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读《时间简史》感(二)——大尺度的宇宙

已有 2280 次阅读 2011-1-27 16:43 |个人分类:阅读札记|系统分类:观点评述|关键词:学者| 相对论, 物理学, 宇宙学, 天文学, 大尺度

“为什么存在实在之物,而非一无所有?

我们为什么存在?

为什么是这一族特殊的定律而非别的?”(霍金《大设计》)

 

霍金在《时间简史》中描述了宇宙的图像,

作为一般的读者读完这本书能够理解的图像如何呢?

 

物理学的研究,朝着两个对立的极端前进,

一个是天文学和宇宙学的大尺度问题,一个是物质构成的微小粒子问题。

广义相对论是描述引力和宇宙的大尺度结构的,而量子力学处理极小尺度的现象,

霍金则期望发展量子引力论来作为描述宇宙中如何东西的完整统一理论。

 

哈勃告诉我们,宇宙来自一个叫做大爆炸的时刻,

当时,宇宙的尺度无穷小,密度无限大,无限热。

大爆炸的高温,产生了构成物质的基本粒子,

随着温度的不断降低,物质逐渐凝合,形成星系。

虽然宇宙从大爆炸那一刻至今起码有150亿年,

“根据观察和论证,但它还在不断膨胀。宇宙膨胀的发现是20世纪最伟大的智慧革命之一。”

 

宇宙中速度最快的是什么?光速。

是罗麦首次发现了光以有限但非常高的速度传播,

后来人们才准确地知道,光速是186000英里/秒,

而且光具有波动性和粒子性这所谓的“波粒二象性”。

根据相对论,没有东西运动得不光还快,

这是现代物理中的重要定律。

 

相对论是爱因斯坦建立的,因此这个曾经的专利局的职员现在人人皆知。

相对论的基本假设是:不管观察者以任何速度作自由运动,

相对于他们而言,科学定律都应该是一样的。

除了光速最快的结论,相对论还引出

最著名的:质量和能量等价,即E=MC2,

同时改变了我们对空间和时间的观念,终结了绝对时空观念。

没有绝对空间和绝对时间,这很容易触怒绝对的上帝。

 

黑洞并不真的是一个黑咕隆咚的洞,

而是一个完美的球体,或是一个所谓裸奇点,它是恒星坍缩的结果。

1个太阳系质量的恒星引力坍缩成白矮星,

10个太阳系质量的恒星引力坍缩成中子星,

而30个以上的太阳系质量的恒星引力坍缩成黑洞。

任何物质都无法逃脱被黑洞吞噬的命运,

除非它黑洞的“事件视界”(黑洞的边界)之外。



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