巨變中的宇宙
寫在前邊的話
在浩瀚的歷史長(zhǎng)河中,我們?nèi)祟惤裉焖媾R的是一個(gè)前所未有的時(shí)代。人類所面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇都是前所未有的。洶涌澎湃的各種巨變正在和即將展現(xiàn)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(lái)，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(lái)，來(lái)到人世間干什么，我們將來(lái)到哪里去？”。
中國(guó)人歷來(lái)相信天人合一，認(rèn)為天象變化下面必然對(duì)應(yīng)人間的變化，人間的變化來(lái)自天象變化的帶動(dòng)。近兩年以來(lái)，尤其是最近，諸多的前所未有的天體變化展現(xiàn)在我們的面前。中國(guó)人講“天時(shí)，地利，人和。不同的天象會(huì)帶來(lái)不同的社會(huì)形態(tài)。”更讓我們吃驚的是，宇宙的變化正在導(dǎo)致我們所賴以生存的科學(xué)的基本規(guī)律在改變。
產(chǎn)生這種巨變的原因在哪里？這巨變之后孕育著什么？這都是本書要探討的問(wèn)題。然而，要認(rèn)識(shí)和解決這樣重大的問(wèn)題，必須從更新觀念入手。因?yàn)?#8220;天人合一”說(shuō)明了，我們的思想意識(shí)也應(yīng)該符合天象變化，才能真正理解正在發(fā)生和將要發(fā)生的巨變。是宇宙產(chǎn)生了我們，而不是我們創(chuàng)造了宇宙，天欲行，無(wú)可止，我們只是這宇宙一瞬的凝眸，有形而無(wú)質(zhì)。所以我們不能期待宇宙天象符合自己的觀念，而應(yīng)該讓自己的觀念去尋找和符合天象的變化。不改變?nèi)祟愓J(rèn)識(shí)宇宙的觀念，人類將無(wú)從認(rèn)識(shí)和理解今天宇宙及其變化，那么就會(huì)不能追趕上宇宙巨變的洶涌大潮，就可能會(huì)被歷史前進(jìn)的潮流所淘汰。
觀念是人類在認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的過(guò)程中形成的，譬如說(shuō)“眼見(jiàn)為實(shí)”，很多人認(rèn)為自己眼睛看到的才是真實(shí)的，而科學(xué)家則通常認(rèn)為用儀器探測(cè)到的才是可信的。是“眼見(jiàn)為實(shí)”好呢，還是“我思故我在”更富有詩(shī)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(jīng)忘記了孩提時(shí)仰望星空的物外神游。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(wú)動(dòng)于衷。
更新觀念，睜大眼睛，凝視我們正在面臨的輝煌時(shí)代！
巨變中的宇宙
目錄
第一章 萬(wàn)有引力及粒子物理和空間理論
本章簡(jiǎn)介
1.1 萬(wàn)有引力的不足
1.1.1 證實(shí)重力的速度 ─ 別那么快
1.1.2 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)先驅(qū)者航天器軌跡明顯偏離萬(wàn)有引力定律的預(yù)期
1.1.3 極度清晰的哈勃圖像挑戰(zhàn)現(xiàn)有時(shí)空和引力理論
1.1.4 挑戰(zhàn)萬(wàn)有引力定律：NASA的新實(shí)驗(yàn)
1.1.5 從先驅(qū)者號(hào)軌跡反常談“萬(wàn)有引力”
1.2 粒子物理面臨的挑戰(zhàn)和缺陷
1.2.1 新發(fā)現(xiàn)的亞原子粒子對(duì)夸克理論提出挑戰(zhàn)
1.2.2 微觀粒子間神秘聯(lián)系的穩(wěn)定程度超出科學(xué)家預(yù)期
1.2.3 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)粒子間的纏繞依賴于它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
1.2.4 科學(xué)家利用中子星的熱核爆發(fā)研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)
1.3 時(shí)空概念的新革命
1.3.1 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)隱藏空間維度存在的證據(jù)
1.3.2 多維空間研究新進(jìn)展: 暗能量
1.3.3 多維空間研究新進(jìn)展: 膜理論
1.3.4 《科學(xué)》雜志介紹多維空間的存在
1.3.5 多維空間研究新進(jìn)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(shí)存在
1.3.7 科學(xué)家談“多世界”的存在
1.3.8 美國(guó)科學(xué)家認(rèn)為宇宙可能有無(wú)數(shù)個(gè)
1.3.9 科學(xué)家：“人的宇宙學(xué)原理”越來(lái)越受尊重
1.3.10 物理學(xué)家提出關(guān)于更深層次存在的理論
第二章 歷經(jīng)蒼桑的地球
本章簡(jiǎn)介
2.1 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)若小天體與地球相撞，人類來(lái)不及防備
