射电星系 射电星系
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宇宙全息论 宇宙全息论【客观现实是否存在,或者宇宙是一个幻象?】在一九八二年时,一件惊人的事发生了。在巴黎大学由物理学家Alain Aspect所领导的一组研究人员,他们进行了一项也许会成为二十世 纪最重要的实验。你不会在晚间新闻中听到这件事。事实上,如果你没有时常阅读科学期刊,你可能从来没有听过Aspect的名字,虽然有些人相信,他们的发 现可能会改变科学的面貌。Aspect和他的小组发现,在特定的情况下,次原子的粒子们,例如电子,同时向相反方向发射后,在运动时能够彼此互通信息。不管彼此之间的距 离多么遥远,不管它们是相隔十尺或十万万里远,它们似乎总是知道相对一方的运动方式,在一方被影响而改变方向时,双方会同时改变方向。这个现象的问题是, 它违反了爱因斯坦的理论:没有任何通讯能够超过光速。由于超过了光速就等于是能够打破时间的界线,这个骇人的可能性使一些物理学家试图用复杂的方式解释 Aspect的发现。但是它也激发了一些更有革命性的解释。例如,伦敦大学的物理学家David Bohm相信Aspect的发现是意味著【客观现实并不存在】,尽管宇宙看起来具体而坚实,其实【宇宙只是一个幻象】,一个巨大而细节丰富的全像摄影相片(Hologram)。要了解为什么Bohm会做出如此惊人的假设,我们必须首先了解什么是全像摄影相片。全像摄影相片是靠雷射做出的一种三度空间立体摄影相片。要制作一张全像摄影相片,物体首先必须用一道雷射光束照 射,然后第二道雷射光束与第一道光束的反射产生绕射的图案(两道光束交集的地区),被记录于底片上。底片洗出后,看起来像是无意义的光圈与条纹组合。但是 当底片被另一道雷射光束照射时,一个三度空间的立体影像就会出现在底片中(这不同于一般印刷式的所谓全像相片,只有狭窄的角度可见立体影像。真正的全像摄 影相片是没有角度限制,而且必须用雷射光才可见影像。)。影像的立体不是全像摄影唯一特殊之处。如果一朵玫瑰的全像相片被割成两半,然后用雷射照射,会 发现每一半都有整个玫瑰的影像。事实上,即使把这一半再分为两半,然后再分下去,每一小块底片中都会包含著一个较小的,但是完整的原来影像。不像平常的相 片,全像相片的每一小部份都包含著整体的资料。全像相片的这种「整体包含于部份中」的性质给予我们一个全新的方式来了解组织与秩序。西方科学的历史多半是 基于一种偏见,认为要了解任何事物现象,不管是只青蛙或一阵风暴,最好的方式是分解事物,研究事物的部份。全像摄影教导我们,宇宙中可能有事物不会配合这 项假设。如果我们试著把某种全像摄影式结构组成的事物分解开来,我们不会得到部份,而会得到较小的整体。这项理论使Bohm建立了另一种用来了解 Aspect发现的解释。Bohm相信次原子的粒子能够彼此保持联系,而不管它们之间的距离多远,不是因为它们之间来回发射著某种神秘的信号,而是因为它 们的分离是一种幻象。他说在现实的某种较深的层次中,如此的粒子不是分离的个体,而是某种更基本相同来源的实际延伸。为了使人们更容易想像出他的假设,Bohm提供了以下的描述:想像一个水族箱,里面有一条鱼。也想像你无法直接看到这个水族箱,你对它的了解是 来自于两台电视摄影机,一台位于水族箱的正前方,另一台位于侧面。当你看著两台电视监视器时,你可能会认为在两个萤光幕上的鱼是分离的个体。毕竟,由于摄 影机是在不同的角度,所得到的影像也会稍有不同。但是当你继续注视这两条鱼时,你会觉察到两者之间有特定的关系。当一条鱼转身时,另一条也会做出稍微不 同,但互相配合的转身;当一条面对前方时,另一条会总是面对侧方。如果你没有觉察到整个情况,你可能会做出结论,认为这两条鱼一定是在互相心电感应。但是 显然这并非事实。Bohm说这正是在Aspect实验中的次原子粒子的情况。根据Bohm,次原子粒子之间的超光速连接现象其实是在告诉我们,现实有更深的层次是我们没有觉察到的,一种超过我们空间的更复杂空间,就像那 水族箱。
