科学网

 找回密码
  注册

tag 标签: 宇宙大爆炸

相关帖子

版块 作者 回复/查看 最后发表

没有相关内容

相关日志

3位科学家荣获2011年诺贝尔物理学奖
zhpd55 2011-10-5 07:36
3位科学家荣获2011年诺贝尔物理学奖
据纽约消息,3位美国出生的科学家Saul Perlmutter, Brian Schmidt以及Adam Riess荣获2011年诺贝尔物理学奖,是因为他们发现发现宇宙是在加速膨胀速度,这种惊人的启示表明宇宙未来可能走向更冷,更暗淡,几乎无光的时代。 1998年,Saul Perlmutter, Brian Schmidt以及Adam Riess就提出了推翻宇宙大爆炸之后,膨胀的速度会延缓137亿年的传统的观念。他们发现提出一个问题:究竟是什么在推动整个宇宙呢?科学家们已经为其贴上“暗能量”的标记,但没有人知道它到底是什么。诺贝尔委员会认为:这个谜或许就是当今物理学领域最伟大的(It's "an enigma, perhaps the greatest in physics today," the Nobel committee said.)。 Perlmutter现年52岁,在美国劳伦斯·伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校供职,将获得2011年诺贝尔奖金150万美元中的一半;另一半由Brian Schmidt和Adam Riess分享。 Brian Schmidt现年44岁,供职于澳大利亚Weston Creek的澳洲国立大学(Australian National University );Adam Riess现年41岁,是美国约翰斯·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)和巴尔的摩空间望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute in Baltimore)的一名天文学教授。 更多详细信息请浏览相关网站: www. nobelprize .org/ nobel _ prizes /physics/ laureate s/ 2011 /press.html http://www.huffingtonpost.com/2011/10/04/saul-perlmutter-ucberkele_n_993852.html
个人分类: 新观察|4908 次阅读|0 个评论
推荐2007年春季耶鲁大学开放课程《天体物理学之探索和争议》
yshimp 2011-7-2 13:56
这是一门只需要高中物理基础的关于天体物理学的课程。下面提供的链接中下载到的视频大部分是有中、英文字幕的。 http://www.verycd.com/topics/2844166/ 课程结构 本耶鲁大学课程每周在学校上两次课,每次50分钟 课程安排   1.介绍   2.行星轨道   3.我们的太阳系,冥王星问题   4.发现系外行星:热木星   5.行星凌   6.引力透镜,天体测量学和其他方法   7.直接成像的系外行星   8.介绍到黑洞   9.狭义相对论和广义相对论   10.试验的相关性   11.狭义相对论和广义相对论(续)   12.恒星质量黑洞   13.恒星质量黑洞(续)   14.脉冲星   15.超大质量黑洞   16.哈勃定律和宇宙大爆炸   17.哈勃定律和宇宙大爆炸(续)   18.哈勃定律和宇宙大爆炸(续)   19.欧米茄和宇宙的终结   20.暗物质   21.暗能量和宇宙的加速和大瑞普   22.超新星   23.其他方面的限制:宇宙微波背景   24.多元宇宙和万物的理论 主讲人 Charles Bailyn是The Thomas E. Donnelley的天文学和物理学教授,同时担任耶鲁大学天文系本科课程主任。他于1981年在耶鲁大学获得天文学和物理学学位,并于1987年在哈佛大学获得天文学博士学位。他最近的研究工作侧重于观察包含黑洞的双星系统,以及在致密星团中的恒星碰撞。他在耶鲁大学各种社团讲授“如何看一个黑洞”。他发表了100多篇科学论文,同时他在PBS的迷你系列:深空奥迷中的工作也广受欢迎。   
2386 次阅读|0 个评论
[转载]科学家确定从普通物质到夸克物质相变温度
热度 1 yshimp 2011-6-25 18:04
http://news.sciencenet.cn//htmlpaper/201162517283230417688.shtm 记者6月24日从中国科技大学获悉,中美印科学家合作烹制了宇宙大爆炸“夸克汤”,从而在世界上首次确定从普通物质到夸克物质的相变温度。6月24日出版的《科学》杂志以“量子色动力学相图的标度”为题,发表这一研究成果。 据悉,中美印科学家联合研究确定了从强子物质(即普通物质)到夸克胶子等离子体的相变(即状态转变)温度约为175百万电子伏特,相当于2万亿摄氏度。中方研究人员罗晓峰介绍说,宇宙初生时,亿万物质是一锅由自由的夸克和胶子组成的浓稠的“汤”,俗称“夸克汤”,即夸克胶子等离子体。寻找夸克胶子等离子体存在的证据并研究其基本性质,对研究早期宇宙具有重要意义。 他说,在通常情况下,夸克和胶子被强相互作用力禁闭在强子中。通过对普通原子核“加热”,有可能使强子“融化”而形成夸克胶子等离子体。2000年以来,科学家们利用美国布鲁克海汶国家实验室中的相对论重离子对撞机(RHIC)进行实验研究,发现了一些夸克胶子等离子体形成的证据。但是从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度尚不清楚。 日前,RHIC对撞机将两束金原子核加速到接近光速,使其发生碰撞,形成高能量密度和高温的夸克胶子等离子体,冷却后产生大量粒子。中美印科学家组成合作小组,研究分析对撞机上STAR探测器采集到的大量实验数据,在世界上首次把测量到的净质子数分布的特征,与格点量子色动力学的计算结果进行比较,从实验上直接确定了重子数密度为零的情况下从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度。(来源:中国新闻网 吴兰) Scale for the Phase Diagram of Quantum Chromodynamics Sourendu Gupta 1 , Xiaofeng Luo 2 , 3 , Bedangadas Mohanty 4 , * , Hans Georg Ritter 3 , Nu Xu 5 , 3 - Author Affiliations 1 Department of Theoretical Physics, Tata Institute of Fundamental Research, Homi Bhabha Road, Mumbai 400005, India. 2 Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China. 3 Nuclear Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA. 4 Experimental High Energy Physics and Applications Group, Variable Energy Cyclotron Centre, 1/AF Bidhan Nagar, Kolkata 700064, India. 5 College of Physical Science and Technology, Central China Normal University, Wuhan 430079, China. Matter described by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interactions, may undergo phase transitions when its temperature and the chemical potentials are varied. QCD at finite temperature is studied in the laboratory by colliding heavy ions at varying beam energies. We present a test of QCD in the nonperturbative domain through a comparison of thermodynamic fluctuations predicted in lattice computations with the experimental data of baryon number distributions in high-energy heavy ion collisions. This study provides evidence for thermalization in these collisions and allows us to find the crossover temperature between normal nuclear matter and a deconfined phase called the quark gluon plasma. This value allows us to set a scale for the phase diagram of QCD.
1352 次阅读|1 个评论
中国最有可能获得诺贝尔奖的研究领域
热度 1 sheep021 2011-3-8 16:25
牛登科: 诺贝尔奖得主的真心话 ROBERT WILSON,因为与同事发现了宇宙中的无线电背景辐射、支持了宇宙大爆炸学说,获得1978年的诺贝尔物理学奖。 他知道自己得奖后,首先怀疑自己是否够诺贝尔奖。后来, 他慢慢意识到,诺贝尔奖奖励的是重要发现,而不是研究人员的聪明才智。 sheep021 2011-3-8 16:09 诺贝尔奖奖励的是重要发现 就像在海边捡贝壳一个道理啊 跟在别人屁股后面的人,永远捡不到 国内专家动辄“外国如何如何” 一旦有人独辟蹊径,没有按外国的理论出牌,就会被打为伪科学 常此以往,得诺奖是不可能的了,得个鸟奖还差不多 由此,不禁想起一篇旧文: 重大科学创新:建议把伪科学作为一门新学科来研究 “凡是存在的就是合理的”。只是很多存在,目前还不能用科学的理论解释清楚,这正好是一个科学创新的突破口。既然“伪科学”存在,就有研究的价值。 我们干脆在发展一门新学科好不好——专门研究【伪科学】的新领域。其实这个也不是啥新鲜事。国外,研究气功、研究中医、研究灵魂的科学家多了去了。倒是国内,跟睡着了似地,甚至闻【灵魂】色变。 咱们在科学领域搞不过欧美,这伪科学领域,倒是不一定哦。 什么是科学? 你用科学的方法研究任何事物,都是科学。反之,则不属于科学。所以,科学也是开放的,不断发展变化的,不是一成不变的。能把伪科学变为科学,才是科学家的本事和创新之处。 比如说,在200年前,有人说,铁鸟会飞,还能载着几百人一起飞。那肯定是“伪科学”至少也是【科幻】+【神话】。但是,现在却是,呵呵。 比如说,在200年前,有人说,人可以飞到月球上去。那绝对是伪科学。现在,谁敢说那是伪科学。他自己就成伪科学了。呵呵。 是以泰山不让土壤,故能成其大;河海不择细流,故能就其深;王者不却众庶,故能明其德。 以科学的方法,研究伪科学,故能成就诺奖。 什么是科学的方法:适合的方法。不同的领域,有不同的研究方法,要因地制宜,切忌生搬硬套,一刀切。
