宇宙朝圣导论
Cosmic Pilgrimage Introduction
《宇宙朝圣》第一卷
"Cosmic Pilgrimage" Volume One
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第161卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 161
(另起一页)
内容提要
如果我们不能用一种朝圣的态度和方式去从事宇宙探险、宇宙旅行和宇宙殖民,那么其结果一定是极为悲剧的。
Synopsis
If we cannot use a pilgrimage attitude and method to engage in space exploration, space travel, and space colonization, then the result must be extremely tragic.
(另起一页)
目录
01、“绝望”只是一种心情
02、125亿年前的宇宙神话
03、残废的现代天文学
04、从科学家到神学家
05、从外星看地球大家都是行尸走肉
06、从宇宙中来,到宇宙中去
07、地球村、银河城、宇宙国、多重国际
08、地球孤舟
09、地球人真的发疯了
10、地球是宇宙观测的中心——平庸原理是对的还是错的
11、地球殊异假说缺乏朝圣的使命感
12、地球位于可观测宇宙的中心
13、地外文明是地内文明的想象
14、对伟大事物的恐惧来源于恐龙时代
15、古代神话噩梦重现
16、国家地理杂志的末世论
17、哈勃望远镜会不会变成太空垃圾
18、哈雷彗星与中国革命
19、航天商业化类似神疯自杀
20、后发国家的太空学费交的太高
21、互相吞噬是宇宙的宿命
22、祸害完了地球祸害宇宙
23、加加林亵渎上帝、折戟沉沙
24、教廷不知太阳中心说谬误,不知宇宙朝圣的时代开始了
25、进化论是伪科学
26、经费比火刑更能控制思想
27、科学承认自己的无知
28、科学家不懂人是神所造的
29、科学家们为何制造谎言
30、科学家如何宇宙朝圣
31、科学奖的非科学因素
32、科学仅是事后聪明的解释
33、科学理论的安眠作用
34、科学研究起源于科学幻想
35、量子力学与耶稣复活
36、马斯克是刽子手的帮凶
37、文革和美苏竞赛登月的关注度
38、不靠太阳也能生长的人类
39、强人择原理像是巫师的作法
40、趋同进化是个推卸责任的说法
41、人间秩序受到了天象的启迪
42、人类的价值是由上帝界定的
43、人类就是宇宙的垃圾
44、人类真是堕落的天使
45、人类知道的宇宙只是人能知道的宇宙
46、人权是破坏自然的元凶
47、人生的二律背反
48、荣誉感比金钱更为重要
49、商业化的科学探险会把人类引向绝路
50、上帝之城不是人类的脑袋可以理解的
51、水先于光存在符合圣经创世纪记载
52、太阳之上才有新东西
53、天上的星星再多,也没有形态相同的两颗
54、天文奇景与地理呼应
55、天文学的神话与现实
56、互相吞噬就是宇宙的本能
57、微不足道的野心勃勃
58、文明的等级就是暴力的等级
59、我希望自己所知道的一切都是错的
60、我掌握了宇宙大爆炸的密钥却不可能开启
61、无神论魔鬼撕裂地球
62、物理学家沦为神学白痴——不懂上帝可以违反自己的规定
63、上帝之灵超越物理
64、物理学哲学和神学谁是谁的工具
65、现代宇宙学对古代宇宙论的进步
66、相对论自欺欺人
67、新的地球中心
68、新的地心说
69、星际物质是死亡的诅咒
70、星际介质可能成为宇宙朝圣的祝福
71、星际移民,骗子先行
72、星链制造太空垃圾
73、行星撞击决定人类的命运
74、寻找智慧生命就是为了消灭智慧生命
75、亚氏一窍不通、西方千年停滞
76、合作共赢就是互相吞噬
77、引力透鏡还是地球人的感觉
78、犹太教徒污染月球
79、有些人企图用外星人代替上帝
80、宇航员的生活为何邪恶
81、宇航员恶意制造的太空垃圾
82、宇宙的“目的”就是上帝的戏剧
83、宇宙的结构好像进行着神的觐见礼
84、宇宙的巨大可能是一个假象
85、宇宙的外面是上帝的作品
86、宇宙黑洞与佛家哲学
87、宇宙结构与人心结构是同一的
88、宇宙为什么不能永存?
89、宇宙殖民地之“人民主权”就是“魔鬼主权”
90、宇宙终极之谜在于上帝
91、越了解宇宙,蠢货就越不能理解上帝
92、殖民宇宙是盲人摸象
93、只有朝圣之旅可以铭记
94、中国人自己就是外星人
95、中国已经到了必须脱离俄国控制的历史阶段
96、中美之间还有两百倍差距
97、主权国家争抢外空主导权力
98、自我从属于造物主是健康的关键
99、走在上帝的引导之前并不可取
100、我们所看到的并非客观对象
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宇宙朝圣导论
(《宇宙朝圣》第一卷)
【01、“绝望”只是一种心情】
《外星人看地球竟是这样:瞬间好绝望》(快科技 2017-10-19)报道:
我们都渴望看到外星人,但如果真的有外星人,说不定他们也在寻找我们,只是宇宙实在太大了,光速实在太慢了,我们看到的宇宙,其实都是N年前的样子。甚至是距离我们最近的恒星太阳,呈现给我们的也是8分钟之前的模样,因为光从太阳跑到地球,就需要8分钟。
如果遥远的星空内有外星人在观察地球,他看到的这颗蓝色星球会是什么样子呢?答案恐怕会让你感到十分绝望。
让我们一步步走出去:
1、比邻星(Proxima Centauri)
比邻星是距离太阳最近的恒星,学名南门二(或者说半人马座α)三合星的第三颗星。
距离:4.22-4.25光年
——由于观测和计算方法差异,我们和其他星球的距在离各种文献上并不统一,小范围的浮动是正常的。
地球上正发生些啥:人类首次在实验中发现量子反常霍尔效应;GTA5刚刚发售(R星是个有社会责任感的好公司)。
2、Trappist-1
一个潜在的可宜居的七行星系统。
距离:39光年
地球上正发生些啥:中日和平友好条约刚刚签订;历史上第一个人工授精的宝宝诞生;诺贝尔物理学奖颁给了宇宙大爆炸产生的微波背景辐射的两位发现者和一位苏联低温物理学家;雅达利依然占据着美国家用机游戏市场,离著名的雅达利大崩溃还有五年。
3、参宿四(Betelgeuse)
位于猎户星座的一颗随时可能成为超新星的恒星,冬季会呈现著名的大三角。距离:640光年左右
地球上正发生些啥:中世纪的欧洲正在黑死病最肆虐的年代中挣扎;英国和法国之间正上演一场持续百年的权力的游戏(圣女贞德成为了英灵);东方的古老国度才刚刚进入大明王朝。
4、仙女座星云(Andromeda)
地球最近的邻居星系,和银河系将在40亿年后碰撞。距离:250万光年
地球上正发生些啥:能人(Homo habilis)因为冰期的到来而进化出更大的大脑和双足直立行走的特性,这让他们解放双手去制作、使用工具,可以说这是人类历史的最初曙光。
5、SN2009ip
离我们太远又太暗淡,图什么的不存在的,位于星系NGC 4487中的超新星。距离:8000万光年
地球上正发生些啥:地球还处在白垩纪,恐龙尚在大陆游荡,巨大的翼龙统治天空,海洋里有现在已经灭绝的菊石和一些海生爬行动物,我们熟悉的开花植物才刚刚出现,我们的祖先,像老鼠一样的早期哺乳动物还在洞穴里瑟瑟发抖,再过1500万年,他们称霸地球的时代才能到来。
其实是一堆碰撞的星系团。距离:43-45亿光年
地球上正发生些啥:那时地球充满岩浆,不停地被各种小行星轰击,其中一个火星般大小的岩石小行星撞击了地球从而创造了月球。而地球生命的存在还要等到10亿年后。
7、MACS J0416.1-2403
哈勃望远镜的一大成就,GN-z11,已知最遥远的星系。距离:134亿光年
地球上正发生些啥:宇宙大爆炸仅仅过了4亿年,可能在太阳之前有我们并不熟悉的和GN-z11的第一代恒星,是他们为我们地球带来了各种重元素(原子序数较大的元素,但是不会超过铁,比铁更重的元素一般需要超新星爆发才能产生),要再等接近90亿年我们熟悉的太阳才在上一代超新星爆发后的残骸里诞生。
谢选骏指出:上文好生愚昧!因为“绝望”只是一种心情。它和“看法”有什么关系呢?如果心情和看法相关联了,那么心情就不是好心情,看法也不是好看法了——这就不是“科技”了,而是“欲望”了。而且,仅仅是现代的文明人的虚无主义的欲望。我的《外星人看地球》,则要尽可能地摒弃欲望所带来的偏见,呈现一个透明的观察,和全方位的思想。
【02、125亿年前的宇宙神话】
《125亿年前的宇宙与现在宇宙完全不一样,科学家解开后一身冷汗》(综合新闻 2019-10-24)报道:
虽然在无数的宇宙星辰面前,人类显得十分渺小,但是由于现在宇宙中的气体透明度都十分之高,因此就算是在地球上,我们也能看见距离地球几光年甚至几十光年之外的星星。但是在宇宙刚诞生的10亿年中,宇宙并非像现在这个样子。
关于宇宙的起源,如今普遍的说法都认为宇宙诞生于138亿年前的一次奇点大爆炸。由于这次爆炸抛射出来的大量气体和物质,宇宙中的基本粒子才能组合在一起,形成一个又一个的天体。
虽然科学家无法观测到刚诞生之初的宇宙,但是近几年,剑桥大学的一个天文研究组发现,在125亿年前,宇宙之间的气体几乎是不透明的,而且宇宙中越是黑暗的地方所含的物质就越小。
这个研究结果让大家感到十分意外,因为根据现在宇宙的样子,宇宙中越是黑暗的地方,越是光线无法到达的地方,物质含量就越高,而且他们无法想象,弥漫在一堆不透明气体中的宇宙到底是什么样子。
科学家认为,我们现在之所以生活在一个相当均匀的宇宙中是因为,大量的星系所发散出来的紫外线辐射可以驱散那些不透明的气体,从而使我们的宇宙空间看起来是一种透明的状态。但由于125亿年前,宇宙刚诞生不久,没有产生大量的星系,因此当时的宇宙处于一片混沌之中。
对于125亿年前的宇宙越暗的地方物质越少的情况,科学家认为这很有可能也是与紫外线辐射有关。由于当时的紫外线传播距离较短,因此就导致了那些拥有更多天体的地方看起来会比拥有天体的地方更暗一些。
这一最新发现让人们看到了宇宙的另一面,如果人类生活在125亿年前,那么我们抬头也许看不到满天的星星,反而只能看到处于一片混沌中深一块浅一块的太空。
如今我们之所以能活在一个相对均匀的宇宙中,完全是因为那些星系所发散出来的紫外线,这些紫外线改变了深空中的天然气,让我们的宇宙看起来更加明亮和均匀。而且如果我们对这些紫外线和古老星系进行研究,也许就能看清宇宙诞生之初的原貌和揭开宇宙的形成之谜。
美国和澳洲天文学家意外发现125亿年前的一个庞大星系。宇宙初期的一个巨大星系隐藏在尘埃之中。在缺乏存在证据的情况下,这个前所未见的星系就像“宇宙雪人”(cosmic Yeti)一样,一直被科学家视为传说,但他们最近首次揭开了它的神秘面纱。
在一项由美国和澳洲天文学家所共同进行的研究中,亚利桑那大学(University of Arizona)天文学家威廉斯(Christina Williams)藉由位于智利山区的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(Atacama Large Millimeter Array)发现一个暗淡的光球。奇怪的是,它的微光似乎是无中生有,就像黑暗旷野中的一个模糊的足迹。主导这项研究的威廉斯说:“它非常神秘,因为它的光似乎与任何已知的所有星系毫无关联。当我看到这个星系在其它波长中看不到时,我相当兴奋,因为这意味着它可能真的很远,而且被尘埃云所遮蔽。”
研究人员估计,这个星系的光在宇宙中走了125亿年才抵达地球,因此人们得以一窥宇宙在婴儿时期的样貌。他们认为这些微光来自于尘埃粒子的温暖光辉,这些尘埃粒子受到年轻星系中的恒星加热。而巨大的尘埃云掩盖了恒星本身的光线,导致整个星系完全看不见。
研究人员指出,这个庞大星系内的恒星就像银河系的那么多,但十分活跃,其形成新星的速率是银河系的100倍。而它的发现可能可以解决天文学长期以来的一个难题。
近期的研究表明,有些在宇宙初期的庞大星系很快成年,这在理论上难以理解。更令人困惑的是,这些大型成熟星系似乎是无中生有,天文学家从未在它们形成时捕捉到它们的身影。
尽管天文学家也发现宇宙初期的较小星系,但它们成长得不够快,不足以解答以上的难题。还有少数大型星系也被观测到,但它们相当罕见,难以作为令人满意的解释。
威廉斯说,他们发现的隐藏庞大星系正是构成那个遗失的关联性的正确元素,因为这样的星系可能比预期的更普遍,正等待人们发现。
研究人员还说,他们目前所探测的区域只是天空中的一小部分。他们期待美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)在2021年3月启用,以便对这些天体进行更详细的研究。
天文学家还发现,一些遥远的星系失去了诞生新星的能力,里面现存的恒星也逐渐暗淡或爆炸消亡,整个星系走向死亡。近期一份研究正就此进行调查,提出两种可能的原因。
加拿大麦克马斯特大学(McMaster University)的研究者用阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)望远镜观测邻近的处女座星系团中的51个星系,希望找到造成星系死亡的因素。这份研究的主要作者的天文物理学家布朗(Toby Brown)说,他们认为星系与周围环境的相互作用导致某些星系的死亡,但他不明确具体的原因。
天文学家认为,星系与围绕在其周围的星际介质之间的作用,既能促进星系诞生新星,也可导致星系的死亡,具体这个机制如何运作,天文学家们并不了解。
我们知道,星系在宇宙中并不是均匀地分布,有的地方很大的空间都没有星系,有的地方好几百个星系互相比较接近地聚集在一起,组成星系团。
有了巨大质量的物质,就有引力作用,这些引力让星系进行高速运动,有的星系的速度可达每秒上万公里。此外,引力还将星际间等离子气体加热至高温,发出大量X射线。
现在,这份研究提出导致星系死亡的两种可能的过程。
一种猜想是,星际间等离子气体不断抽取星系中的用于诞生新星所需的气体物质,就像星系的燃料不断“泄漏”一样,一旦燃料漏光,星系就会干涸并走向死亡。
另一种可能性是,星系团内部的温度过高,阻碍了星系内气体冷却、聚集诞生新星。这就像阻碍了星系内气体作为燃料的用途,结果也相当于星系不再有燃料而走向死亡。
该研究组正收集各星系内这些气体变化的依据,希望找到普遍的规律,进一步了解星系生命终结之谜。
另一种可能性是,星系团内部的温度过高,阻碍了星系内气体冷却、聚集诞生新星。这就像阻碍了星系内气体作为燃料的用途,结果也相当于星系不再有燃料而走向死亡。该研究组正收集各星系内这些气体变化的依据,希望找到普遍的规律,进一步了解星系生命终结之谜。
谢选骏指出:在我看来,有关125亿年前的宇宙说法,其科学解释其实还是一种宇宙神话——而真实的状况,怎么可能被我们这些瞬息即逝的人类所知晓呢?但越是无法知晓,就越是要解释和描绘,这就是人性,这就是人类获得自身定位所需要的“神话”。而神话呢,又是由语言和民族精神所决定的。
【03、残废的现代天文学】
网文《银河系》报道:
银河系(英文:Milky Way Galaxy),是太阳系所在的棒旋星系(漩涡星系的一种),呈椭圆盘形,具有巨大的盘面结构,最新研究表明银河系拥有四条清晰明确且相当对称的旋臂,旋臂相距4500光年。银河系的恒星数量约在1000亿到4000亿之间。
银河系整体作较差自转。在太阳处的自转速度约220千米/秒,太阳绕银心运转一周约2.5亿年。银河系的目视绝对星等为-20.5等,银河系的总质量大约是太阳质量的1.5万亿倍。银河系的年龄大概在100亿岁左右,而科学界认为宇宙大爆炸大约发生于138亿年前。银河系有两个伴星系:大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。它们都是本星系群的成员,并且是室女超星系团的一部分;而它又是组成拉尼亚凯亚超星系团的一部分。
银河系自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成。银河系中央区域多数为老年恒星(以白矮星为主),外围区域多数为新生和年轻的恒星。周围几十万光年的区域分布着十几个卫星星系,银河系通过缓慢地吞噬周边的矮星系使自身不断壮大。
观测
银河经过25个星座:天鹅座、天鹰座、狐狸座、天箭座、蛇夫座、盾牌座、人马座、天蝎座、天坛座、矩尺座、豺狼座、南三角座、圆规座、苍蝇座、南十字座、船帆座、船尾座、麒麟座、猎户座、金牛座、双子座、御夫座、英仙座、仙后座和蝎虎座。
银河在天空中明暗不一,宽窄不等。最窄只有4°~5°,最宽约30°。然而,肉眼在天空各处看见的个别恒星,全都是银河系的一部分。来自这条带状弧上的光,都是源自银河平面上,肉眼不能解析的恒星和其它天体累积的光亮。对于北半球来说,银河夏季星空的重要标志,以及由3颗亮星,即银河两岸的织女星、牛郎星和银河之中的天津四所构成的“夏季大三角”。夏季的银河由天蝎座东侧向北伸展,横贯天空,气势磅礴,极为壮美。但只能在没有灯光干扰的野外(极限可视星等5.1以上)才能欣赏到。冬季的银河很黯淡(在猎户座与大犬座),但在天空中可以看到明亮的猎户座,以及由天狼星、参宿四、南河三构成的明亮的“冬季大三角”。(注:此段所在视角均为北半球地区)
从地球观看,银河中心是银河最亮的区域,其方向在人马座。从人马座,朦胧的白色光带似乎传递到背面的御夫座。光带然后继续其余的路径回到人马座附近,将天球分成两个大致相等的半球。银河北极位于赤经 12h 49m,赤纬 +27.4°,靠近周鼎一(后发座β);银河南极在玉夫座α附近。由于这种高倾斜度,在一年中不同的时间,银河的弧出现在天空中的位置可以很高,也可以在很低。在地球上的北纬65度到南纬65度之间,银河会一天经过观测者的天顶两次。
主要结构
银心
银河系的几何中心,是银河系的自转轴与银道面的交点。它在星系的中心凸出部分,呈很亮的球状,直径约为两万光年,厚1万光年。这个区域由高密度的恒星组成,主要是年龄大约在100亿年以上老年的红色恒星。证据表明,在中心区域存在着一个巨大的黑洞。天文学家观测发现银河系最中心的长宽高各一秒差距(3.26光年)空间内分布着高达4200万颗恒星,或者说那里的恒星密度高达每立方光年有28.9万颗恒星,比太阳系附近的恒星密度高了7200万倍。
银心除作为一个几何点外,它的另一含义是指银河系的中心区域。银心在人马座方向,1950年历元坐标为:赤经17°42′29″﹐赤纬-28°59′18″。太阳距离银心约25,000~28,000 ly(7.7~8.6 kpc)。这个值是以几何为基础的方法,通过测量标准烛光天体,用不同的方法得到这些范围近似但不同的数值。在内部的数千秒差距(大约10,000光年的半径)是老年恒星密集区,大致成球形,被称为核球。
银心与太阳系之间充斥着大量的星际尘埃,在北半球用光学望远镜难以在可见光波段看到银心。射电天文和红外观测技术兴起以后,人们能透过星际尘埃,在2微米至73厘米波段探测到银心的信息。中性氢21厘米谱线的观测揭示,在距银心四千秒差距处有氢流膨胀臂,即所谓“三千秒差距臂”(最初将距离误定为三千秒差距,后虽订正为四千秒差距,但仍沿用旧名)。在这里大约有1000万个太阳质量的中性氢,以53km/秒的速度涌向太阳系。在银心另一侧,有大体同等质量的中性氢膨胀臂,以135km/秒的速度离银心而去。在距银心300秒差距的天区内,有一个绕银心快速旋转的氢气盘,以70~140千米/秒的速度向外膨胀。盘内有平均直径为30秒差距的氢分子云。
2010年12月,美国天文学家道格.芬克拜纳教授等人在银河系中发现了两个巨大的“费米气泡”。这两个“气泡”从银河系中央、分别向南向北延伸,从室女座直达天鹤座,年龄可能以百万年计,而且每个都有2.5万光年宽。但依据天体物理学理论,这些放射伽马射线的泡沫其实不应该存在,科学家们至今对此十分困惑。一种见解认为,存在于银河系中央的超大质量黑洞形成了巨型喷流,而黑洞在其两极附近有可能形成接近光速的物质喷射;又或者说,它们可能由巨大恒星形成,黑洞周围大量气体形成了这些恒星,它们在大致相同的时间发生超新星爆炸;而还有一种看法是,“费米气泡”是暗物质粒子碰撞的结果。
几颗绕人马座A转动的恒星轨道。这暗示了人马座A*的巨大质量。银河系的中心有一个被标志为人马座A*的强烈电波源。围绕着人马座A*运动的恒星的运动规律显示该处有个大质量的致密天体。12.8微米的红外观测资料指出,直径为1秒差距的银核所拥有的质量,相当于几百万个太阳质量,其中约有100万个太阳质量是以恒星的形式出现的。这种质量集中的最好解释就是存在着超大质量黑洞(SMBH,supermass black hole),估计它的质量介于410–450万太阳质量。超大质量黑洞的吸积率符合估计值量的非活跃星系核。甚长基线干涉仪的探测表明,银心射电源的中心区很小,甚至小于十个天文单位,即不大于木星绕太阳的轨道。流入致密核心吸积盘的相对论性电子,在强磁场中加速,产生了同步加速辐射。
2012年11月11日一个国际天文小组,利用美国国家航空航天局的钱德拉X射线太空望远镜探测到从位于银河系中心的人马座A*爆发出的明亮的X射线耀斑,亮度是黑洞正常发光的150倍,耀斑爆发时间超过1小时,然后逐渐变暗。2019年8月9日,在两小时之内,人马座A*的亮度增大到原来的75倍。天文学家认为,这次观测开始之前,它甚至更亮。这些亮度变化的一种解释是,它正在吞噬周围的某些物质。这些物质落入黑洞过程中摩擦生热,转化为能量释放出来,从而导致了人马座A*的亮度变化。
银盘是银河系的主要组成部分,是由恒星、尘埃和气体组成的扁平盘。在银河系中可探测到的物质中,有九成都在银盘范围以内。银盘外形如薄透镜,以轴对称形式分布于银心周围,其中心厚度约1万光年,不过这是微微凸起的核球的厚度,银盘本身的厚度只有两千光年,直径近20万光年,总体上说银盘非常薄。
2017年底,国家天文台刘超研究员等率先利用LAMOST数据成功绘制出银盘外围的空间结构剖面图。研究人员分析,银盘的恒星数目虽然在随着银盘半径减少,但并没有在5万光年处停下来,而是一直延伸到距离中心6.2万光年处。 以往的研究认为,银盘的半径大约只有14-15千秒差距,之后会有一个明显的截断,很多理论研究据此推演银河系的形成和演化历史。尽管有研究在距离银心20千秒差距的地方陆续发现了少量的年轻恒星,但是直到这项工作,人们才真正系统地看到了银河系外盘的庐山真面目。
除了1千秒差距范围内的银核绕银心作刚体定轴转动外,银盘的其他部分都绕银心作较差自转,即离银心越远转得越慢。银盘中的物质主要以恒星形式存在,占银河系总质量不到10%的星际物质,绝大部分也散布在银盘内。星际物质中,除电离氢、分子氢及多种星际分子外,还有10%的星际尘埃,这些直径在1微米左右的固态微粒是造成星际消光的主要原因,它们大都集中在银道面附近。
银盘主要由星族Ⅰ天体组成,如G~K型主序星、巨星、新星、行星状星云、天琴座RR变星、长周期变星、半规则变星等。
银晕和银冕