费曼物理学讲义(连载){转载} 原文出处:http://www.oursci.org/lib.htm<三思科学网站> -------------\ 理查德·费曼-----------------------------------------------------第一卷 第一章 原子的运动 理查德·费曼1-1 引言   这是一门两学年的物理课,我们开设这门课程是着眼于你们,读者们,将成为物理学工作者。当然情况并非一定如此,但是每门学科的教授都是这样设想的!假如你打算成为一个物理学工作者,就要学习很多东西,这是一个200年以来空前蓬勃发展的知识领域。事实上你会想到,这么多的知识是不可能在四年内学完的,确实不可能。你们还得到研究院去继续学习。  相当出人意外的是,尽管在这么长时间中做了极其大量的工作,但却有可能把这一大堆成果大大地加以浓缩。这就是说,找到一些概括我们所有知识的定律。不过,即使如此,掌握这些定律也是颇为困难的。因此,在你对科学的这部分与那部分题材之间的关系还没有一个大致的了解之前就让你去钻研这个庞大的课题的话,就不公平了。根据这种看法,前三章将略述物理学与其他科学的关系,各门学科之间的相互联系以及科学的含义,这有助于你们对本学科产生一种切身的感受。  你们可能会问,在讲授欧几里德几何时先是陈述公理,然后作出各种各样的推论,那为什么在讲授物理学时不能先直截了当地列出基本定律,然后再就一切可能的情况说明定律的应用呢?(这样一来,如果你不满足于要花四年时间来学习物理,那你是否打算在4分钟内学完它?)我们不能这样做是由于两个理由。第一,我们还不知道所有的基本定律:未知领域的边界在不断地扩展。第二,正确地叙述物理定律要涉及到一些非常陌生的概念,而叙述这些概念又要用到高等数学。因此,即使为了知道词的含义,也需要大量的预备性的训练。的确,那样做是行不通的,我们只能一步一步地来。  大自然整体的每一部分始终只不过是对于整个真理——或者说,对于我们至今所了解的整个真理——的逼近。实际上,人们知道的每件事都只是某种近似,因为我们懂得,到目前为止,我们确实还不知道所有的定律。因此,我们之所以需要学习一些东西,正是为了要抛弃以前的谬见,或者更可能的是为了改正以前的谬见。  科学的原则——或者简直可称为科学的定义为:实验是一切知识的试金石。实验是科学“真理”的唯一鉴定者。但是什么是知识的源泉呢?那些要检验的定律又是从何而来的呢?从某种意义上说,实验为我们提供了种种线索,因此可以说是实验本身促成了这些定律的产生。但是,要从这些线索中作出重大的判断,还需要有丰富的想象力去对蕴藏在所有这些线索后面的令人惊讶、简单、而又非常奇特的图象进行猜测,然后,再用实验来验证我们的猜测究竟对不对。这个想象过程是很艰难的,因此在物理学中有所分工,理论物理学家进行想象、推演和猜测新的定律,但并不做实验;而实验物理学家则进行实验、想象、推演和猜测。  我们说过,自然的定律是近似的:起先我们找到的是“错”的定律,然后才发现“对”的定律。那么一个实验怎么可能是“错误”的呢?首先通常是:仪器上有些毛病,而你又没有注意,但是这种问题是容易确定的,你可以反复检查。如果不去纠缠在这种次要的问题上,那么实验的结果怎么可能是错误的呢?这只可能是由于不够精确罢了。 例如,一个物体的质量似乎是从来不变的:转动的陀螺与静止的陀螺一样重。结果就发现了一条“定律”:质量是个常数,与速率无关。然而现在发现这条“定律”却是不正确的。质量实际上随着速度的加大而增加,但是要速度接近于光速才会显著增加。正确的定律是:如果一个物体的速率小于100海里/秒,那么它的质量的变化不超过百万分之一。 在这种近似形式下,这就是一条正确的定律。因此,人们可能认为新的定律实际上并没有什么有意义的差别。当然,这可以说对,也可以说不对。对于一般的速率我们当然可以忘掉它,而用简单的质量守恒定律作为一种很好的近似。但是对于高速情况这就不正确了:速率越高,就越不正确。  最后,最有趣的是,就哲学上而言,使用近似的定律是完全错误的。纵然质量的变化只是一点点,我们的整个世界图景也得改变。这是有关在定律后面的哲学或基本观念的一件十分特殊的事,即使是极小的效应有时在我们的观念上也要引起深刻的变化。  那么,我们应该首先教什么呢?是否应先教那些正确的、陌生的定律以及有关的奇特而困难的观念,例如相对论、四维时空等等之类?还是应先教简单的“质量守恒”(扫校者注:译本原文如此,有网友提出,这里的 "constant-mass”被译成“质量守恒”是有问题的。