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中子星魔像是谁创造的

发布时间:2021-09-23 00:54:10

㈠ 宇宙是谁创造

千百年来这个问题一直困扰着人类社会,在无法解释的情况下,人们只好把目光集中在神的身上,认为是神创造了宇宙和整个人类世界。在科学不但发展的今天,这个观点依然不时出现在我们的面前,“宇宙大爆炸理论”就是这种观点的体现。 英国著名科学家牛顿在发现力学原理的基础上,创造性地提出了力学三定律理论,并进而提出了“万有引力定律”理论,开创了古典物理学的辉煌时代。但是在解释关于第一推动力是如何产生的问题时,这位伟大的科学家陷入了困惑之中,因为在他那个时代是无法从理论上找到合适的答案的,于是他把宇宙第一推动力归于上帝,认为是上帝推动了宇宙的最初运动。 显然教会非常认同这一观点,这和《圣经》中强调的观点是相同的,即上帝创造了一切,这也是创造学说产生的基础。过去,创造学说统治着学术界,使学者们都不敢越雷池一步。达尔文首先打破了创造学说的垄断地位,他提出了“物种进化学说”。虽然达尔文只是在生物进化理论方面否定了上帝造人的观点,但他的理论所造成的影响使巨大的,从根本上动摇了创造学说的理论基础,使科学发展史观占了上风。 然而我们那些科学家总是无法解释一些最关键的问题,而正是那些最关键的问题使科学发展观陷于尴尬的境地,“宇宙大爆炸理论”即是如此。1927年,比利时天文学家勒梅特提出了宇宙膨胀理论,也就是“宇宙大爆炸理论”。“宇宙大爆炸理论”是这样解释宇宙起源的:整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了我们的宇宙。 大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。大爆炸的整个过程是复杂的,现在只能从理论研究的基础上描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质,形成了当今的宇宙形态,人类就是在这一宇宙演变中诞生的。 在“宇宙大爆炸理论”中有一个最关键的问题,那就是初宇宙的那个点是如何产生的。根据大爆炸理论,星系连同其它所有的恒星和行星都产生于一个所谓有的奇异点。这个奇异点中集中了所有宇宙最原始的物质。而科学家们对这一奇异点物理参数的评估则是:温度为1031 K,潜藏的能量密度为1098 尔格/立方厘米(作为比较,恒星内部最高温度为108 K,而中子星的物质密度为1015 克/立方厘米)。 说得通俗点,有这样一个像地雷似得容器,它把宇宙的所有物质全部装入其中,只要点燃它的引信,它就会形成一个剧烈的爆炸的过程,这个过程将决定宇宙的发展形态。现在的问题是:谁来把宇宙的物质装入这个地雷一样的容器,而又由谁来点燃它的引信呢?当然不会是在伊拉克制造恐怖事件的伊斯兰恐怖分子;更不会是在中国新年放爆竹的顽皮孩童,能够坐到这一点的只要一种选择,那就是上帝。这也就难怪教皇约安-帕维尔二世在其书信中称当代的宇宙论与《圣经》中的论述不谋而合。显然这样的结果是科学家们始料未及的。 一直以坚持唯物发展史观的中国科学界曾坚持抵制“宇宙大爆炸理论”,认为它是唯心发展史观的产物。但在改革开放以后,由于强调尊重科学,强调实践是检验真理的唯一标准,中国科学界开始认真对待和接受“宇宙大爆炸理论”,前不久曾被热捧的科普电影《宇宙与人》就反映了这种观点。另外伴随着“宇宙大爆炸理论”,一些曾困扰科学家的许多问题能够找到合理的解释,其中就包括“黑洞”理论。在爱因斯坦对宇宙射线的观测研究中,关于宇宙射线为何发生弯曲是个很难解释的问题,似乎宇宙中有一种超力量牵引着宇宙射线,让它发生偏移。后来人们开始用“黑洞”来解释这个问题,认为“黑洞”聚集着巨大的能量,,它不但吞噬着星球,还吞噬一切能量,甚至连光线也不放过,宇宙射线之所以发生偏移就是“黑洞”在作怪。“黑洞”理论影响之大令人难以置信,这一理论的代表人物——英国科学家霍金在中国家喻户晓,霍金的著作《时间简史》尽管没有一两个人能看懂,可在中国它是最畅销的科学读物,如果有人说不知道“黑洞”理论,会被别人当怪物来看的,尽管没几个人能理解“黑洞”理论的真正含义是什么。 令人感到滑稽的事情出现了,我们认为最科学的理论却造就了一个我们最不愿意看到的结论,这真让我们那些自诩科学至上的科学家们无地自容。好在一个新的理论为科学家们打了个圆场,那就是电磁宇宙理论,该理论基本观点从三个方面体现:第一,宇宙将永远存在;第二,宇宙间的所有物质在各种频率范围内都发生着能量交换——从超低频至超高频;第三,宇宙间的一切活动都是循环发生的(行星产生于黑洞,之后又浓缩成黑洞)并遵循着守恒定律(能量、电荷、物质)。电磁宇宙理论的基本观点是:宇宙是一个超环面系统,其中的众多星系都由宇宙磁场连接在一起,螺旋形的超环面宇宙磁场控制着所有的星系流。各个星系群由黑洞带隔开,而黑洞带则是孕育和产生星系之处,部分科学家称之为星系“产房”。 我们注意到,电磁宇宙理论忽略了对初宇宙的关照,认为宇宙是无始无终的,星系和“黑洞”互为起点和终点,宇宙中的大爆炸其实就是星系的诞生过程。由于宇宙间存在着数不清的星系,所以可以推测,宇宙间的大爆炸每时每刻都在发生,也就是说,宇宙间的星系诞生和灭亡每秒都在发生着。 虽然电磁宇宙理论已经慢慢被人们所接受,但“宇宙大爆炸理论”还是有着巨大的市场,许多人还不愿意放弃他们的希望。曾有消息说,美国宇航局2007年计划发射一个高功率X射线望远镜GLAST。按照天文物理学家们的计算,该望远镜的敏感度足以发现微型黑洞的波动。宇宙超级结构理论将最终得到实验证实。