银河的盘面被一个球状的银晕包围着,直径25万~40万光年。由于盘面上的气体和尘埃会吸收部分波长的电磁波,所以银晕的组成结构还不清楚。盘面(特别是旋臂)是恒星诞生的活跃区域,但是银晕中没有这些活动,疏散星团也主要出现于盘面上。银晕轮弥散在银盘周围的一个球形区域内,银晕直径约10万光年,这里恒星的密度很低,分布着一些由老年恒星组成的球状星团,在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区称银冕,银冕至少延伸到距银心32万光年远。银河的盘面被一个球状的银晕包围着,估计直径在250,000至400,000光年。由于盘面上的气体和尘埃会吸收部分波长的电磁波,所以银晕的组成结构还不清楚。盘面(特别是旋臂)是恒星诞生的活跃区域,但是银晕中没有这些活动,疏散星团主要分布在盘面上。
银河中大部分的质量是暗物质,形成的暗物质晕估计有5.8×1011M☉,以银河为中心被聚集著。
在2006年1月9日,Mario Juric和普林斯顿大学的一些人宣布,史隆数位巡天在北半球的天空中发现一片巨大的云气结构(横跨约5,000个满月大小的区域)位在银河之内,但似乎不合于目前所有的银河模型。他将一些恒星汇聚在垂直于旋臂所在盘面的垂线上,可能的解释是小的矮星系与银河合并的结果。这个结构位于室女座的方向上,距离约30,000光年,暂时被称为室女座星流。
2017年,国家天文台研究人员利用LAMOST观测的晕族红巨星,直接绘制出银河系40千秒差距(1秒差距约为3.26光年)内的三维剖面图,从而揭示出恒星晕的复杂构成——内部呈扁球形,外部则逐渐变成球形。恒星数密度则按照单一幂律形式由内向外减少。
2019年8月,中国科学院国家天文台利用LAMOST DR5中K巨星的三维位置和三维速度,在银河晕中找到40余组子结构,包含近2000颗恒星。其中包括大量的人马座星流、麒麟座星环、室女座致密区、孤儿星流等银晕中已知子结构和其他未知子结构的成员星,并第一次给出了银河系晕中大样本子结构的六维参数信息。这些信息更加精确地展现出银河系现在的结构以及其过去的吸积历史。通常星系在发生吸积并合时,会在其周围的空间(晕)中留下原星系的残骸,例如星流(stream)、致密区(overdensity)、壳层(shell)等子结构(substructure)。
为了寻找这些子结构,研究人员利用LAMOST DR5中K巨星的空间位置和视向速度,再结合匹配自Gaia DR2的切向速度信息,得到13000余颗具有完整六维相空间信息的晕星星表,同时这也是目前(2020)能够得到的拥有完整六维信息的最大银河系晕星星表。
研究人员在对样本中具有相似速度和位置的恒星进行归类和分组后,在13000颗晕星样本中找到了40余组,近2000颗晕星是属于子结构的,这些恒星具有明显区别于本地晕星的成团性(位置和速度空间)。
旋臂
银河系有5条主旋臂,它们分别是英仙臂、猎户臂、船底-人马臂、矩尺臂和盾牌-半人马臂。
英仙臂的半径大约有10,700秒差距,位于天鹅臂和人马臂之间,由于从地球上看的位置在英仙座而被称为英仙臂。盾牌-半人马臂,也称盾牌-南十字臂是从银河系中心接近棒的末端,由弥散的气体和尘埃组成,向外螺旋弯曲的长串星流。它与银河的棒连接的区域是丰富的恒星形成区。除此之外,银河系还有其他旋臂。银河系的螺旋结构还不确定,目前对于银河臂的性质也还没有共识。因为银河系的螺旋臂经常有分支、合并、意外的扭曲,而有程度不一的不规则性,完美的对数螺旋模式只能粗略的描述太阳附近的特征。
太阳系在猎户臂上。这条臂位于英仙臂和人马-船底臂之间,长度约为20000光年。它的形状和包含丰富的大质量恒星形成区可与其他4条旋臂类比。本地臂或许不是孤立的,它极有可能是邻近英仙臂和人马-船底臂的一部分。太阳离银河系中心距离为26000光年,绕银心旋转速度为236千米/秒,绕行一周大约要2.12亿年。太阳几乎在银盘的中心平面上,距中心面垂直距离约为20光年,比以前的估计值82光年要小。
太阳系
太阳系位于猎户座旋臂靠近内侧边缘的位置上,距离银河系中心约2.64万光年,逆时针旋转,绕银心旋转一周约需要2.2亿年。太阳运行的方向基本上是朝向织女星,靠近武仙座的方向,偏离银河中心大约86度。太阳环绕银河的轨道大致是椭圆形的,但会受到旋臂与质量分布不均匀的扰动而有些变动。
太阳系大约每2.25亿~2.5亿年在轨道上绕行一圈,可称为一个银河年。因此以太阳的年龄估算,太阳已经绕行银河20~25次了。太阳的轨道速度是217km/秒,换言之每8天就可以移动1个天文单位,1400年可以运行1光年的距离。
太阳在银河系中——太阳距银心约28000光年。
北银极
α=12h51m,δ=+27°07'(后发座)
银心方向
α=17h45m,δ=-28°56′(人马座)
太阳处银河系旋转速度
约250公里/秒
太阳处银河系旋转周期
约2.2亿年
相对于3K背景的运动速度
约600公里/秒(朝向α=10h,δ=-20°方向)
翘曲结构
2019年,科学家基于经典造父变星构建了一个稳健的银河系盘模型,给出了银河系翘曲结构的直观三维地图。造父变星是一类中等质量的年轻脉动变星,比太阳重3至20倍,亮约几万倍。由于它们的脉动周期和光度严格相关,因此可以精确测定距离,精度可达3%至5%。
科学家研究发现距离银河系中心越远,造父变星就越偏离银盘面,整体呈“S”型;同时,从银心向外的翘曲呈现复杂的进动现象。该项工作表明银河系外盘翘曲的起源与巨大的内盘所施加的力矩有关,并且造父变星所示踪的恒星盘与气体盘的结构非常一致,至少向外延伸到约6.5万光年。尽管翘曲现象在河外星系中经常出现,但是理论家们对它是如何形成的莫衷一是。一种可能的解释是外盘受到某种转矩作用而形成。
2013年12月19日,盖亚空间望远镜在法属圭亚那成功发射升空,飞往距地球150万公里的地日拉格朗日L2点——这是太阳和地球引力的平衡点之一。通过盖亚空间望远镜,人们进一步证实了以前认为是水平的银河系银道面,实际上是一种一头高、一头低的翘曲结构。太阳系所在位置的银盘厚度约为500光年,太阳位置以外翘曲的程度大约是偏离银道面4500光年,在对应另外一端银盘的厚度大约是3000光年。此前有人提出,暗物质、磁场等或是造成这种翘曲结构的原因,但是后来发现,暗物质等因素无法解释这种结构在未来6到7亿年内的运动速度,并且这个速度貌似还在随时间变化。
于是,科学家提出了一个猜想:翘曲结构或许源自银河系与其他星系的碰撞:银河系的一个卫星星系——半人马座矮星系嫌疑最大。此前的研究表明,它的确曾经几次纵穿银河系圆盘,而且可能正在被银河系吸收。此种碰撞对两个星系内的天体均有很大影响。因为天体正面相撞的几率非常小,这种影响主要集中在运动轨道的改变、局部物质密度的扰动等方面。盖亚空间望远镜的观测数据表明,大约在62亿年至42亿年前,人马座矮星系和银河系初次相撞,导致了银河系内气体物质的扰动。
盖亚空间望远镜收集的数据,不仅揭示了人马座矮星系对银河系的影响,碰撞产生的涟漪似乎引发了主要的恒星形成事件。一项新研究揭示了57亿年前的银河系往事——银河系或与半人马座矮星系发生过3次碰撞,第一次碰撞就产生了太阳,因为太阳的年龄与因半人马座矮星系碰撞效应而形成的恒星年龄一致。
伴星系
银河系有两个伴星系(卫星系):大麦哲伦云和小麦哲伦云。与银河系相对的星系称为河外星系。
银河系、仙女座星系和三角座星系是本星系群3个主要的星系,本星系群总共约有50个星系,而本星系群又是本超星系团的一份子。
银河被一些本星系群中的矮星系环绕着,其中最大的是直径达2.1万光年的大麦哲伦星系,最小的是船底座矮星系。其他环绕着银河系的还有小麦哲伦星系,最靠近的是大犬座矮星系,然后是人马座矮星系、小熊座矮星系、玉夫座矮星系、六分仪座矮星系、天炉座矮星系和狮子I矮星系。
参见词条:伴星系、河外星系、星系团、超星系团
质量
估计的银河系质量各不相同,取决于使用的方法和资料。最低的估计值范围,银河系的质量是5.8×1011 太阳质量(M☉),略小于仙女座星系的质量。在2009年,使用超长基线阵列发现在银河系外侧边缘的恒星速度达到254 km/s(570,000 mph)。因为轨道速度取决于轨道半径内的总质量,使推测银河系有更大的质量,大约与仙女座星系相当,在距离中心160,000 ly(49 kpc)的距离内,质量是7×1011 M☉。在2010年,测量晕星的径向速度,发现在8,000秒差距内的质量是7×1011 M☉。根据2014年发表的一项研究,银河系的总质量估计为8.5×1011 M☉,这大约是仙女座星系一半的质量。
2020年,国际研究团队利用美国国家航空航天局哈勃太空望远镜和欧洲航天局"盖亚"探测器对银河系进行了迄今最精确的"称重",认为银河系质量大约相当于1.5万亿个太阳质量。在银河系总质量中,约2000亿颗恒星以及银河系中心一个超大型的黑洞仅占很小的比例,大部分质量来自暗物质。这种看不见的神秘物质,就像宇宙的"脚手架",把恒星固定在星系的某个位置。
暗物质晕相对均匀的分布至距离银河中心10万秒差距处。银河系的数学模型表明暗物质的质量是1–1.5×1012 M☉。最近的研究表明质量范围可以大到4.5×1012 M☉,小到8×1011 M☉。
银河系所有恒星的总值量估计在4.6×1010 M☉至6.43×1010 M☉之间。除了恒星之外,还有包括90%的氢和10%的氦组成的星际气体,其中三分之二的氢是原子形式,其余的三分之一是分子氢。这些气体的质量相当于星系恒星总质量的10%至15% 。额外的星际尘埃占气体总质量的1%。
研究年表
早期探索
1584年,意大利人布鲁诺明确提出宇宙是无限的,恒星都是遥远的太阳,太阳只是无数个恒星中的普通一员 。
1609年8月25日,意大利科学家伽利略·伽利莱首次使用望远镜进行天文观测,而后,T.赖特、I.康德、J.H.朗伯等认为,银河和全部恒星可能集合成一个巨大的恒星系统。
1612年,德国天文学家马里乌斯率先用望远镜发现了仙女大星云。
1718年,英国天文学家哈雷通过观测和分析,首次指出恒星不动的概念是错误的。后来,赫歇尔正确地认识到,恒星运动是由恒星自身的运动和太阳的空间运动两部分合成的结果。
1750年,英国天文学家赖特(Wright )发表了《宇宙的新理论》一书。他根据银河状况,银河系是扁平的,由于太阳连同地球位于这一系统的内部,从不同方向观测才看到了银河和离散分布的点点繁星。赖特猜想,这类星云中有一些可能是同银河系相似的巨大恒星系统。
1755年,德国人康德首次明确提出在银河系外的宇宙空间中存在着无数个类似的天体系统,称为河外星系,或简称星系。
1783年,赫歇尔通过对所观测到的大量恒星运动的统计分析,发现太阳以大约每秒20千米的速度朝着织女星方向运动,太阳空间运动的发现彻底动摇了哥白尼日心体系中太阳固定不动的观念。
1785年,英国天文学家威廉·赫歇尔用“恒星计数”的方法绘制了一张银河图,他用方法得出了银河系恒星分布为扁盘状,被群星环绕,其长度为7000光年,宽1400光年,太阳处在银河系的中心。这是人类建立的第一个银河系模型,它虽然很不完善,但使人类的视野从太阳系扩展到银河系广袤的恒星世界中。
18世纪后期,英国天文学家威廉·赫歇尔用自制的反射望远镜进行了系统的恒星计数观测,他计数下117600颗恒星,以此得出了一个恒星系统呈扁盘状的结论。
19世纪,约翰·赫歇尔将恒星计数的工作扩展到南天。
1845年,罗斯勋爵发现第一个漩涡星系M51。
1852年,美国天文学家史帝芬·亚历山大声称银河系是一个旋涡星系,却拿不出证据加以证明。
近现代观测
20世纪初,美国威尔逊山天文台建成了当时世界上最大口径的2.5米天文望远镜。天文学家把以银河为表观现象的恒星系统称为银河系。J.C.卡普坦应用统计视差的方法测定恒星的平均距离,结合恒星计数,得出了一个银河系模型。在这个模型里,太阳居中,银河系呈圆盘状,直径8千秒差距,厚2千秒差距。H.沙普利应用造父变星的周光关系,测定球状星团的距离,从球状星团的分布来研究银河系的结构和大小。他提出的模型是:银河系是一个透镜状的恒星系统,太阳不在其中心。沙普利计算出:银河系直径80千秒差距,太阳离银心20千秒差距,这些数值太大,因为沙普利在计算距离时未计入星际消光。
1900年,荷兰天文学作家科内利斯·伊斯顿公布银河系漩涡结构图,然而旋臂及银心都画错了。
1904年,恒星光谱中电离钙谱线的发现,揭示出星际物质的存在。随后的分光和偏振研究,证认出星云中的气体和尘埃成分。
1905年,赫茨普龙发现恒星有巨星和矮星之分。
1906年,卡普坦为了重新研究恒星世界的结构,提出了“选择星区”计划,后人称为“卡普坦选区”。他于1922年得出与F.W.赫歇耳的类似的模型,也是一个扁平系统,太阳居中,中心的恒星密集,边缘稀疏。在假设没有明显星际消光的前提下,于1918年建立了银河系透镜形模型,太阳不在中心。到20世纪20年代,沙普利模型已得到天文界公认。由于未计入星际消光效应,沙普利把银河系估计过大。到1930年,特朗普勒证实星际物质存在后,这一偏差才得到纠正。
1913年,赫罗图问世。
1917年,美国天文学家沙普利通过对银河系内天体分布的分析,确认太阳并不位于银河系的中心,而是处于相对说来比较靠近银河系边缘的地方,从而纠正了赫歇耳银河系模型的错误。
1918年,威尔逊山天文台建成了口径2.54m的反射望远镜———胡克望远镜。美国天文学家H.沙普利(Harlow Shapley)经过4年的观测,提出太阳系应该位于银河系的边缘。研究球状星团的空间分布,建立了银河系透镜形模型,太阳不在中心。而是在银河系的边缘。银河系的中心应在人马座方向。沙普利提出了太阳不在银河系中心的观测分析结果。在观测发现了银河系自转以后,沙普利的银河系模型得到了天文学家的公认。
20世纪20年代,银河系自转被发现后,沙普利的银河系模型得到公认。但由于未计入星际消光,沙普利模型的数值不准确。研究银河系结构传统上是用光学方法,但有一定的局限性。近几十年来发展起来的射电方法和红外技术成为研究银河系结构的强有力的工具。
1922年,威尔逊山天文台的邓肯在编号为M31的星系中发现了一些变星。
1923年,哈勃用威尔逊山天文台的胡克望远镜通过照相观测,将M31的外围部分分解为单个的恒星,并认出其中的一颗是造父变星,接着在M31中又找到几颗造父变星。此外,在M33和NGC6822中也发现了一些这类变星。10月6日,美国天文学家哈勃利用这台望远镜拍摄了仙女星云的照片,照片上星云的外缘已被分解成一颗颗恒星。哈勃从中发现了多颗这类变星。利用这些造父变星,哈勃推算出仙女星云的距离为225万光年,远远超出银河系范围。河外星系的存在最终得以确认。
1926年,瑞典天文学家林得布拉德分析出银河系也在自转。把对银河系的认识大大向前推进了一步。
1927年,荷兰天文学家奥尔特证明银河系确实在绕中心自转,同时说明银河系的整体不是固体。因此,越靠近中心,自转越快,银河系边缘自转缓慢。
1929年,荷兰天文学家巴特·博克计划使用恒星计数法探测银河系的结构,十多年后宣告失败。
1931年,巴德于威尔逊山天文台工作,并开始发展星族的概念。
1942年,瑞典天文学家林德布拉德提出“密度波”概念,后来美国科学家提出了系统的密度波理论,初步解释了旋臂的稳定性。
1943年,威廉·摩根(William Morgan)与光谱学家飞利浦·基南共同发表一套完整的光谱图集来描述各种不同光谱型和光度级的恒星之光谱特征,称为MK(摩根—基南)分类系统。
1944年,巴德通过仙女星系的观测,判明恒星可划分为星族Ⅰ和星族Ⅱ两种不同的星族。星族Ⅰ是年轻而富金属的天体,分布在旋臂上,与星际物质成协。星族Ⅱ是年老而贫金属的天体,没有向银道面集聚的趋向。
1951年,摩根提出,银河是螺旋形的。根据摩根的说法,银河系有3条炽热恒星群组成的旋臂,分别是英仙座、猎户座和人马座旋臂。本杰明说,近年来,人们普遍坚持的是,银河系有4条主要旋臂,分别是定规座旋臂、半人马座旋臂、人马座旋臂和英仙座旋臂。太阳坐落在位于人马座和英仙座之间的一条小旋臂——猎户座旋臂附近。
1964年,美籍华裔科学家林家翘与徐遐生提出旋涡星系螺旋臂的维持密度波理论,初步解释了旋臂的稳定性,他们建议螺旋臂只是螺旋密度波的显示。
20世纪70年代期间,人们通过探测银河系一氧化碳分子的分布,意外地发现了银河系的第四条旋臂,它跨越狐狸座和天鹅座。
1971年,英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质,指出银河系中心的能源应是一个黑洞。
1976年,法国的两位天文学家还具体地绘制出了以上四条放臂在银河系中的位置,这是迄今最好的银河系漩涡结构图像。
1982年,美国天文学家贾纳斯和艾德勒发表了令人震惊的新说法——他们通过对银河系434个银河星图的图表绘制,发现银河系并没有漩涡结构,而只是一小段一小段的零散旋臂,漩涡只是幻影,这是因为银河系各处产生的恒星总是沿银河系旋转方向形成一种“串珠”,而不断产生的新恒星连续地显现着涡漩的幻影。
2003年,升空的斯皮策太空望远镜已对从太阳系的小行星到可观测宇宙边缘的遥远星系进行了逾10年的研究。这是首次在一张巨幅全景图上将所有星辰的图片拼接再现。银河系是个扁平的螺旋盘,太阳系位于其中一个螺旋臂上。由于大量尘埃和气体阻挡了可见光,因此在地球上无法直接用光学望远镜观测到银河系中心附近的区域。而由于红外线的波长比可见光长,所以斯皮策太空望远镜能穿透密集的尘埃并观测到更遥远的银河系中心地带。2003年3月21日,天文学家根据获取的数据绘制了一幅更精确的银河系中心带星图,并指出银河系比先前所想的更大一些。这些数据使科学家能建立起一个更全面立体的星系模型。
2004年,天文学家使用甚大望远镜(VLT)的紫外线视觉矩阵光谱仪进行的研究,首度在球状星团NGC 6397的两颗恒星内发现了铍元素。这个发现让他们将第一代恒星与第二代恒星交替的时间往前推进了2至3亿年,因而估计球状星团的年龄在134±8亿岁,因此银河系的年龄不会低于136±8亿岁。
2006年,新的发现认为,银河系的主序星中都是单星。银河系中大部分的物质是暗物质,形成的暗银晕有0.6万亿~3万亿个太阳质量,以银核为中心聚集着。一般认为银河系中的恒星多为双星或聚星。研究人员的报告指出,过去发现银河系的盘面有不明原因的倾斜,现今已经发现是环绕银河的大小麦哲伦星云的扰动所造成的涟漪。是在它们穿过银河系的边缘时,导致了某些频率的震动所造成的。科学家宣布说,他们已证实银河系发生了弯曲变形,而导致其变形的力量来自环绕其外围的暗物质激荡。科学家解释说,暗物质虽然看不见,但它们的质量可能是银河系中可见物质的20倍,所以对银河系中天体的影响是不可小视的。2006年5月9日,天文学家发现了银河系的两个新矮星系。这两个矮星系均为椭球矮星系,分别位于星空中猎犬座和牧夫座的所在方向,均距离太阳约64万光年。据专家介绍,一个星系的亮度不到银河系的10%,就被视为矮星系,而星系的亮度主要与星系中恒星的数量有关。牧夫座方向新发现的矮星系是迄今已知最暗淡的矮星系,但其亮度还是相当于10万个太阳。
2008年,科学家宣布说,他们通过观测证实银心中的确存在着黑洞。科学家花了16年时间在智利的欧洲南方天文台追踪围绕银心运行的28颗恒星,从而证实了黑洞的存在,因为黑洞影响着这些恒星的运行。探测表明,这个名为人马座A*的巨型黑洞,其质量是太阳的400万倍,距离地球大约2.7万光年。
2009年3月6日,美国用德尔塔ΙΙ型火箭发射了世界第一个专门用于寻找类地行星的空间望远镜——“开普勒”。其任务是寻找与地球相似的星球,解答“地球是否是孤独的”这一历史难题。如果发现许多类地行星,就意味着生命可能在银河系内普遍存在。专家预计,“开普勒”可发现50颗以上的类地行星。5月14日,欧洲航天局的“赫歇尔”和“普朗克”空间望远镜由阿丽亚娜5—ECA型火箭发射升空,其观测结果将颠覆人类对宇宙的认识。5月14日—18日,“阿特兰蒂斯”号航天飞机航天员通过太空行走,顺利完成了对哈勃空间望远镜进行第五次维修升级,哈勃的探测能力将增强70倍,工作寿命将延长到2014年。12月4日美国发表了绘制的最新红外银河系全景图,该图像是由80万张斯皮策太空望远镜拍摄的图片拼凑而成,全长37米。分辨率比此前最为清晰的银河系照片高100倍。在这幅图片的帮助下,科学家对银河系进行了恒星计数,他们在计数后认为银河系只两条主要旋臂。在依据此项研究绘制的银河全图上,人们看到两条源于核球的主旋臂,太阳依然位于银河系接近边缘的地方,它的具体位置是猎户座旋臂的内侧,这是一条小旋臂,处于人马座臂和英仙座臂之间。人马臂和矩尺臂绝大部分是气体,只有少量恒星点缀其中。
2014年,科学家公布的最新的观测数据显示,银河系的质量仅为仙女座的一半。这个研究结果来自一支国际研究小组,包括卡内基·梅隆大学的宇宙学家马修·沃克,他们的研究论文发表在英国皇家天文学会的月刊上。论文指出,研究小组使用了一种全新的方法去测量星系的质量,比以往的测量方法更加精确。美国航天局(NASA)公布了数字版银河系360度全景图,该图片由“斯皮策”太空望远镜过去10年拍摄的200万张照片拼接而成,包括银河系一半以上的恒星,像素达200亿,如果打印出来,需要体育场那么大的地方才能展示,因此美国航天局决定发布其数字版,方便天文迷查询。其实,这张图片展示的仅是地球天空中大约3%的区域,却包含了银河系里超过一半的星辰。
2015年3月,科学家使用斯隆数字巡天勘测数据分析了银河系边缘恒星的亮度和距离,结果发现银河系边缘像瓦楞纸板一样,存在皱褶结构,凹槽中存在着恒星。实际上这些恒星区域也是银河系的一部分,真实的银河系比之前预想大50%。11月7日,关于银心的最新观测表明,银河系的最核心部位基本上全部是由白矮星组成的,数量则至少在10万颗上下。而和心中的核心,则是由大约70颗较大的白矮星组成的。至于如何观测到更多的内容,科学家表示,需要靠下一代观测设备,比如NASA正在建设的James Webb号天文望远镜来完成了。
2018年4月10日,美国国家航空航天局(NASA)消息,天文学家使用哈勃太空望远镜,首次精确测量了地球与宇宙中最古老天体系统之一——球状星团NGC 6397的距离。
2019年3月,科学家们利用哈勃太空望远镜和盖亚的观测数据来对银河系质量进行估计,得出的结果是约为1.5万亿太阳质量。10月6日,澳大利亚和美国研究团队近来发现,银河系中心的超大质量黑洞在350万年前喷射出巨大能量束,像灯塔光束一样沿两极扩散形成两个锥形喷发云。研究显示,这种规模的爆炸强度只可能来自与人马座A黑洞有关的核活动,这一黑洞质量大约是太阳的420万倍。
2020年03月25日,英国科学家,达勒姆大学天体物理学家艾丽丝·迪森及其同事利用银河系附近星系,找到了银河系的边界。他们的最新研究显示,银河系的精确直径为190万光年,误差不超过40万光年(1光年等于94600亿千米)。05月09日,国家天文台消息,科研团队利用郭守敬望远镜与欧空局盖亚空间望远镜的观测数据,在银河系的猎户座星云附近发现一个新的移动星群,共包含206颗成员星,其中74颗是主序前恒星,也就是中心氢尚未点燃的原恒星。天文学家表示,该移动星群的发现,为研究银河系旋臂密度波驱使恒星聚集、从而触发星云坍塌的可能性提供了观测证据,对理解银河系的形成、结构和演化具有重要意义。
相关研究
矮星系
2019年2月6日,哈勃太空望远镜在银河系“后院”发现一个此前不为人知的矮星系,新发现的恒星系亮度微弱,直径约3000光年,仅相当于银河系一块“碎片”。研究人员将其命名为“Bedin 1”。它有长达130亿年的历史,在天文学上相当于早期宇宙的“活化石”,可以帮助揭示宇宙早期演化的奥秘。
