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揭秘神秘宇宙之谜,类星体是宇宙最明亮最遥远的天体

来源:未解之谜网时间:2018-12-27 19:56:26编辑:最记录: 手机版

说起宇宙我们不禁都在猜想宇宙到底有多大,自古以来,世界上最奇妙的地方就数宇宙了。在宇宙中发生的一些事情也难以让人理解,那么接下来就由未解之谜网小编为大家揭秘神秘宇宙之谜,感兴趣的赶紧一起看过来!

宇宙之谜

一、反物质之谜

就像超人也有另一个自己“毕沙罗”一样,组成世间万物的粒子们也有自己的对立面。一个电子有一个负电荷,那么它的相对应的反物质就带有正电荷。物质与反物质相碰撞时会泯灭,它们会根据爱因斯坦的E=mc2公式来释放能量。在未来,可能一些飞行器会使用这种反物质来设计引擎。

二、黑洞之谜

黑洞无疑是宇宙之谜中最奇特有趣的东西之一,关于这个会吞噬一切进入东西的离奇宇宙物体存在着很多谜团,其中最大的谜团或许就是它们里边是个什么情况,那些物质都去哪了。大多数科学家认为在黑洞底部藏着一个他们称之为“奇点”的东西…它是一个一维的点,其中包含了所有掉进黑洞的物质,将它们储存在一个无限小的空间里。

据假设那里密度和重力都变的无穷无尽了,并且我们所知道的物理定律也停止了运作,然而无究并不存在,只不过是我们无法理解罢了。基于这一点,人们认为物质不能在一个小点无限地积攒,并且奇点最终会撕碎时间空间网,有可能在另一端引起一个大爆炸。根据这一令人难以置信的理论所说,黑洞的底部可能就是宇宙的出生点。不幸的是,我们可能永远也无法证实这些理论,因为任何进入黑洞的生物或是物体都会即刻被“捻成意面”,即被无限抻长以致粉碎成分子的级别。

三、天王星超级风暴之谜

科学家发现天王星上存在超级风暴,其位于天王星的赤道附近,图中白色的块状物就是风暴的影响区域。 这颗太阳系外侧轨道的冰巨星大气中能够蕴藏如此巨大的气旋让科学家十分惊讶,来自加州大学伯克利分校的科学家通过观测发现天王星上的超级风暴能量来自太阳光照,但目前还不清楚推动风暴运转的能量如何运转。

四、只有一个宇宙吗?

宇宙是我们所知道的所有,包括所有我们能碰触到的、感受到的、到知到的、测量的以及探测到的东西。诸如有一切生物,星球,行星,银河,尘云,光,甚至是时间,但它是唯一仅有的吗?越来越多的物理学家认为或许还有其它的宇宙可能以泡沫或者膜的形状存在。

事实上在科学家提出的“多元宇宙”理论中可能存在着无数的宇宙,有人甚至认为所有的宇宙其实都像一个个细胞一样存在于一个更大的有机体中,这个有机体是另一个世界的一部份,而这个世界存在于另一个宇宙中,这个宇宙中套宇宙的想法真是令人惊奇。然而凭我们的能力,我们或许永远无法估测这个宇宙之谜,在我们的宇宙外面到底有什么?

五、宇宙微波背景之谜

宇宙微波背景也简称为CMB,这些辐射残留是大爆炸时期的产物。它于60年代被第一次发现,似乎是一种源自宇宙各个地方的无线电噪音。CMB是大爆炸理论的最好的证明物。最近的精确测量将CMB的温度定位在了华氏-455度。

六、在大爆炸之前世界是什么样子?

宇宙大爆炸是一个很有意思的宇宙之谜,我们有很好的证据证明140亿年前发生了一场大爆炸,我们的宇宙就诞生其中,但在大爆炸之前呢?是什么也没有?还是有点什么?如果能够穿越时空回到大爆炸以前,看看在万物伊始之际藏有哪些秘密将会非常有意思…但结果只可能是一片虚无…或者是一个截然不同的宇宙,拥有不同的法则,物理现象和分子,这也许能证明“宇宙大收缩”理论。

“宇宙大收缩”理论主张宇宙从诞生以来便一直持续扩张,直到扩张到某一点变得太过稠密,开始收缩。最终其崩塌回最初的状态,然后引发又一次宇宙大爆炸并形成一个新的宇宙。科学家也倾向于认为时间是从宇宙大爆炸开始的,因为没有任何线索能够证明大爆炸之前存在任何东西。

七、暗物质之谜

科学家认为暗物质是组成宇宙中大部分空白的物质,但在现有的技术下它们既不能被观察也无法被检测到。它们编辑轻量级的中微子到看不见的黑洞之间。一些科学家甚至怀疑暗物质是否存在,并且暗示它们被认为是可以解释重力作用的关键因素。

暗物质与暗能量被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题,它们代表了宇宙中90%以上的物质含量,而我们可以看到的物质只占宇宙总物质量的10%不到(约5%)。暗物质无法直接观测得到,但它却能干扰星体发出的光波或引力,其存在能被明显地感受到。科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设,但直到目前还没有得到充分的证明。