从上下文来看,上文提到的需要相对论修正的老定律是“质量不随速率改变”,而不是一般意义上的质量守恒。在后面,提到类似的能量守恒定律的时候,作者用的是conservation of energy)定律,即那条虽然只是近似的,但并不包含那种困难的观念的定律?前一条定律比较引人入胜,比较奇特和比较有趣,但是后一条定律在开始时比较容易掌握,它是真正理解前一种观念的第一步。这个问题在物理教学中会一再出现,在不同的时候,我们将要用不同的方式去解决它。但是在每个阶段都值得去弄明白:我们现在所知道的是什么,它的正确性如何,它怎样适应其他各种事情,以及当我们进一步学习后它会有怎样的变化。  让我们按照我们所理解的当代科学(特别是物理学,但是也包括周围有关的其他科学)的轮廓继续讲下去,这样,当我们以后专门注意某些特殊问题时,就会对于背景情况有所了解——为什么这些特殊问题是有趣的,它们又是怎样适应整体结构的。  那么,我们世界的总体图象是怎样的呢?1-2 物质是原子构成的   假如由于某种大灾难,所有的科学知识都丢失了,只有一句话传给下一代,那么怎样才能用最少的词汇来表达最多的信息呢?我相信这句话是原子的假设(或者说原子的事实,无论你愿意怎样称呼都行):所有的物体都是用原子构成的——这些原子是一些小小的粒子,它们一直不停地运动着。当彼此略微离开时相互吸引,当彼此过于挤紧时又互相排斥。只要稍微想一下,你就会发现,在这一句话中包含了大量的有关世界的信息。
发现新的类地行星  〖北京〗天文学家宣布新发现了一颗遥远行星,它是迄今发现的太阳系外行星中最小的之一,也是与地球最相似的。其质量约为地球的5.5倍,公转轨道与其恒星的距离与生命栖居的合适距离相当——遗憾的是,它表面非常之冷,应该不会有生命存在。  这颗行星编号为OGLE-2005-BLG-390Lb,围绕一颗离地球2.8万光年、靠近银河系中心的普通红矮星运转。与其它太阳系外行星相比,它与地球要相似得多。它与红矮星的距离为3.9亿公里,公转周围约10年。如果移到太阳系里,这颗行星相当于处在火星和木星之间的位置。由于该红矮星非常暗淡,行星表面温度可能低达-220℃,生命存在的可能性极低。  新行星是通过“引力透镜”效应发现的,这在寻找太阳系外行星的研究中是一种新方法,适用于寻找传统方法找不到的较小行星。科学家认为,利用这种方法有可能很快就会发现一颗与地球非常相像的恒星。  迄今人类已经发现了超过170颗太阳系外行星,其中绝大多数是像木星那样的巨大、炽热的气体行星。有关研究中最常用的方法是“多普勒法”,通过观察行星引力导致其恒星产生的摆动来推断行星的存在。行星质量越大、离恒星越近,引起的恒星摆动越明显,就更容易被观察到。多普勒法不适用于比较小、离恒星比较远的行星,比如像我们的地球这样的、离一颗黄色恒星约1.5亿公里的小小蓝色行星。  根据爱因斯坦相对论,引力会使光线弯曲。遥远天体发出的光芒,在经过另一个天体比如一颗恒星附近时,会受其引力影响而弯折,就像通过一面凸透镜而弯折那样。在我们看来,这种“引力透镜”会把遥远天体的图像“放大”一点。假如充当透镜的恒星拥有行星,那么行星的引力会把透镜的放大效果再增强一点。测定引力透镜的放大效果,就能推断出行星的质量和轨道。科学家说,这是寻找小型行星的最快方法。  新行星是通过引力透镜方法发现的第3颗太阳系外行星,这是12个国家73名天文学家共同的成果,论文发表在本周的《自然》杂志上。科学家认为,发现一颗质量为地球5倍左右的行星,意味着这类天体很可能十分常见。 -------\产地:http://www.oursci.org/news/2006/012701.htm
最大的行星,最大的气球 Credit: DAVID A. AGUILAR/CfA   〖北京〗在太阳系外寻找行星的天文学家新近找到了一个怪东西:一颗体积比木星大一倍半、质量却只有木星一半的行星。以大小而论,这个气球是迄今发现的最大行星;说到密度,它大概跟酒瓶上的软木塞差不多。然而根据现有的行星理论,这样的东西根本就不应该存在。  人们已经“发现”了200多颗太阳系外行星,其中大部分是通过观察恒星轨道的“多普勒摆动”而推断出的:这种摆动意味着恒星附近有一个天体,其引力影响着恒星的运动。在很偶然的情况下,恒星-行星-地球三者成一直线,行星的引起的“日食”使恒星光芒在地面观察者看起来暂时减弱,由恒星亮度变化就可发现行星的存在。  