㈡ 目前地球上有没有能力人为制造出类似中子星物质构成的东东

中子星的物态是一种不同于固态、液态和气态的物态,叫中子态,密度极大。还有两种物态叫超固态和等离子态。超固态是核外电子被压到原子核上,但还没有和质子结合成中子的物态,而等离子态是核外电子被完全电离的物态。
人工合成中子态物质的难度很大,估计现在还做不到。但估计在地核上应该有一定量的超固态物质存在。

㈢ 是谁创造了宇宙,宇宙为何存在

宇宙的诞生

我们现在观察到的宇宙,其边界大约有100多亿光年。它由众多的星系所组成。地球是太阳系的一颗普通行星,而太阳系是银河系中一颗普通恒星。我们所观察到恒星、行星、慧星、星系等是怎么产生的呢?

宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个很小、温度极高、密度极大的原始火球。在150亿年到200亿年前,原始火球发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。

宇宙原始大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。

物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。

2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是141亿岁。地球的形成大约是距今45亿年。

词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。

在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。

宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。

最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。

公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G.伽利略则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。

在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。

18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。

近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。

宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。

太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。

1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,H.N.罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,A.S.爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。

1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。1922年,G.D.弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。

宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。

层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有九大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星和冥王星。除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星 月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗。行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米。有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去则呈旋涡状。银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银心约3万光年。银河系外还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。

多样性 天体千差万别,宇宙物质千姿百态。太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,遥远的冥王星向日面的温度最高时也只有50K;金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/厘米3,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。

太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。

恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。

星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。

运动和发展 宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式多种多样,例如自转、各自的空间运动(本动)、绕系统中心的公转以及参与整个天体系统的运动等。月球一方面自转一方面围绕地球运转,同时又跟随地球一起围绕太阳运转。太阳一方面自转,一方面又向着武仙座方向以20千米/秒的速度运动,同时又带着整个太阳系以250千米/秒的速度绕银河系中心运转,运转一周约需2.2亿年。银河系也在自转,同时也有相对于邻近的星系的运动。本超星系团也可能在膨胀和自转。总星系也在膨胀。