个人分类: 聆听自然|1419 次阅读|2 个评论
诺贝尔奖得主的真心话
热度 5 DNAgene 2011-3-8 15:11
昨天晚上,看了一个PBS的纪录片,《Origins: Back to the Beginning》。看这些东西主要是为了练练英语。这一次却是听到了令我惊讶的话。 ROBERT WILSON,因为与同事发现了宇宙中的无线电背景辐射、支持了宇宙大爆炸学说,获得1978年的诺贝尔物理学奖。这位老先生在纪录片中说了下面一段话: When the Nobel Prize was announced, I think probably one of the first things that I thought about was, "Do I really deserve this?" And "Should my name be on the same list with as Einstein?" Which just seemed completely wrong. Over the years I guess I've come to understand that the Nobel Prize is given for discovering something, not for being the smartest person around. So while there are much smarter people around, we did something significant and I feel comfortable with it now. 他知道自己得奖后,首先怀疑自己是否够诺贝尔奖。后来, 他慢慢意识到,诺贝尔奖奖励的是重要发现,而不是研究人员的聪明才智。虽然周围有很恨聪明的人,但是Wilson他们做出来了一些重要的发现。现在这位老先生终于心安理得了。 这老先生坦诚地相当可爱。多数人拿到荣誉之后,便要在人前人后把自己塑造成一个完美的智者。而这位老先生,不仅没有把自己摆那么高,而且还把这种内心深处的隐私展现给公众。 我们国家,左一位大师、右一位大师。大师成群的国度,不仅没有一位做出过这位不聪明人的成就,更重要的是,我们的大师中,仅就坦诚这一点,没有一位可以与此君相比的。大师,应该不教师高一个档次。做教师都要求为人师表、行为示范,大师更应该是社会楷模、榜样。就这一点,我们这里合格的大师不多,人家这位才是合格的榜样、楷模。 呼吁点击此帖的网友们,等你们成了我们国家的大师,不要接受他人的造神化,更不要自我神化,像这位老先生一样,成为受尊敬的人。 ------------ 顺便免费为PSB做个广告。感觉他们的科教纪录篇质量、时效性不逊于大家熟知的国家地理、Discovery channel、BBC等。PSB的纪录片似乎是免费的,随便下载随便看(但我试了几次不行,不知道是不是被有关部门当成匈奴,堵在关外了。我只能靠小毛驴,又慢有旧)。另外,PSB很多纪录片都有一个黑人主持,此人发音特清楚,特别适合我们学英语。
4408 次阅读|18 个评论
超光速的困惑根源是西方两个概念的混淆
热度 5 liufeng 2011-3-7 00:51
徐明昆 老师在博文 “ 为什么物体速度不能超过光速? ” 里对光速为什么不能被超过进行了探讨。 我从门外汉的角度提出了自己的看法,记录如下; 这个问题的根源是西方科学家(某些)故意混淆两个概念:”我们(可观测)的宇宙“和”宇宙“,他们经常把:”我们(可观测)的宇宙“简称为"宇宙',于是混乱产生了。包括宇宙大爆炸,光束不变其实应用范围是“我们(可观测)的宇宙“,而不是宇宙,在”我们(可观测)的宇宙“,他们(特别是光速不变)目前无法撼动,但在“宇宙”的概念下,他们肯定不能作为真理。西方科学界似乎很乐意这种故意的混淆,但我们(可观测)的宇宙“和”宇宙”明显是不能画等号 回顾一年前发表的一篇博文也是探讨这个问题; 用小学生的逻辑反驳宇宙大爆炸理论 假设地球是水塘中央的水分子,在地球周围,百亿光年的距离都是水塘的范围,在水塘之外是广漠的草原,由于人类观测距离的局限,我们只能发现水塘的水,而不可能发现陆地和鲜花。宇宙大爆炸理论以为小水塘里的规律就是整个宇宙的秘密。 这篇文章疑问的根源其实也是“我们的宇宙” 和“宇宙”的混淆,完整的说法应该是“我们可观测的宇宙大爆炸”,但他们故意混淆为“宇宙大爆炸”。
个人分类: 观点评述|3613 次阅读|11 个评论
暗物质、暗能量和宇宙大爆炸
热度 2 sheep021 2011-1-29 14:45
宇宙大爆炸理论只是一种假说,到现在也没有证实。 暗物质和暗能量原来都是宇宙大爆炸假说的产物。 如果宇宙大爆炸假说不成立,则也就无所谓暗物质和暗能量了。 每个物理在阐述自己得理论时,总要附加一些“实体”这似乎不符合奥卡姆剃刀原则:如无必要,勿增实体。 牛顿——万有引力 老爱——时空弯曲,光速不变 霍金——暗物质,暗能量 还有啥玩意儿:光子,量子…… 都说科学是严谨得,但总有点空中楼阁,海市蜃楼得感觉:层层假设之上能建高楼吗? 陈方培: 什么是暗物质?什么是暗能量? 暗物质的存在可以解决 大爆炸理论 中的不自洽性,对结构形成也非常地关键。 在 物理宇宙學 中,暗能量(又稱 暗能 )是一種充溢空間的、增加宇宙膨脹速度的難以察覺的能量形式。暗能量假說是當今對宇宙加速膨脹的觀測結果非唯一 ,但最流行的解釋。 英国科学家称 暗物质 和 暗能量 也许并不存在 新浪科技讯 北京时间6月29日消息,据国外媒体报道,英国科学家14日在一份报告中称,被认为构成96%的宇宙的神秘物质——暗物质和暗能量可能并不存在。现有的宇宙学标准模型可能是错误的。   据信,正是这两种物质促使宇宙不断发生膨胀。然而,这一说法被证明是正确的,将意味着用来计算宇宙结构的理论是错误的。据对“大爆炸”理论进行分析的宇宙学标准模型(Standard Model of Cosmology)说,行星、恒星、小行星和气体仅占整个宇宙的4%。   然而,英国达拉谟大学的物理学家通过一项最新研究发现,这种说法有可能是错误的,宇宙可能并不存在“黑暗四周”,这意味着宇宙并不像我们认为的膨胀那么快。英国皇家天文学会的罗伯特·马赛博士说:“这一研究结果对目前存在的有关宇宙未来的假说将是一个巨大挑战,因为这种猜想是建立在宇宙不断膨胀的理论之上,如果事实并非如此,我们的现有理论可能都会被推翻。”
个人分类: 聆听自然|273 次阅读|2 个评论
宇宙大爆炸模型的逻辑错误探析(4)
bbmin 2010-10-27 17:30
宇宙膨胀是对河外星系光谱红移的误解
个人分类: 未分类|2866 次阅读|1 个评论
宇宙大爆炸模型的逻辑错误探析——具有相似性的统计平衡宇宙时空
bbmin 2010-10-10 11:42
宇宙大爆炸模型(2)
个人分类: 未分类|3251 次阅读|1 个评论
宇宙大爆炸模型的逻辑错误探析
bbmin 2010-10-6 22:35
宇宙大爆炸模型(1)
个人分类: 未分类|2818 次阅读|0 个评论
证伪“宇宙大爆炸理论”——可用光学实验
热度 3 yindazhong 2010-2-26 19:38
天体物理不是笔者的研究方向,宇宙大爆炸理论更非我的专业领域,但前不久在科学网与徐磊博客探讨荧光红移的过程中提出了一些大胆的看法,例如能否从 荧光萃灭规律 证伪 宇宙大爆炸理论 ?因此,索性放开来讲一下这个问题,各位认为这是抛砖引玉也罢,为人作嫁也行,自认算是完成了历史交给的光荣任务啦 ...... 互联网上不停地有人声称 中国百分之九十的人并不相信大爆炸的理论 , 并整理、编排了九个理由和五个致命的弱点试图否定宇宙大爆炸的理论。例如: 一是宇宙大爆炸这个提法就是错的,宇宙是个空间,空间是不会爆炸的。如果宇宙是在爆炸后,膨胀变大的,那容忍宇宙这物体,膨胀的空间又叫什么呢; 二是我们知道不论是聚变,还是裂变,都是在损失物质的同时放出能量。这就说明物质和能量是不可分割的,它们的最初是等同的。所以,能量不可能脱离物质无限的大,物质也不能脱离外在的压力无限的自我压缩; 三是宇宙大爆炸,一方面说爆炸后,宇宙快速的膨胀,不停的膨胀;一方面又说,在膨胀中会不断的产生各种元素,各种元素会越积越多,越积越厚,最后聚集成了天体。积累是要在相对静止的环境中才能完成的。这就好比是一群男女从一个地方四向奔跑,不停的奔跑,在奔跑中谈恋爱、生孩子这可能吗? 四是我们知道慧星是各种积云,尘物积云汇聚而成的,它的体积可以很大,但是它的密度却很低。我们的太阳、地球密度都很大,特别是它们的核子,不象是自然聚集而成的,到象是在强大的外力作用下,压变而成的; 五是我们知道氢元素,在聚变的时候会产生巨大的能量, E=MCC ,这说明氢元素里面封锁着很多很多微小的物质,象是被外力压缩进去的。宇宙大爆炸后,不停的膨胀,出了高温没有任何的作用外力,所以,它不可能产生氢元素,也不可能产生任何元素 又例如 宇宙大爆炸的理论有五个致命的弱点:一是它无法绘制出宇宙结构图来;二是它无法从星球的内部一步步的描绘星球的形成的具体过程;三是它无法从宇宙的最初的起源,到宇宙最终的形成,所经历的一个个过程写清;四是它无法从头到尾讲出宇宙的合理性、联通性、相互科学规律的勾通性;五是它无法真实的说清宇宙能长时间保持稳定的真正的原因。 如此种种推理,辩驳,有一定道理,但本文这里提出最好还是以科学实验事实来说话才有力。简言之,最好的办法是 用光学实验结果来证伪宇宙大爆炸理论。 我们知道宇宙大爆炸理论最坚实的实验基础是哈勃的伟大发现 星系光谱红移。光谱红移到底是怎么回事?多普勒效应告诉我们。当我们站在马路或铁路边,汽车或火车鸣笛经过,我们会先听到尖锐的声音,车离我们远去时又听到低沉的声音。这是声波的波长在传播中由于声源相对我们的运动而被压缩或拉伸的结果。与之类似,光是一种电磁波,根据多普勒效应,星云如果向地球而来,则光频上升,光波长向短波移动,称为蓝移。若恒星远离地球而去,则光频下降,光波长向长波移动,称为红移。测量恒星光谱的蓝移或红移量,可以知道恒星的运动方向和速度。如果宇宙是稳定的,按照猜想,恒星的运动应该是随机的,远离我们的恒星数目和向我们而来的恒星数目应该差不多,也就是说,观测到的发生红移和蓝移的恒星数量应该差不多。结果哈勃的观测表明,绝大多数恒星都发生红移,而且距离越远的恒星远离的速度越快。这个发现非同小可,普遍的红移表明周围的星星都在离我们远去。所以哈勃的发现告诉我们的是,所有星系都在远离的事实表明,我们的宇宙正在膨胀,而非原先以为是稳恒的。如果宇宙现在正在膨胀,那么沿时间回溯,以前宇宙肯定比现在小,则肯定有那么一个时刻,宇宙中所有东西都聚集在一起,宇宙必然有个起点! 于是逐渐形成了今天我们面对的宇宙大爆炸理论。该理论不仅涉及宇宙起源,还涉及到几乎所有重大天体物理的核心问题,包括相对论,黑洞,反物质等等等等(见附文 宇宙大爆炸理论简介 ) 稳恒态宇宙理论曾反驳说远处星星的光在传播途中被星际尘埃吸收了,但该理论只能解释光强的减弱,却无法解释光线的红移。 