类引力效应分析

牛顿的万有引力定律很好地解释了地面上物体所受的重力、海洋的潮汐和行星与天体的运动,对于人类理解和解释宇宙中的各种运动现象都具有重大意义,然而万有引力在解释各种运动现象的同时,也给人们打开了一个潘多拉的盒子,对于人类来说这仅仅只是一个开端,由此而引申出的更多的问题和谜团等待人类去探索和解决。而万有引力本身也只是一个表象,它所隐藏的秘密一直激励着后来无数的物理学家去思考和探索,牛顿本人更是穷极后半生都在思考这个问题,希望找到答案,然而他最终还是没有给出人们一个满意的结果。爱因斯坦为了解开这个谜题,提出了广义相对论,虽然相对论提出后遭到了很多物理学家的反对,但是人们却无法找到一个更加合理的解释。然而当我们在探索微物质的时候,我们发现也许有更好的理论来解释引力,那就是基本物质的撞击压力差。     

听,宇宙大爆炸的那声“余响”

<正>2014年3月17日,美国哈佛大学史密森天体物理中心的科学家宣布,通过建立在南极的BICEP2望远镜,他们首次探测到来自宇宙大爆炸时期产生的引力波证据。这一发现对于帮助我们了解宇宙的起源以及发展具有极其重要的意义,因此引起了广泛的关注。一个苹果引出的"宇宙级难题"人类对于引力的理解,始于牛顿的那个苹果。在牛顿的万有引力理论中并没有时间因子,这意味着引力是一种瞬时传播的超距作用。根据     

疯狂想像——制造引力开关

引力把人锁在地球上无论你跳得多高,你终究要跌回地球,这是人的基本常识。是什么把人给困住了？苹果为什么总是朝地面掉落,而不是飞到天上去呢？地球是球形的,人为什么不会"掉"入太空,相反却能在地面上行动自如呢？当电梯升起时,人的脚为什么会感到有一个向上的力呢？……这些问题的惟一答案就是——地球的引力作用。牛顿回答道：任何两个物体间都有相互引力,引力的大小同它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比。这就是万有引力定律。我们每个人都会受到引力影响,也许很多人都没有在意,但是,引力对人体乃至地球的影响是非…     

50年，100年和150年前

收缩与膨胀——“一种理论认为，我们的宇宙开始于极度致密的物睫和辐射。这自然地引出了这样的问题：它是如何达到那种极度致密状态的呢?相对论方程告诉我们，宇宙各部分拥有某种能量，正在克服相互之间的牛顿引力而分离，将相对论方程外推到宇宙最大收缩状志之前的时期，我们发现宇宙很可能经历过坍塌，     

小探宇宙

在人们赞叹科学技术迅猛发展的今天，宇宙间“令人迷惑不解”的疑难仍层出不穷、与日俱增。人们一直在探索其奥秘。牛顿提出宇宙的万有引力，爱因斯坦为了防止宇宙的坍缩，在他的相对论的引力场方程中加入了一个“宇宙学项”，它代表一种万有斥力，以保持宇宙的稳定性。后来又有人提出了“宇宙大爆炸论”。宇宙究竟是以什么方式存在和发展的呢？笔者也在小探着宇宙，但其观点有所不同。 从圆球体谈起 人们认为：空间三维体是由点→线→面组成的。点在空间占什么位置呢？一个在空间任何角度看都是一样的点，只能是一个圆球体。但这个圆球体既…     

问题与解答

如何用圈量子理论来解释宇宙的起源是什么？奇点会是一个普朗克单位那么大体积的一点吗？ 现在在解释宇宙起源的理论当中，大爆炸理论是比较占主流地位的一种，它认为宇宙中所有的物质都起源于体积很小的一个点，这个点就叫做“奇点”。对奇点的性质人们有不同的看法，有人认为奇点的体积是无限小，密度是无限大，而圈量子理论认为，宇宙中不存在无限小的体积，一个最小的体积单位就是普朗克单位，所以奇点的体积就是10^-99立方厘米。     