现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程。当代关于太阳系起源学说认为,太阳系很可能是50亿年前银河系中的一团尘埃气体云(原始太阳星云)由于引力收缩而逐渐形成的(见太阳系起源)。恒星是由星云产生的,它的一生经历了引力收缩阶段、主序阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。星系的起源和宇宙起源密切相关,流行的看法是:在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。

哲学分析 宇宙概念 有些宇宙学家认为,我们的宇宙是唯一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸,而是整个宇宙自身的爆炸。但是,新提出的暴涨模型表明,我们的宇宙仅是整个暴涨区域的非常小的一部分,暴涨后的区域尺度要大于1026厘米,而那时我们的宇宙只有10厘米。还有可能这个暴涨区域是一个更大的始于无规则混沌状态的物质体系的一部分。这种情况恰如科学史上人类的认识从太阳系宇宙扩展到星系宇宙,再扩展到大尺度宇宙那样,今天的科学又正在努力把人类的认识进一步向某种探索中的“暴涨宇宙”、“无规则的混沌宇宙”推移。我们的宇宙不是唯一的宇宙,而是某种更大的物质体系的一部分,大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸,而是那个更大物质体系的一部分的爆炸。因此,有必要区分哲学和自然科学两个不同层次的宇宙概念。哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;自然科学宇宙概念所涉及的则是人类在一定时代观测所及的最大天体系统。两种宇宙概念之间的关系是一般和个别的关系。随着自然科学宇宙概念的发展,人们将逐步深化和接近对无限宇宙的认识。弄清两种宇宙概念的区别和联系,对于坚持马克思主义的宇宙无限论,反对宇宙有限论、神创论、机械论、不可知论、哲学代替论和取消论,都有积极意义。

宇宙的创生 有些宇宙学家认为,暴涨模型最彻底的改革也许是观测宇宙中所有的物质和能量从无中产生的观点,这种观点之所以在以前不能为人们接受,是因为存在着许多守恒定律,特别是重子数守恒和能量守恒。但随着大统一理论的发展,重子数有可能是不守恒的,而宇宙中的引力能可粗略地说是负的,并精确地抵消非引力能,总能量为零。因此就不存在已知的守恒律阻止观测宇宙从无中演化出来的问题。这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面:①本体论方面。如果认为“无”是绝对的虚无,则是错误的。这不仅违反了人类已知的科学实践,而且也违反了暴涨模型本身。按照该模型,我们所研究的观测宇宙仅仅是整个暴涨区域的很小的一部分,在观测宇宙之外并不是绝对的“无”。现在观测宇宙的物质是从假真空状态释放出来的能量转化而来的,这种真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式,并不是创生于绝对的“无”。如果进一步说这种真空能起源于“无”,因而整个观测宇宙归根到底起源于“无”,那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。②认识论和方法论方面。暴涨模型所涉及的宇宙概念是自然科学的宇宙概念。这个宇宙不论多么巨大,作为一个有限的物质体系 ,也有其产生、发展和灭亡的历史。暴涨模型把传统的大爆炸宇宙学与大统一理论结合起来,认为观测宇宙中的物质与能量形式不是永恒的,应研究它们的起源。它把“无”作为一种未知的物质和能量形式,把“无”和“有”作为一对逻辑范畴,探讨我们的宇宙如何从“无”——未知的物质和能量形式,转化为“有”——已知的物质和能量形式,这在认识论和方法论上有一定意义。

时空起源 有些人认为,时间和空间不是永恒的,而是从没有时间和没有空间的状态产生的。根据现有的物理理论,在小于10-43秒和10-33厘米的范围内,就没有一个“钟”和一把“尺子”能加以测量,因此时间和空间概念失效了,是一个没有时间和空间的物理世界。这种观点提出已知的时空形式有其适用的界限是完全正确的。正像历史上的牛顿时空观发展到相对论时空观那样,今天随着科学实践的发展也必然要求建立新的时空观。由于在大爆炸后10-43秒以内,广义相对论失效,必须考虑引力的量子效应,因此有些人试图通过时空的量子化的途径来探讨已知的时空形式的起源。这些工作都是有益的,但我们决不能因为人类时空观念的发展或者在现有的科学技术水平上无法度量新的时空形式,而否定作为物质存在形式的时间、空间的客观存在。