科学家于2000年首次通过观察这种掩蚀现象发现了一颗行星,与其它行星相比,它显得格外大而轻。但此后通过掩蚀发现的9颗行星都比较“正常”。美国哈佛-史密森天体物理中心的Gaspar Bakos等人9月14日宣布,他们又发现了一颗大而轻的行星,它绕着450光年外的一颗恒星运转。  这颗被称为HAT-P-1的行星每4.5天对其恒星造成一次掩蚀,遮掩恒星1.5%的光芒。据推算,它有2.5个木星那么大,是迄今发现的最大行星。通过观察其恒星轨道的摆动,科学家推算出这颗行星只有木星一半重。  根据现有理论,这样大而轻的天体是很难维持的。行星诞生时是大而温暖的,但如果没有能量维持,它们会很快变冷并缩小。为了解释HAT-P-1的存在,行星理论学家可要费点功夫了。 -------\产地:http://www.oursci.org/news/2006/091601.htm
银河系与仙女座星云相撞之后   〖纽约〗二十亿年之后,我们的银行河系会与最邻近的星系——仙女座星云相撞、融合。届时,太阳系在星系里的位置会发生改变,地球上的夜空景观也会发生巨大变化。科学家新近利用计算机模拟出了一些银河系与仙女座星云相撞的细节。  仙女座星云与银河系相距250万光年,科学界早就知道,在很久以后两个星系会相撞。相撞之后,仙女座星云的恒星和暗物质以每秒数百公里的速度从太阳系附近穿行而过时,会发生什么?此前还没有人建立过具体的模型。  美国哈佛天体物理中心的科学家用计算机模拟出了今后50亿年里银河系与仙女座星云的运动路径和相互作用,有关论文已提交给英国《皇家天文学会月报》。模拟显示,两个星系最早的接触将发生在20亿年后。在此后的1亿年间,仙女座星云里物质的引力作用将缓慢而平稳地把太阳系推离现在的位置,送到距融合后新星系中心10万光年的地方。目前太阳系距银河系中心约2.6万光年。  到那时,从地球上看,横亘在夜空中的银河光带将变成一个更大、更弥散的结构,无数诗人所吟咏过的天河将不复存在。地球本身在这场融合中不会受很大影响,因为星系里的天体分布极其稀疏、彼此距离非常远,星系碰撞并不像交通事故,而更像两团雾气的融合,温和缓慢,恒星相撞的灾难性事件很少发生。恒星位置的改变也是缓慢发生的,不会对地球有强烈影响。一种可能的情形是,从附近路过的恒星会干扰太阳系外围诞育彗星的奥尔特云,使地球上出现彗星雨。  不过,二十亿年后,太阳由于自身的演变将比现在更大、更明亮,煮干地球上的海洋。因此,在银河系与仙女座星云的大融合发生时,地球上是不是还有人见证这件事,很难预料。 ---------------------------\产地:http://www.oursci.org/news/2007/052002.htm
美将派人登陆直径40米可能撞地球小行星   新浪科技讯 北京时间5月8日消息,据英国《卫报》报道,小行星2000SG344是一个直径只有40米的天体,大小相当于一只大型游艇,飞行时速却达到28000英里(约4.5万公里),可能以84倍于广岛原子弹的爆破冲击力撞击地球。如今美国宇航局计划在“重返月球”之后,派宇航员登上这颗行星,使其再度成为关注焦点。  两名宇航员将在小行星上停留1~2周   这颗重量约7万吨(NASA网站显示数据)的小行星在2000年时曾被认为很可能撞击地球,如今美国宇航局(NASA)的工程师们证实,它现在已成为美国宇航员进一步探索太阳系、实施载人火星航行的可能落脚点,这一计划被列为布什政府的重点科研项目之一。这一项目最早被相关官员称之为近地项目(NEO),正被NASA付诸实施,成为进一步太空探索的关键性跳板。  飞往这颗小行星估计需要3个月,科学家们相信,以这颗不断飞驰的小行星做为暂时落脚点会使科学界更好地了解长时间太空旅行和在太空中工作对人类心理产生的影响和风险,也使宇航员有机会尝试将地下冰层转化成饮用水、呼吸用氧甚至为火箭加满动力的氢气的可能。所有这些对于即将踏上为期两年漫漫火星之旅的探险将具有无比珍贵的价值。  在布什政府在任期间,NASA已经受命在2020年前进行前往月球的载人飞行,最终建成一座永久性的月球观测站,并将这里作为进一步更远距离太空探险的出发点。不过NASA下属航天飞机正趋于老化,部分将于不久后的2010年宣布退役,因此它正致力于将新研制的猎户和战神系列航天器取而代之。