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揭祕神祕宇宙之謎,類星體是宇宙最明亮最遙遠的天體

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導語:說起宇宙我們不禁都在猜想宇宙到底有多大,自古以來,世界上最奇妙的地方就數宇宙了。在宇宙中發生的一些事情也難以讓人理解,那麼接下來就由小編爲大家揭祕神祕宇宙之謎,感興趣的趕緊一起看過來!

宇宙之謎

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一、反物質之謎

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就像超人也有另一個自己“畢沙羅”一樣,組成世間萬物的粒子們也有自己的對立面。一個電子有一個負電荷,那麼它的相對應的反物質就帶有正電荷。物質與反物質相碰撞時會泯滅,它們會根據愛因斯坦的E=mc2公式來釋放能量。在未來,可能一些飛行器會使用這種反物質來設計引擎。

二、黑洞之謎

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黑洞無疑是宇宙之謎中最奇特有趣的東西之一,關於這個會吞噬一切進入東西的離奇宇宙物體存在着很多謎團,其中最大的謎團或許就是它們裏邊是個什麼情況,那些物質都去哪了。大多數科學家認爲在黑洞底部藏着一個他們稱之爲“奇點”的東西…它是一個一維的點,其中包含了所有掉進黑洞的物質,將它們儲存在一個無限小的空間裏。

據假設那裏密度和重力都變的無窮無盡了,並且我們所知道的物理定律也停止了運作,然而無究並不存在,只不過是我們無法理解罷了。基於這一點,人們認爲物質不能在一個小點無限地積攢,並且奇點最終會撕碎時間空間網,有可能在另一端引起一個大爆炸。根據這一令人難以置信的理論所說,黑洞的底部可能就是宇宙的出生點。不幸的是,我們可能永遠也無法證實這些理論,因爲任何進入黑洞的生物或是物體都會即刻被“捻成意麪”,即被無限抻長以致粉碎成分子的級別。

三、天王星超級風暴之謎

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科學家發現天王星上存在超級風暴,其位於天王星的赤道附近,圖中白色的塊狀物就是風暴的影響區域。 這顆太陽系外側軌道的冰巨星大氣中能夠蘊藏如此巨大的氣旋讓科學家十分驚訝,來自加州大學伯克利分校的科學家通過觀測發現天王星上的超級風暴能量來自太陽光照,但目前還不清楚推動風暴運轉的能量如何運轉。

四、只有一個宇宙嗎?

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宇宙是我們所知道的所有,包括所有我們能碰觸到的、感受到的、到知到的、測量的以及探測到的東西。諸如有一切生物,星球,行星,銀河,塵雲,光,甚至是時間,但它是唯一僅有的嗎?越來越多的物理學家認爲或許還有其它的宇宙可能以泡沫或者膜的形狀存在。

事實上在科學家提出的“多元宇宙”理論中可能存在着無數的宇宙,有人甚至認爲所有的宇宙其實都像一個個細胞一樣存在於一個更大的有機體中,這個有機體是另一個世界的一部份,而這個世界存在於另一個宇宙中,這個宇宙中套宇宙的想法真是令人驚奇。然而憑我們的能力,我們或許永遠無法估測這個宇宙之謎,在我們的宇宙外面到底有什麼?

五、宇宙微波背景之謎

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宇宙微波背景也簡稱爲CMB,這些輻射殘留是大爆炸時期的產物。它於60年代被第一次發現,似乎是一種源自宇宙各個地方的無線電噪音。CMB是大爆炸理論的最好的證明物。最近的精確測量將CMB的溫度定位在了華氏-455度。

六、在大爆炸之前世界是什麼樣子?

