2002年宇宙探索的新发现.doc

　　 ２００２年，宇宙探索领域喜获丰收，科学家们在诸如暗能量、黑洞、宇宙的最终命运等课题上有了必威体育精装版发现： ——暗能量有了新的存在证据，并且研究显示，三分之二的宇宙可能由神秘的暗能量组成； ——黑洞可能不论大小，都具有相同的波动规律，“缺失的一环”中型黑洞也终于找到了。此外，银河系中心的确存在巨型黑洞，并且这个黑洞处于“饥饿”状态。科学家还观测到银河系内一个“逃跑”的黑洞； 　　——对宇宙结局，科学家提出了循环论，即宇宙可能没有开始，也没有终结，而处于不断的循环之中。 　　 　　 苹果为什么会落地？人为什么跳不离地球？我们知道，这是因为存在引力的缘故。在宇宙大爆炸理论中，引力也发挥了作用，它使宇宙的膨胀速度减小。但科学家们必威体育精装版观测发现，现在宇宙实际上在不断加速膨胀。这就是说，宇宙很有可能先减速、后加速膨胀，而且其中存在一种与引力作用相反的力把时空结构向外推。我们如今称之为负引力，也就是“暗能量”。 　　 　　　　　 “暗能量”的概念最早是由爱因斯坦提出来的，但后来爱因斯坦把这个概念说成是他科学生涯中的大错误，因为它破坏了广义相对论的优美性。从那以后，暗能量成了科学家争论的话题。 　　今年２月的美国《发现》杂志提出了物理学１１大困扰，其中一大困扰就是暗能量。一般认为，暗能量不是物质，而更接近能量。根据计算，常规物质和看不见的物质———暗物质加起来并不足以构成整个宇宙，剩余成分就是暗能量。 　　那暗能量占据宇宙成分的多大比例？科学家猜测说，可能达到三分之二。这一猜测近日得到了证实。科学家这一次使用的是类星体。类星体是宇宙中的“四不象”，体积相对较小而能量巨大。它在一般光学观测中类似恒星，但实际与恒星并不相同，因此被称为类星体。 　　一些质量巨大的天体会导致经过它们附近的光线等发生弯曲，使遥远天体的成像产生扭曲和变形，这一原理与光学透镜类似，因而被称为“引力透镜”效应。借助设在英国和美国的一些大型射电望远镜，科学家们共对数千个遥远类星体进行了观测，结果发现平均每７００个类星体中就有一个受到“引力透镜”的影响，其射电信号会发生弯曲，最终出现两个以上“虚像”。科学家们认为，这也许只有暗能量才能解释。他们的进一步分析表明，在假设暗能量占到宇宙成分的三分之二时，理论计算与实际观测的结果最为吻合。 这一计算过程我们暂且不去深究。暗能量如此奇怪，以至于甚至连负责这一研究的英国曼彻斯特大学的伊恩·布朗说：“宇宙由暗物质所统治，这想法太奇怪了。值得大家去仔细研究验证。” 　　 　　黑洞引起人们兴趣的一个重要原因是，时间和空间在黑洞中消失，这意味着通过黑洞有可能将我们现在的时间和空间连接另外一个时间和空间，时间旅行有可能实现。 　 大量微型黑洞不久将能在实验室里制造出来。这一任务将由大型强子对撞机完成。目前欧洲核子研究中心正在建造大型强子对撞机，估计于２００５年完工。届时，它将是世界最大的粒子加速器。用它长达２７公里的环形隧道加速粒子，然后使这些粒子相撞，就能创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态类似的条件，同时还可以每秒１个的速度制造大量微小的黑洞，每个体积不到一个原子核的百万分之一。之所以能制造出微型黑洞，是因为大型强子对撞机能把大量能量压缩在很小的空间里，但这些黑洞的消逝也可能像雪花消融一样容易。 　　尽管不希望出现这一天，但科学家还是忍不住要讨论一下宇宙的结局。它会是什么样呢？现在存在３种观点。 　膨胀论：宇宙不断膨胀下去 　　这是英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金等人所持有的观点。他们认为宇宙将永远膨胀下去，不断扩大。最终我们将看到，星体会离我们越来越遥远，也越来越黯淡。 　　这种理论的证据之一是氘元素。氘是氢元素的同位素之一，原子核中包括一个质子和一个中子。目前宇宙中所能探测到的所有氘元素，据认为都是在宇宙“大爆炸”几分钟后的原始核聚变过程中产生的。除了“大爆炸”之外，目前还没有发现宇宙中存在其他的氘元素源。 　　１９９９年，澳大利亚、荷兰等国科学家组成的小组，对位于距地球约１５００光年的猎户星云区域进行了测量。科学家们通过对一种氘氢分子进行分析测算后发现，在猎户星云中高度活跃的恒星形成区，氘原子与氢原子的比例为１比１０万。这与在宇宙其他一些区域获得的测量结果基本一致。 　　这些科学家们说，根据被普遍接受的宇宙理论，宇宙中正常物质总量的多少，决定着宇宙最终将无限制膨胀下去，还是会在膨胀到一定程度时转为收缩。而氘元素密度与正常物质量直接相关。上述测量结果说明的是，宇宙中正常物质总量无法遏止宇宙无限膨胀的趋势。 　　逆转论：宇宙会在一两百亿年后凝聚到一个点 　　按照这种观念，宇宙的膨胀速度不仅会减慢，而且会逆转回去，将所有的物质挤压，最后浓缩成一个“症结点”，并在剧烈的大爆炸中消亡。今年９月７日出版的英国《新科学家》就刊登了