将于下月出版的一项调查报告显示,NASA位于休斯敦约翰逊航天中心和加利福尼亚艾姆斯实验室的工程师们进一步充实了原有的航天计划,使用猎户航天器实施一次为期三至六个月赴小行星的往返飞行,期间航天员们将在小行星表面停留生活一至两周。  同时,为了让航天专家们对更为复杂的航空飞行有更多的了解,还将从小行星上取回部分岩石样品,让科学家们更好地了解太阳系的生成过程,以及采取最佳方式避免小行星闯入地球旋转轨道与其相撞。该报告的联合作者之一、约翰逊航天中心工程家鲍勃.兰迪斯表示,“小行星总有一天有可能与地球相撞,因此在完成赴月旅行后进一步了解小行星的相关知识将意义重大。研究表明,在奔月旅行之后不久完成这一项目会是最佳时机。”  对2000SG344号小行星的运转轨道进行了更为精确的测量之后,人们已经减轻了关于它可能将在2030年9月底的某一时刻与地球相撞的担忧与恐惧,不过从天文学意义上讲,届时这颗小行星与地球之间的距离仍有可能十分接近。上述报告还展示了在小行星运转至接近地球之际,将两人航天小组送上不断运转的小行星的详细计划。经过为期七周的不断向外飞行,猎户座飞船将能不断接近这颗小行星并绕其旋转。不过由于小行星上的重力引力几乎为零,还需这艘飞船自行下降落地,可能采取的方式为向其表面抛锚定位。出于同样原因,宇航员们也不能象在月球上那样在小行星表面行走。兰迪斯表示,“对某些宇航员来说,只需轻轻一跃就能跳离小行星或干脆飞了起来。”  比登月更具挑战  前往小行星的往返飞行所需燃料要比赴月之行少,但从技术层面上非常具有挑战性。这颗小行星的直径只有40米,在太空中旋转飞行的时速却达到28000英里(约4.5万公里)。兰迪斯认为,此次小行星之旅将会比再度赴月探险更能吸引人们的想象力和注意力,“当我们再度启动探月之旅时,看到的与上世纪六十或七十年代阿波罗探月时大致相同。因为我们曾经完成了探月飞行,这次只不过是梅开二度而已。不过每当我们派机器人前往小行星探测时,所看到的一切仍会使人非常震惊好奇。”  因为小行星的形成年代是在太阳系早期,对其取样分析研究可以揭开地球形成时期当时的宇宙形态和条件。伦敦伯克贝克大学的行星学家伊恩.克劳福德表示,“近地物体都存在有朝一日撞击地球的潜在风险,终有一日人类需要设法使小行星从与地球相撞的轨道上偏转开去。拥有使小行星运转轨道偏转的力量可以说是对地球和人类未来安全的一个有效保障,正是出于这一点,我们需要研究小行星的构成成份,如何登上小行星,以及当你向它开火时会不会被其碎片所击伤。”(杨孝文)
新浪科技讯 北京时间5月8日消息,据英国《卫报》报道,小行星2000S 新浪科技讯 北京时间5月8日消息,据英国《卫报》报道,小行星2000SG344是一个直径只有40米的天体,大小相当于一只大型游艇,飞行时速却达到28000英里(约4.5万公里),可能以84倍于广岛原子弹的爆破冲击力撞击地球。如今美国宇航局计划在“重返月球”之后,派宇航员登上这颗行星,使其再度成为关注焦点。  两名宇航员将在小行星上停留1~2周   这颗重量约7万吨(NASA网站显示数据)的小行星在2000年时曾被认为很可能撞击地球,如今美国宇航局(NASA)的工程师们证实,它现在已成为美国宇航员进一步探索太阳系、实施载人火星航行的可能落脚点,这一计划被列为布什政府的重点科研项目之一。这一项目最早被相关官员称之为近地项目(NEO),正被NASA付诸实施,成为进一步太空探索的关键性跳板。  飞往这颗小行星估计需要3个月,科学家们相信,以这颗不断飞驰的小行星做为暂时落脚点会使科学界更好地了解长时间太空旅行和在太空中工作对人类心理产生的影响和风险,也使宇航员有机会尝试将地下冰层转化成饮用水、呼吸用氧甚至为火箭加满动力的氢气的可能。所有这些对于即将踏上为期两年漫漫火星之旅的探险将具有无比珍贵的价值。  在布什政府在任期间,NASA已经受命在2020年前进行前往月球的载人飞行,最终建成一座永久性的月球观测站,并将这里作为进一步更远距离太空探险的出发点。不过NASA下属航天飞机正趋于老化,部分将于不久后的2010年宣布退役,因此它正致力于将新研制的猎户和战神系列航天器取而代之。