2.2 小行星引起科學(xué)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游戲的小行星靠近地球
2.5 科學(xué)家認(rèn)為尋找地外生命需要打破我們對(duì)生命認(rèn)識(shí)的框框
第三章 發(fā)生在太陽(yáng)系的巨變
本章簡(jiǎn)介
3.1 太陽(yáng)發(fā)生劇烈爆發(fā)
3.2 太陽(yáng)“攻擊”掠日彗星
3.3 太陽(yáng)系新星體登場(chǎng)
3.4 木星的衛(wèi)星數(shù)量快速增至48顆
3.5 木星的兩顆衛(wèi)星上可能存在生命
3.6 本世紀(jì)最壯觀的流星雨
3.7 本世紀(jì)首次水星凌日現(xiàn)象結(jié)束
3.8 五星聯(lián)珠與改朝換代
3.9 天文新發(fā)現(xiàn)：小行星在地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道內(nèi)漫行
3.10 土星周圍發(fā)現(xiàn)一顆新衛(wèi)星
3.11 云罩土星的衛(wèi)星“泰坦”(Titan)
3.12 天文新發(fā)現(xiàn)：海王星出現(xiàn)3顆新衛(wèi)星
3.13 一奇異彗星已經(jīng)馳入太陽(yáng)系
3.14 科學(xué)家質(zhì)疑光速不變?cè)?br>第四章 劇變中的銀河系
本章簡(jiǎn)介
4.1 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)銀河中心特大質(zhì)量黑洞爆炸頻繁
4.2 銀河系超巨星Rho Cas發(fā)生巨型爆發(fā)
4.3 紅外線天文衛(wèi)星觀測(cè)到銀河系大量新生恒星
4.4 銀河系中的閃亮光點(diǎn)─球聚體
4.5 不平靜的銀河系球形星團(tuán)
4.6 快速穿越銀河系的黑洞
4.7 錢德勒X－射線觀測(cè)儀觀測(cè)到銀河系黑洞附近的劇烈碰撞
4.8 天文新發(fā)現(xiàn)：巨星環(huán)環(huán)繞著銀河系
4.9 科學(xué)家在銀河系周圍發(fā)現(xiàn)氫氣云團(tuán)
4.10 銀河系中心亮麗風(fēng)景線
4.11 哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到一個(gè)奇異星體爆發(fā)產(chǎn)生的“光回聲”
4.12 銀河系即將進(jìn)入新紀(jì)元
第五章 宇宙巨變
本章簡(jiǎn)介
5.1 頻繁的伽馬爆揭示宇宙劇烈變化
5.2 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩個(gè)正在形成的巨型星系
5.3 “萬(wàn)象更新”的星系
5.4 塔蘭圖拉星云中大量涌現(xiàn)的新星體
5.5 哈勃望遠(yuǎn)鏡在我們附近發(fā)現(xiàn)正在誕生的微型星系
5.6 哈勃望遠(yuǎn)鏡觀察到一個(gè)致密六星系組正在發(fā)生重組
5.7 GAMMA爆發(fā)--宇宙巨變的證據(jù)
5.8 宇宙間最強(qiáng)磁星被發(fā)現(xiàn)
5.9 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今宇宙中最大的X射線盤
5.10 宇宙風(fēng)景線：熱氣體網(wǎng)
5.11 新宇宙正在形成：哈伯拍攝到多個(gè)星系碰撞合并
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(fā)現(xiàn)一向外噴射高速射流的神秘星云
5.14 暗物質(zhì)、黑洞與宇宙膨脹
5.14.1 神秘的暗物質(zhì)
5.14.2 暗物質(zhì)和常規(guī)物質(zhì)共同構(gòu)建我們的宇宙
5.14.3 錢德勒Ｘ－射線望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)存在的最新證據(jù)
5.14.4 科學(xué)家在古老的星系團(tuán)簇中發(fā)現(xiàn)出人意料的活躍超級(jí)黑洞
5.14.5 天文新發(fā)現(xiàn): 兩超大黑洞存在于同一星系
5.14.6 神工的絕妙：黑洞與星系演化和諧相聯(lián)
5.14.7 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)形成于宇宙早期的超級(jí)黑洞
5.14.8 天文學(xué)家認(rèn)為宇宙在加速擴(kuò)張
5.14.9 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)未知力量導(dǎo)致宇宙加速膨脹
5.14.10 神秘的宇宙加速膨脹引起科學(xué)家極大興趣
5.14.11 現(xiàn)代科學(xué)關(guān)于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(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙的產(chǎn)生和演化需要外部“力量”的干預(yù)
結(jié)束語(yǔ)
超新星爆發(fā)增多與世間的對(duì)應(yīng)
第一章 萬(wàn)有引力及粒子物理和空間理論
本章簡(jiǎn)介
