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宇宙探索取得突破,帮助我们理解宇宙起源

时间:2023-08-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:宇宙学家不会再为缺少数据而发愁了,宇宙学的当前进展在很大程度上要归功于天文观察者和实验物理学家,而不是手扶着椅子的理论家。到那时,我们就可以做一些HST目前还不能做的事情了。这将会帮助我们进一步弄清超早期宇宙的实际情况。但是,宇宙学和天文学的目标就是要弄清楚——我们的宇宙是怎样由一个简单的火球,经过120亿年的演化变成我们目前所看到的这么复杂的形态。

宇宙探索取得突破,帮助我们理解宇宙起源

宇宙学家不会再为缺少数据而发愁了,宇宙学的当前进展在很大程度上要归功于天文观察者和实验物理学家,而不是手扶着椅子的理论家。目前,虽然我们的物理探测器还没有到过太阳系以外的地方,但是,望远镜和其他技术的应用,已经大大地扩展了我们的视野。利用这些工具,我们就可以对遥远的星系进行研究了,虽然这些星系的光线经过了几十亿甚至上百亿年的时间才到达我们的地球。

我们正在逐渐理解我们所看到的各种天文现象。每个恒星都会从诞生走向死亡,它们的主要特征现在已经了解得很清楚了。然而,我们对星系的了解却还不多。但是,通过对临近的星系以及对非常遥远的而又正在形成的星系进行观测,最终我们会了解它们的。

我们正处在一个宇宙大发现的时代。而且可以肯定,在未来的十年内仍然会像现在这样,各种发现层出不穷。在几个重要的前沿领域,我们都或多或少地获得了突破性的成果:

·由于技术的发展,实验仪器的灵敏度已经变得越来越高。现在,我们已经有能力对微波背景辐射的涨落进行深入而细致的研究了。

·现在,哈勃太空望远镜(HST)已经在注视着遥远的太空;新型天文望远镜的口径已经达到8至10米;太空X-射线望远镜已经全部建成;在地面上,人们还建立了许多灵敏度极高的无线电接收装置。从现在起,再过十年,肯定还会出现一些新型的太空望远镜。到那时,我们就可以做一些HST目前还不能做的事情了。

·我们已经对宇宙大尺度结构的动力学进行了深入的研究,而且还对星系进行了大范围的观测。通过这些研究,我们将能够对众多关于宇宙结构的形成理论进行检验,并挑选出其中的正确理论。(www.xing528.com)

·计算机技术的巨大进步,将使我们能够越来越详细地模拟宇宙的形成和演化。现在,我们除了能够模拟引力以外,还能够把真实气体的动力学也考虑进来一起进行模拟。

·我们在基础物理学方面也取得了新的进展。这将会帮助我们进一步弄清超早期宇宙的实际情况。

我们在几个前沿领域同时取得进展,这在某种程度上确实是一种巧合——一种技术、资金和人类理性发展方式的巧妙结合。

现在,某些争论已经得到了平息,某些较古老的论点,再也不会引起争议了。但是随着研究的逐步深入,人们又在争论着许多以前从未提及的新问题。这些新问题包括:我们宇宙中的重子型物质和暗物质为什么会呈现这样的比例呢?是什么导致了我们的宇宙是如此偏爱物质而不是反物质呢?暗物质是由大爆炸遗留下来的中性粒子组成的吗?它是不是一种更奇异的东西呢?暗物质是不是在宇宙还很小的时候所出现的量子涨落而遗留下来的产物呢?让我们的宇宙变得如此平坦的暗能是什么,它和暴涨又有什么关系呢?

要了解宇宙最初的情形可能还会遇到相当大的困难。这需要有一个新的理论来统一宇宙和微观世界。或许,这个新的理论就是超弦理论。持乐观态度的人希望很快就能够取得突破。但是,宇宙学和天文学的目标就是要弄清楚——我们的宇宙是怎样由一个简单的火球,经过120亿年的演化变成我们目前所看到的这么复杂的形态。把基本物理规律在宇宙历史各阶段的表现形式搞清楚,是人类在新千年所面临的一项极其艰巨的任务。

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