将于下月出版的一项调查报告显示,NASA位于休斯敦约翰逊航天中心和加利福尼亚艾姆斯实验室的工程师们进一步充实了原有的航天计划,使用猎户航天器实施一次为期三至六个月赴小行星的往返飞行,期间航天员们将在小行星表面停留生活一至两周。  同时,为了让航天专家们对更为复杂的航空飞行有更多的了解,还将从小行星上取回部分岩石样品,让科学家们更好地了解太阳系的生成过程,以及采取最佳方式避免小行星闯入地球旋转轨道与其相撞。该报告的联合作者之一、约翰逊航天中心工程家鲍勃.兰迪斯表示,“小行星总有一天有可能与地球相撞,因此在完成赴月旅行后进一步了解小行星的相关知识将意义重大。研究表明,在奔月旅行之后不久完成这一项目会是最佳时机。”  对2000SG344号小行星的运转轨道进行了更为精确的测量之后,人们已经减轻了关于它可能将在2030年9月底的某一时刻与地球相撞的担忧与恐惧,不过从天文学意义上讲,届时这颗小行星与地球之间的距离仍有可能十分接近。上述报告还展示了在小行星运转至接近地球之际,将两人航天小组送上不断运转的小行星的详细计划。经过为期七周的不断向外飞行,猎户座飞船将能不断接近这颗小行星并绕其旋转。不过由于小行星上的重力引力几乎为零,还需这艘飞船自行下降落地,可能采取的方式为向其表面抛锚定位。出于同样原因,宇航员们也不能象在月球上那样在小行星表面行走。兰迪斯表示,“对某些宇航员来说,只需轻轻一跃就能跳离小行星或干脆飞了起来。”  比登月更具挑战  前往小行星的往返飞行所需燃料要比赴月之行少,但从技术层面上非常具有挑战性。这颗小行星的直径只有40米,在太空中旋转飞行的时速却达到28000英里(约4.5万公里)。兰迪斯认为,此次小行星之旅将会比再度赴月探险更能吸引人们的想象力和注意力,“当我们再度启动探月之旅时,看到的与上世纪六十或七十年代阿波罗探月时大致相同。因为我们曾经完成了探月飞行,这次只不过是梅开二度而已。不过每当我们派机器人前往小行星探测时,所看到的一切仍会使人非常震惊好奇。”  因为小行星的形成年代是在太阳系早期,对其取样分析研究可以揭开地球形成时期当时的宇宙形态和条件。伦敦伯克贝克大学的行星学家伊恩.克劳福德表示,“近地物体都存在有朝一日撞击地球的潜在风险,终有一日人类需要设法使小行星从与地球相撞的轨道上偏转开去。拥有使小行星运转轨道偏转的力量可以说是对地球和人类未来安全的一个有效保障,正是出于这一点,我们需要研究小行星的构成成份,如何登上小行星,以及当你向它开火时会不会被其碎片所击伤。”(杨孝文)
外星植物是什么颜色   撰文 南希•Y•江(Nancy Y. Kiang)/翻译 刘旸  与其坐等外星生命光临地球,不如主动寻找它们——寻找地外生命,早已不再是科幻小说虚构的故事,也不只是UFO迷才会关心的领域,而是许多科学家当前的研究任务。也许在现阶段,我们很难找到发展出高级文明的智慧生命,但可以把目标锁定到与基础生命过程相关的物理及化学标志(即生物标记,biosignatures)。迄今为止,天文学家已发现了200多颗围绕其他恒星旋转的行星(太阳系外行星,extrasolar planet),虽然科学家还无法说出哪几颗行星孕育着生命,但我相信,发现地外生命只是时间问题。2007年7月,天文学家在观察一颗行星时,发现恒星光线在穿过这颗行星的大气层时有些异常,而最终分析结果让他们惊喜不已:这颗行星周围存在水蒸气。现在,世界各地的航天机构都在开发新型望远镜,通过观察行星光谱,在与地球大小相似的行星上搜寻生命证据。  这里不得不提光合作用(Photosynthesis),因为这一众所周知的生命过程,能产生非常明显的生物标记。在地球上,光合作用几乎是所有生命的基础:除了深海热液喷口周围以热量和甲烷为生的生物,地面生态系统中的所有生命都得依靠阳光才能生存下去。而在其他行星上,光合作用发生的几率同样很高。  光合作用产生的生物标记分为两类:一是生命活动产生的气体及其衍生物,如氧气和臭氧;二是与某种色素相关的表面颜色,就像叶绿素(chlorophyll)与绿色的关系。实际上,在地外行星上寻找“生命色素”的想法由来已久。一个世纪前,火星的季节性变暗引起了天文学家的注意,他们猜测这是由植物生长导致。为了证实这个想法,他们开始研究火星表面反射光线的光谱,希望从中发现绿色植物存在的证据。但在英国著名科幻作家H•G•威尔斯(H. G. Wells)看来,天文学家们的研究策略存在一个明显缺陷。