人和宇宙 从本世纪60年代开始,由于人择原理的提出和讨论,出现了人类存在和宇宙产生的关系问题。人择原理认为 ,可能存在许多具有不同物理参数和初始条件的宇宙,但只有物理参数和初始条件取特定值的宇宙才能演化出人类,因此我们只能看到一种允许人类存在的宇宙。人择原理用人类的存在去约束过去可能有的初始条件和物理定律,减少它们的任意性,使一些宇宙学现象得到解释,这在科学方法论上有一定的意义。但有人提出,宇宙的产生依赖于作为观测者的人类的存在。这种观点值得商榷。现在根据暴涨模型,那些被传统大爆炸模型作为初始条件的状态,有可能从极早期宇宙的演化中产生出来,而且宇宙的演化几乎变得与初始条件的一些细节无关。这样就使上述那种利用初始条件的困难来否定宇宙客观实在性的观点失去了基础。但有些人认为,由于暴涨引起的巨大距离尺度,使得从整体上去观测宇宙的结构成为不可能。这种担心有其理由,但如果暴涨模型正确的话,随着科学实践的发展,一定有可能突破人类认识上的困难。

宇宙

宇宙,是我们所在的空间,“宇”字的本义就是指“上下四方”。

地球是我们的家园;

而地球仅是太阳系的第三颗行星;

而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧;

而银河系,在宇宙所有星系中,也许很不起眼……

这一切,组成了我们的宇宙:

宇宙,是所有天体共同的家园。

宇宙,又是我们所在的时间,“宙”的本意就是指“古往今来”。

因为,我们的宇宙不是从来就有的,它也有着诞生和成长的过程。现代科学发现,我们的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,我们的宇宙诞生了!(这就是著名的“大爆炸”理论。)

宇宙一经形成,就在不停地运动着。科学家发现,宇宙正在膨胀着,星体之间的距离越来越大。

宇宙没有开始,没有结束,没有边界,更没有诞生与毁灭,只有一个个阶段的结束与开始,我们现阶段的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,这阶段的宇宙开始了!最新研究表明,大爆炸孕育于黑洞中,黑洞将所有物质,包括光子在内压到一个点,这时连电子,中子,质子等都已不存在(究竟是什么物质比电子还小呢?当代科技无法解释,暂称为夸克),这时发生了比核聚变更高等级的爆炸,这种爆炸的范围至少波及数十亿光年,又一个新的宇宙纪元就诞生了.

㈣ 中子星得历来和未来

中子星的密度极大(一只小酒杯那么大的中子星就有10亿万吨重),那里的气温可达绝对温度100K,它们旋转的速度极快。远比电磁力强大得多的核内的引力可以制造一种中子浓液,其表层由极其稳定的铁核构成。当一颗中子星冷却下来后,那上面会出现几毫米高的山脉和长数毫米的裂缝,中子液体流淌而出,于是就出现铁雾,铁雾向上升腾直至同温层。(中子星上空的同温层离中子星只有15厘米)对粒子施加深影响的核子最终必会创造出相当复杂的结构,久而久之,定会导致核智能生物的出现。其大小可与质子(10-13cm)相比,移动的速度可达每秒钟100万米。在10-7秒钟里可以穿过1.70米高的人体,这相当于我们时间概念中的1秒钟。这类核生命由1025个粒子组成,存在的时间为百万分之一秒(10-6秒),它自己觉得已经生存了100年,因为在它的‘生存期’内,它可以和其同种族的生命核发生数千次的内核作用。如果说地球上,原始的原生质团演进到有生命的有机细胞用了20亿年的话,那么中子星上出现核生命只需三十分之一秒钟,极其迅速的演变导致生命的出现,其大小为万亿分之一厘米(10-12cm),它们能利用紫外线、X射线和伽玛射线,并利用这些射线发送宇宙信息。它们类似我们的技术文明可能在迅猛地发展,在十亿分之一秒钟内足能自我毁灭,但千万不要为此而担心,因为在中子星上,可以连续出现数百万个核文明。由于人类方法对头,凭目前的科技手段已经收到多种微观宇宙信息:伽玛跳动、X射线爆发、伽玛射线背景,可由于缺乏理解,也由于尚无精密分析这些信息的手段,尚不能确信这些射线是否受控而有变化,而置它们于死档之中。如果有一日科技发展到能破译此种信息时,那就可以证明存在着微观宇宙的智能