八、行星吞食之谜

天文学家认为,大型螺旋星系通过“吞噬”附近的矮星系(只含有几十亿颗恒星)不断生长壮大。矮星系是体积较小的卫星星系,它们被拖向饥饿的螺旋星系并在巨大的引力作用下被撕成碎片。在随后的几十亿年时间内,矮星系降级为束状和卷须状结构,被称之为“潮汐流”。再经过几十亿年时间,这些微弱的恒星流将被螺旋星系吞噬。

自1997年以来,天文学家便在我们的银河系和邻近星系周围,发现潮汐流以及其他与星系内狂暴的吞食事件有关的结构。此次最新观测由马克斯·普朗克天文学研究所的大卫·马特奈兹-德尔加多领导,第一次证明更为遥远的星系周围同样存在这些结构,进而有力地支持了“以大吃小”这一星系进化理论。马特奈兹-德尔加多在一封电子邮件中表示:“这一过程对椭圆星系来说同样非常重要。我们只研究本地宇宙内位于银河系附近并且质量与之接近的螺旋星系,因此可以了解银河系的形成。”

就像地球上的生物一样,星系们也会随着时间的推移“吞食”对方。银河系的近邻仙女座,现在就正在进食它的一颗卫星。仙女座有十几个分散的星团,它们都是宇宙过去的残羹剩饭。这张图片模拟得是大概三亿年前仙女星座与银河系的一次碰撞。

九、系外行星之谜

直到九十年代早期,我们唯一熟知的行星还是太阳系内的这几颗。但目前科学家们已经确认了超过500颗系外行星(截止到2010年11月)。它们的范围遍及庞大的气体星群到微小到难以称为行星的物质,包括暗轨道上的岩石,红矮星等等。但第二地球的搜寻还在进行中。天文学家们依旧相信技术的发展会让我们最终找到类似的世界。

有关系外行星仍有不少未解之谜,例如它们的详细成分和卫星的普遍性。其实最有趣的问题之一是这些系外行星能否支持生命的存在。一些行星的确是处于生命适居的范围内,条件可能和地球类似;这些行星大都是类似木星的巨型行星,若它们拥有大型的卫星便是最有机会孕育生命的地方。然而即使生命在宇宙间普遍存在,若他们并非有高度文明,以星际距离之远实难以在可预见的时间内发现。

十、事物为什么会存在?

科学家认为大爆炸期间产生了相同数量的物质与反物质,它们只要一相遇便会消失在一束能量中。然而与早期的宇宙相比,令天物质比反物质要多,这一情况令人无法解释。而且科学家无法解释这些反物质去哪了,为什么会出现这样的不均等现象。

十一、宇宙背景辐射之谜

所谓宇宙背景辐射,是一群古老的光子。光的传播跟声音传播一样,需要一段时间传递。在一个山头打出的光,另一山头的人需一段时间后才能看到,因为光有一定的速度,因此我们所看到越远的东西,事实上是它越早之前发出的光,经过一段时间才到达你的眼睛。因此在宇宙中,当我们看越遥远的星体,看到的是它越早以前的样子,我们不仅看见140亿光年大小的宇宙,也可以看到140亿年前的宇宙。宇宙背景辐射是在宇宙大爆炸後10万年发出,经过140亿光年才到达地球。1992年美国太空总署人造卫星COBE第一次成功看到全天早期宇宙长相,记载各个不同方向上古老光子的强度,即各方向上宇宙140亿年前的长相。这项发现大大震撼了90年代的天文界,因为推翻了原来大家以为早期宇宙的光应是均匀分布的想法。

十二、类星体之谜

类星体是迄今为止人类所观测到的最遥远的天体,距离地球至少100亿光年。类星体是一种在极其遥远距离外观测到的高光度和和强射电的天体。类星体比星系小很多,但是释放的能量却是星系的千倍以上,类星体的超常亮度使其光能在100亿光年以外的距离处被观测到。据推测,在100亿年前,类星体数量更多,光度更大。类星体,又称为似星体、魁霎或类星射电源,与脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子一道并称为1960年代天文学“四大发现”。

类星体是宇宙中最明亮的天体,它比正常星系亮1000倍。对能量如此大的物体,类星体却不可思议地类星体巨大的能量小。与直径大约为10万光年的星系相比,类星体的直径大约为1光天(light-day)。一般天文学家相信有可能是物质被牵引到星系中心的超大质量黑洞中,因而释放大量能量(喷发激烈射线)所致。这些遥远的类星体被认为是在早期星系尚未演化至较稳定的阶段时,当物质被导入主星系中心的黑洞增添“燃料”而被“点亮”。

十三、世界是意识决定的吗?