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宇宙大爆炸是一個很有意思的宇宙之謎,我們有很好的證據證明140億年前發生了一場大爆炸,我們的宇宙就誕生其中,但在大爆炸之前呢?是什麼也沒有?還是有點什麼?如果能夠穿越時空回到大爆炸以前,看看在萬物伊始之際藏有哪些祕密將會非常有意思…但結果只可能是一片虛無…或者是一個截然不同的宇宙,擁有不同的法則,物理現象和分子,這也許能證明“宇宙大收縮”理論。

“宇宙大收縮”理論主張宇宙從誕生以來便一直持續擴張,直到擴張到某一點變得太過稠密,開始收縮。最終其崩塌回最初的狀態,然後引發又一次宇宙大爆炸並形成一個新的宇宙。科學家也傾向於認爲時間是從宇宙大爆炸開始的,因爲沒有任何線索能夠證明大爆炸之前存在任何東西。

七、暗物質之謎

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科學家認爲暗物質是組成宇宙中大部分空白的物質,但在現有的技術下它們既不能被觀察也無法被檢測到。它們編輯輕量級的中微子到看不見的黑洞之間。一些科學家甚至懷疑暗物質是否存在,並且暗示它們被認爲是可以解釋重力作用的關鍵因素。

暗物質與暗能量被認爲是宇宙研究中最具挑戰性的課題,它們代表了宇宙中90%以上的物質含量,而我們可以看到的物質只佔宇宙總物質量的10%不到(約5%)。暗物質無法直接觀測得到,但它卻能干擾星體發出的光波或引力,其存在能被明顯地感受到。科學家曾對暗物質的特性提出了多種假設,但直到目前還沒有得到充分的證明。

八、行星吞食之謎

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天文學家認爲,大型螺旋星系通過“吞噬”附近的矮星系(只含有幾十億顆恆星)不斷生長壯大。矮星系是體積較小的衛星星系,它們被拖向飢餓的螺旋星系並在巨大的引力作用下被撕成碎片。在隨後的幾十億年時間內,矮星系降級爲束狀和卷鬚狀結構,被稱之爲“潮汐流”。再經過幾十億年時間,這些微弱的恆星流將被螺旋星系吞噬。

自1997年以來,天文學家便在我們的銀河系和鄰近星系周圍,發現潮汐流以及其他與星系內狂暴的吞食事件有關的結構。此次最新觀測由馬克斯·普朗克天文學研究所的大衛·馬特奈茲-德爾加多領導,第一次證明更爲遙遠的星系周圍同樣存在這些結構,進而有力地支持了“以大吃小”這一星系進化理論。馬特奈茲-德爾加多在一封電子郵件中表示:“這一過程對橢圓星系來說同樣非常重要。我們只研究本地宇宙內位於銀河系附近並且質量與之接近的螺旋星系,因此可以瞭解銀河系的形成。”

就像地球上的生物一樣,星系們也會隨着時間的推移“吞食”對方。銀河系的近鄰仙女座,現在就正在進食它的一顆衛星。仙女座有十幾個分散的星團,它們都是宇宙過去的殘羹剩飯。這張圖片模擬得是大概三億年前仙女星座與銀河系的一次碰撞。

九、系外行星之謎

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直到九十年代早期,我們唯一熟知的行星還是太陽系內的這幾顆。但目前科學家們已經確認了超過500顆系外行星(截止到2010年11月)。它們的範圍遍及龐大的氣體星羣到微小到難以稱爲行星的物質,包括暗軌道上的岩石,紅矮星等等。但第二地球的搜尋還在進行中。天文學家們依舊相信技術的發展會讓我們最終找到類似的世界。

有關係外行星仍有不少未解之謎,例如它們的詳細成分和衛星的普遍性。其實最有趣的問題之一是這些系外行星能否支持生命的存在。一些行星的確是處於生命適居的範圍內,條件可能和地球類似;這些行星大都是類似木星的巨型行星,若它們擁有大型的衛星便是最有機會孕育生命的地方。然而即使生命在宇宙間普遍存在,若他們並非有高度文明,以星際距離之遠實難以在可預見的時間內發現。

十、事物爲什麼會存在?