观测伴星
科学家利用NASA的远紫外谱仪探索卫星首次探测到船底座η(Eta Carinae)的伴星。船底座η是银河系中最重最奇异的星体,坐落在离地球7500光年船底座,在南半球用肉眼就可以清楚的看到。科学家认为船底座伊塔星是一个正迅速走向衰亡的不稳定恒星。
宇宙膨胀
斯隆数字天空观测计划天文学家确定,暗能量正在驱动着宇宙不断地膨胀。约23%的宇宙物质是暗物质,没有人知道它们究竟是什么,因为它们无法被检测到,但它们的质量大大超过了可见宇宙的总和。而近73%的宇宙是最新发现的暗能量。这种奇特的力量似乎正在使宇宙加速膨胀。英国皇家天文学家马丁·里斯将这一发现称为“最重要的发现”。这一发现是绕轨道运行的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)和斯隆数字天文台(SDSS)的成果。它解决了关于宇宙的年龄、膨胀的速度、组成宇宙的成分等一系列问题的长期争论。天文学家现今相信宇宙的年龄是138亿年。
美国航空航天局在2013年6月公布了Swift探测器所拍摄的大麦哲伦星云和小麦哲伦星云的最新照片。这些图像均来自Swift探测器所搭载的紫外线光学望远镜。
大麦哲伦星云的原始图片像素数高达1.6亿,由2200张局部照片拼接而成,而拍摄这些照片共耗时5.4天。而小麦哲伦星云的原始图片像素数则为5700万像素,由656张局部照片组成,拍摄耗时共计1.8天。
据NASA官方资料显示,大麦哲伦星云和小麦哲伦星云都是银河系的伴星系。其中,大麦哲伦星云距离银河系约16.3万光年,其规模约为银河系的20%,质量仅相当于银河系的2%,而小麦哲伦星云距离银河系约20万光年,质量是大麦哲伦星云的50%。
银河系波浪
2019年8月,由一个国际科研团队绘制的银河系三维地图显示,银河系的形状是一个波浪状的圆盘。在研究中,姆鲁兹和来自美国俄亥俄州立大学以及英国沃里克大学的同事们将造父变星作为参照。这些星体会以非常有规律的周期发生脉动,其温度和直径都会随之变化。造父变星的发光度和脉动周期之间的直接关联使其可以被作为星系内外重要的距离指示物。文章解释说,经典造父的发光度是太阳的100到1万倍。它足够明亮,因此可以在银河系外的位置被探测到。造父变星脉动的周期性有助于推断它们的绝对星等。如果已经了解星际消光现象,就可以通过比较绝对星等和视星等来确定距离。在确定每一颗造父变星相对于太阳的三维坐标后,科研人员建起了一个银河系的大规模三维模型。这个模型更加恰如其分地呈现出银河系类似于波浪状圆盘的形状。
精确质量
哥伦比亚大学的科学家对银河系的质量进行了精确计算,最新的结果认为银河系质量大约是太阳的2100亿倍,包括银河系边缘拥有数千颗恒星的恒星团。
来自哥伦比亚大学的博士Andreas Kupper负责的研究小组认为,他们可以通过斯隆数字巡天观测到的银河系波动现象,利用哥伦比亚大学的超级计算机模拟出多少质量能够诱发如此规模的波动。通过这种方式并结合银河系大约12万光年的直径,科学家计算出银河系的质量为2100亿倍太阳质量。
这个数字虽然是截止2015年较为精确的值,但仍然存在不确定性,偏差可能达到20%左右,比之前银河系的质量估计值偏差要小很多。早前的数据认为银河系的质量是太阳的7500亿倍,甚至一度达到1万亿倍,误差率达到100%,几乎无法确定银河系的具体质量。但是在银河系还有大量的暗物质无法观测,大多数恒星聚集在4万光年的半径内,之外几乎完全是由暗物质统治。
类地行星数目
2020年6月18日,加拿大科学家在最新一期《天文学杂志》撰文指出,他们的计算表明,银河系约有60亿颗类似地球的行星。研究者、不列颠哥伦比亚大学的米歇尔·国本解释说,一颗行星如果要被视为类似地球的行星,则这颗行星必须是岩石行星,大小与地球差不多,围绕类似太阳的恒星(G型星)旋转。而且,这颗行星必须位于恒星宜居区内,在该区域内,岩石行星的表面可以容纳液态水,因此,有潜力适合生命繁衍生息。
国本认为,每颗G型恒星拥有类地行星的上限为0.18颗。此前,有科学家估算每颗类日恒星拥有潜在宜居行星的数量从0.02颗到超过1颗不等。另一位研究者、UBC天文学家杰米·马修指出:“银河系至多拥有4000亿颗恒星,其中7%是G型恒星,这意味着在银河系中可能只有不到60亿颗类地行星。”
银河系年龄
2004年,依据欧洲南天天文台(ESO)的研究报告,银河系的年龄约为136亿岁,差不多与宇宙一样老。由许多天文学家所组成的团队在2004年使用甚大望远镜(VLT)的紫外线视觉矩阵光谱仪进行的研究,首度在球状星团NGC 6397的两颗恒星内发现了铍元素。这个发现让他们将第一代恒星与第二代恒星交替的时间往前推进2亿~3亿年,因而估计球状星团的年龄在129±5亿岁左右,因此银河系的年龄不会低于122±8亿岁。
银河系的未来
当前的观测认为仙女星系(M31)正以每秒300公里的速度朝向银河系运动,在30亿~40亿年后可能会撞上银河系。但即使真的发生碰撞,太阳以及其他的恒星也不会互相碰撞,但是这两个星系可能会花上数十亿年的时间合并成椭圆星系。
天文学家利用在夏威夷、加勒比海地区和美国东北部的天文望远镜观察得出结论:银河系的体积比之前预计的大50%左右。科学家们指出,体积越大,与邻近星系发生灾难性撞击的可能性也增大。不过,即使发生也将是在20亿~30亿年之后。
谢选骏指出:“斯隆数字天空观测计划天文学家确定,暗能量正在驱动着宇宙不断地膨胀。约23%的宇宙物质是暗物质,没有人知道它们究竟是什么,因为它们无法被检测到,但它们的质量大大超过了可见宇宙的总和。而近73%的宇宙是最新发现的暗能量。这种奇特的力量似乎正在使宇宙加速膨胀。英国皇家天文学家马丁·里斯将这一发现称为“最重要的发现”。这一发现是绕轨道运行的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)和斯隆数字天文台(SDSS)的成果。它解决了关于宇宙的年龄、膨胀的速度、组成宇宙的成分等一系列问题的长期争论。”——这一成就确实无疑。但是这也揭示出了——迄今为止的现代天文学是多么的残废。因为现代天文学和物理学所观测的对象,都局限在区区4%的现象之中——除去了“23%的宇宙物质是暗物质”和“近73%的宇宙是最新发现的暗能量”,因为暗物质和阿能量是人类无法观测的!残废的现代天文学和物理学,只配得到炸药大王诺贝尔的奖金。
【04、从科学家到神学家】
网文《神定论》报道:
“科学决定论”的问题引起了对爱因斯坦在“神定论”上的观点,以及他是否相信上帝的问题的关注。在1929年,在回答美国犹太领袖拉比赫伯特·高德斯坦时,他说道:“我相信斯宾诺莎的神,一个通过存在事物的和谐有序体现自己的神,而不是一个关心人类命运和行为的神。”
不可知论
在科学和宗教之间,爱因斯坦的观点并非传统的宗教信仰者,他曾表述过“上帝不掷骰子”的观点,并且说过,“没有宗教的科学是跛子,没有科学的宗教是瞎子”[2]:vi[3]:94,正如同在他的自传中所述,他12岁就失去了他的宗教信仰,并认为那都是谎言,但是他从没有失去宗教信仰般的情感,对于宇宙中存在显著的秩序的神秘性有着本能的兴趣,他曾经说过,“宇宙最令人难以理解的就是它的可理解性”,为了区分人格化的上帝和一种宇宙力量的存在,爱因斯坦把自己描述为一个“不可知论者”,而不是一个“无神论者”,谈到关于上帝的论题,他认为,“这问题对于我们有限的思维而言,实在太过深奥了。”
1950在写给Berkowitz的信中,爱因斯坦说:“关于上帝,我持有的是一种不可知论者的立场。我深信,一个以使生命得以改善并使之崇高的道德准则为根本的生活良知并不需要‘立约者’(注:指通常宗教意义上的上帝)。”
不信人格化的上帝
爱因斯坦也说:“我已经多次说过,在我看来,(存在)人格化的上帝的想法是幼稚的。你可以把我称为不可知论者。有些人因为年轻时为挣脱宗教束缚而经历磨难,并因此成为强烈的反宗教的无神论者,但我不同于这种人。由于我们对自然以及人类本身知之甚少,我个人更喜欢持谦逊的态度。”在与Hubertus王子的交谈中,爱因斯坦说:“以我有限的智力,亦能知晓宇宙是如此的和谐,谁还能说没有上帝?但真正让我生气的是,有些人引用我这话来‘证明’我相信(他们的)上帝。”
媒体多次将爱因斯坦描绘成一个虔诚信教的人,这激起他发表了如下声明:“你所读到的关于我的宗教观的信息当然是个谎言,一个系统地重复着的谎言。我不相信人格化的上帝,我从未否认这一点,而且都表达得很清楚。如果在我的内心有什么能被称之为宗教的,那就是,对于我们的科学所能够揭示的世界结构,对于这世界结构的无垠的敬仰。”
在1949年出版的《我之世界观》一书中,爱因斯坦写道:“我们认识到有某种为我们所不能洞察的东西存在,感觉到那种只能以其最原始的形式接近我们的心灵的最深奥的理性和最灿烂的美──正是这种认识和这种情感构成了真正的宗教感情;在这个意义上,而且也只是在这个意义上,我才是一个具有深挚的宗教感情的人。”
谢选骏指出:“从科学家到神学家”,但不是传统意义的神学家,而是一个不可知论的神学家。
网文《从科学家走向神学家,爱因斯坦:神的确存在,鬼魂只是幻觉?》(社会关注2019-07-03)报道:
爱因斯坦被认为是最伟大的科学家之一,站在了当时思想领域的最高峰。当他用一生穷尽了物理世界的客观规律之后,竟然发现解释宇宙问题的最终答案,只能指向神。
有一次,爱因斯坦对来采访的记者说:“有些人认为宗教不合乎科学道理。我是一位研究科学的人,我深切知道,今天科学没有把神的存在证明出来,是由于科学还没有发展到那种程度,而不是神不存在。总而言之,人的五种感觉是有限制的,无法感觉出神的存在,科学也无法否认神的存在。因此,我们应该确信神的存在。”
只有当一个人,具备了自我反省的智慧之后,他才能发现自己是那么的无知!爱因斯坦为什么会在晚年突然转向神学研究,是糊涂了,还是觉醒了?可能只是因为死亡的脚步近了。凡人必有一死,即便你享受世间所有的权利,也无法抗拒死亡,因为永生的权利是属于神的。出于对生命的眷恋和死亡的恐惧,伟大的科学家爱因斯坦也走进宗教研究的大门。
爱因斯坦对宗教与科学有着自己独特的见解,他信仰的上帝,是那股让宇宙秩序井然的运行着的力量,而不信仰那个同人类的社会和命运有牵累的上帝。
他在一封信中说到:“我无法想象一个会对自己的创造物加以赏罚的上帝,也无法想象它会有像在我们自己身上所体验到的那样一种意志。我不能也不愿去想象一个人在肉体死亡以后还会继续活着;让那些脆弱的灵魂,由于恐惧或者由于可笑的唯我论,去拿这种思想当宝贝吧!我自己只求满足于生命永恒的奥秘,满足于觉察现存世界的神奇的结构,窥见它的一鳞半爪,并且以诚挚的努力去领悟在自然界中显示出来的那个理性的一部分,即使只是其极小的一部分,我也就心满意足了。”
从信中可以感觉到,爱因斯坦内心十分绝望,他认为自己已经无法了解宇宙人生的全部真相了,认知只能被局限在“极小的一部分”里面了。
爱因斯坦在临死的前一天拒绝了护理,他说:“我想在想离开的时候离开。通过人为手段延长生命毫无乐趣。我该做的都做了,是时候走了。我会优雅地离开。”
显然,晚年的爱因斯坦内心是十分矛盾和迷惑的,发现了自己的无知与无助,却不愿虔诚的去从神明处寻找依靠,最后只能独自面对未知的死亡了。
其实,在“自知无知”的苏格拉底看来,这是个很清晰明了的问题。苏格拉底认为:肉体是靠心灵支配的,心灵才是人成其为人的原因和理由。死是最后的自我实现,灵魂从肉体的羁绊中解脱出来,打开了通向真正知识的门。
关于神,苏格拉底说:我们的需要越少,我们越近似上帝。神灵为自己保留了那对于最为重要的东西的认识。可见,苏格拉底认为灵魂是不灭的,而所谓的神,便是灵魂达到最纯净的状态,也就是全知全能的状态。所以,当被判死刑的苏格拉底将毒酒一饮而尽后,他说:“我去死,你们去活,谁的去路好,唯有神知道。”
灵魂能否永远的存在呢?这种千古难题,在科学界一直不法形成共识,反倒是在耶稣和释迦牟尼佛那里根本就不是问题。要知道,天下圣人是一家,尽管表达方式有所不同,但是他们的理论核心是一致的。
爱斯坦说:没有宗教的科学是瘸子,没有科学的宗教是瞎子。这句话正确吗?
爱因斯坦因创立《相对论》理论而享誉全球,如果根据其能量守恒定律来推断,能量既不能被创造也不能被消灭,因此人体内的能量是永远存在的,有可能死后以灵魂的形式在空中裸奔。然而,爱因斯坦却又否定了灵魂永续存在的可能性,也就间接的否定了自己的《相对论》,到临终前又觉得这个世界根本就什么都没有,无法解释,但正因为什么都没有才最好解释。
爱因斯坦是被自己搞糊涂料呢,还是要留一个悬念,让后世的科学家继续进步呢?科科,你觉得呢?
谢选骏指出:爱因斯坦不懂,不是神在赏罚人类,而是人在自取其辱或自蒙其福——就像不是太阳围着地球转,但是人却觉得太阳围着地球转——这是由“观测者中心”决定了的。所以说,觉得神在赏罚人类也没有错。而把真理表达得最好的,是十字架上的耶稣,不是悉达多·乔达摩——因为前者天启,后者是人智。
【05、从外星看地球大家都是行尸走肉】
《从外星球上看地球是什么样子?看完之后每一个人都沉默了》(探索宇宙说 2020-03-07)报道:
每当夜晚降临之后,漆黑的天空就会出现繁星点点,它们是夜空中的精灵,给黑暗的夜晚带来了一些光明。古时候的人们由于缺乏天文认知,自然不知道那些星星是什么。即使如此,一些古人中的智者仍然通过长期观察天上星星的变化,探知到一些有关星空的奥秘,不得不说,人类的智慧是无穷的。
等到人类走进科技时代之后,天文望远镜的出现让我们能够穿越空间,看到遥远星空,那个时候我们明白了,原来天上的这些星星基本上都是一个个类似太阳的恒星。相信这样的答案如果告诉古人,没有一个人会相信,会把你当成神经病。
在古人的眼里,他们绝对不会相信,夜晚天上的星星本质上跟太阳是一样的存在。因为在古人的眼里,太阳是神圣的,没有什么能够跟太阳相比拟。可是真实的答案往往会超出人们的预料,现代科学已经向我们证明,天上的那些星星就是一个个恒星,它们大多数都比太阳要大,要亮。
我们站在地球上抬头能够看到遥远星空的星球,它们是那么的渺小,渺小到让我们害怕。可是当我们真正了解到它们的真面目之后,被震撼了,于是有人提出这样的一个问题:其他星球上看地球是什么样子?如果是在人类没有走进科技时代之前,这样的问题是没有答案的,因为我们无法前往其它星球。
可是当人类走进科技时代之后,在科技的帮助下,我们终于走出地球,也可以去其它的一些星球探索,这样就可以从不同星球的角度看看我们的地球是什么样子。人类刚刚走出地球,第一个探索的星球是月球,50年前,阿波罗载着人类登上了地球的卫星月球,站在月球之上,我们第一次真切感受到了它的荒凉,同时也看到了美丽的地球。站在月球的角度看地球,无疑是一种震撼和自豪的体验,那里我们看到了一个庞大美丽的地球,它完全不同于其它毫无色彩的星球。
地球太美丽了,它就像一个梦幻的星球,呈现蔚蓝色,整个地球从月球上看散发着宝石的光芒。这种魅力无法用语言来形容,或许只有真正走出地球才能够感受到。而月球由于距离地球较近,是太空中最佳的观测点,这里能够看到一个美丽巨大的星球,而人类也为此感到自豪:那就是我们生存了数百万年的家园。
从地球出发,我们前往地球的邻居火星,火星是人类走出地球之后探索最多的行星,它跟地球有许多相似之处,是科学家期盼的人类第一颗移民行星。站在火星上看地球可就没有那么美丽了,可能很多人觉得站在火星表面看地球,能够看到一个非常明亮的蓝色星星。
可真实的情况却并非如此,虽然火星的夜空同样有许多的星点,但是很难分辨出哪一个才是地球了,它跟众多的星星一样普通,已经没有了站在月球上看地球的那种美丽。从火星上看地球还不如水星看地球,看得更清晰,水星探测器曾在2010年于水星轨道上拍下了地球的照片,显然水星与地球的距离有时要比火星与地球之间的距离远,但是我们能够看到一片黑暗中仍然存在一个较大的观点,它就是地球了。而在地球的旁边还有一个光点,它就是月球了。
走出火星再往前就是太阳系最大的两颗巨行星木星和土星了,卡西尼号探测曾经拍摄了一张地球的照片,从照片中我们能够看到一个较明显的光点,那就是地球。这个位置也是我们能够直接观测到地球的最远距离。再往前的话,地球已经很难直接看到了。
人类最远拍摄地球照片的应该是旅行者号,它在前往太阳系边缘的时候,为地球拍摄了一张照片,在这张照片中想要看到地球,需要将地球放大倍数,这个时候我们才可以模糊看到一个微小的点,这个点就是地球。
通过这些不同星球位置看地球,让人类再也没有了原来的自豪和骄傲,对于宇宙星空来说,地球太渺小了,渺小小到连尘埃也算不上。如果站在太阳系的角度,地球还可以称得上是一个小小玻璃球,可如果将视野放到整个银河系,那地球只能算是一粒尘埃。
而将视野放到整个宇宙,那地球连尘埃也远远算不上,最多只能算是生物体当中的一个渺小的细胞。所以,当人们从太阳系不同的星球看完了地球的样子之后,都沉默不语了。人类感觉自己很伟大,创造了辉煌的科技文明,可是在浩瀚的宇宙面前,人类的这点科技成就根本不算什么。
人类现在的科技无法走出太阳系,无法探索整个银河系,更无法探索整个宇宙。而我们的科技至今还没有发现地外生命和外星文明,一些自大的人会认为,地球是宇宙唯一的生命星球,人类是宇宙唯一的文明。可是大部分清醒者却深刻明白,地球只不过是宇宙无数生命星球中的一员,人类也只是无数文明中的一员,而且有可能还是比较低级的文明。
在宇宙这个文明大家庭里,人类还真的没有什么值得骄傲和自豪的地方,我们搜寻了半个多世纪的外星文明,没有任何的发现。可是地球和人类的存在有可能已经被强大的外星文明发现,他们之所以还没有来到地球,有可能是还没有星际远航的能力或者人类的实力太弱,瞧不上我们。
而宇宙也是要遵循黑暗森林法则的,善良的文明和恶意文明都是存在的,即使是一个文明的内部,对于地球的态度也会分为善恶两个阵营。一旦地球的存在被外星文明发现,而这个文明正好有星际航行的能力,就有可能来到地球对我们进行侵略。
可能有人会说了,外星文明如果要侵略地球,无非是看到地球和太阳系的资源,只要我们将资源给他们就没事了。可事实上,外星文明可能还真看不上地球和太阳系的资源,要知道对于一个星际文明来说,不会缺少资源。而在外星文明眼中,地球上真正珍贵的可能就是人类。
虽然浩瀚的宇宙可能有数不尽的文明,但是由于宇宙太浩瀚了,平均分布下来,文明的数量还是太少太少了。对于外星文明来说,想要发现一个文明星球也是需要运气的事情,而一个文明星球最珍贵的资源就是上面的智慧生命。所以文明之间的战争,有可能掠夺的不是自然资源而是智慧生命资源。
小伙伴们,你们对此有何看法?欢迎大家在下方留言讨论,发表自己的见解和看法。
网民哀嚎:
以目前的科技 就算比邻星上有文明 我们也很难发现
人死了就是真的醒了 有没有那么一瞬间觉得世界其实是不存在 我们只是在梦里
人类想破解宇宙,真的太难了!
谢选骏指出:为何“从外星看地球之后每一个人都沉默了”?因为“从外星看地球大家无异于行尸走肉”。圣人私人没有区别,生人死人也没有区别,一起存在于小小的蓝星——除非地球黄了黑了灭了。但如果那样,生人死人就更没有区别了——大家都是行尸走肉,每一个人能不沉默吗?于今之计,唯有好好珍惜地球,就像珍惜自己——让地球活着,也就是让自己活着了。这样,死人也在蓝光里永生了。所以我拒绝开车,拒不毁灭地球资源。
【06、从宇宙中来,到宇宙中去】
《我们都是从宇宙来到地球的》(2019-08-25 宇宙故事厅)报道:
为什么我们喜欢思考宇宙起源或人类起源?
很多人可能都有上面的疑惑,其实原因很简单——因为我们本来就是从宇宙来的呀!
现在不管是科研成果也好,人们的意识形态也好,越多越多人开始意识到,我们的身体里住着一个灵魂,真实情况确实如此。
不管是人,还是动物、植物,甚至很多物体里也有灵魂,但是灵魂的修为高低不同。
修为高的灵魂,从宇宙来地球后,可以选择的载体范围更大。比如这一世可以选择体验做人、体验做动物、体验做植物,甚至是体验做一块石头或一粒沙子。
所以万物有灵,确是如此,不要鄙视一只狗,也不要对自己身为人而心生自大。当然也不必妄自菲薄,大家都是平等的,一视同仁就好。
回到问题上来,我们之所以喜欢思考宇宙起源或者人类起源,那是我们灵魂深处有回家的渴望,所以以这种好奇心,来驱使我们寻找回家的路。
因为灵魂来地球是一场历练,甚至可以说是一场高风险的艰难历练,各种诱惑层出不穷,很多人就迷失在这里,忘记了来地球的目的。
肉身只活一世,灵魂却是不灭的,但灵魂却因为没有经过每一世的历练,而修为渐损,只能在地球不停轮回。
期待在地球这场人生大游戏中,我们都能够早日通关,想起我们的起源,一起凯旋。
回归宇宙,是灵魂不变的追求。
《人类为什么不登上火星呢?》(对空不朽)报道:
两个原因。
1.技术上还是有难度
2.解决这些技术难度需要大量的钱,但是现在没那么多钱,划不来。
人类科技能够在月球上搭建稳定的信号传输器吗?
啊 只是因为距离太远需要的接收器有点大。
地球还有多久能够进入星际文明时代?
人类要进入星际时代有很多问题没有解决,比如方便携带消耗小输出大的能源可以阻隔太空环境用来制造飞船的材料,还有科幻游戏常见的引力装置空气装置……要满足这些要求,人类至少还要在进行一次科技革命和第6次工业革命,一个国家才能勉强满足这些。
人类通过哪些科技手段对火星进行探测?
探测火星的方式和探测月球差不多,第一步就是从地球上进行探测,用天眼这种的望远镜去看。第二步就是绕着火星看,也就是发射人造卫星环绕着火星。第三步是着陆在火星,发射探测器,火星车上火星。第四步我认为就是让人上火星了。
根据目前的科学技术进展,人类正是启动火星移民需要多久?
启动?如果仅仅是启动的话,估计在人类确定了火星和地球之间的距离的那个时候就已经启动了。毕竟启动又没多大成本。
按现在的科学技术,《三体》中的阶梯计划能实现吗?
三体:阶梯计划,电推进动力理论,这是目前地球科技50年内可以达到的水平。
最开始由化学火箭发动机提供动力离开太阳系。然后利用光电效应(柔性薄膜太阳能电池+引爆核弹)向“电推进系统”提供航行动力(载荷可以与动力系统自主分离)。
电推进系统,也称电火箭发动机,是一种不依赖化学燃烧就能产生推力的设备,利用太阳能转化为电能,然后电能转化为机械能。它的优点是不再需要使用固体或液体燃料,省去了复杂的储罐、管道、发动机燃烧室、喷管、相应冷却机构等,能大幅减少航天器的燃料携带量。
光帆:多层柔性薄膜太阳能电池板,可以吸收γ射线产生额外的光电效应。利用核弹爆发后的γ射线通过特殊的太阳能光伏电池板产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应。
科幻作品为什么都是写移民到火星上?
因为火星是可能选择里最不坏的。其他星球环境过于恶劣,科幻都不敢想。
深空矿业(SKKY)是一家以行星采矿、资源勘探和星际移民为愿景的人类新文明探索企业。
企业成立之初,就确定了新能源开发、星际飞船及引擎系统建造、人类外星基地建设等具有重大前瞻意义的核心规划。
人类本是“星际物种”,其新文明的开拓亦是顺应其属性。在地球人口日益膨胀、地球环境负载已抵达临界点的人类文明大转折之时,积极开拓太阳系聚居点,是人类文明发展的必然。
企业创始人兼首席执行官(CEO),为我们带来了直抵“星际移民部落”和稳步推进星际飞船建造的最高战略:聚焦快速突破的小型冷核聚变引擎技术研究,并将火星移民环境的卫星探测作为重中之重!