㈤ 当中子星得到足够的物质时,它会变成黑洞吗我们观察到这种转变了吗

不。它们的本性是不相容的,无法将一个转化为另一个。但这种想法一直很流行。1969年,阿奇博尔德·惠勒(Archibald Wheeler)在寻找一个比“重力坍缩物体”更好的词。一名观众建议是“黑洞”。惠勒很喜欢它,但后来,在1998年,他注意到了一个问题。

当时,他们认为脉冲星和黑洞是一回事。它们有一个共同的特点。脉冲星是超表面活跃的中子星。它们本质上是超大尺寸的重子,由占据一个体积的简并密度组成,取代了定义它们超表面的熵模式。

它们都是测地线的简化形式。第三种形式是简并压力(白矮星和电子)。中子星和白矮星是由温度轴计算的局部空间。黑洞是熵轴。温度和熵守恒。它们不会相互转化。它们结合在一起创造了所有能转换的能量变化。

奇点实际上是常见的,它们扮演着诸如硬度、可锻性和表面张力等空洞的角色,或者用半金属/韦尔费米子填充固体的体积。

㈥ 中子星是

中子星是大型恒星的最后归宿
大型恒星在晚年会膨胀成为红色超巨星,然后发生超新星爆炸吹散外层物质,内核在引力作用下迅速收缩,成为只有中子的密度极大的中子星

㈦ 中子星的发现者是谁

英国剑桥大学休伊什(AnthonyHewish,1924-)研究小组发现,小角径的射电源强度一般有0.1角秒的起伏。要消除这种起伏,就要建造高大的射电望远镜。为此,他们于1967年建成一座庞大的射电望远镜,它的矩形天线为470米45米,由16128(=2048)个偶极子构成,占地18,000平方米。洛弗尔(BernardLowell)爵士说,这是“科学史上代价最大的一次”。这架射电望远镜的灵敏度非常高,这就为脉冲星的发现提供了良好的观测手段。休伊什研究小组的射电观测人员中有一位女博士研究生,她的名字叫SJ贝尔(S.JocelynBell)。她从1965年就参加了这个射电天文小组,并在此攻读博士学位。安装这个庞大的天线阵也有她的功劳。天线安装完毕后,为了撰写博士论文,贝尔要搜集足够的数据。所以,从1967年7月份开始,每隔4天她就详细分析一遍400英尺的记录纸带(望远镜对整个天空扫视一遍需4天时间)。由于这时与天线配套的计算机还未安装,所以要靠贝尔的双眼,她要一英寸一英寸地审视记录纸带。这是一件非常枯燥的工作。贝尔既要从纸带上分离出各种人为的无线电信号,又要把真正射电体发出的射电信号标示出来。在观测的过程中,细心的贝尔小姐发现了一系列奇怪的脉冲,这些脉冲的时间间距精确的相等。她马上报告了他的导师。经过两人的讨论,决定用新安装的时间分辨率很高的快速记录仪继续观测。1967年11月28日,终于获得了清晰的连续脉冲图。脉冲周期极短,只有1.337秒,而且周期非常稳定。脉冲随天体东升西落的视运动而移动,脉冲来自狐狸座方向。这是什么脉冲讯号呢?为什么讯号周期这么短?为什么讯号周期这么稳定?一个大胆的设想,想到了有理智的高级生命。是不是外星人在向我们打招呼?人们甚至想:如果有这种外星人的话,它们一定是身材矮小,不需要从植物获得太阳能,皮肤可能是绿色的。就这样,诞生了想像中的“小绿人”。这是多么诱人的推测,这是多么鼓舞人的设想。贝尔对“小绿人”的说法很不以为然,她为这种射电源起了一个有趣的名字——交通指示灯(BelishaBeacon)。她认为,这种射电天体有固定的位置,天线接收的方向和速度也都不变,不像是LGM之所为。如果是LGM之所为,它们的行星运行会影响信号的速度,进而产生所谓的“多普勒位移”,几个月的观测并未发现这种效应。并且贝尔接着又发现3个辐射脉冲的天体,LGM不可能在4个相距如此遥远的天体上同时使用同频段发射射电信号。贝尔和休伊什等5人于1968年2月在《自然》杂志上发表了题为《对一个快速脉动射电源的观测》的报道,文中对这种天体的性质作了尝试性解释,认为它可能是一种白矮星或中子星。