要说哪一种现代科学理论最神秘莫测,“量子论”假如排第二的话,没人敢排第一。量子论研究的是微观粒子世界中的现象。这一理论的核心内容,主要包括海森堡的“不确定性原理”、波恩的“概率解释”以及玻尔的“互补原理”。它们都是如此的诡异,能彻底颠覆你对世界的认知。在学习中学物理时,一般会碰到这样的题目,告诉你炮弹的初始位置在A点,初始速度是V,初始射角是θ(这些统称为炮弹的初始状态),让你计算在时间T之后,炮弹会在哪个位置,速度是多少。

这个题目充分反映了经典力学对于世界的认识。它认为任何事件都有前因后果,这种因果关系可以用科学定律来描述。我们只要知道了“初始状态”,根据科学定律和方程,就可以预测事情的经过和结果。

然而这个题目在量子论中却根本不成立。经典力学眼中的世界是确定的,任何事物都有确定的状态,比如一个篮球,在每一时刻都有确定的位置和速度。但在量子力学中,海森堡的“不确定性原理”说,粒子不可能同时具有确定的位置和速度(通常说动量),最多只能确定其中之一。它表明,粒子根本就不像篮球那样,有确定的初始状态,粒子世界完全是一个不确定的世界。

波恩的“概率解释”同样令人吃惊。波恩说,在粒子世界中,我们没办法像预测篮球的运动轨迹那样,根据物理定律来预测粒子接下来的行踪。粒子最终会出现在哪里,这完全是随机的,我们能够确定的只有概率。想通过计算来确定粒子的踪迹,并不比用掷骰子确定来得更准确。爱坦斯坦对此十分反感,他说:“量子力学令人印象深刻,但是一种内在的声音告诉我它不是真的……我毫无保留地相信,上帝是不掷骰子的”。但现实又跟他开了个玩笑,后来的事实一再证明他完全错了,上帝确实在掷骰子。

假如前面这些说法已经让你难以接受,那么还有比它们更恐怖的,就是玻尔的“互补原理”,它居然认为世界是由意识决定的。玻尔说,粒子的状态非常奇特。它有时候是粒子,有时候会变成波,这叫“波—粒二重性”。转换的关键在于意识,当你观察它时,它就变成粒子呈现在你面前;当没人观察它时,它就变成波弥漫于整个空间。

十四、引力波之谜

引力波是爱因斯坦的广义相对论中提及的时空扭曲面。引力波是以光速运行的,但它们非常微弱,不想科学家期望的那样,可以引发一些大型的宇宙事件,比如黑洞的产生。LIGO和LISA是两个发送出去检测引力波的专门探测器。

引力波以波动形式和有限速度传播的引力场。按照广义相对论,加速运动的质量会产生引力波。引力波引力波的主要性质是:它是横波,在远源处为平面波;有两个独立的偏振态;携带能量;在真空中以光速传播等。引力波携带能量,应可被探测到。但引力波的强度很弱,而且,物质对引力波的吸收效率极低,直接探测引力波极为困难。曾有人宣称在实验室里探测到了引力波,但未得到公认。天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在。例如,双星体系公转、中子星自转、超新星爆发,及理论预言的黑洞的形成、碰撞和捕获物质等过程,都能辐射较强的引力波。我们所预期在地球上可观测到的最强引力波会来自很远且古老的事件,在这事件中大量的能量发生剧烈移动(例子包括两颗中子星的对撞,或两个极重的黑洞对撞)。这样的波动会造成地球上各处相对距离的变动,但这些变动的数量级应该顶多只有10^-21。以LIGO引力波侦测器的双臂而言,这样的变化小于一颗质子直径的千分之一。这样的案例应该可以指引出为什么侦测引力波是十分困难的。

十五、时光能倒流吗?

2000多年前,孔老夫子在岸边看到河水没日没夜流个不停,感慨时光如流水,奔腾不息,一去不返,《论语》中留下了这样的记载:“子在川上日:‘逝者如斯夫!不舍昼夜’。”最陌生的是最近的你。有时候你最熟悉的人在关键时候做出的事情,会让你感觉到根本就不认识他。在日常生活中一些你十分熟悉的概念也是如此,比如“时间”。

“时间”是什么?这个概念似乎每个人都清楚得很,但实际上却未必如此。很久以前古人就已经意识到,有些事物的存在很短暂,如天上的白云苍狗,有些事物的存在长得不可思议,比如天上的那轮明月,从古到今都是同一个模样。也许就是因为观察到了事物运动变化的长短差异,才让古人们产生了“时间”的概念。

古人们发现,计量时间的最好办法,是找到一些以固定的周期循环变化的事物来做参照。于是不管在地球上的哪一个角落,人们都不约而同地采用了同样的解决方案,那就是把一个春、夏、秋、冬四季轮回称作一年,把一个朔望月的循环称作一月,把一个昼夜交替称作一日,现在我们知道那分别代表着地球绕太阳公转一周、月亮绕地球公转一周和地球自转一周。

为了准确计量时间,古人发明了“日晷”、“漏壶”等计时工具。后来随着技术的进步,出现了更精密的仪器——钟表,现在最精确的原子钟,2000万年内误差不超过1秒,可见人类对于时间的把握,已经达到了何等精准的地步。到了这一步,人们对于时间的认识似乎已经是毫无悬念了。然而事实果真是这样吗?不,对于时间,人们其实还存在着一大堆的疑问。

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