内部，下面关于m受的引力变化情况，说法正确的是：