中子星的研究历程

关于中子星的研究可以追溯到30年代。1932年,英国物理学家查德威克(JamesChadwick,1891-1974)发现了中子,这在科学界引起了极大的反响。德国物理学家海森堡(WernerHeisen-berg,1901-1976)和苏联物理学家伊凡宁柯(1904-)据此对原子核的结构提出了新观点。据说,这一消息刚传到哥本哈根,只有24岁的朗道(1908-1968)就提出了一种新天体——由中子构成的寒冷而致密的天体。1934年,著名天文学家巴德(WalterBaa-de,1893-1960)和超新星研究的专家茨威基(FritzZwicky,1898-1974)通过天文观测各自独立地提出了中子星概念。他们指出,超新星是普通恒星向中子星过渡的中介状态,这就把中子星同超新星联系了起来。1939年,茨威基认为,著名的蟹状星云中可能存在有中子星。同年,美国物理学家奥本海默(J.R.Oppenhei-mer,1904-1967)和他的学生沃尔柯夫(Volk-off)也从理论上论证,中子星确实是存在的,并且具体提出了它的模型。超新星爆发是彻底炸毁而荡然无存呢,还是留有什么样的遗骸呢?理论上的分析仍有一定的不确定性。特别是关于中子星密度的假设,本来白矮星的密度就够高了,中子星的密度还要更高。中子星的直径只有20千米左右,中心密度却可达10吨/立方厘米,同原子核的密度差不多;况且,茨成基关于蟹状星云中心存在中子星的假设也过于大胆和离奇了。尽管中子星是可能存在的,但天文观测者对于寻找这样的天体的兴趣似乎并不大。为此,理论家们只能将它束之高阁而冷落了几十年。可以辐射脉冲的星体的发现才使中子星的假设得以证实。其实早在50年代,有人在作天空背景巡视观测时,就几次记录到脉冲星辐射的强脉冲信号,只是由于难以分辨而失之交臂。由此可见,脉冲星虽属偶然发现,但也体现着一定的历史必然性。这不仅表现在理论上的预言,而且随着射电技术的改进已经为这一发现创造了技术条件,特别是年青的贝尔在捕捉到这个非同寻常的机遇时所表现的特有敏感性更为这一发现提供了保证。
谁应该是脉冲星的发现者