现在我们实际上面临的一个核心的科学问题似乎已聚焦在 如何解读星系光谱的红移! 光谱红移现象其实并非天体物理的专利,在我们大量的实验系统中该现象其实屡见不鲜。本博文开头提到的 荧光红移 就是很常见一例。这种现象常与 荧光萃灭 现象混杂出现。对其产生原因的解释在专业书籍里其实相当混乱!例如: These include excited state reactions, molecular rearrangments, energy transfer, ground-state complex formation and collisional quenching 。 我在研究荧光老年色素形成机理的过程中,首当其冲就碰到了这个荧光红移的问题。譬如实验观察发现,以溶液抽提出的脂褐素可检测到蓝色荧光,而动物细胞组织内(原位)的脂褐素为黄绿色荧光(荧光峰值比抽提液红移了)。由于喜欢刨根问底,我首先就专注研究了这个对于老年色素检测来说属于科学外围的问题。研究的结果表明:几乎所有荧光物质在其浓度升高时不再符合朗博-比尔定律,很快就会出现峰值红移,具体研究可参阅下面两篇文献(原文见附件)。 1. Dazhong Yin, Aging, age pigments and concentration-dependent shift of autofluorescence. Age, 1994, 17: 53-58. 2. Dazhong Yin, U.T.Brunk, Microfluorometric and fluorometric lipofuscin spectral discrepancies: A concentration dependent metachromatic effect? Mech. Ageing Dev. 1991, 59: 95-109. 关于给出的两篇文献,这里略作说明: 1991 年那篇因初写科研文章,不敢造次,跟着我瑞典的老板,顺着当时的科学主流说话,只是简单地沿用 metachromatia ( 光谱红移 ) 这个词解释相关现象。 1994 年那篇文章是笔者犯傻,心里不服气原来的所谓 造成红移 的解释(例如形成二聚体等等),趴在 bench-top 上反复折腾,自己别出心裁地设计了一套系列比色皿(厚度分别为 10mm,1.0mm, 和 0.1mm) ,终于轻松地证伪了所谓 二聚体 的旧理论。进而通过同步配合使用吸光分光光度计,证明了数种生化荧光标准物的 荧光萃灭 现象的本质实际上主要是光的耗损性红移现象。后来我们的实验研究进一步清楚地表明,该现象绝不是个别现象,而是诸多自然物质造成光吸收的一个普遍规律( 见附件 1 )。 行文至此,长话短说(夫人来电话催回家吃饭了),我们可以有很大的自信认为: 星系光谱的红移极有 可能就是 光线在传播途中被星际尘埃部分吸收而造成的自然现象。星系距离越远(相当于比色皿中被测标准物质的浓度越高),光谱红移越甚。总之,本文提出: 星系光谱的红移, 是如荧光红移所揭示的光谱的能耗所致,而非大爆炸导致的星系远去所为。 纵观该研究领域的天象,无论本文的假说是被证实还是证伪,对这些光谱红移现象的正确解读应该都将对当前复杂混沌的天体物理研究产生革命性的影响。 (以下转载) 宇宙大爆炸理论简介 2010-01-26 00:38:33   来自 : 黑洞 ( 新的尝试 ) 一、经典的宇宙观念      宇宙是什么样的?宇宙从哪里来?这自有人类以来的永恒疑问。从西方的海龟驮大陆,到中国的天方地圆,诞生了远古的神话和宗教。托勒密的天球模型认为地球是宇宙的中心,天上的太阳和其他行星绕着地球在不同层次的同心球面上运行,最高层的星星们则保持不动。这是个粗糙但有效的宇宙模型,更关键的是,符合基督教关于人间和天堂的描述。现代天文学的开创要从哥白尼等算起,借助更先进的光学望远镜,伽利略终于发现地球并非宇宙中心,地球和其他行星是围绕着太阳运转的。再到十七世纪,开普勒、胡克等人继续为太阳系勾勒大概的轮廓。最终伟大的牛顿建立了完美的经典力学大厦,其在天文学中的威望在发现冥王星后达到顶峰。那时人们确信宇宙间所有的规律都已发现殆尽,所有星系的运动都可纳入牛顿力学的体系中。这一时期人们相信宇宙是无限广大和永恒的存在,也许这使人有某种安全感。但是用牛顿力学解释宇宙有个致命的疑问,如果万有引力是正确的,为什么星系不会因为万有引力聚拢到一起?无论宇宙有没有一个中心,只要时间足够长,星系总会慢慢靠拢,最后碰撞、毁灭。这给现代天文学提出了挑战,但是即使是当时最具有革命精神的人,也无法想象今后的颠覆性的发现。      二、现代天文学的武器      我们如何能得知太阳和遥远星星的信息?量子力学揭示了原子的内部结构,电子在固定的能级间跳跃,发出特定频率的光,进而可以预知各种元素的光谱。太阳也发光,将太阳光谱与地球上已知的元素光谱对照,我们可以知道太阳主要是氢、氦等气体组成,太阳就是一个大气球。用同样的方法观察遥远的星光,天文学家发现,其光谱和太阳几乎完全一样,这说明天上那些黯淡的星星,每一颗都是和我们太阳一样的恒星。行星的发现更困难一些,太阳系中的其他行星会被太阳照亮,但是遥远的星系中连恒星的光芒都那么黯淡,行星根本看不见。那怎么办呢?我们知道天体之间有万有引力,尽管行星质量相对恒星要小,但其引力仍会使恒星轨道产生微小扰动,通过精确观测恒星的位置,可以计算出是否有行星绕恒星公转,具体有几颗行星。由于要专门锁定恒星观测,目前发现的太阳系外的行星数量很稀少。科学家也希望发现环境与地球差不多的行星,也许其上能进化出类似地球的生命。      知道漫天都是恒星,但它们距离我们有多远呢?较近的天体可以用三角测距法测量,以地球围绕太阳公转的轨道直径上两点为三角形两顶点,测量天体的视角差来计算天体的距离。这一方法用来测量太阳系内各行星与太阳的距离很方便,也可测量临近我们的其他恒星。结果发现,距离我们最近的半人马座的某颗恒星,也有数光年之远。一光年是 30 万公里 / 秒 *3600 秒 *24 小时 *365 天 =94608 亿公里,而太阳到地球的距离才 8 光分。甚至大多数恒星用三角方法根本测不出来,说明其距离真是相当的远。那更远的恒星距离怎么测呢?科学家发现一种特殊的星体叫 造父变星 ,其发光强弱周期性变化,且周期与其绝对亮度有比例关系。在地球上测定其亮度变化周期,可以得到其绝对发光强度作为 标准烛光 ,再与地球上观察到的视觉亮度比较,由近亮远暗的原理,可以推算它的距离。寻找遥远星系中的造父变星,就可以知道星系的距离,由于造父变星的功劳,它又被称为 量天尺 。用这种方法测知,银河系的直径约 10 万光年,银河系有约 2000 亿颗恒星!恒星如此遥远意味着我们每晚看到的银河星光都是恒星数万年前发出的光线,我们是真正生活在 历史的天空下 。也是通过造父变星, 20 世纪 20 年代哈勃发现了仙女座河外星系。然而天上还有很多星团,极其黯淡,根本无法发现其中的造父变星。怎么办?可以用哈勃定律,红移量和距离成正比来计算距离,这将在下面介绍。由此发现除银河系外,还有数不清的河外星系,目前发现了的约有 10 亿个河外星系!另外超新星也可以用于测距,也一并在下面介绍。总之通过现代科技,我们认识到宇宙的广大,也更激起了探寻未知宇宙奥秘的热情。      三、哈勃的伟大发现 星系光谱红移      哈勃的发现揭开了大爆炸宇宙理论的巨大帷幕。前面说到观察星光可以知道星星的成分和距离,但是它们怎样运动呢?其侧向运动可以直接观察,但径向运动由于离我们太遥远,几乎没有可观测的亮度变化。多普勒效应可以帮助我们。当我们站在马路或铁路边,汽车或火车鸣笛经过,我们会先听到尖锐的声音,车离我们远去时又听到低沉的声音。这是声波的波长在传播中由于声源相对我们的运动而被压缩或拉伸的结果,叫多普勒效应,我们用它来做汽车测速仪。同样,光是一种电磁波,当恒星相对地球上的观察者运动时,光的频率也会改变。恒星如果向地球而来,则光频上升,光波长向短波移动,称为蓝移。若恒星远离地球而去,则光频下降,光波长向长波移动,称为红移。测量恒星光谱的蓝移或红移量,可以知道恒星的运动方向和速度。如果宇宙是稳定的,按照猜想,恒星的运动应该是随机的,远离我们的恒星数目和向我们而来的恒星数目应该差不多,也就是说,观测到的发生红移和蓝移的恒星数量应该差不多。结果哈勃的观测表明,绝大多数恒星都发生红移,而且距离越远的恒星远离的速度越快。这个发现非同小可,普遍的红移表明周围的星星都在离我们远去,这似乎暗示地球又成了宇宙的中心了,其实不然。打个比方,就像气球上任意两个点,吹气球时,随着气球的膨胀,气球上任意两个点间的距离会迅速拉大,但气球上任意一点都不是中心。所以哈勃的发现告诉我们的是,所有星系都在远离的事实表明,我们的宇宙正在膨胀,而非原先以为是稳恒的。如果宇宙现在正在膨胀,那么沿时间回溯,以前宇宙肯定比现在小,则肯定有那么一个时刻,宇宙中所有东西都聚集在一起,宇宙必然有个起点!      四、大爆炸理论及其反对者      大爆炸的猜想正式登台。这个起点,人们猜想宇宙起始于一个非常小的点(奇点),并在一次惊天动地的大爆炸中诞生,之后一直膨胀至今。有人肯定要问,那宇宙诞生之前有什么?宇宙之外有什么呢?大爆炸理论认为,这种问法是错误的。按照爱因斯坦的相对论,时间和空间是合为一体的四维时空,则大爆炸的奇异点既是空间的起始点,又是时间的起始点。宇宙包含一切,没有宇宙之前,也没有宇宙之外。从星系退行的速度和星系间的距离可以反推宇宙的年龄,现在的看法,宇宙年龄大概为 140 亿年左右。      任何新理论的出现都要遭到保守者的反对,也只有经受这些考验,一个科学理论才能走向成熟。大爆炸理论也不例外,它提出之初,就不断遭到多数物理学家的反对,认为太违背永恒宇宙的信仰。相反大爆炸理论受到罗马教廷的欢迎,认为是上帝创造世界的间接证明。爱因斯坦也是稳恒宇宙的支持者,他为了得出了一个符合广义相对论的稳恒态宇宙模型,不惜假设了一个宇宙常数产生斥力以抵消引力的影响。这个凭空假设的宇宙常数使整个理论显得可疑。很多年后,当大爆炸理论最终被大家接受时,爱因斯坦称这个假设是他一生中犯的最大错误。      稳恒态宇宙理论另一个无法解释的问题是,夜空为什么这么黑?什么意思呢,如果宇宙永恒存在,按照目前观察到的恒星分布的密度,夜晚的星光应该很亮很密集,夜空将亮如白昼,而实际上我们只看到稀疏的星光。有人反驳说远处星星的光在传播途中被星际尘埃吸收了,但如果宇宙永恒存在,经过足够长的时间,尘埃总会被加热到足够热,也会发光,天空应该还是很亮。大爆炸理论解释说,由于宇宙膨胀得很快,恒星年龄也有限,目前远处恒星的光线还没来得及传到地球上,所以我们看不到太多的星星。      另一位稳恒宇宙的支持者质霍伊尔质疑大爆炸理论无法解释构成我们宇宙的各种元素是如何形成的,他提出了一个恒星炉模型。在这个模型中恒星是个大氢气球,在万有引力作用下,氢气聚集成恒星,恒星中心高温高压,氢原子在这里发生核聚变反应生成氦,反应产生的压力正好抵抗外有引力,产生的热使恒星发光。在恒星老年,氦元素继续聚变成氮、氧、硫,最终合成铁。当核聚变燃料烧完时,质量较小的恒星会先膨胀成一颗红巨星,再变成一颗黯淡的白矮星,主要由碳和氧构成,依靠电子简并压来抵抗万有引力。