历经注意力起伏的小型核聚变研究试验,正迎来前所未有的巨大突破,离子枪冷核聚变反应,为人类打开突破小型核聚变技术瓶颈带来新的技术路线,且成效卓著。小型核聚变反应堆,亦是人类最有希望在外行星首先投入使用的取之不竭的清洁能源。
研制火星探测卫星及着陆器,对火星整体环境进行持续勘测,并记录可能影响人类居住的一切要素:火星地图、大气环境、气候状况、行星磁场、元素分布、水资源、矿产分布、火山地震活动、生命物质考察、植物栽培与动物繁育实验等等。
载人飞船登陆火星,是人类成为真正意义上星际物种的重要一步。民营星际探索企业应不遗余力、不懈努力,在本项目上与国家队并驾齐驱,以在加快建设火星基地中发挥巨大作用。
一家真正伟大的星际探索企业,必须能够敢于做前人之未能做、想前人所未能想,既高瞻远瞩,又脚踏实地、戮力深耕。企业将不断增强盈利能力,不断聚拢卓越人材,不断提高核心技术水平,以开放包容的姿态,持续经营、高效管理,为人类最终实现能源自由和星际移民不懈奋斗!
深空矿业(SKKY)以终为始、不忘初心,砥砺前行,为华夏播撒火种,为人类创造希望!
星际移民部落:开启人类星际元年
太阳历公元2021年1月1日,是地球真正的星际元年。
因地球人口过度膨胀,对本行星造成难以承受的环境负载,一种叫做新型冠状病毒的微生物导致的致命瘟疫,在过去一年导致全球几百万人死亡,数千万人感染的肆虐之后,开始进化出快速变异的能力。人类免疫系统对其抵抗力持续下降,这对于正在开展大规模人工智能技术更新,欲将人类文明再推进一大步的人类而言,无疑是很不幸的坏消息。
然而,坏消息远不止如此。以上只是目前地球人类所面临巨大生存危机的冰山一角。尚未真正浮出水面的巨大危机,包括但不限于:大规模核武器囤积与核扩散,导致自毁性核战争突然爆发;更大杀伤力超级武器研制彰显地球人类过度竞争无底线,带给文明载入潘多拉魔咒和陷入彻底的邪恶之境,愈文明愈两极分化导致人类整体的幸福感不断递减,信仰泡沫随时破灭,以及气候环境恶化导致的大规模自然灾害等,地球对人类的报复行动……
总之,人类文明已走到真正的十字路口,它必须而且必然加以改变。要么,被动地接受在地球上集体走向灭绝;要么,主动地寻求在太阳系范围内扩枝散叶,提高人类文明继续延续的概率和希望。
也许有人会站出来反驳道:情况尚未糟糕到如此地步,尚未达到迫切需要展开星际移民的程度;况且无论火星还是其他星球,人类以当前的技术,还没有能力征服那里的恶劣环境和利用那里的资源。所以,现在讲人类星际移民无异于痴人说梦!
或许,他的某些观点是对的,即人类目前要展开星际移民,其所要面临的困难是异常艰巨的,甚至可以用“可能性微乎其微”来形容。但是,相对于人类文明极有可能在地球终结这个严峻的危机,我们宁可去做、去寻那明知是“微乎其微”的可能性,不是吗?
人类星际移民面临的主要困难包括:
1.建造大功率引擎星际飞船。小型核聚变引擎是目前最接近、最有可能实现的技术。同时它也是人类得以在外星生存的清洁新能源。最新研究进展,离子枪驱动常规冷核聚变技术,正带来新的希望。
2.建立外星基地。最主要条件是寻找可开发饮用的水源、有足够的化学元素可供植物栽培生长与动物发育,其中包括盐。有效抵御宇宙辐射的方法(如火星地下城),以及外星环境的持续改造问题等。
3.人类星际通讯技术的成熟。地球、空间站与外星基地聚居点,能有效连通、迅速支援。
目前,小型核聚变技术与量子技术都在不断发展中,人类完全有望在30年甚至更短的时间内,使这两项关联星际移民能力的关键技术予以实用化、成熟化。外星基地和人类聚居点的建设,水源和外星植物栽培、外星气候环境改造,这也是人类在选择宜居星球、可改造星球时首要考虑的问题。如火星水源和地下海的陆续勘探发现,人类探测器对火星勘探步伐不会停止,只会越来越深入,对火星等星球的生存环境也会越来越明晰。
也因此,人类在地球文明面临生死存亡的关键时期,持续增强和提升其在太阳系系统内的星际移民能力,并在本世纪最终达成,并非是一个遥不可及的梦,而是确实可以实现的一个必须的步骤!火星也绝非只是人类的唯一移居选择,人类必将以火星为基地,继续向土星及其他星球持续探索。再下个世纪,人类走出太阳系也是完全有可能的。而比邻星定然是人类走出太阳系的第一站。地球即是悬浮于太阳系中,人类本就属于星际物种,它在宇宙空间持续地扩枝散叶和探索未知与生存发展的可能,也不过就是对自身属性的一个持续认知和加强,并无想象中的神秘和不可思议。人类从蒙昧状态,发展到对地球整体环境与状态的认知,也同样经历了这个阶段。
星际移民部落,就是为这群勇于探索、勇于担当的新人类、人类文明火种的星际传播者而专门设立的。他们以实现人类的星际移民为目标,以传播传递人类火种 为宗旨,试图在外星打造人类新文明。中国是一个有着十三亿巨量人口的大国,也是历史悠久的文明古国。为了中华民族的香火不灭、华夏文明香火远播,我们勇于担当这个重任。自然,这个部落是开放性的,面向全人类的,它接纳全球范围内勇于开拓人类外星新文明的星际物种。我们在未来也会与著名的星际物种马斯克以及全人类中杰出之士展开深入合作,以共同探讨和开拓人类未来!
更大规模的星际联盟,那是人类在拥有了数个行星聚居点之后的事情,我们现在聚焦于当前事务,着手目前最应该做的事。
星际移民部落的第一批成员,亦是将来可搭载本机构飞船移民外星聚点的第一批会员。他们无疑应是承担最巨量、最繁重工作的第一批开拓者。因此,无论他们在哪里工作,地球本星也罢,外星基地或空间站也罢,他们必须具有第一批外星开拓者的强大素质与实力:远见、勇敢、卓越的智慧、组织执行能力和强大的技术手段、资本运作能力。这使他们能够紧密合作、团结工作,共同推动人类星际移民这项伟大事业不断前进,并最终得以实现。鉴于人类目前的社会组织结构的特点,这个承担人类重大使命的部落组织必须以实业为根基,以盈利为手段,以自力更生、自食其力的方式,持续经营和运作。
深空矿业(SKKY)愿做这样一家机构,它的全部收入除了支付员工,也就是第一批会员的工资与薪水,支付国家税金,剩余部分将全部用于人类星际移民这项伟大的工程。这项系统工程包括但不限于:研制星际飞船及动力引擎系统;深空探索与外星环境、资源勘查(包括水资源、气象、地震火山活动、元素普查、外星生命考察等);外星基地建设及宜居环境改造,外星农业培育、生物繁育,居住设施建设等。机构一切研发、经营活动,均与星际移民工程挂钩,并由机构民主决策决定。
本机构开展实施的,未来第一批外星移民工程的部落酋长,亦由为人类星际移民工程作出最卓越贡献的人担当,将由集体决策民主产生。所有会员均可参与推举。如此人已过世,其子女将担任名誉酋长之职,以表彰此人无可替代的杰出功勋!酋长轮换机制,将由集体决策制定。中华人民共和国XXX星部落,是本机构建立外星移民聚居点的名称。本世纪末,本机构建立外星移民聚居点的移民目标暂定为一百万,此目标将根据具体状况适时调整,首要目的地暂定为火星。
人类的星际元年,就从此时此刻开始……勇敢开启我们新的长征,同时让所有的质疑和谩骂去见鬼!不要再继续以马斯克为偶像,我们需要比他更强大,人类需要更多人一起成为马斯克!与其仰视,不如奋进,惟强者才有希望,这是宇宙的法则。与强者携手的前提,是不分伯仲和平分秋色。唯有不断进取,我们方为华夏儿女!
一群不同国家不同人种不同职业的优秀人士如果带领人们前往火星居住,会创造出一个什么样的社会呢?
创造出一个如同南极科考站一样的社会?
科幻片看多了吧,照目前这种状况发展,人类自己肯定自己把自己玩死!
(二)
UFO飞碟的飞行原理?
飞碟有两种状态,一是零质量的光速飞行状态,二是准激发状态,通常几十吨的飞碟只有几微克重。准激发状态以极高速运动,因为比空气轻,可以浮在空中。总的来说,他们飞行原理是改变质量。
现在人类星际移民的主要难题都有哪些?
只有一个主要障碍,速度,火箭用的液体燃料太重,无法支持高速度长距离使用,只要核动力火箭引擎经过改进如果可以解决释放能量带有辐射的问题,又对于释放能量可以做到人为控制,同时进一步缩小,就可以有突破性进展
对于人类来说,可控核聚变技术与异星永久居住设施哪一个更加艰难?
我个人觉得可控核聚变,更有可能比可自给自足的自建生态圈更靠谱一点,地球的环境是几十亿年的微调才适宜人类生存,大到气候变迁,小到微生物,缺一不可。
人类要多膨胀才有信心说可以在异星建立这样的生态圈。
如果需要地球不停的输送资源维持,那也没有太大意义,现在就能在月球做到。
至于宜居星球,那更不靠谱,估计比可控核聚变更牛逼的科技都研发出来了,你都不一定飞的过去!要知道目前探测的距离地球最近的一颗,有可能适合居住的星球HD85512b,距离地球35光年,也只是猜测小概率有水存在!
(三)
如果火星突然变得非常宜居,那么这颗星球的土地和资源会以什么方式被瓜分?
估计还是和地球一样 前期好几个国家当殖民地 后期就是和地球一样了
如果未来发现了宜居的无人星球各国该怎么分?
综合所有条件,人类改造火星和金星到可居住哪个更简单?
火星容易一点,其实按人类现在技术,也能在火星上建立居民地生存一段时间。而金星上400度高温意味着没有几千到几万年冷却,金星表面完全无法为人类居住。
有几千年时间人类早给火星搞出个人造磁场抵抗太阳风,再不行也可以建设许多防护罩城市。
(四)
历史的今天|美国科学家走出了“人造小地球”
人类对地球的探索从古至今都没有停歇过。
上个世纪80年代,为帮助人类了解地球运作并研究在仿真地球生态环境的条件,美国几家财团联手出资,在美国亚利桑那州图森市以北沙漠中建造了一座微型人工生态循环系统,即生物圈2号(Biosphere 2)。不过,1994年9月17日,生物圈2号的第二批实验人员被迫提前离开了“人造小地球”。
从外观上看,由80000根白漆钢梁和6000块玻璃组成的“生物圈2号”显然走的是现代风。然而从内里看,容纳了五个野生生物群落以及两个人工生物群落的“生物圈2号”明显走的是田园风。类似温室大棚的搭配,只有一个宗旨——探究人类能够能否在一个封闭的生物圈中生活和工作并为星际移民的可能性提供参考。
生物圈2号的生长室
当时,生物圈2号被视为继登月计划后美国最激动人心的科学工程。然而,这场被寄予厚望的科学实验没能向民众交出一份满意的答卷。缺氧、饥饿、动植物死亡、管理不当等因素,使得生物圈2号实验难以为继。
志愿者进入生物圈2号不久后,圈内含氧量开始下降,而一氧化二氮(俗称笑气)和二氧化碳的含量却在增加。其次,在虫害及植物病害面前,志愿者无能为力,为了果腹甚至把带来的种子都吃了。再者,圈内物种多样性相对单一,缺乏足够的分解者,以至于多数动植物消失。还有一个问题不容忽视,那就是生物圈2号缺乏高水平的科学管理。
因此,在二十六年前的今天,7名实验人员提前离开了生活了六个多月的生物圈2号,实验以失败告终。如今,生物圈2号已作为旅游景点对外开放。由于失败,生物圈2号在很长一段时间被批判为“伪科学”,但它也让我们明白,只有敬畏自然、爱护自然,才能与地球和谐共存、共同发展。
值得庆幸的是,生物圈2号的失败没有打消人类对于星际移民的探究及向往。如今,对星际移民有狂热兴趣的硅谷钢铁侠马斯克披露了殖民火星时间表,他计划在2024年将人类送上火星,并希望在2050年建立起能够自给自足的火星城市。不过马斯克表示,首批殖民者很有可能死在火星上,因此不适合胆小的人。这话听起来,怎么那么像小时候出馊主意让别人去的小伙伴?不过种种迹象表明,星际移民要解决的困难比我们想象中的多得多。
(五)
人类不可能星际移民?诺奖得主语出惊人,折射出无奈现实——
2020年,人类的星际探索正在进入一个新阶段、多个火星探测器的发射,为人类了解火星开辟的新通道。火星作为距离地球最近,环境最为相似的行星,势必将会成为人类星际移民的首站。美国SpaceX公司也正在测试新的飞船,如果一切进展顺利,那人类在2050年前,就有可能完成在火星上定居的宏伟目标。
然而,2019年诺贝尔物理学奖得主Michel Mayor却曾有一个让人惊讶的结论。他认为人类文明注定无法实现星际移民。这无疑给现在如火如荼的太空探索事业泼了一盆冷水。为什么Michel Mayor会做出这样的结论呢,他到底是谁?
Michel Mayor是世界闻名的天体物理学家,他曾经参与发现了第一颗围绕类日恒星运行的系外行星,并因这一贡献得到了2019年的诺贝尔物理学奖。Michel Mayor认为,人类的星际移民如果是以寻找宜居的系外行星为目的,并向这些宜居行星移民,那是永远不可能的。因为Michel Mayor相信,人类不可能找到通往这些系外行星的有效方式。
从上世纪六七十年代开始,人类就开启了探索地球之外宜居行星的道路,然而迄今为止,人类发现距离地球最近的宜居行星,也有好几光年远的距离。这还是目前的假设,没有人知道所谓的宜居行星是不是真的宜居。几光年的距离,听上去好像很近,但是以人类飞行器目前的飞行速度,想要抵达这些地方,光是在路上可能就有好几十年的时间。光年,也就是光行走一年的距离,人类现在的飞船速度,和光速完全不是一个概念。对于人类来说,这几乎等同于无限的距离,永远也不可能实现。
在未来的半个世纪内,人类或许能实现登陆火星的梦想,但也仅此而已了。人类想要抵达下一颗行星木星,或许还要过好几百年。地球和木星之间的距离看似遥远,但距离太阳最近的比邻星,和地球之间的距离都是地土距离的7万多倍。这是人类文明可以逾越的障碍吗?
Michel Mayor认为,人类应该认清现状,更好地珍惜和爱护地球,星际移民可能需要几万甚至几十万年的时间。到时候人类存不存在还是个问题。
(六)
为什么几乎没有海洋殖民的构想?
同意“朝不曾闻道”的部分说法,在海洋、海底建造人类居住地确实会引发很多政治争端。
再来说说不同的观点。首先得明确,在海洋建造人类居住地应该不叫“殖民”,“殖民”是一政治概念,通常指对别国、其他星球等的资源进行侵占的行为,海洋本属于地球,且并不能单纯定义为属于哪国,用殖民这个概念不太准确。其次,在海面、海底建造人类居住地获取的资源依然是以前人类在陆地上获取资源的对象啊,并不是住在了海底或者海面,就有更多资源给人类可劲儿造了,打个比方,就好比你自己碗里只有固定的米饭,你要想吃更多,就得去别人碗里或者锅里盛更多的饭。你从表面开始吃和从碗底开始吃,都不会改变这碗饭的多少的。目前海底石油、天然气等资源的开发已经在进行了。再次题主假设的太空环境远比地表一些地方恶劣,这并不一定成立,同时,海底环境比地表一些地方更恶劣这是已知且成立的(无氧气、大压力、地壳活动频繁等),并不一定海洋环境就比太空环境好,并不一定海底开发难度就小于外星殖民。
那么来说说有没有向海洋发展人类活动范围的构想呢?围海造田、填海造陆算是初步符合这样想法的构想吧。另外在各种科幻作品中,已经出现“海底世界”、“海底王国”的构想了啊,亚特兰蒂斯、东海龙宫都是很经典的人类建造开发利用海底世界的设想啊,在星球大战的世界观里面,也有人生活在海底嘛(虽然不是地球)。而且不是说作家想象力匮乏,而是海洋就在地球上,且大众对海洋的了解也随着科学探索的推进一步步全面和加深,留给作者天马行空的空间就很少了。
最后,还需要题主明白的是,你说的是“存在外星殖民构想”“没人去开发海底、海面人类居住地”(注意,你用的是“没人干”)这本身就是两个层面的东西,现在也没有谁去外星殖民啊!
(七)
银河系漫游之语言指南
当我们展望未来可能出现的延续数代的星际移民计划时,一种人们常常可能忽视的威胁听起来不像变形外星生物那样富有戏剧性——当探索者们终于抵达“系”外桃源,与那里的前人及后来者交流可能面临问题,因为星际移民者的口语在漫漫移民路上可能出现分化。
因此,堪萨斯大学语言学教授合著的一篇新论文建议,世代飞船上即使无法配备语言学家,也该配备具有相关知识、知道如何应对上述情形的船员。该文章发表于欧洲空间局超前概念团队(Advanced Concepts Team)的《未来学报》(Acta Futura)四月刊中。
文章中,他们探讨了语言随时间变化的概念,引用了地球上的长距离航行实例,如波利尼西亚岛探险*,并由此外推。(*译注:波利尼西亚(Polynesia)的名字来自希腊语,意为“诸多岛屿”。它位于太平洋中部和南部,包括新西兰、夏威夷、复活节岛等一百多个岛屿。)
人类对波利尼西亚的探索大约始于公元前1500-1000年,在远距离航行中探险者的语言产生分化,并最终将这些不同版本的语言带往目标岛屿。语言学家认为,所有的波利尼西亚语言可能均由同一种设想中的原型语言(proto-language)演化而来,即原型波利尼西亚语(Proto-Polynesian)。
听起来似乎难以置信,但两位作者用“升调语式”例举了他们经历的世代内语言变迁。
他们写道:“我们越来越经常见到,说话者用升调来结束陈述句,这种现象就是升调语式(uptalk),有时也称‘句末高升’(High Rising Terminal)。升调语式时常会被语法里没有这种现象的人误当成疑问语调,但其实它听起来很不一样,表达了礼貌和亲近。升调语式在过去四十年内才被发现,但已经从美国和澳大利亚的年轻小群体传播到了大部分说英语的地方,即使是年轻时并没有这种说话习惯的婴儿潮一代也不例外。
“时间再长一点,新的语法形式可完全取代当前的语法形式。”
想象一下,如果现在试图和乔叟*对话,怕是改进了翻译技术也不足以实现。(*译注:杰弗雷·乔叟(Geoffrey Chaucer,1343-1400),英国小说家、诗人,主要作品有小说集《坎特伯雷故事集》。)
“如果飞船上已历经十代人,会出现新的概念、新的社会问题,人们会创造出新的方式来讨论它们,而这些都会成为这艘船上独有的词汇。地球上的人们也许永远不会知道这些词,除非有告诉他们的理由。你航行得越远,和故乡的人们通信也就越少。一代又一代人过去,慢慢的你也就没有真正的故人可以联系了。你想告诉他们的事情越来越少,因为他们要许多年后才能收到讯息,而在那之后你还要等许多年才能收到回复。”麦肯兹说道。
“随着时间推移,飞船和地球的联系越来越少。最终,也许会出现这样的情况,双方除了偶尔更新状态,已经没有真正的交流。
“从飞船到最终的殖民地,只要语言在变化,问题就变成了‘我们是否还费心学习如何与地球上的人们沟通’,答案是肯定的。因此,如果我们有地球英语和飞船英语,此去经年,两者各自分化,为了与地球通信,你就不得不学一点地球英语,或是阅读操作手册和随船信息。
“同时,也别忘记,在这段时间里,地球上的语言也会变化。所以,他们这种通过早已无人使用的语言版本交流的行为,在我们看来就像是如今使用拉丁语交流一样。”
两位作者还指出,手语的形式也将经历语言适应,以便人们与星际移民的过程中必然会出现天生聋哑的新生儿之间进行语言交流。
无论如何,他们写道:“本质上来讲,每当一艘新飞船降落到外星土地上,带来的都是语言移民。他们会受到歧视吗?直到他们的儿孙学会当地语言才能有所改善吗?他们可以在抵达之前就与殖民地建立联系,预先学习当地语言吗?
“由于语言适应的出现是必然的,而语言适应将如何发展又充满着不确定性,我们强烈建议,所有船员组都要安排元语言学的加强训练,而不只是简单了解要求掌握的语言。船上还需要有船员熟知的语言政策,可在不参考地球规则的情况下维持运转。”
麦肯兹和潘思科总结道,如果船上还能开展关于语言学演变的研究,那只会“提升(该旅程的)科研价值”。
(八)
人类发展的一点猜想
人类文明从诞生发展至现在已经经历了许多技术变革,但未来仍然有很多可以开发的方向,仅以此文阐述我对过去,现在发生的事情做一个简单的理解,接下来是一点对未来的一点猜想,仅代表个人观点,事实较少,抛砖引玉,希望可以良性一起讨论。
人类过去曾经有过几次重大的变革:第一次是学会用火,第二次是走出非洲大草原,第三次是农业革命,第四次是精英阶层的诞生和大型聚落的出现,第五次是蒸汽和电气技术革命。
学会用火使得我们的能量利用效率远高于其他哺乳动物,为我们长途迁徙打下了基础。走出非洲大草原,使得人类遍地开花,也得以触及日后适宜农业革命发展的区域。农业革命使人类可以定居,物质资料得以积累。而随着物质的不断积累,以及农业的特性,导致在河流沿岸的谷地和平原产生了大型的聚落和国家的雏形,精英阶层就此诞生,开始为全人类的思想和发展做领路人。蒸汽机和由此进而产生的电力,使得人类可以利用自然之力,进一步加强了整个社会的生产能力,也因此诞生了后续以动员社会基层人员为主要目的的文明发展方向。
那么接下来会发生什么呢?
以我的猜想来说,接下来首先要解决的,是社会和管理相关的问题,随着互联网技术和工业文明的进一步深化,未来每个人都将变得日渐睿智及理性,社会的组织形式也会向着更优化的方式发展,形成全体人类的共同合力,统一了意识形态的人类将突破社会组织形式的效率和边际上限,最终为星际移民缔造思想基础。紧接着,人类会开始尝试开发类地行星,如火星,或土星的少量适宜的卫星。在此过程中,人类会不断发展和精进生态循环,短距离星际航行,太空电梯等一系列技术,为之后更大范围的星际移民做准备。紧接着,借由土星的卫星,人类会开始利用土星及木星的的能源,并随着移民和对能源的需要,进一步精进能源技术,必然包括能量的远距离传输,能量的存储等等技术。在成功掌握了木星和土星的能源后,人类会尝试建造戴森球(将太阳整体包裹起来,利用太阳的全部能量),此时会以开发金星和水星的资源为主建造戴森球。之后,人类会考虑在天王星海王星附近准备建造星际舰队,走向太阳系外的浩瀚宇宙。中间会有巨量的细节,我只是一个框架猜想,大家看看就好。
(九)
火星真的适合我们居住吗,它与地球有什么相似之处?
