极简宇宙探索史,人类从“自以为是”到“无比渺小”

摘要:北京时间20191118关于【极简宇宙探索史,人类从“自以为是”到“无比渺小”】的具体情况和说明,让www.syyjpx.cn新闻频道的以图文形式为您慢慢道来。

人类的眼界

从古至今,人类中的一些精英学者都一直在研究宇宙的相关问题。比如:我们国家在春秋战国时期,有一位著名的学者叫做尸佼,他有一本著作叫做《尸子》,在这里面记载着这么一句话:上下四方曰宇,往古来今曰宙。

意思是:

宇宙的“宇”代表:空间。

宇宙的“宙”代表:时间。

这其实是非常深刻的宇宙观,而且也已经算是比较接近于目前科学的认知。不过,中国学者对于宇宙的认识在整个漫长的2000年岁月里也停留在了这个水平。

西方的学者一开始可以拿得出手的宇宙观是地心说。这是一个很严密的数学模型,在托勒密手里大功告成的。在这理论体系中,人类(地球)是绝对的宇宙中心,这也非常符合宗教的宇宙观。于是,这套理论流传了1000多年。

后来,到了文艺复兴时期,有个叫做哥白尼的,他认为托勒密的日心说太繁琐了。于是,提出了日心说,但一开始并没有掀起什么波澜,因为当时的人几乎是看不懂的。

但是在伽利略和开普勒的努力之下,日心说最终战胜地心说,但此时的日心说已经完全不同于哥白尼的日心说,日心说在开普勒手里得以发扬光大,他也被称为天空立法者。

而日心说的完善,也宣告了人类地位的一次下降。从此,人类所在的地球不再是宇宙中心,而是太阳系中平凡无奇的行星,还是比较小的那颗。不过,更糟糕的是,牛顿横空出世,他提出万有引力定律,一举把宇宙从太阳系中解脱了出来,从这时起,人类的地位再一次下降。因为太阳都不是宇宙中心,而是宇宙中平凡无奇的一颗恒星,宇宙中类似于太阳这样的恒星比比皆是,而地球就更不用说了。

牛顿的宇宙是一个无限大的宇宙,这样宇宙处处都是中心,处处引力都达到平衡,也就会出现宇宙在引力作用下往中心收缩的情况。

当然,这还不是最糟糕的,在学者们以为牛顿的宇宙已经是宇宙的终极形态时。结果,许多人跳出来质疑。但是,随着科学技术的进化,科学家发现,我们的目光还是太狭隘。

首先,受到原本观测所限,我们原本只能观测到可见光波段,而当射电天文学发展起来,我们才知道可见光波段是如此狭窄,还有远比可见光波段要宽得多的波段等着我们去观测,它们所对应的世界要大得多的多,而人类所在的地球是如此的渺小。

暗物质与暗能量

但这还没有到达终点,人类还要继续吃眼界太小的亏。这是因为,科学家发现,宇宙中还存在着两种神奇的物质。其一,就是科学家发现星系周围的恒星跑得都比理论快。

就拿太阳系来说,太阳按照引力计算应该是160km/s绕着银河系质心运动,而实际观测的结果却是240km/s。

这样的现象十分普遍,在目前我们观测到数以万计的星系中,也只观测到两个星系没有出现这种情况。那到底是咋回事呢?

进一步地分析发现,宇宙中应该出现着一种物质,它不参与电磁相互作用,只参与引力作用。为什么这么说呢?

这是因为在宇宙中一共存在四种作用,强相互作用,弱相互作用,电磁相互作用和引力。而强相互作用和弱相互作用是原子核内的力,是塑造原子核和原子的作用力。而引力其实就是使得物质彼此吸引的力。我们生活的本质上都是电磁相互作用。

我们观测的技术,本质上也是一种电磁相互作用,大概过程是这样的,当远方出来光子时,这些光子进入我们的眼睛或者观测设备,与眼睛或者观测设备发生电磁相互作用,这时候我们就能看到它了。因此,这个物质是不发光的,或者更严谨地说是不参与电磁相互作用的。于是,科学家把这个物质命名为暗物质。而且通过计算,我们可以得知暗物质比目前已知物质的总量大5倍左右。

也就是说,人类再一次被我们的“肉眼”所蒙蔽,人类花了2000多年的时间只看到了宇宙的20%,人类的地位变得更加渺小。

但这还不是最糟糕的,更糟的是,科学家在1998年发现宇宙正在加速膨胀,观测的两支团队的负责人在2011年获得了诺贝尔物理学奖。

他们的发现预示着宇宙中存在着一种物质,这种物质促使着宇宙在加速膨胀。由于这个物质和宇宙空间大小有关。于是,它也被称为真空能,或者暗能量。

通过宇宙微波背景辐射的研究,科学家可以计算出宇宙中暗能量的比例,结果同样令人震惊,宇宙中的暗能量远远大于暗物质和已知物质的总和。也就是说,最终科学家发现,我们一直以来所看到的物质只占宇宙总物质量的不到5%。

可以说,人类在对于宇宙的探索过程中,真的应了那句老话:知道得越多,发现自己不知道得越多。

而以上也仅仅是如今的观测水平和理论让我们知道的一切,大概率来说,宇宙可能要远比我们现在想象得要大得多,而人类在宇宙当中其实是微乎其微的,完全是可以忽略不计的存在。


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