而超过钱德拉塞卡极限(约 1.38 倍太阳质量)的恒星会死于一场剧烈爆炸,亮度急剧上升(太阳亮度的 50 亿倍),此时的恒星称为 超新星 ,名字叫新星,其实是垂死的挣扎。根据史书记载,公元 185 年,中国人观察到半人马座超新星爆发,亮度超过金星(《后汉书》: 客星出南门中,大如半筵,五色喜怒,稍小,至后年六月消 ), 369 年又发现仙后座超新星爆发,亮度超过木星,其后又分别在 1006 (《宋史》: 景德三年四月戊寅,周伯星见,出氐南,骑官西一度,状如半月,有芒角,煌煌然可以鉴物,历库楼东 )、 1054 (《宋会要》: 至和元年五月己酉,出天关东南可数寸,岁余稍没。 )和 1604 年观察到豺狼座、金牛座和蛇夫座超新星爆发。      恒星死亡时,将这些核聚变合成元素喷发出来,再经过凝结形成新的恒星或行星。地球也是在恒星炉中锻造出来的,我们身上每个原子,都曾经是某颗恒星的一部分。行星被别的恒星俘获,构成了包括我们太阳系在内的星系。超新星的结局为中子星或黑洞。由于万有引力的压力太大,超新星在短暂的爆发后朝中心 坍塌 ,连电子都被挤压到原子核中,电子与质子中和变成中子,整个星体变成一个挨一个的中子形成的中子星,其密度如此大,一调羹这种物质就比地球总质量大好多倍。某些中子星由于自传和复杂的磁场作用,会周期性辐射高能射线脉冲,又称为脉冲星。      恒星炉模型非常好的解释了构成行星的各种元素的由来,但没法解释形成恒星的氢是如何来的,而且按照这个理论的计算,宇宙中恒星炉产生的元素氦的丰度(就是所占总物质的比例)没有实际上观察到的那么大。霍伊尔又假设氢是持续不断的从宇宙中创造出来的,这个凭空的假设和爱因斯坦的宇宙常数一样缺乏依据。而大爆炸理论认为,氢和氦都是在宇宙诞生后极短时间内被制造出来的。《圣经 创世纪》中说 上帝说要有光,于是便有了光 。按照大爆炸理论,宇宙诞生之初,没有物质,只有以辐射形式存在的能量。在宇宙早期极高的能量密度下,爱因斯坦著名的质能方程( E=mc2 ,原子弹和氢弹就是一丁点物质转化成能量的结果)使得能量与物质间维持持续不断的相互转化,达到一种热平衡,光子与核子间的比例约为 10 亿比 1 。而且高温下物质也表现得极像辐射,可以认为宇宙此时是一锅炙热的宇宙汤。具体来说,宇宙诞生 1 微秒后,随宇宙膨胀,温度下降到 1 万亿度,光开始转化成最基本的物质,如电子正电子中子质子中微子等。 3 分钟后,温度下降到 1 千万度左右,这时基本粒子开始结合形成最基本的原子核氢、氦以及少量的锂,宇宙的基本成分从此固定了。但直到约 38 万年之后,宇宙温度变成 1 万度时,原子核才能和电子结合形成原子。再往后,它们随宇宙膨胀而分散,但相邻的星云又在引力作用下聚集、凝结成恒星,大约在宇宙诞生后 10 亿年,宇宙中第一个星系形成,此时温度已经下降到零下 200 度。 150 亿年后的今天,温度约零下 270 度,我们的太阳是第二或第三代恒星了。在这一模型下计算得到元素氦的丰度正和我们今天的观测相符,从而霍伊尔的恒星炉理论反过来进一步支持了大爆炸理论。      恒星炉模型还有更深刻的意义,在研究恒星演化过程中,彭罗斯发现约数倍于太阳质量的大质量恒星不可避免的要崩塌到一个奇点上去形成所谓的黑洞,将此过程的发生顺序反过来就是一种爆炸。霍金将彭罗斯的结果应用在宇宙上,发现在广义相对论下,宇宙必然诞生于一次唯一的奇点大爆炸。这样宇宙大爆炸理论终于接近完善了。单单黑洞这个话题就值得开个专题来讲。黑洞,顾名思义,就是某种不可见的空洞,最主要的性质是其引力如此之大,以至于光线都无法从中逃脱,空间弯曲为一个闭合曲面。在黑洞中一切已知的物理定律都失效,我们所能观察到的实际上是不可观察的事件的集合的边界,即黑洞的视界。 黑洞无毛 ,一切物质落入黑洞之后就丧失原有的信息,黑洞仅携带面积、质量、温度、自转等少数几个可观测量,这似乎违反热力学第二定律 孤立系统熵增原理。然而黑洞有温度和熵,即也有辐射,以一种奇怪的方式遵从热力学第二定律,黑洞并非那么黑的。物质被吸入黑洞过程中被加速及加热,产生强烈辐射,以高能辐射喷流形式从黑洞转轴方向喷射出来,据信可产生可观测的伽玛射线。即使黑洞附近空无一物,黑洞视界附近也会偶然产生虚实粒子对,具有负能量的粒子被黑洞吸收,正能量粒子逃离,从而使黑洞来起来有辐射,并损失能量。黑洞蒸发速度或辐射功率随质量的增大而减小。大型黑洞质量可有太阳的一亿倍,温度甚至比宇宙微波背景辐射还低,故其蒸发小于吸收。银河系中心被怀疑存在这样的巨型黑洞,否则无法解释银河系本身自转的速度为什么这么大。事实上,科学家甚至估计宇宙中黑洞的数量比恒星还多。某些微型黑洞可能产生于宇宙大爆炸初期偶然的高温高压环境下,称为 太初黑洞 ,它有很强的辐射,实际上是白热的。最小的微型黑洞可能比原子还小。而一些中等大小的太初黑洞可能残存到现在,并有可能通过伽玛射线辐射观察到。      五、大爆炸的证据 宇宙微波背景辐射      经过多个回合的较量,大爆炸理论逐渐占了上风,然而还缺乏更直接的证据,物理不是宗教,需要切实的证明。前苏联物理学家伽莫夫(曾写过广受欢迎的相对论及量子论科普读物《物理世界奇遇记》)相信,宇宙创生之初产生大量辐射,很多辐射转化成了物质,但应该还有些辐射残存下来,而且应该充斥整个宇宙空间,像是宇宙的背景一样。如果能观察到这种辐射,就可有力的证明大爆炸理论的正确性。由于宇宙的膨胀,这些大爆炸产生的背景辐射要在今天观察到,其波长应强烈的红移到微波波段,温度冷却到约 3K 。美国两位科学家彭齐亚斯和威尔逊在调试贝尔实验室的微波卫星通讯装置时无意中发现了这个辐射,大爆炸理论由此得到多数宇宙学家的认同。      好,如果宇宙是在某次大爆炸中形成的,那最初所有物质应该在空间中均匀分布着。那么随着宇宙膨胀,宇宙中物质的分布应该也是很均匀才对,但为什么我们看到的宇宙这么不均匀呢?有的地方星系密集,有的地方空空如也。哈勃太空望远镜绘制出的宇宙图像进一步表明,宇宙存在着许多大尺度结构。星系的分布并非均匀,有长河和巨洞。有些地方,上百万个星系聚集到一起形成巨大的星系团。这种大尺度的不均匀性是哪里来的?大爆炸理论引入量子机制解释这一问题。量子力学中一个基本规律是不确定性原理,物质的位置和速度不能同时精确测定,具有一定的随机涨落。由于宇宙诞生自一个比原子还小的奇点,空间的局域导致量子涨落效应特别明显,所以容易由随机涨落形成一点点不均匀,进而在宇宙迅速膨胀过程中,这种不均匀保留下来,形成我们看到的大尺度不均匀结构。那么又要问,证据在哪里? 1989 年美国航空航天局( NASA )专门为此发射 科比 (COBE) 卫星,全面探测了微波背景辐射在各个方向上的分布,绘制了宇宙早期的辐射图像(宇宙蛋),真的发现了微小的辐射强度起伏分布,证明宇宙早期的确存在不均匀性,可形容为 宇宙的褶皱 。      六、新的挑战 暗物质、暗能量      似乎理论已经相当完善,人们试着来回答几个基本问题。首先,宇宙的形状是什么样的?什么叫宇宙的形状?打个比方,一只蚂蚁在地球仪上爬,在它看来,地面是平的,但是我们站在三维空间里知道,地球仪表面是弯曲的。如果蚂蚁想要知道它所处的面是不是弯曲,可以在地球仪表面画个三角形,测量三角形内角和,如果恰好等于 180 度,则称符合欧几里德几何,表面就是平的,如果不等于 180 度,则符合非欧几何,表面是弯曲的。 物质告诉空间如何弯曲,空间告诉物质如何运动 。根据爱因斯坦的广义相对论,引力可以使空间弯曲,就像人走在一个软垫子上,人所处的位置总塌下去一块。在大质量星体附近,我们可以看到这种空间弯曲的效应。广义相对论被世界承认正是通过爱丁顿在某次全日食时观测星光的偏移实验。星系或星系团的质量比单个恒星要大得多,可使周围使空间弯曲形成 引力透镜 ,星系背后的星光被重新聚焦,一颗星星可能形成多个像或弧形的像。当很大的质量聚集在小的空间中时,周围的空间被弯曲得如此强烈,光线不能从中逃脱,这就是黑洞。      如果考虑整个宇宙,空间形状也可能是弯曲的,但是我们在三维空间中不能直观感觉到这种弯曲,得想办法测量。宇宙空间的形状有开放、平直和闭合三种可能,取决于引力和膨胀速度之间的竞争。其中使引力恰好与膨胀速度平衡的临界质量可以计算出来,大约是每立方米一个核子。那么怎么测量整个宇宙的形状呢?也是靠测量广大空间中的三角形内角和。测量不同方向上的宇宙微波背景辐射来确定三角形两条边,第三条边靠背景辐射背景的不均匀性大小确定,背景的微小扰动以产生辐射时的声速传播,距今对应 1 度的观测角。 2001 年 MAP 卫星最终测量结果发现我们的宇宙确实是刚好平直的。如何解释?由此古思提出了 暴涨 理论,认为宇宙在诞生之初经历了一个急速膨胀的过程,之后再以较慢的速度膨胀。暴涨理论能解释平直空间、宇宙年龄等重大问题。宇宙开始的可能弯曲由于暴涨而拉平了,就像一个气球越膨胀,气球表面就越接近一个平面一样。暴涨还可以解释磁单极问题。宇宙诞生之初由于很高的能量密度,应产生大量磁单极,但目前地球上尚未观察到。暴涨理论认为宇宙的剧烈膨胀使磁单极密度迅速变得稀疏,故地球上很难观察到。      既然已知我们的宇宙是平直的,那么整个宇宙的质量密度应该正好在临界值,然而把我们所能见的所有恒星行星星云都包括在内,质量密度也远远不足以使宇宙呈平直形状。由此推测,还有很多物质以某种观察不到的方式存在,称为 暗物质 。尽管不能直接看到暗物质,但它们通过引力与可见的星体作用,因此仍可估算其多少,目前认为,暗物质是可见物质质量的几十倍。       然后,宇宙的年龄有多大?之前我们说到过,通过星系间的距离和星系退行速度,我们可以反推宇宙年龄,但是由于星系间引力作用更大,星系退行速度应该是一直在减小。综合这些因素,由哈勃太空望远镜的数据计算得到宇宙的年龄约 100 亿年。但当时已知一些大的星系团的年龄有 120 亿年,这就导致宇宙年龄比宇宙中天体年龄还小,显然是不可接受的。后来,通过对一些超红移超新星的观测发现,这些遥远超行星的亮度比预期要暗,也就是说它们的距离比预期要远,必须认为宇宙一直在加速膨胀才能解释。宇宙的加速膨胀重新修正了宇宙年龄,约为 140 亿年,这样就不会与古老星系团的年龄相矛盾了。但这又带来新的困难,什么机制使宇宙加速膨胀?因此又提出由 暗能量 提供排斥力使宇宙膨胀,似乎爱因斯坦的宇宙常数又回来了。总结起来,我们所能观察到的所有恒星行星星云加在一起,不过占宇宙成分的 5% ,而暗物质占 25% 左右。物质和暗物质加起来占 1/3 ,暗能量则占 2/3 。宇宙的未来似乎并不乐观,按照目前的理论,宇宙将会永远加速膨胀下去,最终夜空中所有的星星都将消失,太阳系将成为宇宙中的孤岛。      看来大爆炸理论还有很多未解之谜。暗物质是什么?暗能量又是什么?黑洞内部发生了什么?奇点是什么?我们所知越多,未知也越多。在霍金等发展的量子引力论中,奇点可以理解为量子涨落,从而再次取消了上帝存在的必要性。在时间很精确的某一瞬间,能量突然涨落到产生整个宇宙,之后宇宙就按照大爆炸模型演化,直到在某颗蓝色的星球上进化出生命我们。可能在我们的宇宙中也时时刻刻由于能量涨落在产生新的婴儿宇宙,就像天空中漂浮着的热气球。那里的物理规律和我们的世界完全不同。我们也许有可能观察到这样的宇宙存在。 (附件1:) Aging, age pigments and concentration-dependent sh ift of autofluorescence.