脉冲星的发现为中子星和超新星的理论提供了观测上的证据,并为恒星演化理论增加了重要的内容。如此重要的发现也引起了不少人的争议。有意思的是,争论者并不包括贝尔本人。这也许是她太谦虚的缘故吧!许多人认为,贝尔在发现脉冲星的过程中起到了关键的作用。英国焦德雷尔班克射电天文台的天文学家史密斯在1968年就指出,脉冲星是贝尔发现的,但休伊什在这一发现过程中发挥了重要的作用。贾斯特罗在1969年指出,脉冲星发现的功劳应归于贝尔,而不提休伊什的名字。较为谨慎的作者艾贝尔在他的《宇宙探索》一书中,最初对叙述脉冲星的发现过程表现得很暖昧。但在80年代再版时则十分明朗,明确指出脉冲星的发现者就是贝尔,“贝尔小姐在研究工作中作出了卓越的发现,为他的导师休伊什赢得了诺贝尔物理奖,因为休伊什对新型天体的分析首先证实了它就是中子星”。此外,在介绍著名天文学家的篇章中,也收入了贝尔的大名,使得她沐浴在哥白尼、牛顿、爱因斯坦等巨星的辉光之中。对这场争论的不同态度,也使得一些科学机构在为脉冲星发现者颁奖时采取了不同的方法。比较突出的是1973年美国富兰克林学院颁发的迈克尔逊奖章和1974年的诺贝尔奖。富兰克林学院注意到有关脉冲星发现的争论,为此进行了仔细地调查,最后向贝尔和休伊什同时授奖。诺贝尔奖是国际上最具权威的奖,然而对脉冲星发现过程了解得显然是不够的。它单独向休伊什授奖,而忽视了贝尔的重要贡献,使这一次授奖显得很不公正。这是一次不应有的失误。这样的失误是难于原谅的,难怪英国著名的天文学家霍伊尔爵士(SirFredHoyle,1915-)为此而打抱不平,就在休伊什获得诺贝尔奖的第二年,伦敦《泰晤士报》刊载了霍伊尔的谈话。他认为,贝尔应同休伊什共享诺贝尔奖,并对诺贝尔奖委员会授奖前的调查工作欠周密提出了批评;他甚至把这次授奖看成是一桩“丑闻”。霍伊尔认为,贝尔的发现是非常重要的,但她的老板竟把这一发现扣压半年而不发表;同时老板却忙于盗窃这位姑娘的发现,或者从客观上讲就是一种盗窃。后来,霍伊尔又写了一封解释性信件,他说:“对于贝尔小姐取得的成就,有一种曲解的倾向。因为这项成就听起来是这样的简单,好像只是从大量的记录中找一找就行了。其实,这项成就是她对以往的经验认为是不可能的现象重新加以认真考虑的结果。”
休伊什的拙劣辩护