假设你在考虑移民去火星。想好把家安置到哪里了吗?还没?没关系,让我帮你想想吧。先说点重要的事。在去往这个红色星球之前,你需要做好如下几点准备:对寒冷、寂寞和辐射的超强抵抗力;够一辈子用的空气和食物;一架造价几十亿美元的宇宙飞船;一颗能抛弃所有的强大内心;以及水。水,是你绝对需要的东西。那么,你到底需要什么样的房子呢?建在类似诺克提斯那种迷宫中的别墅?或者在“笑脸撞击坑”中的一处隐蔽居所?还是“火星之脸”山区上的一座城堡?亦或是一套海景房?呃,最后这一条有点困难。40亿年前才是最好的时机。
(图解:火星之脸——西多尼亚(Cydonian)看起来就像是一颗抬头仰望夜空的硕大人头。经过后来拍到的新火星照片证实,“火星之脸”只不过是一块火星岩石而已,只是由于拍摄角度的光学错觉才形成了人脸形状;图源:维基百科)
我们非常肯定火星上曾经有过海洋,湖泊,河流,与水相关的一切。但随着时间的推移,绝大部分水资源已冻结在地表下,或者蒸发到宇宙中了。可能依然有一部分水存留在周期性扩张和收缩的二氧化碳冰盖下面。如果如今火星表面还有水的话,将会是什么样子呢?当然这要基于火星地表会有多少的水资源存在,或许情况是这样的:地势相对平坦,平均海拔较低的北半球将会是汪洋大海,而在火山口聚集的南半球,则大部分处在高海拔、干燥的状态下。南北半球之间的差异实属奇怪,而且我们都不知道为什么会那样。
通过一些特征,例如火山口的数量以及北半球火山活动的加剧,我们推断南半球相对更为古老一些。好吧,但谁知道呢?也许将来海洋会在火星上再次出现呢,但目前,火星本质上还只是一个巨大且布满灰尘的沙漠。实际上,火星跟地球上的沙漠非常相似,我们可以通过研究地球上的沙漠来了解火星。例如,火星沙丘的形成和运动跟地球上的沙丘情况是相似的,可是火星沙丘的体积通常是地球上的两倍,因为火星引力只是地球上的三分之一。同时,火星也有些不同于地球的特征。例如“Tar”,一种高达15米的无顶沙丘,我们至今都不知道它们形成的原因。
也许你正在思考,“在一个布满沙漠且大气环境易受风力大小影响的星球上,会见到什么样的情形,沙尘暴吗?”这将是这颗红色星球上最主要的气象灾害。沙尘暴将氧化后的铁颗粒从地表吹向空气中,从而导致整个星球看上去是红色的。再加上较弱的引力以及缺少水分,沙尘暴可以持续数月之久,并且蔓延至整个星球。所以你还是得把房子建得越高越好。奥林帕斯山,是太阳系中最大的火山。
即使你能在火星上呼吸,当你站在25公里高的顶峰处观赏美景时,也绝对会窒息的。或许你不喜欢火山?那么太阳系中最大的峡谷,“水手号峡谷”如何呢?“水手号峡谷”实在太大了,大到你在一头都看不到另一头的峡谷边缘。
与此同时,你还能在红色天际中欣赏到壮观的蓝色日落,正是因为大气中的尘埃吸收了大部分的蓝光,再加上大气层对太阳光线的散射作用,才有了这样的美景。你现在感到兴奋,好奇了吗?或者你正在寻找机会?不要犹豫了,现在就向火星进发吧。
火星:没有最红,只有更红。
谢选骏指出:如果人类真是从宇宙来到地球的,那么回到宇宙似乎就是顺理成章的了——这就是所谓的“从宇宙中来,到宇宙中去”。但是,回归宇宙,却有两种方式,一是灵魂的追求,一是物质的追求。你要的是哪一种呢?
【07、地球村、银河城、宇宙国、多重国际】
网文《直接整远点来个“银河意识” 一文读懂你来自宇宙哪个村》2021-05-14 报道:
整个宇宙中双鱼-鲸鱼座超星系团复合体这个层面的结构也还不是最大,或许只能算宇宙这个国家的“三四线城市”,和100亿光年的武仙-北冕座长城这样的“一线城市”还有几级差距。
中国有句俗话:“老乡见老乡,背后开一枪!”
不好意思后面搞错了,应该是“两眼泪汪汪”。
同村的人在集市遇到会闲聊两句;一个镇的在县里或一个县的在省城当邻居自然比较熟络;云贵川的打工人在外面遇到都叫老乡;听说东南亚的中国人专坑中国人,这可就不对了!
这世界所有的对抗、纷争归根结底都来源于人的“领地意识”。看遍世间百态,哪个不是个人意识、家庭意识、宗族部落、组织、国家、宗教意识在后面作祟?
地球人难道真要等电影《2012》中的共同灾难出现时才会团结在一起?地球意识才会形成?
未必!对抗狭隘的是知识。咦!这句话之前有没有人说过?看到这篇文章的有缘人,请做个证哈!这句话要是没人说过,就是幻达光年的原创!爱你们哟!
哎呀!妈呀!“爱你们哟!”这句话好肉麻、好假。的确,这句话是有点假,因为地球上孕育的一切都不容易,我都爱,只是程度不尽相同。
太阳系形成于50多亿年前,地球是排列在第三位的行星,不论地球上的生命是经过几十亿年的本土孕育,还是来源于“太空孢子”,都是宇宙各种条件和合的产物。
银河系中有2000—4000亿颗恒星,太阳只是其中不大不小普通的一员。可观测宇宙有的说930亿光年,还有的说1600多亿光年,像银河系这样的星系至少有20000亿个。
太阳系直径1光年,但引力范围可能是3光年;银河系直径是100000光年,其引力范围至少200000光年往上。小到原子的边界,大到宇宙的边界,人类可能永远给不了确切答案,永远也是一笔糊涂账。
所以我是海森堡“测不准原理”、康德及休谟“不可知论”的坚定拥趸。
“旅行者1号”离开地球44年,它的目标是银河系中心,相对速度是17公里/秒。地球的公转速度是29公里/秒;太阳在银河的运动速度是240公里/秒;银河系运动的速度是631公里/秒。
这些运动都是复合运动,“旅行者1号”路途上有没有什么变数,能不能飞出去是一回事;就按现在它61452公里/每小时的速度,飞出太阳系奥尔特云就要30000多年,飞到距离太阳系最近的恒星—4.2光年外的比邻星(电影《流浪地球》人类的目的地)需要75000年左右。想想银河的直径?宇宙的范围?宇宙还在膨胀……
其他不多说了,今天主要是围绕“银河系村”聊一聊,让你建立建立村集体意识。
历史沿革
按主流说法宇宙诞生于138亿年前,还有些科学家认为宇宙大爆炸并不是起点,
而是爆发过多次,宇宙也经历了生死轮回,是循环宇宙,138亿前的那次只是又一次新生。
137亿年前银河系就诞生,在宇宙中也只是个中等个头级,最大的已经发现了直径几百万光年级别的。
村容村貌
银河系给人的印象是一个旋转盘面,但其实盘面是扭曲的,加上引力范围的物质可能更像是一个棒旋星系。
银河系中心可能存在着一个超大质量的黑洞,可能达到了太阳的370万倍。那个地方被加速到极快,恒星的寿命都会很短暂,伽马射线极其强烈,地球上的生命类型是在那里存活不了的。
经济产业
事实上,银河系也在新陈代谢,每年都有星云形成恒星,大致有7-10颗。
地理环境
大犬座矮星系是银河系的数十个卫星星系之一,也是距离银河系最近的星系,其直径大约为5300光年,其中包含的恒星数量大约为10亿颗。由于挨的太近,银河强大的潮汐力让它变成有一个长长的恒星流“尾巴”,在分类上,它属于不规则星系,绕银河系公转。
距离银河系较大的星系是250万光年外的仙女座星系,直径约为22万光年。
仙女座星系正以300公里/秒的速度向银河系运动,预计在30亿至40亿年后可能会撞上银河系,融合成一个新的星系。
下面是银河系隶属的各级“行政区划”
本星系群
就是由仙女座、银河两个最大的星系,各自带着“小弟”和周边几十个小星系构成,覆盖范围大约1000万光年的直径范围。
本星系群中排第三的是三角座星系,距离我们大约300万光年。
室女座超星系团
室女座超星系团包含约100个星系群、团。从字面意思就知道群内的星系少,团内的星系多。室女座超星系团的大概包含了2000个星系,覆盖范围直径大约1.1亿光年。
室女座超星系团缺乏一个高密度的核心而且相当小型。之所以叫室女座超星系团,就是因为这一区域最密集那一部分叫室女座星系团,它大它有理。本星系群位于室女座超星系团外围,更像是连接天炉座星系团和室女座星系团的一个小星系纤维。
拉尼亚凯亚超星系团
这个结构是大尺度纤维状结构,包含了更多的像室女座超星系团、星系团、星系群、星系等内部结构。覆盖范围有5亿光年,容纳着数十万星系。
在这个拉尼亚凯亚内距离我们地球2亿多光年的地方,有一处吸引着几亿光年范围内一切组织朝它运动的区间,这个神秘的地方被科学家叫作“巨力源”!
双鱼-鲸鱼座超星系团复合体
这个复合体又是依据最大、最重的双鱼-鲸鱼座超星系团命名,不好意思拉尼亚凯亚也只能当小弟了。双鱼-鲸鱼座超星系团复合体是10亿光年尺度的纤维结构,银河系所属的室女座超星系团充其量只占其质量的百分之一。
整个宇宙中双鱼-鲸鱼座超星系团复合体这个层面的结构也还不是最大,或许只能算宇宙这个国家的“三四线城市”,和100亿光年的武仙-北冕座长城这样的“一线城市”还有几级差距。
宇宙的可见物质呈现的样子像极了神经网络,就由上面这些各层级的纤维状末梢构成。如果给宇宙来个降维打击这些“神经网络”立马变成了地图上的交通网络,而银河系也就变成了交通网络上末端的村,应该连组都算不上,并且还处在边远落后的地区。
谢选骏指出:从上文,地球村思想已经被银河意识取代了,这是一个好的开始。但是远远不够。因为,地球村、银河城、宇宙国、多重国际……的观测已经摆明在人们面前了。所以,银河意识还需要继续遭到取代——宇宙国、多重国际……等潜意识已经不可或缺了!
【08、地球孤舟】
《从“流浪地球”谈起:人类可能向宇宙进发吗?》(郝景芳)报道:
第一次在知乎上发文章,写一点与科幻和我曾经的专业有关的内容。
今天这篇文章由《流浪地球》引发。《流浪地球》上映之前,我在微博上、微信朋友圈到处推广,希望能够有所助力。现在“小破球”已经横扫春节档期,引起无数人抬头仰望,已经不再需要任何助力。因此,我就不写影评和分析了。我写一点回忆,写一写当初学天体物理、后来学经济学的思维差异。简单回顾一下人类的宇宙航行发展的现状。
今天的文末,有赠送宇宙课的小活动。
三年前的春节,我参加过未来局主办的“科幻春晚”活动,由十三个科幻作家连载,共写一个小说。按照抽签,大刘刚好在我前面一个。大刘的小说是很难接的,等待的过程中,我一直很忐忑。拿到小说的时候,我略微有点惊讶,因为这一次大刘并没有写到他一贯的、标志性的宇宙大场面,而是写到了人类宅在自己的卧室里,将彼此大脑联网。
当人类把头埋向网络,忘记向宇宙进发,这个文明就不再进化了。大刘如是说。
我不知道是什么让大刘写这样一篇小说,也没问过他。我在当时的文字里读到了一丝丝惆怅。与其说是小说,不如说是感慨。
在《流浪地球》升空的今天,我想从一个曾经的天体物理和经济学生的角度,谈谈人类宇航的未来——人类可能向宇宙进发吗?
宇宙的梦想与失落
在分析人类的宇航技术之前,我想先讲一点我自己的过往。
我第一次读《流浪地球》,是高二。那时它刚刚发表,在《科幻世界》杂志上。是我的同桌拿给我,说好看。当时我俩都是天文爱好者,也都抱着大学学天体物理的志愿。
我俩都是因为童年时读科普而爱上天文,因为爱上天文而志愿报物理系。那时我热切地想成为宇航员,想亲眼从月亮上遥望地球。
后来,我们都得偿所愿。我去了清华,他去了北大,都是物理系的天体物理方向。
但是在研究生之后,我们都放弃了天体物理专业,开始从事经济金融。
很多人问我:你当初为什么会转专业呢?
问这个问题的人可能不知道,大多数读天体物理的人,后来工作都转专业了。
我的师兄师弟,有的去了基金,有的去了券商,有的去做了IT技术。有一次在某券商遇到一个师兄,问他:从前学的专业还会有帮助吗?他说:除了跟客户说的时候显得牛逼,没什么别的用了。
为什么学天体物理的学生都转行?因为天体物理研究工作岗位真的很少很少啊。每年的毕业生数目虽然不多,但还是比招聘的工作岗位多多了。
为什么学天体物理的学生都转经济金融?因为天体物理学的知识技能,能用到别的领域的也只有统计和数学了,什么黑洞光谱、宇宙核合成、正反物质湮灭、宇宙曲率,都用不上,能用统计和数学的领域也只有经济金融了。华尔街每年混进去大量找不到工作的数学和物理博士,也真是因为找不到工作了。
天体物理所学的知识,是人世间用不到的知识。
在我小时候,我以为等我长大了,人类就已经可以建造豪华的空间城、太空飞船、月球基地和火星城市了。在科幻小说的想象中,宇航科技也往往有一日千里的发展。包括飞行器加速到1%光速啦,发现空间折叠和虫洞技术、曲率发动机、飞出太阳系啦。
但过了这么多年,儿时幻想的太空城市也并没有成真。直到我自己开始给小朋友讲宇宙了,那些想象仍然只是想象。所以,今天想说的,是关于梦想与现实的故事。
现实中的宇航发展
从全人类的角度,最近几十年,宇航方面的进展,要远远落后于多年前的人类想象。在《流浪地球》中,整个地球飞到比邻星只要2500年。但现实中我们的飞行器速度,还只有光速的五万分之一。别说整个地球,就连我们最小的一个探测器,飞到比邻星也还要八万年。试想一下,如果流浪地球的方案不是一百代人,而是两万代人,还会获得通过吗?
的确,中国的火箭运载技术、载人飞船、空间站和探月设备,近些年都获得了长足进步,每一次我看到空间领域的新突破,都激动不已,倍感骄傲。
只是这些技术对于人类而言并不新颖。该实现的,美苏在六十年代就实现过了。这些年中国赶上了甚至赶超了差距,但并非开创了全人类新的未来。
为什么人类的宇航技术进展如此缓慢呢?
最核心的因素,还是来源于宇航推进技术。目前人类进入太空只能依靠火箭,火箭只能依靠化石燃料燃烧,而化石燃料的燃烧效率,再怎么提升也速度有限、飞行的距离有限。
如果只能掌握化石燃烧的推进技术,那么人类去火星也就是极限了,跨越宇宙的航行永远只是故事里的奢望。
比化石燃料燃烧更高效的莫过于核聚变技术。《流浪地球》里已经使用了重核聚变技术,但人类至今连可控氢聚变技术都没掌握。可控氢聚变在二战后就开始说了,已经几十年过去了,仍然无法实现,连可靠的实验室实现都没有。没有核聚变技术,人类的宇航速度只能微弱提升。
为什么可控核聚变技术发展得如此缓慢呢?
因为这是一个太复杂的工程。高温等离子物理人们没琢磨明白,磁场约束没琢磨明白,屏蔽材料没琢磨明白、核子聚变过程没琢磨明白,等等。整个复杂的工程涉及到方方面面的科技,光砸钱没用,可能需要再等人类总体科技水平上一个台阶,才可能获得突破。
从五十年前人们就预测,可控核聚变的实现还有五十年。而如今,预测还有五十年。
实际上,人们对基础物理的理解和应用,最近几十年都没有太大的突破。人类对于宇宙物质和时空的理解,也并未比几十年前有质的飞跃。唯一重大的突破是认识到宇宙中有96%的存在是我们一无所知的——暗物质和暗能量。确认自己的无知倒也算重大进步。基础物理和时空理论最重大的发现仍然是几十年前的。
《流浪地球》中最大的bug不在于发动机能不能推动地球,而在于故事中人类科技水平进步太快了。按照目前进展,人类一百年之内是研发不出重聚变发动机的。
太空移民的幻与真
也许有人会问:OK,如果我们宇宙航行能力不行,飞不出太阳系,那我们就不飞出去了,直接在月球和火星上建太空城行不行?反正我们现在已经能把人类送到月球和火星上了。
我曾经的梦想是做一个宇航员。我原本以为,学了天体物理,就有更大的机会上太空。
在某年参加国际天体物理年会的时候,我问一位国外的科学家,未来是否会有更多天体物理学家到宇宙太空中工作?他说并不会,只要把探测器发射到太空,收集了数据,科学家在地面分析就够了。我说为什么呢,如果天体物理学家能在太空里调节探测器,肯定能进行更好的观测啊!
他说:太贵了,你知道多运送1克物质上太空要花多少钱吗?
是的,后来我知道了。送一斤物质要几万美金,那么一个100斤的成人要几百万美金。而且不只是送人,只要有一个活人上天,就需要一系列生命保障装置和补给,全套算下来,怎么也要几千万美金吧。如果送10个科学家上天呢?于是,当前的几乎所有天体物理探测,都是发射无人探测器,只送望远镜,地面遥控和接收。我曾做过几年黑洞观测,都是用美国发射的太空探测器数据,直接地面下载。
这是我第一次察觉,天体物理探测实际上也是经济学问题。
与之非常相似的,是我在另一个国际会议上问另一个科学家:您觉得人类未来会移民到月球或火星吗?科学家说:在可见的未来,不是太可能。我问为什么?他说,月球和火星上一切生命所需的条件都没有,完全从头开始改造太花钱了。
我说,但是早晚有一天地球上不够住吧?当地球人口太多,地方和资源不够,总是需要向宇宙进发吧?他说:不管怎么说,改造地球也比改造火星容易;如果有钱改造火星,那么这些钱完全可以改造地球,让更多人住下;如果地球都改造不了,火星更改造不了。他又说:其实太空真的太不适宜人类居住了。
这一次,再次更改了我对宇航的认知,我发现人类探索宇宙也存在经济效率问题。
这些答案都让我有些小小失落。我发现,我这辈子可能都没法在宇宙里俯瞰地球了。
经济学的现实
后来,我转读了经济学博士。接触的事情多了,我开始理解经济学看待问题的方式。
工程师思维和经济学家思维是有差异的。工程师是解决问题思路,目标是确定的,花钱就是要达到目标;经济学家是资源效率思路,钱是有限的,要看怎么花钱更有效率。
仍然举一个很小的例子来说明:西北贫困地区缺水严重,按工程师思维想,就是如何给这些地方调水;按经济学家思维想,就是算算:调水花钱少,还是转移人口花钱少?如果是后者花钱少,那就应该转移人口,而不是调水。
经济学家的基本思考就是:怎么拿有限的钱,办到最多的事。
放在宇宙航行这里,用工程师思维去想,就是“我们的目标是探索宇宙,那么应该想尽一切办法达到目标”,用经济学思维去想,就是“我们总共就只有这些预算,花在探索宇宙,还是花在别的地方,取决于钱花在哪效率最高”。
于是,一旦宇宙探索的成本高,效果弱,在经济学思维中,就是要被舍弃的方案了。
其实这也是合理的。天体物理学家和工程师总会呼吁:真理就在宇宙中啊,向宇宙进发多么浪漫啊,应该加大投入啊!但是真正的经济政策制定者会说:同样是钱,还得建铁路啊,还得修学校啊,还得给农民补充养老保险啊,同样是花钱,为什么要宇宙探索啊。——除非是冷战,用太空探索来秀muscle。
这就是为什么大刘和其他热爱宇宙的科幻影视片,一定要营造末世:太阳灾难了、地球灾难了、天降大洪水了、环境恶化了——只有在末世临头,进入宇宙才是义无反顾的目标,人类才会不顾一切发展太空技术。如果是太平盛世,谁想花巨额资金建造方舟航船,一定会被任何政府驳回。
科幻作者是多么喜爱那些宇宙航船的恢弘美丽啊,为此不惜在作品里毁灭地球一百次。
真实世界的矛盾
回到太平盛世,人类在现实世界中,还会不会在宇宙探索中前进一步呢?
这取决于人类如何看待宇宙探索的意义。
比起二十世纪六十年代,人类在大宇航这条发展线上,并没有出现重大的突破。最近的五六十年,最主要的突破是在计算机方向,从个人电脑到互联网、手机、智能机、人工智能,计算和互联是二十世纪后半叶最主要的科技进步方向。
为什么会如此呢?
最重要的原因是,全社会的资源决策者,变成了消费者。
二战和冷战时代,资源走向的决策主要是由大国热战和冷战所推动;而随着冷战力量的消退,资本开始在全世界范围内畅通无阻,资源主要流向市场盈利点,因而更直接地受到消费者偏好的影响。资本直接投资于消费领域,受到民众兴趣左右。国家为了获得民众支持,也更乐于投资民众支持的领域。
那么宇宙探测呢?目前还不属于这个领域。
举个例子。现在在宇宙学研究中,最大最大的一个疑难问题在于:我们的宇宙究竟是在加速膨胀、匀速膨胀、还是减速膨胀?它关系到未来人类是不是会被宇宙挤压塌缩回奇点。这可以说是有关宇宙最核心的命运问题了,比太阳命运问题更宏大。
但是这个领域研究,严重缺乏数据。有一种戏谑的说法,宇宙学领域论文数量比数据点数量还多。
这就意味着,无论你想研究什么,你都是在一些不靠谱的观测基础上研究。也许你发表了精妙的理论解释宇宙加速膨胀,但是未来的观测显示,宇宙在减速膨胀。
那为什么不能多做更好的观测呢?原因很简单:这个领域的研究,需要耗资巨大的仪器。现在全世界对宇宙研究的投入都匮乏。就连欧美很多精妙的探测器,都迟迟无法上天。
国内的情况也差不多。我在清华天体物理中心的时候,参与过一个高能射线望远镜项目,中心的院士为了这个望远镜上天,奔走申请了很多年。后来在国防科工委报请立项的时候,这个项目和另一机构的太阳望远镜项目竞争,双方都倾尽全力,几乎翻脸。
两个项目拼死相争,争多少钱的项目经费呢?
3亿元,不到一公里地铁的修建经费。
为什么民众和政府不愿意在宇宙探索上多花钱呢?
原因也简单。几乎所有人都会问:“宇宙探测,有什么用?”
回答:“可以了解黑洞、超新星、宇宙起源之谜呀,了解宇宙奥秘呀。”
下一个问题:“了解宇宙奥秘有什么用?”