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科學家認爲大爆炸期間產生了相同數量的物質與反物質,它們只要一相遇便會消失在一束能量中。然而與早期的宇宙相比,令天物質比反物質要多,這一情況令人無法解釋。而且科學家無法解釋這些反物質去哪了,爲什麼會出現這樣的不均等現象。

十一、宇宙背景輻射之謎

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所謂宇宙背景輻射,是一羣古老的光子。光的傳播跟聲音傳播一樣,需要一段時間傳遞。在一個山頭打出的光,另一山頭的人需一段時間後才能看到,因爲光有一定的速度,因此我們所看到越遠的東西,事實上是它越早之前發出的光,經過一段時間纔到達你的眼睛。因此在宇宙中,當我們看越遙遠的星體,看到的是它越早以前的樣子,我們不僅看見140億光年大小的宇宙,也可以看到140億年前的宇宙。宇宙背景輻射是在宇宙大爆炸後10萬年發出,經過140億光年纔到達地球。1992年美國太空總署人造衛星COBE第一次成功看到全天早期宇宙長相,記載各個不同方向上古老光子的強度,即各方向上宇宙140億年前的長相。這項發現大大震撼了90年代的天文界,因爲推翻了原來大家以爲早期宇宙的光應是均勻分佈的想法。

十二、類星體之謎

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類星體是迄今爲止人類所觀測到的最遙遠的天體,距離地球至少100億光年。類星體是一種在極其遙遠距離外觀測到的高光度和和強射電的天體。類星體比星系小很多,但是釋放的能量卻是星系的千倍以上,類星體的超常亮度使其光能在100億光年以外的距離處被觀測到。據推測,在100億年前,類星體數量更多,光度更大。類星體,又稱爲似星體、魁霎或類星射電源,與脈衝星、微波背景輻射和星際有機分子一道並稱爲1960年代天文學“四大發現”。

類星體是宇宙中最明亮的天體,它比正常星系亮1000倍。對能量如此大的物體,類星體卻不可思議地類星體巨大的能量小。與直徑大約爲10萬光年的星系相比,類星體的直徑大約爲1光天(light-day)。一般天文學家相信有可能是物質被牽引到星系中心的超大質量黑洞中,因而釋放大量能量(噴發激烈射線)所致。這些遙遠的類星體被認爲是在早期星系尚未演化至較穩定的階段時,當物質被導入主星系中心的黑洞增添“燃料”而被“點亮”。

十三、世界是意識決定的嗎?

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要說哪一種現代科學理論最神祕莫測,“量子論”假如排第二的話,沒人敢排第一。量子論研究的是微觀粒子世界中的現象。這一理論的核心內容,主要包括海森堡的“不確定性原理”、波恩的“概率解釋”以及玻爾的“互補原理”。它們都是如此的詭異,能徹底顛覆你對世界的認知。在學習中學物理時,一般會碰到這樣的題目,告訴你炮彈的初始位置在A點,初始速度是V,初始射角是θ(這些統稱爲炮彈的初始狀態),讓你計算在時間T之後,炮彈會在哪個位置,速度是多少。

這個題目充分反映了經典力學對於世界的認識。它認爲任何事件都有前因後果,這種因果關係可以用科學定律來描述。我們只要知道了“初始狀態”,根據科學定律和方程,就可以預測事情的經過和結果。

然而這個題目在量子論中卻根本不成立。經典力學眼中的世界是確定的,任何事物都有確定的狀態,比如一個籃球,在每一時刻都有確定的位置和速度。但在量子力學中,海森堡的“不確定性原理”說,粒子不可能同時具有確定的位置和速度(通常說動量),最多隻能確定其中之一。它表明,粒子根本就不像籃球那樣,有確定的初始狀態,粒子世界完全是一個不確定的世界。

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波恩的“概率解釋”同樣令人吃驚。波恩說,在粒子世界中,我們沒辦法像預測籃球的運動軌跡那樣,根據物理定律來預測粒子接下來的行蹤。粒子最終會出現在哪裏,這完全是隨機的,我們能夠確定的只有概率。想通過計算來確定粒子的蹤跡,並不比用擲骰子確定來得更準確。愛坦斯坦對此十分反感,他說:“量子力學令人印象深刻,但是一種內在的聲音告訴我它不是真的……我毫無保留地相信,上帝是不擲骰子的”。但現實又跟他開了個玩笑,後來的事實一再證明他完全錯了,上帝確實在擲骰子。

