巨變中的宇宙

巨變中的宇宙寫在前邊的話在浩瀚的歷史長河中,我們人類今天所面臨的是一個前所未有的時代。人類所面臨的挑戰和機遇都是前所未有的。洶湧澎湃的各種巨變正在和即將展現在我們的面前。是啊，「茫茫宇宙為何而生 難倒眾生智」！千古以來，有多少人上下求索，在苦苦地尋求人生的真諦。「我們從何而來，來到人世間幹什麼，我們將來到哪裡去？」。 中國人歷來相信天人合一，認為天象變化下面必然對應人間的變化，人間的變化來自天象變化的帶動。近兩年以來，尤其是最近，諸多的前所未有的天體變化展現在我們的面前。中國人講「天時，地利，人和。不同的天象會帶來不同的社會形態。」更讓我們吃驚的是，宇宙的變化正在導致我們所賴以生存的科學的基本規律在改變。 產生這種巨變的原因在哪裡？這巨變之後孕育著什麼？這都是本書要探討的問題。然而，要認識和解決這樣重大的問題，必須從更新觀念入手。因為「天人合一」說明了，我們的思想意識也應該符合天象變化，才能真正理解正在發生和將要發生的巨變。是宇宙產生了我們，而不是我們創造了宇宙，天欲行，無可止，我們只是這宇宙一瞬的凝眸，有形而無質。所以我們不能期待宇宙天象符合自己的觀念，而應該讓自己的觀念去尋找和符合天象的變化。不改變人類認識宇宙的觀念，人類將無從認識和理解今天宇宙及其變化，那麼就會不能追趕上宇宙巨變的洶湧大潮，就可能會被歷史前進的潮流所淘汰。 觀念是人類在認識物質世界的過程中形成的，譬如說「眼見為實」，很多人認為自己眼睛看到的才是真實的，而科學家則通常認為用儀器探測到的才是可信的。是「眼見為實」好呢，還是「我思故我在」更富有詩意的哲理？是相信眼睛，還是自己的心靈更可信？可是我們相信自己的心靈嗎？或許早已經忘記了孩提時仰望星空的物外神遊。我們真的相信眼睛嗎？看著宇宙中正在轟轟烈烈地巨變著我們卻似乎無動於衷。 更新觀念，睜大眼睛，凝視我們正在面臨的輝煌時代！ 巨變中的宇宙目錄第一章 萬有引力及粒子物理和空間理論本章簡介1.1 萬有引力的不足1.1.1 證實重力的速度 ─ 別那麼快1.1.2 科學家發現先驅者航天器軌跡明顯偏離萬有引力定律的預期1.1.3 極度清晰的哈勃圖像挑戰現有時空和引力理論1.1.4 挑戰萬有引力定律：NASA的新實驗1.1.5 從先驅者號軌跡反常談「萬有引力」1.2 粒子物理面臨的挑戰和缺陷1.2.1 新發現的亞原子粒子對夸克理論提出挑戰1.2.2 微觀粒子間神秘聯繫的穩定程度超出科學家預期1.2.3 科學家發現粒子間的纏繞依賴於它們的相對運動狀態1.2.4 科學家利用中子星的熱核爆發研究其內部結構1.3 時空概念的新革命1.3.1 科學家發現隱藏空間維度存在的證據1.3.2 多維空間研究新進展: 暗能量1.3.3 多維空間研究新進展: 膜理論1.3.4 《科學》雜誌介紹多維空間的存在1.3.5 多維空間研究新進展：微觀黑洞1.3.6 海市蜃樓奇觀向人們展示另外空間的真實存在1.3.7 科學家談「多世界」的存在1.3.8 美國科學家認為宇宙可能有無數個1.3.9 科學家：「人的宇宙學原理」越來越受尊重1.3.10 物理學家提出關於更深層次存在的理論第二章　歷經蒼桑的地球本章簡介2.1　科學家發現若小天體與地球相撞，人類來不及防備2.2　小行星引起科學家不安2.3　小行星的威脅有多大？2.4　一與地球玩貓和老鼠遊戲的小行星靠近地球2.5　科學家認為尋找地外生命需要打破我們對生命認識的框框第三章　發生在太陽系的巨變本章簡介3.1　太陽發生劇烈爆發3.2　太陽「攻擊」掠日彗星3.3　太陽系新星體登場3.4　木星的衛星數量快速增至48顆 3.5　木星的兩顆衛星上可能存在生命3.6　本世紀最壯觀的流星雨3.7　本世紀首次水星凌日現象結束3.8　五星聯珠與改朝換代3.9　天文新發現：小行星在地球圍繞太陽運轉的軌道內漫行3.10　土星周圍發現一顆新衛星3.11　雲罩土星的衛星「泰坦」(Titan)3.12　天文新發現：海王星出現3顆新衛星3.13　一奇異彗星已經馳入太陽系3.14　科學家質疑光速不變原理第四章　劇變中的銀河系本章簡介4.1　天文學家發現銀河中心特大質量黑洞爆炸頻繁4.2　銀河系超巨星Rho Cas發生巨型爆發4.3　紅外線天文衛星觀測到銀河系大量新生恆星4.4　銀河系中的閃亮光點─球聚體4.5　不平靜的銀河系球形星團4.6　快速穿越銀河系的黑洞4.7　錢德勒X－射線觀測儀觀測到銀河系黑洞附近的劇烈碰撞4.8　天文新發現：巨星環環繞著銀河系4.9　科學家在銀河系周圍發現氫氣雲團4.10　銀河系中心亮麗風景線4.11　哈勃望遠鏡觀測到一個奇異星體爆發產生的「光回聲」4.12　銀河系即將進入新紀元第五章　宇宙巨變本章簡介5.1　頻繁的伽馬爆揭示宇宙劇烈變化5.2　科學家發現兩個正在形成的巨型星系5.3　「萬象更新」的星系5.4　塔蘭圖拉星雲中大量湧現的新星體5.5　