科学之谜 永无穷尽

如果你能赶上一束光的话，它看起来会像什么样呢？你会看见一个静止的波冻结在时间中吗？ 这是一个小孩子提出的问题，他的教师们没有人能回答。那些教师都讨厌这个爱提傻呼呼的问题的孩子，称他为“愚蠢的梦想家”，甚至有的教师要把他赶出课堂。 但这个问题却使他花了几十年的时间来研究，最后的结果是他给我们人类展现了一个崭新的宇宙世界，并从此改变了人类的时空观。 不用说，大家都知道了，这个从小就喜欢提别人看来蠢不可及的问题的人，就是爱因斯坦。爱因斯坦天才的本质在于他的好奇心，在于他对科学奥秘不知疲倦的思索。 人类的好奇心始终是人类解答科学之谜的动力源泉。“宇宙到底有多大？是有限的，还是无限的？”“天之外还有天吗？”科学家为解开这些科学之谜费尽了心血，但需要解答的科学之谜仍然无穷无尽。今天的成年人几乎不会有人过问一些有关宇宙和自然的问题，但是，一些天真无邪而又好奇的孩子子们仍然不断地会问那些成年人看来是不知天高地厚的问题：宇宙大爆炸以前是什么？茫茫宇宙还有别的生命存在吗？恐龙还会出现吗？神秘的幽灵真的存在吗？…… 我们身处的世界既简单又复杂，像个亲切和蔼又渊博深沉的学者，它的外表显得平易随和...     

宇宙无始无终

宇宙无始无终，这是刚刚发表的一个科学新论。提出这个理论的宇宙学家说，宇宙必然是这样，这才可以解释宇宙间一个重大的疑团：为什么星体和各星系都在背道而驰，越离越远？宇宙原本已经奇幻莫测，有黑洞、夸克星，还有不断从无到有、又从有到无的粒子。但是过去五年，另一个奇怪的现象引起了人们的关注。自从150亿年前的宇宙大爆炸之后，星体和各星系一直各自向外飞散。理论上讲，相互维系的重力应该减慢这个膨胀的速度，但是事实并非如此，实际上膨胀还在加速进行。宇宙中有某种力量，正在把星体和各星系拉开。宇宙学家不知道那是什么力…     

宇宙其实没有引力

引力对于人类来说,既熟悉又陌生。说它熟悉,是因为从我们身边直至整个宇宙,引力无处不在。小到苹果落地,大至日月星辰的运转,一切都是引力的作用。引力也是科学家们最早开始研究的一种力,牛顿很早就发现了著名的万有引力定律,之后,爱因斯坦的广义相对论把人类对引力的认识推向了高峰。而说它陌生,是因为时至今日,人类依然没有完全认清引力的本质。     

神秘的重力异常现象

地球重力，是地球对地球上所有物体的吸引力。按牛顿的万有引力理论和爱因斯坦的广义相对论，一个物体的重力只与物体质量和它与地球的位置有关，因此，如果在一固定地点物体的重力发生了变化，那真是一件令人疑惑的事。可是，世界就是如此的奇怪，科学家在研究日全食时发现，在日全食发生的过程中，地球的重力会发生突然降低，这就是重力异常现象。日全食期间，重力会出现突然下降，这真是令人难以置信的事。所有的天体物理学家对此事都无法做出有一定说服力的解释。天文学界纷纷猜测：莫非宇宙间还有一些不为人所知的“神秘力量”存在？面…     

关于宇宙“暗能量”的基本假说

众所周知,在宇宙间存在着这样一个事实:即所有星系—-从恒星系、银河系到总体星系,都在不断发生向外扩张这样一种现象。这就是所谓的"宇宙膨胀"现象。而促使宇宙膨胀或产生这种宇宙膨胀的自然能量,有人把它比喻或称其为"暗能量"。然而,这种暗能量究竟是什么?是如何在宇宙间自然产生或形成的?关于这个问题,我们可以采用一个最基本的假设来得到最为合理的解释。     