个人分类: 科学之道|9614 次阅读|24 个评论
宇宙的来历
热度 1 txlu 2009-12-27 17:39
宇宙的来历 宇宙的来历.pdf
个人分类: 未分类|4437 次阅读|2 个评论
什么是世界的本源
yangbfh 2009-11-25 16:33
一个偶然的机会,引发了我的兴趣. 看一篇介绍宇宙大爆炸理论的文章里提到, 宇宙来自一个 能量奇点, 那么在这个奇点有物质吗? 宇宙是先有的能量,还是先有的物质? 现在已经我们知道, 物质的演化是能量推动而来的,包括所有的元素制造都是由恒星的核聚变而来. 还有一个现象,引起了我的注意, 据说宇宙中存在大量反物质, 据说物质与暗物质相遇会全部湮灭为能量. 由此,我认为宇宙的起点是不是来自于能量, 而所有的物质都是能量演化的结果, 包括我们生命本身. 可能本人纯属没事瞎寻思, 还请大家踊跃讨论, 欢迎排砖.呵呵.
个人分类: 生活点滴|28 次阅读|0 个评论
人的生长过程也是大爆炸吗?——我看宇宙大爆炸理论
sheep021 2009-7-12 12:17
一 背景:宇宙大爆炸理论 1932 年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论:整个宇宙最初聚集在一个 原始原子中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了我们的宇宙。 美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中,提出 了热大爆炸宇宙学模型:宇宙开始于高温、高密度的原始物质,最初的温度超过 几十亿度,随着温度的继续下降,宇宙开始膨胀。 1965 年,彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙背景辐射,后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹,从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们也因此获 1978 年诺贝尔物理学奖。 观点:星系正在远离我们 宇宙正处于膨胀状态。 哈勃证明了,星系离我们越远它远离我们的速度就越快。 目前已有的证据: 1 .宇宙微波背景辐射 2 .宇宙膨胀和哈勃望远镜观测到的星系红移 二、我的观点 宇宙大爆炸理论不过是个漏洞百出的假说罢了。问题可能比证据多。尚待进一步发展完善 1.1 假如真的宇宙起源于一次大爆炸,宇宙正处于膨胀状态,依然有很多问题存在: 1) 爆炸中心? 所有星系正在远离我们。这说明我们(地球,或太阳系)简直太幸运了,正好出于爆炸后的核心地带一动不动,所以才会出现所有星系都在远离我们这一现象。那么地球是如何形成的呢?他怎么没有被炸出去呢?这与西方早期的地心说、日心说有何区别呢?不过是范围更大一些罢了,中心还是人类自己脚下这块地。 2) 时空有始终? 宇宙也即是时空,宇宙产生于一次大爆炸,那么时间空间也将由此开始,这与我们都承认的空间是无限的,时间是无始无终的,这个常理相矛盾。 3) 人的生长过程也是大爆炸吗? 我们知道,人之初,源于一个细胞,无限分裂后逐渐演化成人,渐长渐大,到 18 岁时身体基本定型。如果我们把人体发育过程 缩短成 1 秒钟再回放的话,那么这 1 秒钟内从一个细胞到一个人体的变化过程算不算一个大爆炸呢?假设恰好有个观察者一直位于细胞中心位置一动没动,对于他来说是不是也同样能观测到所有物质都在远离他,宇宙正在膨胀之中呢?我想,一定会的。 但是,我们能由此认为人体也是开始于大爆炸呢?当然了,作为一个局外人,我们不会这么认为,但是那个不识庐山那真面目,只缘身在此山中的观察者呢?他肯定会跟我们辩论,因为他有确凿的证据在手啊。 1.2 相关思考 回顾现代科学的发展史,就是一部不断认识客观世界的历史,不断纠正错误的历史,就是一部真理与错误不断斗争的血腥历史。很多时候,代表错误观点的力量太大,真理不仅不被承认,反而被斥为异端,邪说,伪科学,并惨遭迫害,甚至被杀死、烧死。 到目前为止,科学界对宇宙的认识,用瞎子摸象来形容一点也不夸张,现代物理中的悖论就是几个瞎子各摸各的造成的后果,每个人都摸到了大象的一个细节,证据确凿,但谁也没摸到全象。 问题是瞎子们还特别固执, . 他只信自己知道的 , 不信别人知道的,所以一直吵吵闹闹。 三、延伸阅读:其他反对观点 3.1 宇宙大爆炸的理论被全面的推翻了 宇宙大爆炸的理论被一个中国的挑战者全面的推翻了,其实中国百分之九十的人并不相信大爆炸的理论,这说明中国人是聪明的,权威也麻醉不了他们,因为他们相信的是真理,因为他们知道只有讲规律,讲道理,讲根理的思想才是真理。 我在各个网络收集了所有的挑战者的观点,经过整理、编排,挑战者从五个方面否定了宇宙大爆炸的理论:一是宇宙大爆炸这个提法就是错的,宇宙是个空间,空间是不会爆炸的。如果宇宙是在爆炸后,膨胀变大的,那容忍宇宙这物体,膨胀的空间又叫什么呢;二是我们知道否认是聚变,还是裂变,都是损失物质的同时放出能量。这就说明物质和能量有是不可分割的,它们的最初是等同的。所以,能量不可能脱离物质无限的大,物质也不能脱离外在的压力无限的压缩;三是宇宙大爆炸,一方面说爆炸后,宇宙快速的膨胀,不停的膨胀;一方面又说,在膨胀中会不断的产生各种元素,各种元素会越积越多,越积越厚,最后聚集成了天体。积累是要在相对静止的环境中才能完成的。这就好比是一群男女从一个地方四向奔跑,不停的奔跑,在奔跑中谈恋爱、生孩子这可能吗?四是我们知道慧星是各种积云,尘物积云汇聚而成的,它的体积可以很大,但是它的比重却很低。我们的太阳、地球比重都很大,特是它们的核子,不象是自然聚集而成的,到象是在强大的外力作用下,压变而成的;五是我们知道氢元素,在聚变的时候会产生巨大的能量, E=MCC ,这说明氢元素里面封锁着很多微小的物质,象是被外力压缩进去的。宇宙大爆炸后,不停的膨胀,出了高温没有任何的作用外力,所以,它不可能产生氢元素,也不可能产生任何元素。 大爆炸给人的感觉是三种思想的全体:一是古代的神话;二是膨胀的理论;三是裂变的道理。古代的神话百分之九十五是错的;膨胀的理论也有问题,因为并不是所有的星体都远离我们而去,只要有一个天体向我人们走近,就存在其它的原因,因为我们看到的只是宇宙的一个角,是宇宙的二十分之一左右;裂变是碰撞导致的,不是个自的行为。 3.2 宇宙大爆炸理论就是当代地心说 http://blog.tech110.net/?uid-2491-action-viewspace-itemid-18112 宇宙大爆炸不仅仅是科学研究,更像是一种世界观和宗教的灌输,它宣称发现了宇宙的起源,却忽视人类目前观测的局限性。宇宙大爆炸理论的拥蹙者们仿佛是中世纪的术士和牧师,站在神坛上自以为掌握了宇宙的秘密,人类发展过程中,由于视野的局限,宗教往往在一个时代的科学边缘装神弄鬼。 中世纪以前人类的视野无法发现太阳系的规律,于是地心说成为无法打破的宇宙观,当科学发现地球围绕太阳运转时,地心说被击得粉碎。几百年后的科技使人类观测到更远的距离,甚至达到百亿光年,这个距离看起来很远,但对于更远距离的世界,仍然是一个可笑的小范围 . 一个小学生理解水平的事实就可以将宇宙大爆炸理论的气球戳破,假设地球是水塘中央的水分子,在地球周围,百亿光年的距离都是水塘的范围,在水塘之外是广漠的草原,由于人类观测距离的局限 , 我们只能发现水塘的水而不可能发现陆地和鲜花。宇宙大爆炸理论的可笑之处在于以为小水塘里的规律就是整个宇宙的秘密,而且宇宙大爆炸是不是小水塘的规律仍然有很多矛盾和疑点,用西方的例子讲这就是新时代的地心说,用中国话讲,这就是井底之蛙。 几百年后地心说的徒子徒孙们再次跑出来故弄玄虚,只是变换了手法,用了一大堆数学公式和物理公式,像中世纪的牧师一样用高深的理论威慑俗世的人们,他们的强盗逻辑完全相同,那就是: 1 。按照我的逻辑去推导,你会推导出地心说或者宇宙大爆炸 2 。不按照我的逻辑推导,那是因为你很浅薄,不能理解我的领域,因此你的推导是错误的 3 。虽然我也不能彻底证明地心说(当时)或者宇宙大爆炸,但你也不能彻底否定,因为前面两条的原因,我的结论是正确的。 中世纪向大众宣传地心说,如果被称之为 科普 , 现在看来那是愚蠢的事情,那么现在 科普 宇宙大爆炸是不是也可能是可笑的事情。 我们应该尊重宇宙大爆炸研究者的工作,并愿意向他们学习,但反对将一个未被证实的,存在很多矛盾的理论急匆匆的拿来当 科普 3.3 宇宙大爆炸学说是最大的伪科学 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=38668 当我发现数学对于无穷大的定义不严密时,什么宇宙大爆炸学说啊,它不过是一个有一些很有理论水平的学者演绎出来的。尽管这些学者的理论水平很高,所谈论的很多东西可能都是真理,但是真理向前迈一步就是谬误,真理并不总掌握在这些学者手里,宇宙大爆炸学说实际上是属于伪科学的东西。 无穷大在大爆炸宇宙学扮演什么样的角色?有科学家说宇宙是从温度无限高,密度无限大的一点,轰然炸开的?宇宙都不是无穷大的,这些科学家却可以演义出温度无限高,密度无限大的概念,这些科学家可真是翻手为云,覆手为雨啊! 这样的宇宙学可能科学的吗? 宇宙是人类真实面对的最大的客观对象,她只能是无穷大的。而无穷大的东西不需要用方程来描述,也不能用方程描述。 另外,大爆炸宇宙学还有一个重要的悖论情形:宇宙是有限的,这意味着宇宙之外什么都没有!但是,它所演义的宇宙图景,俨然是有人站在宇宙之外! 宇宙大爆炸对人类而言是悲剧,而不是喜剧。因为大爆炸时的宇宙是没有人类的或生命的,当然由于地球人类是有起源的,这似乎没什么太大的关系。但是,如果指称宇宙以后必然大挤压,对人类而言将是何等的残酷! 四、其他相关 杨少祥: 0 是人类认识世界的基础和方法 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=20219 1 代表客观物质世界, 0 是我们认识世界的基础和方法;没有 0 点,就没有数学、物理学,也没有哲学。人类只有通过设置 0 点才能认识世界,而且人类正是以自己为原点 ( 中心或 0 点 ) 认识世界的。 促使对立双方的矛盾特性趋于 0 是解决问题的方法; 0 的作用在于促进对立双方发生质的改变,促使其矛盾特性消失,从而使对立双方重新回归其统一体。 由于绝对的 0 是不存在的,平衡只是相对的,随着时间的流逝,将不断产生出新的不平衡,这是物质世界和社会发展的必然,即 0 体现了是客观规律的作用; 0 是一种平衡关系,是 秩序 的表现形式; 0 绝不是简简单单的一个数。 从 x1/x =x 1+(-1) =x 0 =1 的形式上看, 0 与老子所讲的 道 颇为相似,由于 道 的哲理深邃,我们很难准确把握老子之原意,但我们至少可以从这个角度去理解老子关于 道生一、一生二、二生三、三生万物 的哲学思想【 6 】 0 的深奥与宇宙的神秘是一样的。 宇宙是无穷的,其魅力也是无穷的,尽管物理学所能研究的范围是有限的,但人类对宇宙和物质世界的科学探索和哲学思辨是没有止境的,这也正是科学与哲学的魅力所在。 数学、物理学和哲学都是人类智慧的结晶,是人类对世界的认识。本文将数学、物理学和哲学有机地联系起来,在一定程度上可以帮助我们理解科学与哲学之关系