他在科幻小说《大战火星人》(The War of the Worlds)中写道:“在火星植物王国里,占据统治地位的不是绿色,而是鲜艳的血红色。”虽然火星上没有植物早已成为共识(火星变暗是由沙尘暴引起的),威尔斯的观点却不无道理:在其他行星上,光合生物(photosynthetic organism)可能并非绿色。  即便在地球上,光合生物的颜色也多种多样。一些陆生植物的叶子是红色的,水生海藻和光合细菌更具有彩虹般的缤纷色彩;紫色细菌也不少见,它们不仅吸收阳光中的可见光,还能利用红外线。那么,在地外行星上,植物们的主流色彩是什么?当我们看见它们时,又该如何辨认?这些问题的答案,取决于照射到植物表面的光线类型(而光线类型又取决于恒星类型和行星大气层的组成,因为恒星发出光线后,要穿过行星大气层才能抵达植物表面)。
流浪的巨行星 ! 太阳系行星绕着太阳有规律地运转,这在行星界也许只是特例。根据美国科学家提出的一项新理论,银河系里可能充满了在星际间流浪的巨行星,其数量超过绕恒星运转的巨行星。  这些流浪巨行星是被幼年恒星系统抛射出来的,它们的存在有可能解释一个长久以来的谜:迄今发现的太阳系外巨行星绕其恒星运转的轨道大都是很扁的椭圆,不像太阳系巨行星如木星那样有着近乎完美圆形的公转轨道。  巨行星指体积和质量都非常巨大的行星,通常为气态,以木星为代表,与地球这类密度大、质量和体积小的行星不同。  据《科学》杂志网站报道,美国普林斯顿高等研究院的两位理论天体物理学家对年轻恒星-行星系统的演化进行了模拟。一开始,这些类似幼年太阳系的系统里有着几颗或几十颗巨行星,经过几千万年,邻近行星的引力作用使行星公转轨道发生改变,最终使许多行星脱离轨道被抛射出去。  最终,在这样的恒星-行星系统里会只剩下2颗到3颗巨行星,其公转轨道都是拉长的椭圆。这一模拟结果与天文学家近年来观测太阳系外行星的结果相符。  根据模拟,大多数巨行星都会被恒星-行星系统抛弃,成为没有公转对象的流浪行星。我们的太阳系里有木星、土星、天王星和海王星4颗巨行星,其公转轨道都近乎正圆,这可能只是一个特例。 ---------------\出处.http://www.oursci.org/news/2007/060103.htm
红矮星可能是生命港湾 红矮星可能是生命港湾 〖纽约〗美国天文学家最近提出,围绕小型恒星——红矮星运转的行星,可能很适合孕育生命。由于宇宙中大多数恒星是红矮星,地外生命存在的机会可能比人们原先认为的大得多。  红矮星是质量小、表面温度低、颜色发红的恒星,质量通常不足太阳的三分之一。银河系恒星中约有75%是红矮星,与太阳距离最近的恒星比邻星就是一颗红矮星。  迄今人们已经发现了10颗围绕红矮星运转的行星,但科学家一般认为这类行星很难孕育生命。因为红矮星温度低,行星与其距离要比地球与太阳距离近得多,才能保持合适的表面温度。而距离太近就导致紫外线、X射线等辐射强烈,不利于生命存在。  美国维拉诺瓦大学的科学家最近在美国天文学会的一次学术会议上说,他们计算了20颗红矮星的辐射,发现如果一颗行星的大气层和磁场足以散射和反射有害射线,其环境就适合生命存在。此外,尽管引力作用会逐渐使行星以固定的一面对着红矮星、另一半得不到光照,但空气流动能传递热量,使行星背阴面也温暖有如夏夜。  红矮星上的核聚变很缓慢,这使它们的寿命非常长,可以保持几十亿年甚至更长久的稳定状态,这对生命发展是有利的。与之相比,太阳已经再只能支持地球生命15亿年,此后将膨胀变成红巨星,把地球烤焦并吞噬。  美国宇航局将于明年发射的“开普勒”卫星有可能通过掩星观察到红矮星周围与地球大小相似的行星。不过,要在这类行星上找到生命的迹象,还不是现在的技术能做到的事。 ------------------\原产地:http://www.oursci.org/news/2007/060503.htm