休伊什对1974年的诺贝尔奖有一种讳莫如深的隐情,他对贝尔的贡献很少提起。据说,只是在1974年获得诺贝尔奖按惯例发表演说时,休伊什才提到了贝尔的工作。对于霍伊尔的批评,休伊什也曾向《泰晤士报》写信作答。休伊什的意思是,贝尔的工作是在使用他的望远镜,并在他的指导下完成的,而且是在他的指导下才搞清楚新发现的星体的性质,之所以延迟发表论文,是为了进行必要的验证。休伊什的辩护是拙劣的。美国康乃尔大学的天文学家戈尔德(ThomasGold,1920-)认为,休伊什的指导与脉冲星的发现毫不相干,他的观测指导与贝尔发现的现象是根本不同的现象。戈尔德讲到,“他让贝尔去测定闪烁的射电源的位置,但她注意到了另外一种信号,并按照自己的方法进行了跟踪”。事实也的确是如此。按照贝尔的回忆,她于10月份发现脉冲星,后来为了证实它又花了一些时间。休伊什从电话里听到贝尔的报告后,认为脉冲是人为的。接着,贝尔在圣诞节除夕到凌晨的观测又发现了第二颗辐射脉冲的天体。休伊什到此才认真地对待这一发现,并于1月中旬证实了贝尔发现的第二颗脉冲星。这段历史事实表明,贝尔作为脉冲星的发现者是当之无愧的。在休伊什获得诺贝尔奖之后,除了霍伊尔和戈尔德等人的批评之外,还有一些人从正面或侧面对这次颁奖进行批评。西普门(HanryL.Shipman)在他的《黑洞,类星体和宇宙》一书中对脉冲星发现过程的论述,只提贝尔,而回避了休伊什和他获得的诺贝尔奖。更为有趣的是,著名天文学家曼彻斯特尔(R.N.Man-chester)和泰勒(J.H.Taylor)在《脉冲星》(1977年版本)一书的扉页上写道:“献给乔丝琳贝尔,没有她的聪慧和百折不挠,我们是无法分享到研究脉冲星的幸运的。”这里的赞语是对贝尔的诚实和勤奋的称颂,同时也是对1974年颁发诺贝尔奖时的不公正暗含着的批评。如此多的议论,除了对颁发诺贝尔奖不够庄重提出了批评,对休伊什的批评也是显而易见的。
“物质化”背景下的科学活动
科学活动是一种创造性的认识活动,从进行这种活动所需要的能力来看,它的突出特点是,研究的主体要知识宽厚,思维活跃,反应敏捷,因而本质上是一种智力活动。由于科学活动已成为一种社会性活动,它是在相互交流和相互制约的环境中展开的。在这种活动中,也有点儿像工场中的工人和技师的劳作情况,他们中许多人都是一种“师傅”和“徒弟”的关系。旧式的师徒关系往往表现为,师傅要传授一般的操作技能和知识,徒弟在接受这些技能和知识的同时要作出一些贡献,借此作为对接受技能和知识的有价偿付。在现代的条件下,传统产业中的师徒关系还残留着某些痕迹。有趣的是,在科学共同体中也部分存在着类似的关系。这种关系,一方面使知识体系和研究活动得以继承和发展,另一方面又使科学共同体本身得以保持和延续。融洽的师徒关系不仅提供着良好的研究环境,而且也的确促进着科学事业的发展,例如,巴罗与牛顿,卢瑟福与玻尔,玻尔与“他的孩子”等。但是英国的休伊什与诺贝尔基金委员会的所作所为,引起的争论却不同于上述的例证。美国的布劳德(W.Br-oad)和韦德(N.-Wade)曾一针见血地指出:“以往的师徒关系是建立在智力上的互相关心和取长补短,但在今天,则常常是为了得到诸如设备和研究经费这样的物质需要把他们连接在一起的。从发现脉冲星的例子中就可以看出这种完全的物质化关系所导致的种种弊病。”布劳德和韦德的话是非常恰当的。这种“物质化”的关系必然带来一些不公正的东西,其中之一是对优先权的“歪曲”。美国科学社会学家默顿(RobrtK.Me-rton)提出了“现代科学的精神气质”,其中之一是“公有性”,即对科学成果的共有性或共享性。科学知识是人类共有的财富,科学家从法律上得到的权利是有限的。通常,优先权是这有限权利的一部分,它标志着对科学发现的社会承认或(主要是)同行承认。现代科学研究的成果多以文字发表在科学杂志上,为同行承认的科学成果多是通过阅读这类杂志了解到的。然而,像上面所说的,师徒关系的“物质化”使署名也发生了异常。脉冲星的发现就是一个典型的例证。他们在1968年发表文章(这是休伊什获取诺贝尔奖的根据)时,由于“徒弟”的无偿付出,休伊什“理所当然地”处于署名中的第一位置。像他自己所说的,因为贝尔使用的是他的望远镜。然而,这却给外界一种假象,即休伊什是脉冲星的主要发现者,其他人则只是研究小组的成员而已。这种做法基本上是对脉冲星发现的优先权的独占,借此他又“理所当然地”获得了“同行承认”。这也就是霍伊尔等人对此颇为不满的原因。此外,脉冲星发现的优先权所以未引起更加尖锐的争论,还有赖于贝尔的谦逊和礼让,这也获得许多同行对贝尔良好的道德修养的钦佩。师徒关系的“物质化”还使科学界师徒之间的智力结合或智力互补受到影响。由于实验研究小组的领导可以支配设备和经费,它可与徒弟进行一种类似金钱与智能的交易,以分享后者的研究成果。特别是当老板难以完成某一项目或任务时,他可能会设法去挖掘部下智力上的优势,使之得以圆满完成。也许这还不算坏,悲剧往往是他的部下失去的太多。贝尔的悲剧也正在于此。这种“物质化”与科学研究的无私利性是背道而驰的。无私利性是“把科学家的行为影响到关心真理的方向上,最后将带给科学家相应的承认”。一般来说,休伊什获得诺贝尔奖的不公正性还表现在,他在最初对研究采取了不适当的“保密”措施。甚至在同行的催促下,他在1968年2月的文章中只公开了一颗脉冲星,却将另外3颗脉冲星隐瞒起来。其目的显然是为了万无一失地取得优先权,同时也为了对他们的发现进行一定的“垄断”。在30年代末和40年代初,一些科学家为了防止纳粹德国获得有关链式反应的资料,提出了在英法美等国家实行“保密”措施的想法。尽管理由是比较充分的,但是,还是有不少科学家(主要是法国的科学家)对此进行抵制。原因很简单:这不符合科学研究的惯例,不符合无私利的原则。由此可见,休伊什的“保密”是违背科学研究的基本原则的。
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