个人分类: 科学超人|1613 次阅读|0 个评论
论零物质 On Zero Matter
xu782219 2009-6-8 11:14
论零物质 On Zero Matter 定义;性质;潜能;实例 徐鸿儒 关键词: 负物质,零物质,老庄哲学,道,原始原子,精神 摘要: 负物质是与 正物质质量相等而性质完全相反对立的物质,零物质是正物质和负物质之间的物质。零物质具有特殊的性质。老庄之道是零物质,原始原子是零物质,精神是零物质,自然规律是零物质。 A.定义 辩证法认为,一切事物都有对立面,失去了对立的一方,另一方也就不存在。我们常见的物质也应有与其相反而对立的另一种物质存在。 创立相对论性量子力学的英国理论物理学家狄拉克(Paul A.M.Dirac,1902~1984)首先预测了反物质 ( anti matter ) 的存在。1928年狄拉克用4行4列矩阵把非相对论性的薛定谔方程推广到相对论,获得著名的狄拉克方程。在解方程求解能量E时,最后开平方得到能量E的负值根。以前人们都把负值根作为无意义的增根舍去,而狄拉克则认为在量子力学中负能态也是有意义的。也就是说,他认为存在着负能量,从而得出存在反物质的结论。 狄拉克把正电子作为电子的反电子,认为 正电子除了电性和电子相反外,一切性质和电子都相同。 1932年, 美国青年物理学家安德森( Carl David Anderson )在宇宙线实验中观察到高能光子穿过重原子核附近时,可以转化为一个电子和一个质量与电子相同但带有的是单位正电荷的粒子,从而发现了正电子,狄拉克对正电子的这个预言得到了实验的证实。 爱因斯坦也曾经根据相对论预言过反物质的存在: 对于一个质量为 m ,所带电荷为 e 的物质,一定存在一个质量为 m ,所带电荷为 -e 的物质(即反物质) 。 1955 年,美国物理学家西格雷等人用人工的方法获得了反质子。此后人们逐渐认识到,不仅质子和电子,所有的微观粒子都有各自的反粒子。许多人认为 宇宙中的每一种粒子都应该有一与之对应的反粒子,它带有数值相等而符号相反的电荷,宇宙中有多少由质子、中子和电子结成的物质,就必定有同样多的反质子、反中子和正电子结成的反物质,宇宙中的正反物质应该是严格对称的。 华裔美籍物理学家丁肇中,目前正在进行的AMS实验,把大磁铁发送到国际空间站,就是 去 寻找宇宙中的暗物质和反物质 ,美国和许多国家的政府都愿意帮助他。 由丁肇中主持的这项研究已有 16 个国家的科学家参与其中,投入的资金更是高达 1000 多亿美元。丁肇中认为,如果反物质确实存在,当正物质与反物质碰撞时可以产生巨大的能量。 但是,如上所述的反物质 ( anti matter ) 与 正物质只是所带电荷符号相反,其他都相同,而且质量还都是正值,并不与正物质完全相反对立。根据辩证法,肯定还应该有与正物质质量相等而性质完全相反对立的物质存在。 我们把与正物质质量相等而性质完全相反对立的物质定义为负物质 (negative matter) 。 负物质与正物质质量相等而符号相反,所带电荷数值相等而符号相反。如此则,负物质和正物质互为负物质;负物质与正物质相遇也发生湮灭,但不释放能量,而是能量消失,变成质量为零的中性物质。 1928 年狄拉克认为 存在着负能量,从而得出存在反物质的结论。 按照质能方程 E=MC 2 ,能量 E 若为负值,光速 C 2 不可能为负值,只能是质量 M 为负值,就是说理论上负质量的物质负物质是存在的,而且不仅仅是辩证法可以推导出其存在。 不知道当初狄拉克为何没有沿着负物质的概念走下去,而是用了反物质这个词,并且还转向找反物质正电子去了。自此,反物质和负物质两个概念分道扬镳,各自扮演着不同的角色。 可惜至今尚没发现负物质,更没发现 以负物质组成的负宇宙。 在已确定物质质量坐标的物质系统中,在质量数轴上,正物质和负物质的分界是坐标原点,即零点。它代表的物质是质量为零的物质,我们称它为零物质(zero matter)。零物质是质量相等(质量的绝对值相等)、性质相反(一正一负)物质的中间物质。 B. 性质 1.零物质在物质质量数轴上只有位置,但它本身没有大小。 2.零物质结构特殊,无形无状,没有体积,不占空间。 3.零物质是质量为零的一种特殊物质,像其他一切物质一样,它的运动符合已知自然规律。但是,由于零物质的质量为零,所以它具有一些与其他物质不同的特殊运动规律。例如: 因为零物质的质量为零,所以它没有重力,即它与其他物质之间不存在引力; 因为零物质的质量为零,所以它运动不需要能量; 因为零物质的质量为零,结构特殊,所以它既不可能带正电又不可能带负电,电位永远是零,它既不受电场的影响又不受磁场的干扰; 因为零物质无大小无形状,至柔,故可以穿透任何实体,正如老子在《老子四十三章》中所说的 天下之至柔驰骋天下之至坚。无有入无间 。 因此,零物质可以在宇宙中随意驰骋,不存在丝毫阻拦;而且驰骋是即时的,不花费时间,不受空间限制,即零物质可以超越时空。或者说其体积是至小无内、至大无外。 4.因为物质不灭,所以零物质不灭。 5.因为物质具有多样性,所以零物质也具有多样性。 虽然暗物质对光、电、磁、核都不起作用,但通过引力场可以探知它的存在,说明它具有非零质量。而零物质质量为零,对引力场也不起作用,所以暗物质并不是零物质。 C.潜能 一定量的正物质和与其绝对值等量的负物质形成一个物质对 (matter-negative matter pair) ,具有唯一性。分开时它们是物质对,而合起时便湮灭为零物质。因为正物质或负物质的质量有无限多个,所以物质对便会有无限多个,而无限多个物质对湮灭时产生的零物质也会有无限多个。它们的性质当有差异,而且这差异也具有唯一性。就是说,每一个具体的零物质与其他具体的零物质的差异具有唯一性。但由于零物质有无限多个,所以这种唯一性也有无限多个。 差异产生信息,某差异产生的信息就是代表该差异的符号。从此意义上来说,信息就是那差异。因为非零物质有无限个,所以每一个具体的零物质都荷载着其特有的与无限个非零物质相较产生的无限个信息;反过来,每一个具体非零物质都荷载着其特有的与零物质相较产生的特定的具体信息。另外,不同的物质排列组合即组织结构,不同的物质层次,不同的物质运动规律和形式等,形成了千姿百态的万事万物,它们荷载的信息更加复杂,也更加丰富了宇宙中的信息。但是零物质的特性决定了零物质荷载的信息是无时不在、无所不在,即超时空的,而其他物质荷载的信息则是时空有限的。 零物质虽然质量为零,但它可以分解为任意大的质量对,而那任意大的每一方的能量都是可以任意大的。 D.实例 因为目前的技术手段,还无法检测到零物质,所以我们只能用比较和逻辑推理的方法来推知零物质的存在。 1.老庄之道是零物质 在《老子》一书中,老子常用 无 , 无形 , 无物 , 无状 等否定性的词来描述道。 任继愈 先生认为,老子 在中国哲学史上第一个作为万物之本的负概念──无的范畴,是表明人类认识前进的重要里程碑 。(任继愈《老子新译》,上海古籍出版社出版,1985年第二版) 《四章》云: 道冲,而用之或不盈。渊兮,似万物之宗。挫其锐,解其纷,和其光,同其尘。湛兮,似或存。吾不知谁之子,像帝之先。 任继愈 先生译为: 道不可见,而用它(道)却用不完。是那样的渊深啊,(它)好像是万物的宗主。它不露锋芒,超脱纠纷,涵蓄着光耀,混同着垢尘。是那样无形无象啊,它似亡而实存。我不知道它是从哪里产生的,(只知道它)出现在上帝之先。 《十四章》说,道 视之不见 , 听之不闻 , 搏之不得 , 此三者不可致诘。故混而为一 。 复归于无物。是谓无状之状,无物之象 。 老子说: 道之为物,惟恍惟惚。恍兮惚兮,其中有象;恍兮惚兮,其中有物;窈兮冥兮,其中有精,其精甚真,其中有信。自古至今,其名不去,以阅众甫。 (《十四章》) 老子认为,道是一个混然一体的东西,它先于天地而存在。无声,无形。它永远不依靠外在的力量,不停地循环运行。它是天下万物的根本。── 有物混成,先天地生。寂兮寥兮!独立不改,周行而不殆。可以为天下母。吾不知其名,字之曰道,强为之名曰大。 (《二十五章》) 老子认为道永远是无名。但是道虽小,天下却没有能支配它的。── 道常无名。朴虽小,天下莫能臣之。 (《三十二章》) 老子认为道是无所不在的,有了道才有了万物。── 大道泛兮,其可左右。万物恃之而生而不辞,功成不名有。 (《三十四章》) 《三十五章》说: 道之出口,淡乎其无味,视之不足见,听之不足闻,用之不足既。 道常无为而无不为 。(《三十七章》) 天下万物生于有,有生于无 。(《四十章》) 大象无形 , 道隐无名 。(《四十一章》) 老子说,道是万能的万事万物的主宰,顺者兴,逆者亡。 天网恢恢,疏而不失 。 (《七十三章》) 《庄子》关于道的论述与《老子》是一致的,而且叙述得更明确、更细密,内涵还有扩展。例如,庄子认为精神也来自无形的道。他说: 夫昭昭生于冥冥,有伦生于无形,精神生于道,形本生于精,而万物以形相生。 (《知北游》) 庄子把道看成产生一切有形个体的根源,道本身是超感觉、超时空,却又是一切有形个体存在的根据。他指出: 夫道,有情有信,无为无形;可传而不可受,可得而不可见;自本自根,未有天地,自古以固存;神鬼神地,生天生地;在太极之先而不为高,在六极之下而不为深,先天地生而不为久,长于上古而不为老。 (《大宗师》) 庄子认为,道不能有任何具体的规定性,因此道是无;正因为道是无,才能成就其全的性格。庄子意识到 是非之彰也,道所以亏也 。(《齐物论》)不管对事物作出任何规定,都是对道体的普遍性和永恒性的限制。庄子举例说: 有成与亏,故昭氏之鼓琴也;无成与亏,故昭氏之不鼓琴也。 (《齐物论》)这也就是晋代注《庄子》的大家郭象所说的 彰声而声造,不彰声而声全 。