歷史發(fā)展到今天，由于實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類現(xiàn)有的科學(xué)理論受到了極大的沖擊。萬(wàn)有引力是一個(gè)古老的話題，也是近代物理的一個(gè)理論基石。然而從最近的研究和觀測(cè)結(jié)果來(lái)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，并非象哈勃(Hubble)所提出的那樣：大爆炸(Big Bang)及以后的膨脹進(jìn)而產(chǎn)生宇宙?？茖W(xué)家同時(shí)發(fā)現(xiàn)：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)先驅(qū)者航天器軌跡明顯偏離萬(wàn)有引力定律的預(yù)期。另外，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，空間與時(shí)間可以整體看作為一種海綿。當(dāng)光線穿過(guò)海綿時(shí)應(yīng)該受到干擾，即使這種干擾非常輕微，這樣隨著時(shí)間的推進(jìn)，光線在宇宙中穿越后，在精確望遠(yuǎn)鏡上匯聚所顯圖像只能是模糊的。簡(jiǎn)而言之，哈勃對(duì)遙遠(yuǎn)星體所拍圖像應(yīng)該產(chǎn)生一種奇怪的效果，然而實(shí)際上卻沒(méi)有：哈勃圖像清晰明了，與拍攝對(duì)象的距離沒(méi)有關(guān)系，而這一結(jié)果，也構(gòu)成了對(duì)現(xiàn)有的空間和引力理論的挑戰(zhàn)。NASA
富有建設(shè)性的擺脫引力牽制的實(shí)驗(yàn)，以及理論物理學(xué)家的“引力屏蔽效應(yīng)”的理論，都使得這一傳統(tǒng)的課題蒙上了激動(dòng)人心的色彩。
本章第二個(gè)要討論的話題是理論物理的前沿：粒子物理的新發(fā)現(xiàn)。物理學(xué)家在斯坦福線性加速器(SLAC)上發(fā)現(xiàn)的理論上預(yù)言的新粒子，但是新粒子的質(zhì)量顯著小于理論預(yù)言值，對(duì)夸克相互作用理論提出了挑戰(zhàn)。在粒子之間的聯(lián)系穩(wěn)定性方面，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)處于量子纏繞態(tài)(quantum entanglement) 的兩個(gè)光子可以通過(guò)金屬片而不失去這種聯(lián)系。這一發(fā)現(xiàn)意味著粒子間的這種量子聯(lián)系比科學(xué)家們?cè)日J(rèn)為的要穩(wěn)定。而NASA的另一項(xiàng)的研究表明：神秘的量子纏繞態(tài)與觀察者相對(duì)于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，這種量子纏繞可以由觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生或者破壞掉。NASA的科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了中子星并利用中子星的熱核爆發(fā)研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
本章的第三個(gè)討論話題是空間理論問(wèn)題，在對(duì)萬(wàn)有引力常數(shù)的研究過(guò)程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)隱藏空間維度存在的證據(jù)。在暗能量理論方面，英國(guó)劍橋大學(xué)天文學(xué)教授喬治·椰佛斯德休(George Efstathiou)領(lǐng)導(dǎo)的由27位天文學(xué)家組成的研究小組公布了他們發(fā)現(xiàn)的關(guān)于暗能量存在的強(qiáng)有力的證據(jù)。阿肯尼-哈米德等提出了膜世界理論，認(rèn)為許許多多空間是以多層膜的形式存在于一個(gè)多層超空。
近來(lái)有些物理學(xué)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(shí)，也將會(huì)證實(shí)物理學(xué)界另一種看起來(lái)更加難以置信的理論，認(rèn)為除了我們熟悉的4維時(shí)空，還有其它可被觀測(cè)的多維空間。
海市蜃樓奇觀則向人們展示另外空間的真實(shí)存在。最近，在中國(guó)大陸一些地區(qū)出現(xiàn)了海市蜃樓現(xiàn)象，特征是出現(xiàn)的地區(qū)增多，持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)，不分晝夜。
令人驚奇的“多世界”理論，物理學(xué)博士艾佛雷特（Hugh Everett )在1957年首先提出來(lái)的，而后被美國(guó)最著名的宇宙物理學(xué)家，相對(duì)論專家，二戰(zhàn)時(shí)期研制原子彈的曼哈頓計(jì)劃和氫彈計(jì)劃的主持人之一的約翰.惠勒(John Wheeler )教授所進(jìn)一步發(fā)展。在其后的五十年當(dāng)中，這一理論吸引了一代又一代的物理學(xué)家致力其中，英國(guó)牛津大學(xué)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(xué)理論，多重宇宙(multiverse)概念，指稱宇宙在第一次大爆炸后還在彼此不斷大爆炸，形成無(wú)數(shù)宇宙。人的宇宙學(xué)原理，為眾多科學(xué)家所重視，象是中國(guó)古代“天人合一”的思想。而更深層次存在的理論正在科學(xué)家們的考慮中。