回答:“……没有用。”
这又回到最开头说过的,了解宇宙奥秘真的是没有用。它一点都不能帮我们把网速变得更快、商品变得更便宜、GDP变得更高。除了让我们了解宇宙奥秘本身,就没有其他用处了。
而就是因为这个“没有用”,各国政府对天体物理研究的经费都很保守。冷战时期美苏不顾一切的投入与其说是为了科学,更不如说是为了对抗。
我的选择
总而言之,对于人类的宇航和宇宙探索,我并不是十分乐观。飞到遥远的宇宙太慢了,移民最近的星球太贵了,观测宇宙的努力不被一般人认可。因此,可能以后很长时间,人类都不会有太大的宇航突破。可能几十年后的人类,仍然用着化学燃料火箭,住在地面上,太空中只有卫星,到达的最远距离是火星。也就是说,在小说和科幻电影中常见的大宇航时代想象,在可预见的将来,连一丝实现的可能性都没有。踏入宇宙这件事太难了,即便人类倾尽所有、举地球之力都不一定能做到,吝啬投入肯定更做不到。
大刘心里或许把这样的停滞归咎于市场化和虚拟世界。人类或许会成为不再仰望星空、只顾低头刷手机的族群。但这其实也无可厚非,人类选择刷手机的快乐,也是合理正当的,不可谴责或剥夺。
只是这意味着某种终极矛盾:让每个人自由选择得出的结果,不一定是所有人都喜欢的结果。这里面没有恶人或阴谋值得谴责,但只是无法获得我们真正渴望拥有的。
这么多年的学习与工作,是一个让我从浪漫的天文幻想者落回到现实的过程。一方面是对自己的能力有了更现实的评价,不再幻想自己能变成下一个爱因斯坦;另一方面是对天体物理的未来发展有了更现实的评价,知道宇宙大航海不是我有生之年能看到的事。
可以说,长大从某种程度上讲就是接受失望的过程。
只是现在,在雾霾时常遮蔽天空的城市里,在日常堵车上下班的平凡日子里,我还是想给孩子讲讲宇宙的浪漫。我仍然想告诉小孩子们:你们知道吗,宇宙很大很神奇,宇宙里有特别多美丽的星云、星系,有神奇的黑洞和大大小小的星星,等你去探索它们的奥秘。现在人类还不能飞到很远的地方,但是等你长大了,也许人类就能飞出太阳系,在宇宙里遨游了;也许你们能生活到天王星上;也许你也可以发明更神奇的飞船,破解宇宙之谜呢。
也许,等你长大了,一切神奇就实现了。
我仍然希望孩子们能留一些浪漫,一些想象,一些希望,一些对宇宙的向往。
宇宙,这两个字在一个对宇宙有幻想的孩子心里,本身就是闪闪发光的。浩瀚的湛蓝,璀璨的星星,七彩的星云,交响乐一般的宏伟。那就是梦想的家园啊。
在少年时有过还是没有过熊熊燃烧的梦想,人生是不一样的。即便是长大之后知道你能做的工作只是十分琐碎、你能预见的未来无比平凡,但有过希望的人生,还是不一样的。你能不断接受对自己和世界的失望,其实缘于你曾经对这个世界抱有的基础的爱与善意。而那善意,就来源于想象和希望。
曾经的对宇宙的想象,是我看待人生的基本视角。我知道人生是灰尘一样渺小的,对于宇宙而言,一个人小得连沙砾都不如,生命短暂得只是瞬息。我也知道整个地球上的人都是同样一艘孤舟上同舟共济的乘客——地球就是那艘孤舟。地球上的每一个人,每一个看上去顺眼、不顺眼的熟人、陌生人,都是同一艘风雨飘摇的橡皮筏子上一同划桨的乘客。如果连一艘筏子上的乘客都不能互相支持,那么在广袤的宇宙里,将没有人能帮助人类。宇宙是比人类更大的存在,它是那个至真、至美的存在,冰冷却又温暖地怀抱着尘埃一样渺小的人,让人的生存有意义。我们尽管生命只有朝夕,但我们却能神奇地感悟到宇宙的智慧。这是人最值得骄傲的意义。
我想给孩子讲讲宇宙,让他们的心里装得下整个宇宙。心里有过宇宙,就不那么容易有鸡毛蒜皮。也许他们长大后的未来,还是会发现世俗社会不需要宇宙,他们所学到的东西在生活里用不上,而人类仍然不会有任何动作向太空进发——所有这些,又有什么关系呢。
重要的是,他们的心里,曾拥有整片星空。
地球可以流浪,我们的征途是星辰大海。
哦,宇宙,梦想中的宇宙。
谢选骏指出:如果不是抱着“宇宙朝圣”的情怀,而是出于“科学研究”、“商业冒险”的动机,宇宙活动还是晚点来临比较好,这样可以让地球孤舟自己晚点因此陷入倾覆的危机。地球只有这么一点薄薄的大气层,它是经不起折腾的。
网文《太空旅行奢侈享受 后果却由大众承担》报道:
维珍集团(Virgin Group)创办人布兰森(Richard Branson)11日亲自搭乘维珍银河号(Virgin Galactic)升上太空并顺利返回,亚马逊创办人贝索斯(Jeff Bezos)领导的太空公司蓝色起源(Blue Origin)将在7月20日起动首次火箭载人太空任务;特斯拉创办人马斯克(Elon Musk)的太空公司SpaceX将在9月执行民用载具太空任务,当这些太空旅游业正要兴起,却也面临著可能影响环境的争议。
一些科学家担心这个正要起飞的行业可能会出现长期的危害,尤其是是否会对目前仍充满未知的臭氧层产生影响。太空飞行,是在没有空气对流的大气层之上,污染不能消除。布兰森乘坐消耗大量化石燃料的太空船前往太空几分钟,碳排放量等于从伦敦到纽约的商务舱往返一次。虽然维珍集团在给法新社的一份声明中表示:“公司已经采取措施补偿试飞的碳排放,且正在研究补偿未来航班的碳排放,并减少我们的碳排放。”
然而,根据法国天文物理学家勒乌克(Roland Lehoucq)在对话网(The Conversation)上发表的一项分析,维珍航空的航班仅有6名乘客,与跨大西洋航班载有数百人相比,其排放量约为每位乘客4.5吨。这等于驾驶一辆汽车环绕地球,是《巴黎气候协定》建议的个人一年碳预算的两倍。
维珍银河的太空船二号(SpaceShipTwo)使用一种合成橡胶作为燃料,并将其燃烧成一氧化二氮 (Nitrous oxide)。这种燃料将黑碳(black carbon)送到30至50公里高的平流层上层。到那里,这些粒子就会产生多种影响,从反射阳光、引起核子冬天效应,到加速消耗臭氧层的化学反应,这对于保护人们免受有害辐射影响至关重要。
美国太空技术公司Aerospace的科学家罗斯(Martin Ross)最近的一篇论文表示,蓝色起源(Blue Origin)太空船使用的燃料比维珍银河的太空船二号要乾淨得多。因为蓝色起源太空船燃烧液态氢(liquid hydrogen)和液态氧(liquid oxygen),它们会以水蒸气的形式燃烧。但这并不意味著它是完全乾淨的。罗斯表示,“制造液态氢和液态氧需要电力。所以可以回过头来计算制造发射剂(propellant)用了多少电。”
马斯克的 SpaceX预计将于9月使用其猎鹰9号火箭(Falcon 9 rocket)送4位民众上太空。这趟旅程被计算会产生相当于395次跨大西洋飞行的碳排放量。
《永续的太空旅游》一书的作者托伊沃宁(Annette Toivonen)表示,我们生活在气候不断变化的时代,现在不是一个好时机把增加碳排放的活动作为旅游活动的一部分。
这些太空公司皆在2000年初成立,与当时相比,现在世界对气候危机的认识更多,这也可能会鼓励企业寻找更清洁、污染更少的技术,来解决未来可能会产生的问题。而太空飞行,是在没有空气对流的大气层之上,所造成的任何污染,都会永久地停留在那里,所以人们必须对于这种飞行,更加谨慎。
谢选骏指出:这些人糟蹋了地球还不算,还要糟蹋太空,真所谓“不作不死”也。
【09、地球人真的发疯了】
《外星人在哪里监控地球?》(2021-01-06 参考消息网)报道:
核心提示:据《国家地理》报道,未来以地球为基地的太空望远镜可能很快就会强大到足以接收到其他星球上的光源。如果遥远的文明足够先进,他们或许已经拥有了发现来自地球上繁华城市的光的技术。其他技术线索,比如不断扩大的卫星网络,也可能会引起地外天文学家的注意。
美国《大众机械》月刊2020年12月号刊文称,自上世纪90年代天文学家发现第一颗系外行星以来,研究人员一直在对遥远的星球进行扫描以寻找生命迹象。如果这些遥远星球上的外星天文学家也在寻找我们呢?如果他们在这样做,他们能看见我们吗?
现在,来自康奈尔大学和利哈伊大学的研究人员制作了一份名单,列出了遥远星系中的1004颗恒星,这些恒星可以清晰地看见从太阳前经过的地球。根据康奈尔大学的一份声明,所有这些主序恒星都距离地球不到300光年,并且可能存在数量不详的系外行星。
天文学家利用所谓的“凌日法”来搜寻遥远的系外行星。当一颗行星在地球与其恒星之间穿行时,恒星的亮度会发生短暂的下降。这些短暂的光点被寻找行星的太空望远镜捕捉到,比如美国国家航空航天局(NASA)的开普勒太空望远镜、哈勃太空望远镜、凌日系外行星勘测卫星(TESS)以及智利的极大望远镜等地面天文台。
利哈伊大学天体物理学家乔舒亚·佩珀在声明中说:“只有极小一部分系外行星会偶然与我们的视线吻合,这样我们就能看到它们经过地球。但是,我们在论文中指出的太阳系周边的所有1000颗恒星都可以看到我们的地球经过太阳,这会引起它们的注意。”
近年来,对这些遥远星球的观察揭示了我们对这些星球大气层成分的惊人洞察力,反过来也揭示了它们潜在的宜居性。一些望远镜利用光谱分析技术来识别遥远的大气层中的特定气体分子。
例如,今年早些时候,天文学家发现,一颗名叫K2-18b的“超级地球”笼罩在液态水的云层中。在这些遥远的大气层中发现的氧气、甲烷、二氧化碳、氮和其他气体的痕迹可能表明它们已经成熟到足以孕育生命。
如果这些恒星周围的系外行星中的任何一颗都有同样正在宇宙各个角落寻找生命迹象的先进文明,那么其望远镜就有可能偶然发现我们这颗不起眼的行星,并探测到我们大气层中生命的化学特征。
康奈尔大学的天文学家佩珀和卡尔特内格利用TESS和欧洲航天局的“盖亚”卫星提供的数据编制了可看见地球的恒星名单(其中包括GJ357这样的著名恒星,它是距地球仅31光年的超级地球GJ357 D行星的母星)。这些科学家在2020年10月份的《皇家天文学会月刊》上发表了他们发现的成果。
这可能会大大缩小我们自己在其他星球上寻找生命的范围。如果发现有任何围绕这个名单上的恒星运转的系外行星是适宜居住的,那就需要对它们进一步研究。卡尔特内格说:“如果我们要寻找宇宙中的智慧生命,那他们可能找到我们,并且可能想要联系上我们,我们刚刚绘制出我们应该首先寻找的星图。”
很快,TESS和哈勃将与NASA期待已久的詹姆斯·韦伯太空望远镜一道工作。这个耗资98亿美元的红外望远镜计划在经过多次推迟后将于2021年春天发射,它将花费大量时间剥离遥远系外行星的大气层。
还有其他方法可以嗅出生命的气息。据《国家地理》报道,未来以地球为基地的太空望远镜可能很快就会强大到足以接收到其他星球上的光源。如果遥远的文明足够先进,他们或许已经拥有了发现来自地球上繁华城市的光的技术。其他技术线索,比如不断扩大的卫星网络,也可能会引起地外天文学家的注意。
谢选骏指出:有人曾经哀鸣——“外星人看到地球上的导弹、战火、爆炸,会以为地球上的生物、生命都发疯了,何必这样的自相残杀呢?”在我看来,不是外星人以为地球人发疯了,而是地球人真的发疯了。
【10、地球是宇宙观测的中心——平庸原理是对的还是错的】
网文《平庸原理》报道:
平庸原理(英语:mediocrity principle,又称平庸的原则)是一种科学哲学观念,指出人类或者地球在宇宙中不存在任何特殊地位或重要性。这是一种哥白尼的理论。不管是由启发法得出的地球所在的位置,还是根据哲学原理阐述人类的地位,都能得出这种结论,此外还有下列论据:
化石记录以及基因研究结论出所有人类是约100,000年前的一个共同祖先的后代而人类祖先和黑猩猩在约六百万年前在演化中分道扬镳。因此人类只是生物圈的一部分,并非独特的一种生物。
人类的基因和黑猩猩的基因有超过98%相同,黑猩猩在和人类分开演化的过程内甚至拥有比人类更多的基因变异。[1]
上世纪对薛定谔提出的生命是什么进行研究的结果,发现DNA的双螺旋结构,将生命简化到有机化学领域,否定生机论学说。
从40亿英里太空拍摄地球照片,可见地球只是太阳光束上一个小点而已(图中被人工加上的蓝圈内小点)——爱德文·哈勃发现宇宙远比人们以前想象的要大,詹姆斯·赫顿发现地球的年龄比人们以前认为的要更古老,哈伯深空包括无数个星系,更加支持平庸原理的观点。
1990年2月14日,旅行者1号从64亿千米以外拍摄到地球的照片,只是一个暗淡蓝点。
地球只是一个普通的行星
哥白尼的平庸原理理论有以下的论点:以前古代西方和中东认为地球是宇宙的中心,但哥白尼推测太阳才是宇宙的中心,100年后伽利略用望远镜发现了木星的卫星和金星绕日运行的轨道,验证了日心说。1930年,特朗普勒发现太阳并不是银河系的中心,雅各布斯·卡普坦阐述是在银心外到边缘56%的地方。20世纪中叶,乔治·伽莫夫等人根据哈勃定律认为银河系位于不断膨胀的宇宙中心。20世纪末,杰弗里·马西等人发现太阳系外行星相当普遍,证明了太阳具有行星并不是一个特例。所以哥白尼的平庸原理是被天文学的一系列发现所证明的,地球不过是在广漠的宇宙中无数星系中的一个普通行星,也许是在无限个多元宇宙中更为普通的星。
反对的观点
为了证实地球和人类只是宇宙中最普遍的现象,启动搜寻地外文明计划,卡尔·萨根认为“在银河系可能有成千上万个文明存在。”但迄今没有找到任何外星信号和费米悖论的证明,所以这是对平庸原理的一个打击,又或许仍然存在着外星文明,但由于和我们距离太遥远,所以无法监测出来。
相同的,以尺度和几率的角度与视野来观察,地球属于适居带的行星,拥有且满足一切生物物种维持生命、生存和演化的所有条件,然而事实上从地球历史中的显生宙开始至今,在这长达五亿多年的岁月间和数百万的生物物种中,只有一个物种成功的演化成为高等智慧生命-“人类”,而非多种多元的高等智慧生物并存于地球上,这显示在“相同条件”下,“高等智慧生命”并非如此的轻易出现和存在。同地球殊异假说一般,这或许为费米悖论提供一个答案。
和平庸原理相竞争的是地球殊异假说,吉勒莫·冈萨雷斯和理查德在2004年出版的《独特的星球》一书中,就支持地球殊异假说:
我们虽然不在宇宙的中心,但是位于一个最好的位置,在这里可以产生复杂的生命,并进化到可以观察我们周围的世界。支持地球殊异假说的人们认为,不仅这个宇宙为了生命产生而精心调整的,而且地球也是一个非常特殊的暗淡蓝点,2000年皮特·瓦尔德发表《稀有的地球:为什么复杂的生命在宇宙中是不平常的》。这种观点由下列论据支持:
太阳是一个大小合适,光照稳定,光谱频率正合适的星球,如果太阳再大一些,就会燃烧更快,而生命无法即时产生;如果太阳再小一些,地球就需要离太阳更近一些,轨道就会不稳定。
地球的轨道近乎圆形,是由于木星重力的影响,造成太阳系行星几乎都是这种近乎圆形的轨道,但在其他太阳系外行星中,这种轨道是很少见的。
地球是硅质岩石的大型板块和铁质地心组成的,保护生命防止受到辐射的伤害。
木星和其他外层大行星保护地球不受来自太阳系外的小行星和彗星的撞击而导致轨道不稳定。
地球含有大量的水和稳定活跃的水圈。
月球相当大,造成海洋的潮汐,因此稳定地轴的倾角,根据拉斯卡的计算,如果没有月亮是无法如此稳定的。
由于月球是从地球分离出来的,带走相当火星质量的地壳物质,导致地壳物质缺乏,因此形成板块构造,如果没有这样的板块构造,地球可能和金星一样,全球到处分布着火山。
地球在银河系中的位置非常罕见并重要:“不在银河中心,不在星系分支中,没有靠近任何伽马射线源,不是在多恒星星系中,不靠近太小的恒星,不靠近太大的恒星,不靠近很快要爆发超新星的恒星。”(《稀有的地球》,282页)
几十亿年中,地球的轨道和温度非常稳定,没有非常特殊的极大灾难,着实是非常罕见的。
关于人类平凡的论点
2003年的人类基因组计划发现,人类只有24,000基因,1990年代曾普遍认为人类起码有300,000个基因。
演化心理学发现的人类的合理极限,生物心理学根据功能性磁共振成像揭露人类认识、道德和感觉的物质属性,经济和政治的研究发现人类群体的行为规律。
克里克的著作《令人惊讶的假说》认为意识只不过是大脑的简单功能。
哲学描述
在哲学范畴,从文艺复兴时期就有符合平庸原理的各种理论出现。根据罗马天主教当时的教条,人类是上帝依据自己形象创造的最完美的造物,所以必然要放到宇宙的中心,所以哥白尼的理论根据神学的结论只是说人类并不是最完美的造物,但实际从但丁的《神曲》所描写的,虽然仍然是一个完美的天空,但已经将人类描述为并不是完美的,而是宇宙的垃圾和渣滓,地球只是一个地基,哥白尼的理论对他来说不仅没有将地球降格,反而是提升了,只是一个思维转换而已。
谢选骏指出:平庸原理是对的还是错的?在我看来,如果人类只是为了生存,那么平庸原理就是对的;如果人类活着是为了朝圣,那么平庸原理就是错的了。
《有违平庸原则——巨椭圆星系比银河系更容易出现技术文明?》(2020-05-04 领跑者举报)报道:
2015年,一则消息轰动了全世界——SETI宣布将投入1亿美元用于对地外生命的搜索。著名物理学家霍金在为此致辞时说:“是时候去寻找答案了,去寻找地球以外的生命。人类到底是不是这暗宇中孤独的存在?对于我们而言,这个答案太过重要了。”是的,人类急切地想寻找到答案,如果人类在无尽的宇宙里真的是孤独的,那么我们也必须要弄明白——我们为何如此特殊?毕竟宇宙之大,足以孕育无数的地外生命,怎么可能只有我们存在呢?
但问题是,我们应该去何处寻找?在地球以外、在太阳系以外,或者在银河系以外,什么地方最有可能存在容易被搜寻到的类似于地球人类的技术文明?同在2015年,发表在英国《皇家天文学会月报》上的一篇论文指出:从理论上来说,在巨型椭圆星系出现技术文明的可能性将是螺旋星系(如银河系)的1万倍,这些星系可以培育出先进的技术文明。论文的作者认为,这种可能性增加的原因是,巨大的椭圆星系拥有更多的恒星,并且发生超新星爆发的可能性更低,从而降低了智慧生物遭受毁灭性打击的概率。
从理论上来说,我们的地球、太阳和银河系在宇宙中是平淡无奇的。这个观点最早来自于由哥白尼提出的“平庸原则”,也称“哥白尼原则”,它是目前已被科学界和哲学界广泛接受的一条基本法则。“平庸原则”的直接定义是:没有一个观测者有特别的位置。将之运用到宇宙学上,则可以认为,地球只是位于普通的棒旋星系非异常区域内的一个普通的行星系统中的一颗普通的岩石行星,因此整个宇宙中充斥着复杂生命。
“平庸原则”也可以这样理解,即:在没有相反证据的情况下,物体或物体的某些属性应视为其类的典型,而不是非典型。从历史上看,平庸原则被多次用于预测新的物理现象,例如牛顿据此原则假设太阳是典型的恒星,然后比较太阳和天狼星两者的相对亮度,从而计算出了天狼星的近似距离。那么,上文提到的那篇论文认为,在巨型椭圆星系出现技术文明的可能性将是银河系的1万倍,也即认为,事实上拥有技术文明的银河系在宇宙中并非典型,这显然违反了“平庸原则”。
因为根据“平庸原则”,既然人类已经事实出现在地球上,地球及其常驻技术社会应该是宇宙其他地方具有技术文明的行星的典型,而不是非典型的行星。这意味着地球的位置在螺旋星系中也应该是典型的,同时也意味着技术文明在螺旋星系中出现也是典型的。就在最近,为了反驳前文所提的那篇违反了“平庸原则”的论文的观点,美国阿肯色大学的天体物理学家丹尼尔·惠特米尔也在《皇家天文学会月报》发表了一篇论文,论文指出,巨型椭圆星系不可能是如我们这样的技术文明的摇篮。
惠特米尔是数学科学系的导师,也是资深天文学家,他认为“巨椭圆星系是技术文明的摇篮”这个观点在“平庸原则”方面存在严重的问题。首先,为什么我们没有发现我们身处在一个巨椭圆星系里,而是身处在螺旋星系里?其次,尽管巨椭圆星系的恒星数量更多,有的甚至超过一万亿颗恒星,但是目前已发现的巨椭圆星系几乎全部由年老的恒星组成,缺乏可以形成新生行星的气体和尘埃。
另外,巨椭圆星系的演化与银河系完全不同。天文研究发现,它们在年轻时经历了一系列类星体和星爆超新星事件,充满了致命的辐射,这足以完全将该星系中任何适宜居住的行星上的生命毁灭殆尽!到这里,似乎争论各方的观点都有一定的道理,那么我们该相信哪一方?如果在巨椭圆星系中不太可能有宜居的行星,那么默认情况下,像银河系这样的星系将成为如我们这样的技术文明的主要地点,也许正如“平庸原则”所预期的那样。
谢选骏指出:哥白尼等人根据自身的地球生存的经验,就能总结出一个放诸宇宙而皆准的平庸原理?这显然是不对的。所以我提出了一个“新的地球中心说”——地球是宇宙观测的中心。
【11、地球殊异假说缺乏朝圣的使命感】
《地球殊异假说》报道:
地球殊异假说的核心问题:像地球这样能让生命存活的星球,是宇宙中的稀有少数吗?