因此不具有任何规定性的道才能保有一切具体事物的规定性,从这个意义上讲无也就是全。 庄子在《天地》篇中说: 视乎冥冥!听乎无声。冥冥之中,独见晓焉;无声之中,独闻和焉。故深之又深而能物焉,神之又神而能精焉;故其与万物接也,至无而供其求,时骋而要其宿。 ──道,看上去那么深远,听起来又是那么寂静无声。深远之中,却能看见晓的真迹;无声之中,却可听到万窍唱和的乐音。深而又深之中,却能产生万物;玄妙而又玄妙之中,却能产生精神。所以道和万物相连接,道体虚寂却能供应万物的需要,时时驰骋不已却能成为万物的归宿。 太初有无,无有无名;一之所起,有一而未形。 ──宇宙起源的太初,一切都存在于无,没有有,也没有名称;道的开始呈现混一的状态,混一的状态还没有形成实体。 庄子在《天道》篇借老子的名说,道存在于万物中,又包含万物,道渊深得不可测量。 夫道,于大不终,于小不遗,故万物备。广广乎其无不容也,渊乎其不可测也。 《知北游》篇记述,东郭子问于庄子曰: 所谓道,恶乎在? 庄子曰: 无所不在。 由上可知,老庄认为,第一,道是无,看不见,听不到,摸不着,无形无状,但在逻辑思维中是可以认识的。第二,道至小无内,至大无外,无所不在。第三,道是宇宙的本源,是万物的源始,是 天下母 。第四,道主宰万物。 以此四条与零物质的特性相比较,仅根据第一、第二两条,就完全可以判定老庄哲学中的 道 就是零物质。如此,则是零物质产生了宇宙万物(第三);是零物质蕴含着自然规律和自然法则,随时随地、一视同仁地监管着、规定着它所创造的宇宙万事万物的发展和变化(第四)。这就是 道 的物理意义。 《周易大传系辞上》: 是故形而上者谓之道,形而下者谓之器,化而裁之谓之变,推而行之谓之通,举而措之天下民谓之事业。 形而上,即无形。道无形,零物质无形,道即是零物质。 有不少的宗教人士常常说 连爱因斯坦这样的大科学家也相信上帝 , 以为自己信仰上帝壮威。爱因斯坦的确有信仰,并把自己的宗教命名为 宇宙教 。他信仰上帝,但是他指出他是 信仰斯宾诺莎的那个在存在事物的有秩序的和谐中显示出来的上帝,而不信仰那个同人类的命运和行为有牵累的上帝 。这个上帝正是老庄哲学 道 的概念。因为 道 有事物发展规律的涵义,而且 道 讲的 事物发展规律 是事物发展客观存在的秩序,是 在存在事物的有秩序的和谐中显示出来的 ,不是人格化的神,它与 人类的命运和行为 毫无 牵累 。 2.原始原子是零物质 在宇宙生成之前,老子认为 有物混成,先天地生 。(《老子二十五章》)庄子认为 太初有无,无有无名;一之所起,有一而未形 。(《庄子天地》)道呈现混然一体的状态,还没有形成实体。就是说,太初是一片零物质充斥的虚无的混沌状态,只有无,而无有,无名,亦无形。 太初混一的状态中,虽然 道之为物,惟恍惟惚 ,但是 恍兮惚兮,其中有象;恍兮惚兮,其中有物;窈兮冥兮,其中有精,其精甚真,其中有信。自古至今,其名不去,以阅众甫。 (《老子二十一章》)老子是说,道虽然恍惚,但恍惚之中有实物,深远暗昧中却涵着极细微的精气,这极细微的精气最具体最真实。自古至今,它的名字永远不会消失。根据这极细微的精气,才能认识万物所起始。虽然 有一而未形 ,但是 未形者有分,且然无间 。(《庄子天地》)庄子是说,虽然没有成形体却有阴阳之分,不过阴阳的交合是十分的吻合而没有缝隙的。 解读:太初混一状态的零物质中,有实物,有阴阳。这实物便是以前的正物质宇宙和负物质宇宙的质量的总和,二者原是一个巨大的物质对,湮灭后形成了这一混一的零物质;这阴阳便是指的全部正物质和全部负物质对立的势力,虽然它们交合得十分吻合,但它蕴藏着分裂发展的动力,这是零物质能够分裂的内因。 老子曰 道生一,一生二 。(《老子四十二章》)《周易大传系辞上》曰: 是故易有太极,是生两翼,两翼生四象,四象生八卦。 就是说,一分为二是自然界的根本法则,现代哲学也公认。所以说,零物质的分裂是必然的。 宇宙产生于 大爆炸 (Big Bang) 已经得到科学界众多科学家的认同。但是,究竟是什么东西发生 大爆炸 产生了宇宙?比利时天文学家 乔治爱德华勒梅特 ( Lemaitre , Abbe Georges Edouard 1894 ~ 1966 ) 说是 原始原子 ,英国物理学家斯蒂芬霍金(Stephen W.Hawking)和罗杰彭罗斯(Roger Penrose)则证明了宇宙起源于一个 奇点 。 奇点 是个数学概念,指的就是 原始原子 。它体积无限小,质量无限大,密度无限大,时空曲率无限大。 这样的原始原子,虽然 体积无限小 但也是 有 ,况且还 质量无限大,密度无限大,时空曲率无限大 ,更说明是 有 。所以,这一假说不符合老庄宇宙产生于无的论断,而且也没指出原始原子的来处,这有违物质不灭定律或能量守恒定律。根据 有生于无 的论断,某零物质才是真正的原始原子。但它的体积为零,质量为零,密度为零。 大约140亿年前某一瞬间,某零物质(真正的原始原子)受到扰动,即是受到了某 量子涨落 正好和某 自组织行为 相遇的共同作用的扰动。 扰动 这个外因促使该零物质内部正负(阴阳)矛盾对立的斗争激烈化,达到势不两立程度,导致其发生分裂,一分为二,变成为两个新 原始原子 :一个完全由正物质组成,叫做 正(阳)原始原子 ;另一个完全由负物质组成,叫做 负(阴)原始原子 。二者质量的绝对值相等,都体积无限小,质量无限大,密度无限大,时空曲率无限大,温度极高。内含的非零物质都是质量无限接近于零的微小颗粒,颗粒的体积比原始原子的体积是更高阶的无穷小。但是就在这无限小的空间里,却包含了整个宇宙的质量:正原始原子包含着全部正宇宙的质量,负原始原子包含着全部负宇宙的质量。由于新原始原子内的空间极狭小,密度无限大的非零物质难以施展其运动的本性。 如果不把零物质算作通常意义上的物质的话,那么可以说是某零物质的分裂产生了物质,无(零物质)产生了有(非零物质)。这就是老庄哲学所说的 有生于无 的本义。但是这个 无 字的含义是无形无状、质量为零,不是 没有 的意思。零物质一分为二产生非零物质,并非是字面意义上的 无中生有 ,实际上还是 有生于有 。零物质一分为二产生正负两个原始原子,是完全符合物质不灭定律或能量守恒定律的。 在新生的正原始原子和负原始原子极狭小的体积内,全部是由无限多同性物质颗粒组成的,因而存在着巨大的斥力。此斥力促使二原始原子在10亿分之一秒的时间内同时各自分别发生了 大爆炸 ,形成了两个宇宙:正原始原子爆炸形成了正物质的宇宙──正宇宙,负原始原子爆炸形成了负物质的宇宙──负宇宙。两宇宙平行发展,各行其道,完全对称,只不过是正宇宙的物质质量都为正值,负宇宙的物质质量都为负值。 大爆炸 后非零质量的物质运动产生了时间和空间,非零物质不断的运动使时间沿直线前进,使空间不断扩张。非零物质的不断运动产生了物质的各种排列组合形成的多态多性、多层次、变化无穷的万事万物。非零物质继续运动,新生事物不断增加,时空继续膨胀。 以上就是用零物质理论对老庄宇宙论的新解读。老子在《老子四十二章》概括地总结性地叙述过他的宇宙论: 道生一,一生二,二生三,三生万物。万物负阴而抱阳,冲气以为和。 这段话可作如下的解读。 道生一 :道产生混一状态的混沌系统,即零物质,即原始原子。 一生二 :系统分裂为对立的两个方面,即零物质分裂为正负两个原始原子。 二生三 :对立的两个方面产生众多的第三者,即正反两个原始原子分别发生了 大爆炸 产生出众多的新生物。秦前,三有众多的含义。《国语周语》: 人三为众,女三为粲,兽三为群。 三生万物 :新生的众多的第三者产生万物,即众多的新生物不断地相互作用,排列组合,不断产生出更新的新生物,不断丰富和发展万物。 万物负阴而抱阳 :万物内蕴含着阴阳,即万物遗传有母体原始原子(某零物质)的结构与特性,蕴含着矛和盾对立的势力。 冲气以为和 :万物中的阴阳在看不见的气中得到统一,即万物都是在自然规律和自然法则约束下的矛盾统一体。 正宇宙和负宇宙对称存在和运行,我们生活在正宇宙。我们可以参照正宇宙的运行实际,按镜象对称原则推知负宇宙的运行情况。而正负二宇宙的信息沟通和能量交换极可能便是通过黑洞作为隧道来实现的。 随着非零物质运动的不断发展,时间、空间便不断地扩张,总质量保持不变,密度和时空曲率在逐渐减小。据现代科学研究推断,当时间前进到10 -43 s这个瞬间(普朗克时期),可观测宇宙的尺度的半径扩为10 -38 cm,密度为10 -37 t/cm 3 ,温度降至10 -38 ℃。此后,便是人们了解较多的宇宙发展了。迄今,时间已前进到140亿年,宇宙经过膨胀、冷却,可见物质的平均密度为210 -31 g/cm 3 。 非零物质继续运动,时空继续扩张。直到空间扩张到某临界值,使得非零物质的分布变得极为稀薄,(正、负)原始原子内产生的斥力与物质的引力达到相等而平衡,非零物质为引力所束缚,再也无余力进行扩张运动,被圈束在空间的边缘之内。于是,空间达到极大,宇宙停止了膨胀,温度降到了最低。正宇宙和与其同步运行的负宇宙,同时都变成死寂的宇宙。 老子说: 大曰逝,逝曰远,远曰反。 (《老子二十五章》)事物发展到极点就必然向着相反的方面转化。紧接着(时间没停止),引力逐渐大于斥力,空间开始坍缩,宇宙变成最巨大的黑洞,事件反演,开始回归:正宇宙通过坍缩返回到正原始原子,负宇宙坍缩返回到反原始原子。此刻,导致原始原子──某零物质分裂的扰动──某 量子涨落 正好和某 自组织行为 相遇的共同作用,已不复存在(存在的几率极小极小),于是二原始原子发生湮灭合二而一,回复到太初原始原子,复成为零物质,复归于混一的无形无状的虚无的道。又重是恍兮惚兮,隐藏着交合得十分吻合没有缝隙的阴阳玄机,等待着新的扰动的到来,以开始新一轮的宇宙创生。倘被扰动,便又是原始原子──零物质分裂、 大爆炸 、产生万物万事、宇宙膨胀、塌缩、湮灭。尾首相接,循环往复,以至无穷。但是,每次循环,因为初始条件(即零物质和扰动)不会与前次完全一样,所以每次循环的内容和形式也会有变化,不可能有完全的重复。 这里需要说明的是,宇宙开始坍缩时,时间并未停止,依然向前,即时间箭头未有反转。就是说,时间之箭从 大爆炸 开始,一直向前,直到宇宙坍缩为原始原子才停止。反演并非是时间从宇宙坍缩时倒流、逐减,到宇宙坍缩为原始原子时时间变为零。这就好像我们乘飞机飞美国,往程需12小时,返程需12小时,往返程共需24小时,而不是共需零小时。时间(和空间)是物质运动的产物,宇宙 大爆炸 是物质运动,宇宙坍缩仍然是物质运动,所以时间不会停止。宇宙坍缩所需的时间不一定和膨胀所用的时间相等,坍缩的路径也不应是沿膨胀的原路返回,坍缩形式也不会是宇宙膨胀电影胶片的倒放,因为那样不符合量子力学不确定性原理。 