假如前面這些說法已經讓你難以接受,那麼還有比它們更恐怖的,就是玻爾的“互補原理”,它居然認爲世界是由意識決定的。玻爾說,粒子的狀態非常奇特。它有時候是粒子,有時候會變成波,這叫“波—粒二重性”。轉換的關鍵在於意識,當你觀察它時,它就變成粒子呈現在你面前;當沒人觀察它時,它就變成波瀰漫於整個空間。

十四、引力波之謎

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引力波是愛因斯坦的廣義相對論中提及的時空扭曲面。引力波是以光速運行的,但它們非常微弱,不想科學家期望的那樣,可以引發一些大型的宇宙事件,比如黑洞的產生。LIGO和LISA是兩個發送出去檢測引力波的專門探測器。

引力波以波動形式和有限速度傳播的引力場。按照廣義相對論,加速運動的質量會產生引力波。引力波引力波的主要性質是:它是橫波,在遠源處爲平面波;有兩個獨立的偏振態;攜帶能量;在真空中以光速傳播等。引力波攜帶能量,應可被探測到。但引力波的強度很弱,而且,物質對引力波的吸收效率極低,直接探測引力波極爲困難。曾有人宣稱在實驗室裏探測到了引力波,但未得到公認。天文學家通過觀測雙星軌道參數的變化來間接驗證引力波的存在。例如,雙星體系公轉、中子星自轉、超新星爆發,及理論預言的黑洞的形成、碰撞和捕獲物質等過程,都能輻射較強的引力波。我們所預期在地球上可觀測到的最強引力波會來自很遠且古老的事件,在這事件中大量的能量發生劇烈移動(例子包括兩顆中子星的對撞,或兩個極重的黑洞對撞)。這樣的波動會造成地球上各處相對距離的變動,但這些變動的數量級應該頂多只有10^-21。以LIGO引力波偵測器的雙臂而言,這樣的變化小於一顆質子直徑的千分之一。這樣的案例應該可以指引出爲什麼偵測引力波是十分困難的。

十五、時光能倒流嗎?

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2000多年前,孔老夫子在岸邊看到河水沒日沒夜流個不停,感慨時光如流水,奔騰不息,一去不返,《論語》中留下了這樣的記載:“子在川上日:‘逝者如斯夫!不捨晝夜’。”最陌生的是最近的你。有時候你最熟悉的人在關鍵時候做出的事情,會讓你感覺到根本就不認識他。在日常生活中一些你十分熟悉的概念也是如此,比如“時間”。

“時間”是什麼?這個概念似乎每個人都清楚得很,但實際上卻未必如此。很久以前古人就已經意識到,有些事物的存在很短暫,如天上的白雲蒼狗,有些事物的存在長得不可思議,比如天上的那輪明月,從古到今都是同一個模樣。也許就是因爲觀察到了事物運動變化的長短差異,才讓古人們產生了“時間”的概念。

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古人們發現,計量時間的最好辦法,是找到一些以固定的週期循環變化的事物來做參照。於是不管在地球上的哪一個角落,人們都不約而同地採用了同樣的解決方案,那就是把一個春、夏、秋、冬四季輪迴稱作一年,把一個朔望月的循環稱作一月,把一個晝夜交替稱作一日,現在我們知道那分別代表着地球繞太陽公轉一週、月亮繞地球公轉一週和地球自轉一週。

爲了準確計量時間,古人發明了“日晷”、“漏壺”等計時工具。後來隨着技術的進步,出現了更精密的儀器——鐘錶,現在最精確的原子鐘,2000萬年內誤差不超過1秒,可見人類對於時間的把握,已經達到了何等精準的地步。到了這一步,人們對於時間的認識似乎已經是毫無懸念了。然而事實果真是這樣嗎?不,對於時間,人們其實還存在着一大堆的疑問。

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結語:看完上述小編爲大家揭祕的神祕宇宙之謎,相信大家都對宇宙這一奇妙的地方越發感到神祕了吧!宇宙是世間萬物的總稱,想要弄清宇宙的神祕還需要人類慢慢探索啊!

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