在行星科学和天体生物学中,稀有地球假说或称地球殊异假说(英语:Rare Earth hypothesis)认为地球上多细胞生物的形成需要不同寻常的天体物理及地质事件和环境的结合。“地球殊异”(Rare Earth)这一词来自于一本由彼得·瓦尔德(Peter Ward )和唐纳德·E·布朗尼(Donald E. Brownlee)所著的《地球殊异:为何复杂生命在宇宙中并不普遍?》(Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe,台湾译名:“地球是孤独的:从天文物理学、太空生物学、行星科学探索生命诞生之谜”)一书。
地球殊异假说是与卡尔·萨根及法兰克·德雷克提出的平庸原理恰恰相反的概念。平庸原理认为地球只是位于普通的棒旋星系非异常区域内的一个普通的行星系统中的一颗普通的岩石行星,因此整个宇宙中充斥着复杂生命。瓦尔德等人却指出像地球、太阳系和我们位于银河系的区域这样拥有适宜复杂生命生存的行星、行星系统和星系区域是非常稀少的。
为何复杂生命可能很稀少
地球殊异假说指出复杂生命的形成需要多种偶发条件的结合。这些条件包括了星系适居带、拥用类似条件的行星系统、行星大小、拥有一颗巨大天然卫星(比如月球)的有利条件、行星拥有磁圈和相应的板块运动、岩石圈、大气圈以及海洋、巨大冰川及小行星撞击等作用和影响。
相同的,以尺度和几率的角度与视野来观察,地球属于适居带的行星,拥有且满足一切生物物种维持生命、生存和演化的所有条件,然而事实上从地球历史中的显生宙开始至今,在这长达五亿多年的岁月间和数百万的生物物种中,只有一个物种成功的演化成为高等智慧生命-“人类”,而非多种多元的高等智慧生物并存于地球上,这显示了在“相同条件”下,“高等智慧生命”并非如此的轻易出现和存在。同地球殊异假说一般,这或许为费米悖论提供了一个答案。
星系适居带
一颗处在缺乏金属的区域或是接近银心的高辐射区域的行星无法支持生命的存在。例如NGC 7331,常被称作是银河系的姐妹星系。地球殊异假说指出宇宙,包括我们银河系的大部分区域不能支持地球类型的复杂生命,即瓦尔德等人所说的死亡带(Dead Zones)。适居带和到银心的距离也具有很大的关联。距离银心的差异:恒星的金属量很少,而金属是形成类地行星所必需的。从银心的黑洞放出的X射线和伽玛射线的强度很强。这种射线对于复杂生命是有害的。
恒星之间的密度越小,行星和微行星受附近恒星的重力干扰和其他影响的可能性也随之减小。因此某行星离银心越远,它受小行星撞击的可能性也越小。
以上(1)排除了星系的外围,(2)和(3)排除了星系的内部区域、球状星团和螺旋星系的螺旋臂。这些螺旋臂不是客观的物体,而是以恒星形成率高为特征的区域,波浪式地在星系内缓缓移动。在其从星系中心移到它最远的极端的过程中,支持生命的能力增强接着又减弱。
即使某个行星系统处在适宜复杂生命生存的地域,它必须维持在那相当长的时间以便复杂生命能够进化。如果恒星的轨道成椭圆形,它将会通过星系的一些螺旋臂。但如果恒星的轨道成圆形,它的公转速度和螺旋臂的旋转速度相等,因此恒星只会缓慢进入螺旋臂区域。所以地球殊异假说的倡议者指出一颗能孕育生命的恒星必须要有一条近乎圆形的围绕银心运转的轨道。
Lineweaver等人计算后得出银河系适居带的直径为7到9千秒差距,只容纳银河系中不超过10%的恒星。根据对银河系所有恒星数量的保守估计,这个数字大约是200到400亿颗恒星。但是Gonzalez等人估计出的数字却只有上述的一半;也就是银河系中最多5%的恒星是位于适居带。
太阳围绕银心运转的轨道几乎接近圆形。太阳的公转周期是2.26亿年,和银河系的旋转周期也非常相近。凯伦·玛斯特斯(Karen Masters)计算得出每经过一亿年的时光,太阳的公转将使其通过银河系的一条主要的螺旋臂。与之相反,地球殊异假说推测自从太阳形成之后,没有通过任何银河系的螺旋臂。但是部分研究显示一些大灭绝事件和以往太阳通过银河系的螺旋臂相符。
主恒星
形成地球类型的复杂生命需要液态水。行星的适居带是以主恒星为中心的环型区域。如果行星距离主星太远或太近,它的表面温度将不具有产生液态水的条件(虽然在多样的距离内,产生如木卫二一般的地表下水分是有可能的)。卡斯廷(Kasting)等人估计太阳系的适居带介于0.95至1.15个天文单位之间。
适居带会随着主星的类型和年龄而产生变化。适居带和二氧化碳引起的温室效应密切相关,地球上二氧化碳的含量足以将地球表面的平均温度(从它原本的温度)提高30°C。
假定恒星在其适居带内有一颗岩石行星,像天狼星或织女星等热恒星的适居带很辽阔,但存在两个问题:
一般认为岩石行星在靠近母星的区域内形成,可是它们很有可能因太靠近母星而位于适居区之外。这不排除在气体行星的天然卫星上存在生命的可能性。
热恒星的生命短暂,它们会在仅10亿年的时间内就变化为红巨星,这么短的时间对于高级生命的进化而言是不够的。
这些想法排除了赫罗图上F5或O类型等巨大、高能量的恒星孕育多细胞生命的可能性。
球状星团不太可能支持生命。
另一方面,体积小的红矮星拥有小半径的适居带。这造成其行星的一面总是对着主恒星,而另一面总是保持黑暗,这种情形被称为潮汐锁定。潮汐锁定的结果是行星的一面异常炎热而另一面异常寒冷。另外,位于小半径的适居带内的行星会受到主恒星耀斑的影响,使其大气层被电离化,从而危害复杂生命的生存。地球殊异假说的倡议者排除了这样的行星系统拥有生命的可能性。然而一些天体生物学者认为这些行星系统在少数情况下存在适居的可能。这是理论上的主要争议点,因为这些K到M类型的恒星占所有热核反应恒星总数的82%。
地球殊异假说的倡议者认为恰到好处的主恒星的类型介乎F7到K1之间,这样的恒星是不常见的。像太阳这样G类型的恒星(介于温度更高的F类型和温度更低的K类型之间)只占银河系中热核反应恒星总数的9%。
老龄的恒星,比如红巨星和白矮星都不太可能支持生命。在球状星团和椭圆星系内,红巨星是很常见的。白矮星则是经过了红巨星阶段的濒临死亡的恒星。一颗恒星在变成红巨星之后,它的直径会大幅度增加。假设某行星在其母星尚处于中青年阶段时位于适居带,那么当它的母星成为红巨星之后,它将会被母星蒸发掉。
恒星在其生命周期中的能量释放只应是非常缓慢地变化的。变星,比如造父变星,支持生命的可能性极小。如果主恒星的能量释放突然减少,行星上的水会冻结。反之,如果主恒星的能量释放大幅增加,行星上的海洋会蒸发,造成温室效应。
没有复杂的化学成分就无法造就生命,而这些化学成分必须包含金属,即氢、氦和锂之外的其他元素。这意味着一个含有丰富金属的行星系统是生命存在的必要条件。过去我们所知的能制造金属并使其散之于宇宙中的机制是超新星的爆炸,2017年8月17日LIGO侦测到1.3亿光年外GW170817中子星对撞重力波,后续观察证实中子星对撞的千级新星能产生比铁更重的重金属原子。恒星中金属的存在可以由吸收光谱来判定,研究发现许多甚至大部分的恒星都缺乏金属。早期的宇宙、球状星团、在宇宙初期形成的恒星、位于螺旋星系以外的其他星系中的恒星以及所有位于星系的外围区域内的恒星均以低金属量为特征。因此人们相信金属量充足、能支持复杂生命生存的主恒星普遍位于大螺旋星系的安静的边沿区域,那里远离了银心的高辐射,这也是其支持生命的另一缘由。
行星系统
能孕育恒星的星云同样也能孕育出类似于木星和土星的低金属气体行星。但类木行星没有复杂生命生存所需的固体表面(虽然它们的卫星可能具有固体表面)。瓦尔德和布朗尼认为支持复杂生命生存的行星系统应或多或少类似我们的太阳系,包括拥有固体表面的内行星和气态的外行星。但最近的研究对这种看法表示质疑。
木星的不确定因素
木星是太阳系中的第五颗同时也是最大的行星。
在瓦尔德和布朗尼成书的时候,对类木行星的看法是它们能够使小行星远离孕育生命的行星,使它们免遭小行星的撞击。但是新近的电脑模拟显示实际情况更为复杂。比起被木星阻止的小行星撞击数量,它所引发的小行星撞击次数更是三倍以上。如把木星换成土星大小的天体,则大约引发两倍的小行星撞击次数。
公转妨碍
气体行星不能太靠近一颗孕育生命的天体,除非该天体是它的卫星,否则气体行星会妨碍那颗天体的公转。此外,气体行星数量越多、质量越大,造成的不确定性影响也会越大。
牛顿运动能造成行星公转混乱,特别是在一个有高轨道离心率的巨大气体行星的行星系统中。
出于稳定公转的因素的考虑,拥有近距离围绕母星公转的巨大气体行星(称之为“热木星”)的行星系统被排除适居的可能。人们相信在热木星形成时它们距离母星比现在远得多,但随后迁移到当前的公转轨道。在此过程中,它们可能已灾难性地妨碍了所有位于适居带内的行星的公转轨道。
行星体积
一颗体积过小的行星不能维持足够的大气层及拥有大面积的海洋。它更倾向于拥有崎岖的地表,比如高山和深谷。它们的地核会迅速冷却。它们的板块运动也无法像大的行星那样维持长久或者完全没有板块运动。
根据亚利桑那大学的天文学家麦克尔·梅尔(Michael Meyer),像地球这样的岩石行星在宇宙中可能是普遍的:
我们的观测显示在20%到60%的类似太阳的恒星中,有证据表明其岩石行星的形成过程和形成地球的过程无不相似之处,这是非常令人兴奋的。——麦克尔·梅尔
麦克尔所在的研究小组在新形成的类似太阳的恒星附近发现宇宙尘埃,他们把这看作是形成岩石行星的副产品。
巨大的天然卫星
在太阳系中,像月球这样的天然卫星并不寻常,因为在地球以外的其他岩石行星之中有的没有自己的卫星(比如水星和金星),而有的只拥有很小的天然卫星(比如火星)。
大碰撞说推测月球的形成是一颗具有火星大小的天体和早期的地球相撞的结果,该撞击给予了地球转轴倾角及自转速度。快速的自转减少了地球每日的气温变化率并使光合作用维持下去。地球殊异假说进一步指出转轴倾角(相对于轨道平面)既不能过大也不能过小。一颗转轴倾角过大的行星会遭遇极端的气候季节性变化。反之,一颗转轴倾角过小的行星则缺乏促进生命演化的季节性变化。就这一点上来说地球是“恰到好处”。巨大的天然卫星的重力作用还可以稳定行星的转轴倾角。要是没有这种作用,转轴倾角的变化将是很混乱的,可能造成陆地上无法诞生复杂生命。
如果地球没有月球这样的天然卫星,仅靠太阳的重力作用,海洋的潮汐变化将很小。
行星的巨大天然卫星可以通过潮汐力对行星地壳的作用增加行星上板块运动的可能性。另外在缺乏非均匀性地壳的情况下也可能不会产生引起板块运动所需的大规模地幔对流。但是有来自火星的证据表明,即使没有上述机制的作用,以前在火星上仍存在过板块运动。
如果巨大天体的撞击是行星获得巨大天然卫星的唯一方式,那么处在环绕恒星的适居带内的行星就需要构成一个双行星系统以便撞击天体具备足够大能造就巨大天然卫星的条件。像这样的撞击天体也未必能够形成。
板块运动
除非行星的化学构成使板块运动成为可能,行星上不会发生任何的板块活动。目前所知的板块运动所需的持久热能是来自行星内部深层的辐射。行星上的大陆也必是由漂浮在更稠密的玄武岩之上的花岗岩所构成。泰勒(Taylor)强调俯冲带(板块运动的必要部分)需要丰富水源的润滑作用。在地球上,俯冲带只存在于海洋的底部。
惯性交替事件
许多证据表明寒武纪大爆发时期大陆漂移非常频繁。事实上,大陆能在不到1,500万年的时间内从北极移到赤道或从赤道移到北极。Kirschvink等人提出了以下有争议的见解:相对于自转轴的大陆质量的分布不均衡导致地球自转轴90°变化。这种结果造成气候和洋流在短期内发生剧烈变化并影响整个地球。他们把这称之为“惯性交替事件”(Inertial Interchange Event),这种情形尚未被科学所证明,如果真发生了也是极不寻常。假如这样的事件是比多孔动物门和珊瑚礁更复杂的生物发展所需要的,我们有了另一个为何复杂生物在宇宙中不多见的理由。
地球殊异公式
以下论述参考了Cramer。瓦尔德和布朗尼由德雷克公式引申出地球殊异公式。根据这一等式,在银河系中拥有复杂生命的类似地球的行星的数量是:
{\displaystyle N=N^{*}\cdot n_{e}\cdot f_{g}\cdot f_{p}\cdot f_{pm}\cdot f_{i}\cdot f_{c}\cdot f_{l}\cdot f_{m}\cdot f_{j}\cdot f_{me}}N=N^{*}\cdot n_{e}\cdot f_{g}\cdot f_{p}\cdot f_{{pm}}\cdot f_{i}\cdot f_{c}\cdot f_{l}\cdot f_{m}\cdot f_{j}\cdot f_{{me}}
其中:
N* 是银河系中的恒星数量。这一数字并不好估计,因为估计银河系的质量难度很大,更何况关于微小恒星的资料几乎没有。N* 至少是1千亿,并可能高达5千亿(如果银河系中存在着很多能见度低的恒星)。
{\displaystyle n_{e}}n_{e} 是位于恒星的适居带的行星的平均数量。在复杂生命进化所需的时间内,行星表面的平均温度需适中(不能过高也不能过低),以便行星上的水分能始终维持在液体的状态下。由于受到该条件的限制,适居区域是相当狭窄的。因此{\displaystyle n_{e}}n_{e} = 1很可能是上限。
我们假设{\displaystyle N^{*}\cdot n_{e}=5\cdot 10^{11}}N^{*}\cdot n_{e}=5\cdot 10^{{11}}。瓦尔德和布朗尼并没有真的计算{\displaystyle N}N的值,因为以下的地球殊异参数的值大多只能被估量而已。
{\displaystyle f_{g}}f_{g} 是位于星系的适居带的恒星的比重(瓦尔德和布朗尼等人估计此参数值为0.1[4])。
{\displaystyle f_{p}}f_{p} 是银河系中拥有行星的恒星的比重。
{\displaystyle f_{pm}}f_{{pm}} 是拥有岩石的行星(非气体行星)的比重。
{\displaystyle f_{i}}f_{i}是拥有微生物的适居行星的比重。
{\displaystyle f_{c}}f_c是拥有复杂生命的行星的比重。
{\displaystyle f_{l}}f_{l}是在行星的生命周期内存在复杂生命的比重。
{\displaystyle f_{m}}f_{m} 是拥有巨大卫星的适居行星的比重。
{\displaystyle f_{j}}f_{j} 是拥有巨大气体行星的行星系统的比重。
{\displaystyle f_{me}}f_{{me}} 是只引发低数量灭绝事件的行星比重。
地球殊异公式和德雷克公式的不同之处在于它没有将复杂生物进化为拥有技术的智能生物的因素考虑在内(值得一提的是瓦尔德和布朗尼也不是演化生物学家)。
假说的支持
下列书籍(按由易到难排列)拥护地球殊异假说的观点:
研究太阳系的专家斯图亚特·罗斯·泰勒(Stuart Ross Taylor)在其所著的书中坚信地球殊异假说,不过那本书主要是介绍太阳系和它的形成,并非以论述假说的真实性为主。泰勒的结论是太阳系可能是极为不寻常的,因为它是许多偶发性因素和事件的结果。
物理学家斯蒂芬·伟伯(Stephen Webb)在其书中主要对费米悖论的一些候选解决方案进行阐述及反驳。在书的末尾,地球殊异假说成为少数的几个保留方案之一。
古生物学家西蒙·莫里斯(Simon Conway Morris)认为进化过程是趋同演化的。书本的第五章专门讲述了地球殊异假说。虽然莫里斯认同在银河系之中地球很可能是支持复杂生命的唯一行星,但他认为复杂生命进化到智能生命却是相当有可能的。
物理宇宙学家约翰·巴罗(John D. Barrow)和法兰克·迪普勒(Frank J. Tipler)(1986. 3.2, 8.7, 9)有力地为“人类很可能是银河系乃至整个宇宙中唯一的智能生命”这一假说作辩护,但他们的书只是全面地研究了人择原理以及物理规律是如何巧妙地促使自然界中出现复杂性的,并不以上述假说为重点。
电脑先驱雷蒙德·库茨魏尔在《奇点迫近》一书中认为从技术奇异点的角度来分析,地球须是首颗进化出有感情并运用技术的生命的行星。虽然可能存在其他类似地球的行星,但地球一定是进化程度最高的。否则我们可以发现其他文明体验过技术奇异点的证据。
误解
地球殊异假说常被误认为“宇宙中只有地球才有智慧生命”。但实际上,该假说只是认为类似地球的星球和智慧生命在宇宙中非常稀少,认为银河系中有智慧生命的星球只有几颗至几千颗,不同于其他乐观估计的几千万颗。因此,即使将来发现了智慧生命的星球,只要其总数非常稀少,地球殊异假说仍有可能是对的。
批评
对地球殊异假说的批评来自以下不同方面。
太阳系外行星很普遍
截至2018年底,已知的太阳系外行星超过了3,800颗,而且新发现的行星数量还在不断增加。美国卡内基科技大学的天文学家亚伦·博斯(Alan Boss)估计单银河系中的岩石行星就可能有一千亿之多。博思博士相信在这些行星之中有许多存在着简单生命形态并且在银河系中可能存在数以千计的文明。博思博士猜测类似太阳的恒星平均拥有一颗类似地球的行星。
爱丁堡大学的研究人员尝试找出宇宙中究竟有多少智慧文明。研究指出智慧文明可能有数千个。
但是,迄今为止发现的所有系外行星中,只有1颗(Gliese 581 g)与地球类似,因此,类似地球的行星在系外行星中的数量只1/500左右,仍然是十分稀有的。而且,迄今为止发现的所有其他行星系统都与我们的太阳系大相径庭。
生物演化
地球殊异假说的核心是生物演化:微生物在宇宙中可能很常见但高级生命却未必。西蒙·莫里斯(Simon Conway Morris)是到今为止唯一一位谈到地球殊异假说的演化生物学家。地球殊异假说认为复杂生命只能在类似地球的行星或行星合适的卫星上演化。包括杰克·科恩(Jack Cohen)在内的部分生物学家相信这种假设带有局限性而且是不可想象的,他们把假说视为是一种循环论证。根据天文学家大卫·达林(David Darling)的观点,地球殊异假说既不是假说也不是推测,它只是阐述了地球上的生命是如何发展的。
谢选骏指出:地球殊异假说缺乏朝圣的使命感——它的作者们可能看过“从太阳系边缘回望一缕阳光穿过地球”的景象,从而理解了地球的脆弱,但是他们却没有理解这种脆弱可以长期存在的背后,可能真的具有一种神秘的使命。
【12、地球位于可观测宇宙的中心】
《地球——太阳系八大行星之一》(2018-07-11 玖乐科学探索)报道:
地球(Earth)是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序排为第三颗,也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星,距离太阳1.5亿公里。地球自西向东自转,同时围绕太阳公转。现有40~46亿岁, 它有一个天然卫星——月球,二者组成一个天体系统——地月系统。46亿年以前起源于原始太阳星云。
地球赤道半径6378.137千米,极半径6356.752千米,平均半径约6371千米,赤道周长大约为40076千米,呈两极稍扁赤道略鼓的不规则的椭圆球体。地球表面积5.1亿平方公里,其中71%为海洋,29%为陆地,在太空上看地球呈蓝色。
地球内部有核、幔、壳结构,地球外部有水圈、大气圈以及磁场。地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一的天体,是包括人类在内上百万种生物的家园。
46亿年前,地球诞生了。地球演化大致可分为三个阶段。
50亿年以前的太阳系
第一阶段为地球圈层形成时期,其时限大致距今4600至4200Ma。46亿年前诞生时候的地球与21世纪的大不相同。根据科学家推断,地球形成之初是一个由炽热液体物质(主要为岩浆)组成的炽热的球。随着时间的推移,地表的温度不断下降,固态的地核逐渐形成。密度大的物质向地心移动,密度小的物质(岩石等)浮在地球表面,这就形成了一个表面主要由岩石组成的地球。
第二阶段为太古宙、元古宙时期。其时限距今4200-543Ma。地球自不间断地向外释放能量,由高温岩浆不断喷发释放的水蒸气,二氧化碳等气体构成了非常稀薄的早期大气层---原始大气。随着原始大气中的水蒸气的不断增多,越来越多的水蒸气凝结成小水滴,再汇聚成雨水落入地表。就这样,原始的海洋形成了。
第三阶段为显生宙时期,其时限由543Ma至今。显生宙延续的时间相对短暂,但这一时期生物及其繁盛,地质演化十分迅速,地质作用丰富多彩,加之地质体遍布全球各地,广泛保存,可以极好的对其进行观察和研究,为地质科学的主要研究对象,并建立起了地质学的基本理论和基础知识。
人类科学家已经能够重建地球过去有关的资料。太阳系的物质起源于45.672亿±60万年前,而大约在45.4亿年前(误差约1%),地球和太阳系内的其他行星开始在太阳星云——太阳形成后残留下来的气体与尘埃形成的圆盘状——内形成。通过吸积的过程,地球经过1至2千万年的时间,大致上已经完全成形。从最初熔融的状态,地球的外层先冷却凝固成固体的地壳,水也开始在大气层中累积。月亮形成的较晚,大约是45.3亿年前,一颗火星大小,质量约为地球10%的天体(通常称为忒伊亚)与地球发生致命性的碰撞。这个天体的部分质量与地球结合,还有一部分飞溅入太空中,并且有足够的物质进入轨道形成了月球。释放出的气体和火山的活动产生原始的大气层,小行星、较大的原行星、彗星和海王星外天体等携带来的水,使地球的水份增加,冷凝的水产生海洋。新形成的太阳光度只有太阳的70%,但是有证据显示早期的海洋依然是液态的,这称为微弱年轻太阳谬论矛盾。温室效应和较高太阳活动的组合,提高了地球表面的温度,阻止了海洋的凝结。
有两个主要的理论提出大陆的成长:稳定的成长到现代和在早期的历史中快速的成长。研究显示第二种学说比较可能,早期的地壳是快速成长的,随后跟着长期稳定的大陆地区。在时间尺度上的最后数亿年间,表面不断的重塑自己,大陆持续的形成和分裂。在表面迁徙的大陆,偶尔会结成超大陆。大约在7.5亿年前,已知最早的一个超大陆罗迪尼亚开始分裂,稍后又在6亿至5.4亿年时合并成潘诺西亚大陆,最后是1.8亿年前开始分裂的盘古大陆。
地质时期
在地球演化过程中,发生一些天文与地质事件,将事件的时间段叫做地质时期。
在各地质时期,在与地球相关的宇宙空间及太阳系和地球所发生的大事件,在地球自身、地壳运动、地层、岩石、构造、古生物、古地磁、冰川、古气候等多方面都留下了记录。
在不同的地质时期,地质作用不同,特征不同。
卡文迪许认为地球的质量约为5.96×10^24千克,地球的赤道半径ra=6378137m≈6378km,极半径rb=6356752m≈6357km,扁率e=1/298.257,忽略地球非球形对称,平均半径r=6371km。在赤道某海平面处重力加速度的值ga=9.780m/s^2,在北极某海平面处的重力加速度的值gb=9.832m/s^2,全球通用的重力加速度标准值g=9.807m/s^2,地球自转周期为23小时56分4秒(恒星日),即T=8.616×10^4s。
温度
地球表面的气温受到太阳辐射的影响,全球地表平均气温约15℃左右。而在不见阳光的地下深处,温度则主要受地热的影响,随深度的增加而增加。在地球中心处的地核温度更高达6000℃以上,比太阳光球表面温度(5778K,5500°C)更高。地球表面最热的地方出现在巴士拉,最高气温为58.8℃。地球北半球的"冷极"在东西伯利亚山地的奥伊米亚康,1961年1月的最低温度是-71℃。世界的"冷极"在南极大陆,1967年初,俄罗斯人在东方站曾经记录到-89.2℃的最低温度。
电性
因为地球自西向东旋转,而地磁场外部是从磁北极指向磁南极(即南极指向北极),所成的环形电流与地球自转的方向相反,所以是带负电的。
形状
月食时,仔细观察就会发现投射在月球上的地球影子总是圆的;往南或往北作长途旅行时,则会发现同一个星星在天空中的高度是不一样的。一些聪明的古人从诸如此类的蛛丝马迹中就已经猜测到地球可能是球形的。托勒密的地心说也明确地描述了地球为球形的观点,但是直到16世纪葡萄牙航海家麦哲伦的船队完成人类历史上的第一次环球航行,才真正用实践无可辩驳地证明了地球是个球体。
科学家经过长期的精密测量,发现地球并不是一个规则球体,而是一个两极部位略扁赤道稍鼓的不规则椭圆球体,夸张地说,有点像"梨子",称之为"梨形体"。地球的赤道半径约长6378.137Km,这点差别与地球的平均半径相比,十分微小,从宇宙空间看地球,仍可将它视为一个规则球体。如果按照这个比例制作一个半径为1米的地球仪,那么赤道半径仅仅比极半径长了大约3毫米,凭着人的肉眼是难以察觉出来的,因此在制作地球仪时总是将它做成规则球体。
位置
地球在宇宙中的位置在最近的一个世纪里,这一认识发生了根本性的拓展。起初,地球被认为是宇宙的中心,而当时对宇宙的认识只包括那些肉眼可见的行星和天球上看似固定不变的恒星。17世纪日心说被广泛接受,其后威廉·赫歇尔和其他天文学家通过观测发现太阳位于一个由恒星构成的盘状星系中。到了20世纪,对螺旋状星云的观测显示我们的银河系只是膨胀宇宙中的数十亿计的星系中的一个。到了21世纪,可观测宇宙的整体结构开始变得明朗——超星系团构成了包含大尺度纤维和空洞的巨大的网状结构。超星系团、大尺度纤维状结构和空洞可能是宇宙中存在的最大的相干结构。在更大的尺度上(十亿秒差距以上)宇宙是均匀的,也就是说其各个部分平均有着相同的密度、组分和结构。
宇宙是没有"中心"或者"边界"的,因此我们无法标出地球在整个宇宙中的绝对位置。地球位于可观测宇宙的中心,这是因为可观测性是由到地球的距离决定的。在各种尺度上,我们可以以特定的结构作为参照系来给出地球的相对位置。目前依然无法确定宇宙是否是无穷的。
谢选骏指出:“地球位于可观测宇宙的中心”——这就是“新地心说”的基础。
1718年,英国天文学家哈雷通过观测和分析,首次指出恒星不动的概念是错误的。后来,赫歇尔正确地认识到,恒星运动是由恒星自身的运动和太阳的空间运动两部分合成的结果。