现在,梳理一下宇宙发生、发展、灭亡和再生的大致轨迹。 太初是一个零物质,无形无状,一片虚无,惟恍惟惚,混然一体,是一个混沌系统,是一个物质对湮灭的产物,即是某正物质宇宙和与其对应的负物质宇宙湮灭的产物──某零物质,同时还是产生新宇宙的原始原子。该系统内还存在着前正宇宙和负宇宙湮灭的痕迹──阴和阳。阴阳虽然交合得十分吻合,但还是界线分明、矛盾对立,它们是在系统内蕴含着的自然规律和自然法则的管束下,和谐地存在于该零物质的统一体中。大约在140亿年前的某一瞬间,该零物质受到扰动,即受到了某 量子涨落 正好和某 自组织行为 相遇的共同作用的扰动,促使其内部矛盾斗争激烈化,导致原始原子分裂为一正(阳)一负(阴)两个新原始原子:正原始原子完全由正物质组成,反原始原子完全由负物质组成。二原始原子都体积无限小,质量无限大,密度无限大,时空曲率无限大。二原始原子内同性物质的巨大斥力导致二者各自发生了 大爆炸 ,产生了同步并行的、镜象对称的两个宇宙正宇宙和负宇宙。 大爆炸 后,由于非零物质开始并随后持续不断的运动,二宇宙的时空便从无到有持续不断地扩张,直到斥力和引力达到平衡。空间停止扩张,达到了极大;温度停止下降,降到了最低,两个宇宙同时变成没有活力的死寂状态。物极必反,瞬间二宇宙时间继续向前,空间迅速持续坍缩,分别坍缩返回到正原始原子和负原始原子。接着,二者合而为一,湮灭成为被我们称作太初原始原子的那个零物质,不过其又经历了一个轮回,丰富了阅历,保存在记忆中。时间停止,空间变为零。这便是宇宙一次轮回的生活史。该零物质倘再被扰动,便会开始新一轮的循环。 3.精神是零物质 精神(或者说意识),一般理解为与 物质 相对立,是人脑这种高度组织起来的特殊物质的机能。其实,宇宙按其本质来说是物质的。宇宙中形形色色的万事万物和众多的现象,都是物质的具体形态。宇宙的统一性就在于它的物质性和物质运动规律的一致性,无他。所以宇宙间根本就没有与物质相对立的东西,当然精神(或者说意识)也不能例外。精神(或者说意识)应当是物质的一种形态,并不与物质对立,更不是人脑的什么 机能 。区区人类,不过是浩浩宇宙中微不足道的小小地球的产物,居然大言不惭地说自己大脑的机能和物质对立,超然游离于物质之外,实在是太过高看自己了。 量子力学权威大卫玻姆(David Bohm)说: 精神是实在的,精神可以是非常实在的。 在人与人之间,精神有巨大的效应,它影响着人体,它影响着人类之间的种种关系,它影响着社会。 哲学家吉尔伯特赖尔和更早的勒奈笛卡尔认为,精神(或灵魂)是一种物质,是一类短暂、不可触知的特殊物质,它不同于但耦合于构成我们身躯的可触知物质。因此,精神是一种可能具有状态(心理状态)的东西,它可以由于与脑耦合(通过接受感知信息)而改变,也可以使我们将意志强加于脑,甚至强加于身体。 唯物主义者反对这种二元论观点,他们认为大脑是一个高度复杂、却不神秘的电化学机器,和其他机器一样遵循着相同的物理学定律。因此,脑内部状态由它的过去状态和外来感知事实的影响所决定;而脑发出信号控制人的行为,则完全由此时脑的内部状态所决定。显然,这种观点把人看成了自动机,没有独立精神或自由意志。若此,每个神经脉冲都得遵循物理学定律,那么精神如何能参与其中呢?而若无精神参与,人怎么会很自然地按照个人的意志控制自己的行为呢?为什么具有相同脑内部过去状态和相同外来感知事实影响的不同的人,会发出不同的信号,从而有不同的行为? 吉尔伯特赖尔把精神和大脑比作英国政府和英国宪法。前者是个体的一个具体集合,后者是一个抽象的思想集合。他认为,谈论精神和大脑之间的交流,就像谈论政府与宪法之间的交流一样,是没有意义的。 现代比较流行的类比是,把精神和大脑比作计算机的软件和硬件。一部计算机的输出完全由电路定律和输入信息唯一地确定。这种类比,类似于量子力学波-粒二象性,量子波是对系统知识的描述(相当于软件),而粒子则是一块硬件。 而这都是类比,是隐喻,并非精神本身。根据精神(或者说意识)无形无状超越时空的特性,可以断定精神(或者说意识)是一种地地道道的荷载着特殊信息的零物质。它不是短暂的,而是永恒存在的;它无形无状,是目前尚不可触知的。它与大脑耦合并相互作用,产生行为和新的精神。它不独与人脑耦合、作用,也与其他万物耦合并相互作用,产生万物的特性。至于它们间耦合与相互作用的机制,尚待进一步研究。 庄子早就看出精神是来自无形无状的道(零物质),并且认为是精神产生了形状,形状产生了万物。庄子在《庄子知北游》中借老子的名说: 夫昭昭生于冥冥,有伦生于无形,精神生于道,形本生于精,而万物以形相生。 法国积极浪漫主义作家维克多雨果说: 世界上最宽阔的东西是海洋,比海洋更宽阔的是天空,比天空更宽阔的是人的心灵。 心灵,精神之类也,是零物质,无形无状,自然可以说它无限宽阔,但是也可说它无限狭小,准确地说应当是 至大无外,至小无内 。 4.自然规律是零物质 老庄之道,就蕴含了自然规律的内容。宇宙的统一性,就在于它的物质性和物质运动规律的一致性。自然规律是无所不在的,而且不为时间和场所的不同而变化。这当然唯有零物质能够做得到。 宇宙及其万事万物中,有阴有阳还有中,有矛有盾还有和,有正有负还有零。一分为二,中分为阴和阳,阴和阳是组成中的两个方面;和分为矛和盾,矛和盾是和的两个组成部分;零分为正和负,正和负是零的两个表现形式。合二而一,阴和阳湮灭为中,阴和阳隐于中中;矛和盾湮灭为和,矛和盾藏于和中;正和负湮灭为零,正和负潜于零中。中、和、零既是形而上的概念,又是客观存在的实体,它无形无状,结构特殊,属零物质;阴和阳、矛和盾、正和负是形而下的概念,它的表现有形有状,结构可见,属非零物质。零物质和非零物质互生互存,共生共存,循环往复,永无穷尽。 北宋哲学 家横渠 先生张载(1020~1077),对老庄以来的辩证法进行了总结:有象斯有对,对必反其为。有反斯有仇,仇必和而解。 精辟,凝练、准确,成为迄今中国传统辩证法的主导线索。但是,现在看来这一总结尚需补充,今续之, 完整录下: 有象斯有对,对必反其为。 有反斯有仇,仇必和而解。 有和斯有零,零必隐其形。 有隐斯有显,显必象而生。 老子 阿尔伯特爱因斯坦 老零赠诗:骚无零 什么力量最大 ? 我想不外是零 ; 什么力量最公正 ? 想来也是零 . 零是中间 , 零是上帝 , 零是忘情 . 零是我唯一可寄托可研究的地方 . 啊可爱的零 , 我最最热爱您 !
个人分类: 未分类|7023 次阅读|6 个评论
宇宙膨胀与"奇点"及大爆炸无必然联系
zhulin 2009-1-11 10:57
首先,对一个可能是无限的体系来说,则无论怎样倒推和倒推何时,它依旧是无限的,而不能说它过去一定是趋向越来越小的。 其次,即便对一个有限体系持续膨胀的模式作倒推,也得看它的膨胀是线性膨胀还是非线性膨胀。如果是线性膨胀,那么它的过去是趋向越来越小的,在有限的时间内可直至小到了极点,即 奇点 ,这是宇宙大爆炸理论创建者和拥护者采用的简单思维方式。但是,若宇宙膨胀是非线性膨胀,如 r = r o e Ho t 膨胀模式,则在有限的时间内永远倒推不出所谓 奇点 。所以,宇宙膨胀并不一定意味着 奇点 和大爆炸起源。 所谓的宇宙大爆炸,仅是一种假想引发膨胀的第一推动的代名词而已,这在引力的作用下,应呈减速膨胀。而新发现的加速膨胀,对于宇宙大爆炸一说是根本上的否定。为了保住大爆炸说法,唯一的办法是假设存在大量的斥力性的暗能量,这样,再加上原来假设的存在大量的引力性的暗物质,等等,大爆炸论更加乱了套,已无理性和逻辑可言。对于人为拼凑、问题百出的大爆炸之说,实际观测已经做出根本性的回答:不! 类似地,宇宙过去因密度较高使得温度较高,逐渐膨胀至今温度下降 2.7K 背景辐射 , 以及氦元素丰度等也都不能作为大爆炸的直接的逻辑上必然的证据,仅仅是对应性猜想性测算而已,甚至还有锂元素问题、热平衡问题等反正据,以及为何以临界速度且各向同性膨胀等的解释问题。其实所有这些倒都可以作为 r = r o e Ho t 非奇点非大爆炸膨胀模式的证据,且不引起各种无法解决的疑难问题。 为什么宇宙学的研究经常处于混乱无序状态?其根本原因在于作为主导宇宙运行的万有引力其机制尚不明了! 对 r = r o e Ho t 膨胀模式取时间导数,恰是哈勃定律 V = H o r ,其中隐含着自然的加速膨胀。 这些均可由物质粒子的本底引力子辐射引发的质量时变关系 dM = - Ho M dt 所导出,并能说明万有引力的机制和物质系统的自然演化,而无需引入大爆炸第一推动和暗物质、暗能量等虚妄概念。
个人分类: 问题讨论|2049 次阅读|1 个评论
用小学生的逻辑反驳宇宙大爆炸理论
liufeng 2008-10-26 21:25
作者:刘锋 我们在上文中指出宇宙大爆炸不仅仅是科学研究,更像是一种世界观和宗教的灌输,他们宣称发现了宇宙的起源,却忽视人类自身的局限性,宇宙大爆炸理论的拥蹙者们仿佛是中世纪的术士和牧师,站在神坛上自以为掌握了宇宙的秘密,作为对一种宇宙观和世界观的不认同,普通人也完全可以用最普通的逻辑反驳所谓的高深理论 宇宙大爆炸的支持者们搬出一大堆数学和物理公式威慑普罗大众,这些人陷入到繁杂的公式和逻辑推理中,却没有抬起头真正看一下夜空中的星星。不承认人类的局限和渺小,幻想宇宙的秘密就在脚下,他们与中世纪神坛上的牧师越来越相像,但一个小学生的逻辑就可以反驳宇宙大爆炸理论的谬误。 假设地球是水塘中央的水分子,在地球周围,百亿光年的距离都是水塘的范围,在水塘之外是广漠的草原,由于人类观测距离的局限,我们只能发现水塘的水,而不可能发现陆地和鲜花。宇宙大爆炸理论的可笑之处在于以为小水塘里的规律就是整个宇宙的秘密,而且宇宙大爆炸是不是小水塘的规律仍然有很多矛盾和疑点。 存在这种可能,当圈3范围的光线穿越图中圈2暗物质的包围圈时发生扭曲,导致处在图中圈1的人类观测的图像是失真的,大爆炸理论的基石红移现象完全有可能是失真的现象。我们当然不能证实图中圈2暗物质包围圈的存在,但大爆炸理论的拥护者们也无法否定圈2的存在,没有定论之前,大爆炸理论的传播怎么能是科普呢? 两个图联系在一起足以说明大爆炸理论是一个很不可靠的理论,我们无法完全否定大爆炸的存在,但他们能否定我们提出的质疑么,
个人分类: 观点评述|6206 次阅读|1 个评论

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-5-22 09:30

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部