大爆炸前存在一个孪生宇宙 北京时间4月11日消息,据国外媒体报道,对于有关“大爆炸”以及“大爆炸”之前宇宙状况的一些问题,爱因斯坦的广义相对论也无法解释,科学家也仅仅是提出形形色色的假说。日前,研究人员报告称,在当前宇宙之前还存在另一个宇宙,它们具有诸多相似之处,堪称一对双胞胎!过去几年,一种称为“圈量子引力”(Loop Quantum Gravity)的新理论浮出水面。圈量子引力论提出了“量子反弹”的可能性,即在当前宇宙之前还存在一个宇宙,我们的宇宙就诞生于那个宇宙的崩溃。但是,那个宇宙到底是一种怎样的状况,科学家以前知之甚少。如今,墨西哥国立自治大学的物理学家亚历山德罗·克里奇和加拿大多伦多圆周理论物理研究所的物理学家帕拉姆普利特·辛格琢磨出一个简化版圈量子引力模型,给出了一个令人颇感兴趣的答案:大爆炸前的宇宙可能同我们现在的宇宙存在诸多相似之处。 研究结果将刊登在最新一期美国《物理评论快报》(PRL)上。辛格在接受PhysOrg网站采访时表示:“这一概念的意义在于,它回答了大爆炸以前宇宙发生的状况。具体情况仍旧是个谜,因为模型只能解开大爆炸奇特之谜,无论另一面是量子泡沫,还是经典时空。比如,如果是量子泡沫,我们就不能以时空、时间概念等等来解释这个问题。我们的研究发现另一面的宇宙同我们的宇宙一样经典。” 这项研究建立在之前一项研究的基础之上,同时还具有一些重要的差异。去年,美国宾夕法尼亚州立大学物理学家马丁·博约瓦尔德采用简化版圈量子引力模型去演示大反弹“另一面”的宇宙是否可能存在。但是,这个模型虽产生正确的数学证据,但是由于不存在对当前宇宙的观测数据,导致科学家无法了解到大反弹前的宇宙究竟是一个什么样的状态,因为大反弹自始至终没有留下它的任何证据。博约瓦尔德将这种情况描述为“宇宙健忘症”。 宇宙是自身镜像 但是,克里奇和辛格在对一种称为“量子约束”的重要方程式有了更为深入的了解之后,改进了简化版圈量子引力理论。两位物理学家利用称为sLQG的简化版模型,研究发现大反弹前宇宙体积和动力相对波动性保存在大反弹过程始终。辛格说:“这意味着两个双胞胎宇宙具有相同的物理学定律,特别是相同的时间概念。物理学定律之所以没有任何变化,是因为它们的演变总是具有整体性,这是量子系统演变的最佳方式。根据我们的推理,从远处看,两个宇宙看上去就像双胞胎,一个人根本无法将它们分辨开来。” 也就是说,在大反弹之后存在了约137亿年的当前宇宙,同大反弹前存在了约137亿年的宇宙拥有很多共同的特性。从某种意义上讲,我们的宇宙其实是自身的镜像,而“大爆炸”(即大反弹)就是那条对称线。辛格说:“在大反弹前的宇宙中,所有一般特征都是一样的,可能遵循着相同的动力学方程式。根据我们模型的预测,当宇宙的体积是普朗克尺度(Planck size)的100倍左右时,就会发生上述情况。此外,两个宇宙所含物质是相同的,同时还具有相同的演变过程。由于大反弹前的宇宙不断缩小,如此一来,我们仿佛看到了当前宇宙在时间上的逆向发展。” 克里奇和辛格两位物理学家特别指出,遍及大反弹的相对波动的变化低于10-56,这一数字对一个体积膨胀速度超过一兆差距尺度(megaparsec,约3.3 x 106光年)的宇宙而言简直太小了。当前宇宙的膨胀速度介于3000至6000兆差距尺度之间。据两位研究人员介绍,拥有一对相同的双胞胎宇宙并不见得两个宇宙的每一个特征都是相同的。打个比方,即使一个人同你有很多相同之处,但是他或她不见得就是你的双胞胎兄弟或姐妹。 展现未来宇宙模样 辛格说:“如果一个人能用功能强大的显微镜(探测普朗克尺度的高能实验)察看某些微观特性,就能看到一些方面存在差异之处,这就好比双胞胎有不同的指纹,或者一个人有胎记,另一个人没有一样。”据辛格解释,有关大反弹前宇宙状况的细节,他们仍有诸多疑问。 他说:“最大的疑问是,这些特征是否能在我们所认为的更复杂状况下幸存下来。例如,有人想要知道存在于以前宇宙中的一些结构,比如星系,是否会在这个不断膨胀的新宇宙中留下一些烙印,诞生一些相同或‘相似’的结构。例如,是否可能发生以下情况——在以前的宇宙中,星系以不同的方式形成。所以,有人猜测大反弹的另一面的星系分布是否会有所不同。我们何时理解了这些模型,那么我们就能解答这个问题了。” 最终,克里奇和辛格的模型也许还能向我们大家准确地展现未来宇宙的模样。根据当前宇宙加速度的快慢——这也最终决定它的命运,模型的归纳与总结就有可能预测我们自己宇宙的重新崩溃。辛格说:“此类宇宙将遭遇很多大反弹,而大反弹属于不同分支。另外,处于不同分支的宇宙也可能是相同的。”(来源:新浪科技 杨孝文)
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