哈勃望遠鏡在我們附近發現正在誕生的微型星系5.6　哈勃望遠鏡觀察到一個緻密六星系組正在發生重組5.7 GAMMA爆發--宇宙巨變的證據5.8　宇宙間最強磁星被發現5.9　天文學家發現迄今宇宙中最大的X射線盤5.10　宇宙風景線：熱氣體網5.11　新宇宙正在形成：哈伯拍攝到多個星系碰撞合併5.12　宇宙中驚人的爆炸：星體的消亡和黑洞的誕生5.13　哈勃發現一向外噴射高速射流的神秘星雲5.14　暗物質、黑洞與宇宙膨脹5.14.1　神秘的暗物質5.14.2 暗物質和常規物質共同構建我們的宇宙5.14.3 錢德勒Ｘ－射線望遠鏡發現暗物質存在的最新證據5.14.4 科學家在古老的星系團簇中發現出人意料的活躍超級黑洞5.14.5 天文新發現: 兩超大黑洞存在於同一星系5.14.6 神工的絕妙：黑洞與星系演化和諧相聯5.14.7 天文學家發現形成於宇宙早期的超級黑洞5.14.8 天文學家認為宇宙在加速擴張5.14.9 天文學家發現未知力量導致宇宙加速膨脹5.14.10 神秘的宇宙加速膨脹引起科學家極大興趣5.14.11 現代科學關於宇宙和地球年齡的研究5.14.12 宇宙年齡再次被「修改」5.14.13 科學家發現宇宙的產生和演化需要外部「力量」的干預結束語超新星爆發增多與世間的對應第一章 萬有引力及粒子物理和空間理論本章簡介歷史發展到今天，由於實驗和觀測技術的不斷發展，人類現有的科學理論受到了極大的衝擊。萬有引力是一個古老的話題，也是近代物理的一個理論基石。然而從最近的研究和觀測結果來看宇宙天體是受到限制的，是由拮抗重力的神秘高能量所主宰的，並非象哈勃(Hubble)所提出的那樣：大爆炸(Big Bang)及以後的膨脹進而產生宇宙。科學家同時發現：科學家發現先驅者航天器軌跡明顯偏離萬有引力定律的預期。另外，傳統觀點認為，空間與時間可以整體看作為一種海綿。當光線穿過海綿時應該受到干擾，即使這種干擾非常輕微，這樣隨著時間的推進，光線在宇宙中穿越後，在精確望遠鏡上匯聚所顯圖像只能是模糊的。簡而言之，哈勃對遙遠星體所拍圖像應該產生一種奇怪的效果，然而實際上卻沒有：哈勃圖像清晰明了，與拍攝對象的距離沒有關係，而這一結果，也構成了對現有的空間和引力理論的挑戰。NASA 富有建設性的擺脫引力牽制的實驗，以及理論物理學家的「引力屏蔽效應」的理論，都使得這一傳統的課題蒙上了激動人心的色彩。 本章第二個要討論的話題是理論物理的前沿：粒子物理的新發現。物理學家在斯坦福線性加速器(SLAC)上發現的理論上預言的新粒子，但是新粒子的質量顯著小於理論預言值，對夸克相互作用理論提出了挑戰。在粒子之間的聯繫穩定性方面，科學家們發現處於量子纏繞態(quantum entanglement) 的兩個光子可以通過金屬片而不失去這種聯繫。這一發現意味著粒子間的這種量子聯繫比科學家們原先認為的要穩定。而NASA的另一項的研究表明：神秘的量子纏繞態與觀察者相對於微觀粒子的運動有關，這種量子纏繞可以由觀察者的相對運動來產生或者破壞掉。NASA的科學家還發現了中子星並利用中子星的熱核爆發研究其內部結構。 本章的第三個討論話題是空間理論問題，在對萬有引力常數的研究過程中，科學家發現隱藏空間維度存在的證據。在暗能量理論方面，英國劍橋大學天文學教授喬治·椰佛斯德休(George Efstathiou)領導的由27位天文學家組成的研究小組公布了他們發現的關於暗能量存在的強有力的證據。阿肯尼-哈米德等提出了膜世界理論，認為許許多多空間是以多層膜的形式存在於一個多層超空。 近來有些物理學家提出了可能存在的另一種形式的黑洞，即一種極其微小、輕微形式的微觀黑洞，這一猜想若被證實，也將會證實物理學界另一種看起來更加難以置信的理論，認為除了我們熟悉的4維時空，還有其它可被觀測的多維空間。 海市蜃樓奇觀則向人們展示另外空間的真實存在。最近，在中國大陸一些地區出現了海市蜃樓現象，特徵是出現的地區增多，持續時間增長，不分晝夜。 令人驚奇的「多世界」理論，物理學博士艾佛雷特（Hugh Everett )在1957年首先提出來的，而後被美國最著名的宇宙物理學家，相對論專家，二戰時期研製原子彈的曼哈頓計劃和氫彈計劃的主持人之一的約翰.惠勒(John Wheeler )教授所進一步發展。在其後的五十年當中，這一理論吸引了一代又一代的物理學家致力其中，英國牛津大學著名的戴維·德伊池（David Deutsch )教授正是其中的代表人物。 一種新的宇宙學理論，多重宇宙(multiverse)概念，指稱宇宙在第一次大爆炸後還在彼此不斷大爆炸，形成無數宇宙。人的宇宙學原理，為眾多科學家所重視，象是中國古代「天人合一」的思想。而更深層次存在的理論正在科學家們的考慮中。
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