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五堂极简科学史课:揭开宇宙探索之路

时间:2023-08-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:大爆炸理论进一步指出,宇宙可能永远膨胀下去,也可能膨胀一段时间以后还会收缩。根据大爆炸理论,宇宙将来的历史取决于它现在的物质密度。不过如此之多的宇宙模型同时存在,正表明了人类对宇宙起源的认识仍处于不断探索阶段,而且还要不断地面对各种新的观测事实。这一重要发现尽管与大爆炸模型并无根本矛盾,但必然会对当代宇宙学研究产生重大而深远的影响。毫无疑问,宇宙探索之路漫长而修远,需要人类永不停息地一直探索下去。

五堂极简科学史课:揭开宇宙探索之路

大爆炸宇宙论虽然存在种种疑难,但它毕竟在一些主要结论方面与宇宙观测事实是一致的。哈勃定律表明,宇宙在不断膨胀着。大爆炸理论进一步指出,宇宙可能永远膨胀下去,也可能膨胀一段时间以后还会收缩。宇宙的未来与人类的长远命运息息相关,因此科学家们很想知道宇宙的将来究竟会怎样。根据大爆炸理论,宇宙将来的历史取决于它现在的物质密度。因此,如果能准确测定宇宙中物质的密度,就可以判定宇宙未来的发展状况。但要做到这一点,还存在一系列困难。宇宙中有大量不发光的暗物质,还很可能存在许许多多黑洞,这些都影响对宇宙物质密度的测算,所以,人类要判定宇宙的未来还为时尚早。

人类从进入文明时代开始,就在不断地认识自己,认识周围的事物,探讨宇宙的起源,经过一代一代人地不懈努力,大自然的奥秘不断被揭示出来。人类已经能够在一个小小的星球上,面对着点点繁星、迢迢银河,回顾他们生活在其中的那个宇宙所走过的漫长道路。尽管如此,人类的认识能力目前仍然是极为有限的,还有无数的事物尚未认识。对于许多已探索的事物,也是只知其然,而不知其所以然。对于宇宙起源的认识来说,更是有大量的问题尚未解决。为了说明宇宙的起源,人们提出了多种宇宙学理论,除本文所介绍的大爆炸理论(即标准宇宙学)外,还有稳恒态宇宙模型、等级式宇宙模型、运动宇宙模型、重子对称宇宙模型等等。虽然这些模型的提出都有某种根据,但事实证明,它们所面临的困难比大爆炸模型要多得多,所以目前人们普遍看好大爆炸模型。不过如此之多的宇宙模型同时存在,正表明了人类对宇宙起源的认识仍处于不断探索阶段,而且还要不断地面对各种新的观测事实。例如,过去人们普遍认为宇宙的膨胀是减速的,膨胀速度越来越小,但最近美国天文学家豪根等人对超新星爆发的观测表明,宇宙的膨胀是不断加速的,宇宙常数有着重要的作用。这一重要发现尽管与大爆炸模型并无根本矛盾,但必然会对当代宇宙学研究产生重大而深远的影响。这种情况就充分说明,宇宙探索是个极为复杂的认识领域,人们不仅要解决一系列的老问题,而且还要不断面对各种新的挑战。下面是人们经常提到的一些普遍关心的问题,如:

为什么我们的宇宙空间是三维的?

为什么时间是一维单向流逝的?

为什么宇宙中有多种对称性?

为什么宇宙中的物质与反物质在数量上又不具有对称性?

为什么电荷能单独存在而磁荷不能单独存在?(www.zuozong.com)

为什么物质的运动速度不能超过光速

自然界的基本常数会不会变化?

我们的宇宙会不会有终结?

如此等等都与宇宙的起源和演化有关,都需要我们去探索。

毫无疑问,宇宙探索之路漫长而修远,需要人类永不停息地一直探索下去。

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