用C#求证“黑洞数”

正一、何为"黑洞数"黑洞是茫茫宇宙中的神秘天体。黑洞密度极大,引力极强,任何物质经过它的附近,都会被它吸进去。曾有人猜测,百慕大三角洲的飞机和轮船离奇失踪,可能就是遭遇了黑洞。当然,这一猜测从未得到公开、正确的科学解释。在浩瀚无垠的数学宇宙中,也存在"黑洞"之说,即取任意一个数字不重复     

科学家首次测出引力速度

在一项有关宇宙理论的重要实验中，科学家第一次测量出引力移动的速度。据《纽约时报》报道，这是科学家们１月８日在美国西雅图召开的美国天文学会会议上公布的，这次实验再次证实了爱因斯坦的理论是正确的。美国密苏里大学的物理学家SergeriKopeikin博士说：“牛顿认为引力是瞬时速度，爱因斯坦则推测引力是以光速移动的，但直到现在为止，还没有人测量过引力的速度。”当木星通过它前面一个遥远的天体时，通过观测射电波轻微的“弯曲”，科学家们说他们确信引力传播的速度与光速相等。他们说这个发现的误差在２０％以内，他们认为这足以…     

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。     

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。     

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,     

黑洞使我们的宇宙更完美

黑洞是一个非常神秘的天体,它依靠自身强大的引力,不断地吸引靠近它的天体并将其吞噬掉。然而,黑洞并不是光吞不吐,它在吸引其它天体的同时,也向外射出各种粒子。想想我们现在的宇宙。我们的宇宙并不是个孤立系统,而且它正在生机勃勃地朝着更有序的方向发展。由普利高津的“耗散结构理论”和哈肯的“协同学”为主体构成的“自组织理论”告诉我们,任何一个系统并无谁来发号施令,只靠与外界交换物质和能量就能自我组织和完善。因此,我们的宇宙也一定在和外界交换着物质或能量,黑洞在这方面就起了作用。我认为,黑洞是连接一个宇宙和另外空间的…     

日常生活中的相对论

<正>相对论是20世纪中所提出的最伟大的理论之一,不过它能解释我们日常生活中的一些现象吗?相对论可以解释许多宇宙现象。如时空中物体如何运动;预言黑洞的存在;光线因引力而弯曲;水星运动的轨道等等。而且爱因斯坦的理论还产生了许多惊人的现象。例如,如果宇航员的速度相对地球来说很快的话,那么地球上的人会发现宇航员那里的时间流逝得更慢,这种现象称为时间膨胀。     

人造黑洞带来了什么

几十年来,现代物理学一直存在着一个难以解决的矛盾,这个矛盾使科学家们有时感到无所适从.这就是:我们有两个而不是一个解释宇宙现象的体系.其中,一个体系是量子力学理论,它详细而又巧妙地解释了宇宙中波和粒子的性质.另一个体系是广义相对论,它将时间和空间结合成一个连续统一体,科学地解释了行星运行和宇宙膨胀理论.     

追踪G的一群年轻人——记华中科技大学引力实验与理论创新研究群体

人类对天文现象的认识曾经历过漫长的道路,从托勒密的"地球中心说"到哥白尼的"日心地动说",从开普勒的行星运动三定律到牛顿的万有引力定律,从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对论时空观,人类对宇宙的探索不断深入,对时空的认识几经更新.然而一些最基本的问题尚未得到令人满意的答案:如万有引力常数G的精确值究竟是多大?它是一个常数,还是会随时间和地点而变化?牛顿反平方定律严格成立吗?引力质量与惯性质量等效吗?光子的静止质量严格为零吗?这一个个问号深深地吸引了一群受好奇心驱动、乐于探索的年轻人-他们就是以长江学者罗俊教授为带头人的华中科技大学引力实验与理论研究群体.近加年来,他们埋头于喻家山下山洞内的引力实验室,远离尘嚣、潜心钻研,取得了一项项引人注目的成果.