这就宣判了太阳中心论的死刑。
1783年,英国天文学家威廉·赫歇尔通过对所观测到的大量恒星运动的统计分析,发现太阳以大约每秒20千米的速度朝着织女星方向运动,太阳空间运动的发现彻底动摇了哥白尼日心体系中太阳固定不动的观念。
1785年,赫歇尔用“恒星计数”的方法绘制了一张银河图,他用方法得出了银河系恒星分布为扁盘状,被群星环绕,其长度为7000光年,宽1400光年,太阳处在银河系的中心。这是人类建立的第一个银河系模型,它虽然很不完善,但使人类的视野从太阳系扩展到银河系广袤的恒星世界中。
赫歇尔还用自制的反射望远镜进行了系统的恒星计数观测,他计数下117600颗恒星,以此得出了一个恒星系统呈扁盘状的结论。19世纪,约翰·赫歇尔将恒星计数的工作扩展到南天。
所有这些以及各种天文观测,都只可能在“地球位于可观测宇宙的中心”——这一“新地心说”的基础之上进行。
【13、地外文明是地内文明的想象】
《地外文明》报道:
地外文明(extraterrestrial civilization),一般指存在于地球以外,并发展到一定文明程度的智慧生命体,在地球以外的领域所建立的文明。它们尚没有被目前地球上的生命所观测到,倒是许多虚构作品中时常有它们的出现。它们与外星人时常被作为人类文艺节目讨论或展示的对象。地外文明的分类是根据1964年前苏联天体物理学家卡达谢夫提出的标度方法进行的。人类为地外生命探索做出了许多努力,进行宇宙漂流、寻找行星等等一系列活动,但是始终没有确定的结论,人类社会中也产生了许多相关的猜测和推论。当然,始终有人相信有外星人存在。但是目前仍没有确凿的证据来证实这一点。
基本概念
地外生命事例——人们在火星陨石中找到了微生物化石,再加上大量的外星人造访地球的报道,科幻小说、电影的充斥,使得外星生命的传闻绘声绘影。然而这些证据实在不足以证明外星生命的存在,长久以来,科学界一直对存在飞碟等外星生命的证据持嘲笑态度。1947年美国罗斯威尔飞碟坠毁事件曾引起轩然大波,后来美国国防部声称这不是真的。
地外文明
地外文明同地外生命是两个不同而又有联系的概念。从无生命到有生命存在要经过漫长的历程,而从生命进化到文明,更要经过相当长的时间。有生命不一定有智慧,有智慧不一定就有文明。所以,我们所指的地外文明是指地球以外的其他天体上可能存在的类似于地球人类这样的高级智慧生物的文明。
探索地外文明首先要根据地球上生命存在的状况,弄清生命存在的条件和环境。
艾伦望远镜阵列搜寻地外文明
生命是美妙的,正是生命的繁衍才使地球上生机勃勃,气象万千。生命不是神造的,生命是天体演化的必然结果。生命存在的条件又是非常苛刻的,所在的天体要有坚硬的外壳,要有适宜的大气和适合的温度,要有一定数量的水。同时,行星围绕的天体必须是一颗稳定的恒星。就太阳系来说,符合上述条件的只有金星、地球和火星。其中地球位于金星和火星之间,处于生命繁衍的最有利的空间。现在还没有发现金星和火星上有生命。太阳系中其他行星上就更不适合生命存在了。
寻找太阳系以外的行星系,这是探索地外文明的又一个方向。科学家们早已开始了潜心的观测和研究。到目前还没有发现一个被确认的行星系。如果真的发现一个行星系,那里也不一定就有生命。如果真的发现一个有比较适合生命存在的行星系。
分类方法
卡达谢夫标度
1964年,前苏联天体物理学家卡达谢夫提出了卡达谢夫标度,作为衡量一个文明的技术水平的方法。该标度只是理论性的,而且它衡量的对象,也即高度进化的文明,也只处于人类的推测之中,并不曾有人亲见亲历,但是这个标度的意义在于,它从宇宙的角度来考量整个文明的能源消耗量。卡达谢夫标度是将地球以外文明按照发射信号的功率进行分类,共分三个类型,但在应用中,由于已经数量化了,类型是可以无限多的。
Ⅰ型文明能够调集与目前地球整个输出功率相当的能量用于通讯,也就是10^16瓦。
我们地球文明使用的能量功率正在以惊人的速率增长,目前地球的功率输出约为10^15到10^16瓦,而地球上的输出功率现在主要被用于加热、电力、运输等与外星球文明通讯不相干的用途。就此而言,地球还算不上是个Ⅰ型文明。
Ⅱ型文明能够把相当于一颗典型恒星的输出功率用于通讯,大约10^26瓦。
这相当于我们已在光波频率上看到离我们最近星系中的特亮恒星。假如离我们最近的旋涡星系——仙女座大星系存在着Ⅱ型文明的话,我们用正确的搜寻程序就能探测到它。
Ⅲ型文明发射出的通讯功率达10^36 瓦,约等于整个星系的功率输出。
如果在宇宙中存在着Ⅲ型文明,无论它在哪里,只要它对准我们发射电波,我们就能探测到它。
美国的卡尔·萨冈则进一步建议,可以用能量尺度将三类型文明再分成十个次型,即以10^16 瓦为1.0型,10^17 瓦为1.1 型;10^18 瓦是1.2 型……按照我们地球目前的水平,才是0.7 型文明。当然三种文明类型之间的过渡是否可能?能否有时间和条件来完成这种过渡,都是未知数。
探索方法
目前,探索地外文明的方法主要有4大类:
①接收并分析来自太空的各种可能的电波。这方面的工作从1960年就开始了。
②人类主动向外太空发出表明人类在太阳系内存在的信号。1974年11月16日,美国利用设在波多黎各的阿雷西博305米直径的射电望远镜,发出人类第一组信号,对准武仙座球状星团,发射3分钟。
③发射探测器去登门拜访外星人。美国发射的“先驱者”10号和11号,“旅行者”1号和2号,都在完成对太阳系内的探测任务后,带着许多人类的信息,作为人类使者,漫游在恒星际空间。如果巧遇人类的知音,他们将从探测器中了解人类的活动,确定进一步交往的可能。由此可见,探索地外文明是一项综合性的科学使命,过于乐观是不现实的,过于悲观也是没有根据的。
④与外星文明社会直接接触,这种方法是建立在星际航行的基础之上的。目前,我们的工业技术水平还无法支持我们进行星际航行,但是人类却从未停止对外星人的幻想。
地外文明
外星人
在电影中常常看到这样的情节:闪闪发光的飞碟从天而降,然后从里面走出绿皮肤、大眼睛的小矮人,口中念叨着“我们为和平而来”(当然,也有不打声招呼就要毁灭地球的那种)。而在现实中,飞碟总是能成为报纸关注的焦点,或者说,一种时髦。马丁·加德纳的一段话正好能描述这种情况:“当人人都看到飞碟时,你自己当然也愿意看到一次。”于是就有了各种各样的飞碟和外星人:像草帽的飞碟、像雪茄的飞碟、像蛋糕的飞碟;绿色的外星人、红色的外星人,绑匪外星人、小偷外星人(专门偷走牧场上动物的器官)以及浪费粮食的外星人(“麦田怪圈”的骗局)。
然而,这一切都不可信。当我们向这些现象寻求非同寻常的证据时,发现大多数现象可以归结于人类的飞行器、气球、自然现象、目击者的幻觉以及彻头彻尾的骗局。而剩下的案例也不能提出强有力的证据证明那就是外星人的飞船。而把不明飞行物当作外星人的飞碟也是不合适的。你看到的任何“不明”物体都可以被称作不明飞行物,例如你的邻居在21楼扔下的一个垃圾桶盖子(有趣的是,某些“飞碟”照片正是用类似的物体伪造拍摄的)。
麦田怪圈
曾经在英格兰的一些麦田里出现过一些怪圈,看上去是一些很复杂的图案。这些会是到访的外星人留下的信号吗?经过调查,发现大部分是某些人的恶作剧,但是热衷于此的人还是对此怀有很大的好奇心。然而,不久后在英国汉普郡的Chilbolton天文台附近的麦田里再次发现了两个图案,其中之一是一个脸形,很多人都说很像电影电视里外星人的形象。另一个是1974年11月向M13球状星团发射的阿雷西沃信息修改后的图案。
信息包含了我们估计任何可能存在的地外文明会对我们人类所感兴趣的所有要素,包括:我们的位置(在太阳系中的位置),我们人类的样子,传播信号的天文望远镜的简单素描图,以及我们的生态结构的一些片断。
在汉普郡发现的麦田里的怪圈在形状上很像1974年所传送的那幅。但是两者还是有区别的:在汉普郡发现的图案中没有传播信号的天文望远镜的简单素描图,取而代之的是一幅看起来像太阳能的人造太空卫星;另外,描绘我们太阳系的图表虽然还有原来的八个行星,但是行星3至5有所偏离,而最后一颗变大了一些。麦田里的怪圈是外星人留下的几率几乎为零,但是到目前为止,还没有充足的证据证明这全部是人为的。究竟是怎样一回事还有待考证。
SETI研究所的科学家们越来越乐观地相信他们能够找到宇宙来的信号以证明在浩瀚的宇宙中,我们人类并不孤独。新近一些进展越来越使他们坚信自己的观点。乐观地看,有可能在不久的将来,我们就能找到证据来证明在宇宙中我们并不孤独。
地外生命的造访
红外线天文望远镜
事实上,科学家认为,一个地外文明曾经造访、并且现在还在地球附近监视人类的说法是不可信的。有人曾经计算过,假如银河系内有100万个文明,而每年只有一艘飞船到达地球,那么整个银河系中每年发射的飞船大约有100亿艘,而且制造这些飞船所需的金属大约是银河系中所有金属储量的1%。换句话说,一个文明只有倾其所有才能达到造访我们的可能,而像旅行者号这样的人造物体被另一个文明发现的可能性基本上可以忽略不计。
这一结论或许让人非常失望,那些原本让人激动的飞碟和外星人全都变成的泡影。或许你要指责我打碎了一些人的梦想,然而,世界上还有更令人激动地、严肃的科学研究:科学家虽然不屑于飞碟和外星人的传奇,却一直致力于科学的搜寻地外生命的迹象。
与外星人接触的风险
2010年4月26日,英国著名物理学家和数学家斯蒂芬·霍金在一部25日播出的纪录片中说,外星人存在的可能性很大,但人类不应主动寻找他们,应尽一切努力避免与他们接触。“真正的挑战是弄明白外星人长什么样,”霍金说。在他看来,外星生命极有可能以微生物或初级生物的形式存在,但不能排除存在能威胁人类的智能生物。“我想他们其中有的已将本星球上的资源消耗殆尽,可能生活在巨大的太空船上,”他说,“这些高级外星人可能成为游牧民族,企图征服并向所有他们可以到达的星球殖民。”
霍金认为,鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去,人类主动寻求与他们接触“有些太冒险”。
“如果外星人拜访我们,我认为结果可能与克里斯托弗·哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。”
美国历史学家尼尔认为:在地球上强大的(即比较发达的)文明总是控制比较弱小的文明,而不取决于政治上的从属关系。他认为当与水平大大地超过我们的地外文明建立联系时,它可能会“压制”我们的文明,直到它被溶化在更高的文明中为止。
中国数学家和语言学家周海中在论文《宇宙语言学》中提出观点:只要是高级智慧生命,他们的理智在决定着他们必须有分寸地对待一切宇宙智慧生命体,所以外星人与地球人将来是能够和平共处、友好合作和共同发展的。
NASA预计20年内与之亲密接触并公诸于众
据外媒报道,NASA在华盛顿举行专题讨论上提出,将采用更先进的望远镜对宇宙生命进行探索。美国权威天文学家称,他们现在离地球之外生命体的距离越来越近,预计在未来20年内,有望与外太空生命体有一个“亲密接触”。届时,NASA将不会独享这一“重要信息”,将在尽可能允许的范围内,让大众知晓此事。“因为这毕竟是属于全人类的重大事件,每一个生活在这颗星球上的人都有权知道。”该科学家表示。
美国宇航局局长、前太空人博尔登(Charles Bolden)表示,“在座的多数同僚认为,在广袤无垠的宇宙中只有人类一种智慧生命形态存在,这是不大可能的。”他还称,虽然在上世纪90年代做宇航员期间从未遇到任何外星生命形态,但他一直在寻找,即使过程很艰难。
美国麻省理工学院行星科学家西格尔(Sara Seager)表示,在科技水平上,人类已经非常接近找到另一个“地球”和其他星球上的生命迹象。
天文学家认为,银河系每一颗恒星至少有一颗行星,并使用哈勃太空望远镜、斯皮策太空望远镜和开普勒太空望远镜等从地面进行观测,判断这些行星上是否可能存在保证生命生存的液态水。
美国宇航局希望在2017年推出凌日系外行星勘测人造卫星、2018年推出詹姆斯·韦伯太空望远镜。未来十年,还有可能推出宽视场红外巡天望远镜等天体物理望远镜。
随着美国宇航局研发越来越先进的太空望远镜,发现外星生命的可能性也会越来越大。西格尔和美国宇航局喷气推进实验室主任加拉格尔(Dave Gallagher)均指出,新技术的发展,可能更容易找到小一些的、与地球相仿的行星。
太空爱好者通过社交媒体提问:“如果科学家发现另外星球上的生命,美国政府会让民众知道吗?”“当然会!”美国宇航局首席科学家斯托芬(Ellen Stofan)毫不犹豫地回答,“这是令人兴奋的事,我们将尽快告知公众,希望所有人分享这个重大发现带来的激动之情。”
美国麻省理工学院行星科学家西格尔表示,在科技水平上,人类已经非常接近找到另一个“地球”和其他星球上的生命迹象。
宇宙漂流·地球电报
1974年11月16日,在波多黎各落成了一座巨大的射电望远镜——阿雷西博射电望远镜。正如新船下水要敲碎一个酒瓶,作为落成典礼的一部分,科学家用它向武仙座球状星团M13发出了一封“地球电报”。这个地球漂流瓶需要2万4千年才能到达M13附近。这是人类第一次有意识的向宇宙的其他部分表明自己的存在。既然我们能向外拍发这样的电报,为什么不去听一听别人会不会给我们广播一点什么?事实上,早在1960年,天文学家弗兰克·德雷克就领导开展了这样的一个计划。称之为“奥兹玛”计划(Project Ozma。这个名字来源于鲍姆的童话《绿野仙踪》)。这个计划使用一架26米的射电望远镜进行了几个月的观测,结果一无所获。然而,科学家认为使用无线电追踪地外文明的踪迹是可行的。经过计算,把一个英文单词用波长三厘米的微波发射到1000光年外的地方,并且用地球现有的技术把它接收到,只需花费不到一美元。这与前面提到的向银河系发射宇宙飞船的花费形成了鲜明对比。
旅行者号携带的“地球之声”金唱盘。它的象征意义更为明显,而不能过于指望其他文明能够听到它。
人类第一次有意识的向宇宙表明自己的电报。这个电报以二进制方式发送。普通人大概只能看出双螺旋、人类外形和阿雷西博射电望远镜的形状。然而科学家相信地外文明能够理解其中的含义。
那么,应该在什么频率上追踪地外文明的“漂流瓶”呢?科学家主要把目光放在了1.42GHz、1.667GHz、22GHz附近的微波波段上。第一个频率是氢原子发出的无线电波的频率、第二个是羟基(-OH)的频率、第三个则是水分子的。这些频率被形象地称为宇宙“水坑”(water hole)——不是非洲大草原上动物们喝水的地方,而是被认为最有可能进行星际通讯的波段。选择这些波段的理由是,氢是宇宙中最丰富的元素,羟基和水在生命活动中扮演了至关重要的角色。
搜寻地外文明
所有这些寻找“漂流瓶”的项目有一个共同的名称:搜寻地外文明(SETI)。现在,最大的无线电SETI是“凤凰”计划(Project Phoenix)。SETI不产生任何短期的、直接的经济效益。像所有的SETI计划一样,“凤凰”计划的研究人员也时常感到经费的拮据。不过,人们可能更加熟悉另外一个SETI计划,那就是SETI@home。它是由加州大学伯克利分校开展的,借助一个屏幕保护程序处理阿雷西博射电望远镜接收的无线电信号,目前已经有几百万人参与到了这个计划中。
当然,科学家也不紧紧盯着“水坑”,他们同样也监视某些红外线、紫外线甚至可见光波段。光学波段的SETI是最近才兴起的,追踪目标是地外文明发出的激光脉冲。
寻找行星·间接寻找
像我们这样的有机体,不能忍受高温。所以,我们只能生活在条件适宜的行星上。如果地外文明也是有机体,那么他们也要有一个适宜的行星。我们的银河系有1000亿颗恒星,没有理由认为适合生命产生的行星只有我们地球一个。
然而,寻找行星要困难得多。行星不发光,体积相对来说非常小,即使是今天最大的望远镜也不能直接看到行星。科学家使用一种“间接”的方法寻找行星。如果某颗恒星拥有行星,在旁观者看来,它们其实是在相互绕行,就像跳舞一样。在这个过程中,恒星到我们的距离忽近忽远,它的光谱也一会儿“偏蓝”,一会儿“偏红”。这叫做多普勒效应,类似于汽笛在迅速靠近我们时的变调。借助于这种方法,科学家已经辨认出了大约80颗类似的行星。有点让人失望的是,他们大多类似于木星,是气体行星,质量是地球的数百倍,并不适宜生命的存在。
类地行星搜寻
幸运的是,科学家还拥有别的观测手段。NASA进行的一项被称为
开普勒空间望远镜
“类地行星搜寻”(TPF)计划就是其中之一。TPF利用所谓的“干涉测量法”,让科学家能够“看到”数十光年之内的行星。另外一项计划是所谓的“开普勒”空间望远镜。“开普勒”是一个1米直径的望远镜,计划于2006年发射升空。“开普勒”空间望远镜是以德国天文学家约翰尼斯·开普勒命名的。当行星从恒星表面掠过的时候,对于观察者,恒星的亮度会稍微降低。“开普勒”的工作就是辨别出这样的亮度降低现象,尤其是类似地球这样的行星造成的亮度降低。
氧气寻找
氧气也能成为寻找地外生命迹象的标志。氧气的性质比较活泼,很快就和别的物质结合。正是因为光合作用才导致地球大气中较高的氧气浓度,而在10亿年前,它的浓度还不到现在的一半。天文学家可以借助光谱分析测量出行星大气层的氧气含量。如果某颗行星的氧气含量异乎寻常的高,那么那里就可能存在着生命。同样,二氧化碳和水也在被关注之列。
最终答案
搜寻地外文明是一项严肃的科学研究,我们什么时候才能得到答案?或许是明天,或许是1万年。既然地球上的生命能够从无生命的物质中产生出来,那么在宇宙中的其他地方也有可能发生类似的故事。德雷克提出过一个计算银河系中文明数量的著名公式,即德雷克公式。这个公式中包含一个重要的因子,即一个文明能够维持的时间。作为一个物种,能不能安全的度过掌握危险技术的最初阶段(例如,人类能否不被自身创造出来的核武器毁灭?),而变得理性,这至关重要。不同的人对于文明延续的时间有不同的看法,乐观的人得出的结论是银河系中有1000万个文明,而悲观者的数字是不超过1个。
相关名言
寻找太阳系以外的行星系,这是探索地外文明的又一个方向。——卡尔·萨根
地外文明的探索不仅是宇宙探索的一部分,同时对人类的进化和科技的发展将产生深远的影响。——周海中
SETI在宇宙中探查各种频谱的信号,希望发现地外文明有意或无意的广播。这样一个项目的成功概率是难以确定的。——塞思·肖斯塔克
近年来搜寻地外文明计划的资金越来越难筹集,随着经济衰退的持续,我们不得不将预计发现地外文明的时间表向后推迟。——弗兰克·德雷克
谢选骏指出:地外文明是地内文明的想象。因为地内人鼠目寸光,只会胡说“生命不是神造的,生命是天体演化的必然结果”——他们既然净说自己不懂的东西,又怎能指望他们不依自己的地内样子画出地外的葫芦来呢?
【14、对伟大事物的恐惧来源于恐龙时代】
《站在月球上眺望地球,为什么一些人会感到害怕?》(2021-03-18 钟铭)报道:
在网络上有一组图,叫做从月球上看地球,在这些图片中,地球看起来非常的大。
但其实,这些照片只是人们的P图作品,真实情况并非如此,NASA曾经在月球上拍过一组照片,照片中就包含地球,该张照片也被命名为“地出”。从这张照片可以看出,站在月球上看地球,地球并没有特别地大。
不过在网络上,人们依旧认为站在月球上看地球时,地球应该会非常巨大,所以网上流传着很多这样的照片,尽管这些图片看起来很震撼,但是有些人表示看到这些照片会感到很恐惧。那这究竟是怎么回事呢?
巨大物体
网络上有一组照片,讲述的是如果太阳系的行星位于月球的位置,从地球上看向它们有多震撼。
最开始是火星和金星,火星和金星的体积并不大,即使是在月球的位置,看起来也没有那么可怕。
但是到了海王星时,已经有一些人感到恐惧了,在看向这组照片时会有压迫感。(患有巨大物体恐惧症的人可以快速划过以下4张图)
当木星位于月球的位置时,从地球上看向木星会有非常紧张的感觉,甚至会有很多人表示,如果木星真的位于月球的位置,那他是绝对不敢出门了。
土星有土星环,从地球看向土星时,不仅会觉得震撼,还会害怕土星环上的小行星会不会砸中自己。
如果你看向以上4张图时,有一种非常压迫的感觉,那么你可能患有巨大物体恐惧症,其实这并不是一种病,就像恐高症一样只是会引起我们的情绪变化,对身体没有什么影响。
巨大物体恐惧症
虽然站在月球上看向地球时,地球并没有那么大,不会引起人们恐惧,但是从网络上的p图照片可以看到,还是有很多人会害怕这组照片,原因就是因为巨大物体恐惧症。
有人认为,之所以较大的星球会引起人们害怕,有一部分原因是因为星球上的大气层中,有一些云层变化类似于一个个的眼睛结构,看起来像是一个巨人在盯着你看,而这会引起人们的恐惧。其中最典型的就是木星,木星上的风暴洋看起来就像是眼睛。
但其实,除了巨大的星球之外,在生活中也会遇到巨大物体,引起人们的恐惧症,比如:许多人看到巨大雕像时,感受到的不是震撼,而是恐惧。乐山大佛就经常会吓哭小孩子,甚至有许多网友在小时候看到过乐山大佛,结果留下了童年阴影。
还有一些大型雕塑,虽然远远看上去体型不大,但靠近时会让一些患有巨大物体恐惧症的人害怕,有一种被吞噬的恐惧感。
那么问题来了,人们为什么会害怕巨大的物体呢?
为什么会害怕巨大物体?
从进化论的角度来看,我们之所以害怕巨大的物体,源于它们曾经对我们造成过伤害。
在人类文明还未出现时,自然界虽然也有巨大的山川和河流,但许多患有巨大物体恐惧症的人并不害怕它们,害怕的是是其他的巨大物体,比如:猛兽和人造建筑等。之所以会如此,是源于我们在进化时经常接触山川、大河,知道它们不会伤害我们,而除此之外的巨大物体,则有可能会伤害我们,比如:大型猛兽。
远古时期的人们有很多天敌,比如:恐猫,相对于当时1米左右的人类祖先,恐猫算得上是巨大物体,而且恐猫也经常会捕食人类,导致人类对它们的恐惧刻在基因之中,以至于我们看到巨大的物体就想要逃离。
除此之外,巨大物体打破了我们对物体的常规认识,以至于让人难以接受。比如:巨大雕塑的脚可能比人还高,会让人觉得它有可能碾压自己,而自己却毫无招架能力,因此感到害怕或者恐惧。
虽然患有巨大物体恐惧症的人对巨大的物体会感到恐惧,但是在日常生活中并不会受到影响,只要不看到它们就好了。
谢选骏指出:对伟大事物的恐惧可能来源于恐龙时代,人类虽然不再记得那个时代,但对它的恐惧还是我们的“一惊一乍”中遗传了下来,所以小民一听说“伟大光荣正确”的东西,马上就会瑟瑟发抖。
网文《恐猫》报道:
恐猫是后猫族下的一属,已经灭绝137.9万。
恐猫(Dinofelis)是后猫族下的一属,已经灭绝。它们广泛分布在欧洲、亚洲、非洲及北美洲,估计属于最少500-140万年前。在洛沙冈亦有发现非常似恐猫的化石,可以追溯至800万年前的中新世末期。在早期曾与前辈短剑剑齿虎共存过一段时间。它们是剑齿虎中的另类,在很多地方更接近我们熟悉的现代猫科动物。恐猫拉丁学名dinofelis,别称假剑齿虎(注意与猎猫科又名假剑齿虎类区分)。
恐猫的形态与现代的猫科动物比较相像,齿牙类似与剑齿虎,但不及它发达,剑齿直而短,呈短刀状。身长介于狮虎和大部分剑齿虎之间,约长2米,重190公斤。因为长相与剑齿虎相像,故称之为“伪剑齿虎”。肩高约1米,与母狮相仿。全身布满斑纹。
生活习性
恐猫生活在500~150万年前的欧亚大陆、非洲和北美洲,在早期曾与前辈短剑剑齿虎共存过一段时间。它们是剑齿虎中的另类,在很多地方更接近我们熟悉的现生猫科动物。最明显的一点就是它们的剑齿不是特别发达,不过身躯较美洲豹等现代猫科动物更加粗短强壮,尤其是前肢非常有力(这点还保持了剑齿家族的优良传统)。恐猫这个属下面包含5个种,其中最值得一提的是南非的巴罗刀齿恐猫(dinofelis barlowi),众多证据显示它们是人类远祖——南方古猿最主要的天敌。
捕猎方式
恐猫和花豹、美洲豹一样擅长爬树,但似乎不够快速敏捷。它们的捕猎方式很可能也是夜间偷袭为主,而不是靠追击和肉搏。在南非的一些洞穴中曾发现过食肉兽吃剩下的骨骸化石,其中有些是体型很大的羚羊,也许只有恐猫有猎食它们的能力。除此之外就是大量的狒狒和南方古猿遗骸,主要是头骨。专家们认为,与剑齿长而脆弱的巨剑齿虎不同,恐猫“不够标准”的短粗剑齿反而更适合捕食灵长类动物,因为这样的剑齿更加坚固,可以像花豹一样咬开灵长类动物的颈部甚至头骨而不会断裂。对恐猫而言,南猿四肢软弱,又没有发达的犬齿和人工武器保护自己,无论灵活性还是自卫能力都不如狒狒,相比之下更容易得手。想象一下,在某个漆黑的夜晚,正在熟睡中的南猿突然被身后的低吼声惊醒,尚未作出反应便被恐猫的剑齿咬穿脖子,然后被它当作战利品带回树上或山洞中……我们祖先的早期生活就是如此充满恐怖与艰辛。
恐猫是善于潜伏的捕食者,他们靠着偷偷的潜行接近猎物,然后以突然袭击的方式捕获它(这一点和家猫的行为酷似)。从这些动物前肢的结构可以看出,他们跟现代的豹一样会爬树。因此,即使待在最安全的藏身之处,我们的祖先也得随时面对恐猫的致命威胁。迄今已发现了数个带有恐猫齿痕的南方古猿(皮肤裸露前的人类远祖)头骨化石,这些令人不禁心头一颤的证据,代表着我们作为这些怪兽的猎物的悠久历史。
恐猫与人的体型比较,在我们看来也许不是很大。但是对身高只有现代人2/3的南猿来说,它可就是庞然巨兽了。
种群分布
五百万到一百四十万年前的北美、欧洲、亚洲、非洲。
谢选骏指出:恐猫虽然令人恐怖,但毕竟够不上“伟大”的标准。追本溯源,对于伟大事物的恐惧可能可以上溯到恐龙时代。人类祖先和恐龙家族力量对比,那才是不成比例的渺小。
《140万年前,恐猫以人类祖先为食,后来为何灭绝了?》(2021-05-08 大胜)报道:
导语:随着生物不断的演化,地球一直在不断的变化,目前为止人类是地球上的霸主,而且也是所有动物的天敌。不过在140万年之前,有一种猫科动物却是人类的天敌,它们的食物主要是人类的祖先。在那个时候,这种猫科动物就是地球上的霸主,这种动物就是恐猫。
140万年前,恐猫以人类祖先为食,后来为何灭绝了?
现在恐怕已经灭绝了,大概在500万年前到140万年之前,在欧洲亚洲,还有非洲以及北美洲的地方,存在着大量的恐猫。当时生活在非洲的恐猫跟人类的祖先南方古猿生活在同一个地方,让科学家感到非常惊讶的是,当时恐猫是吃南方古猿的。也是因为这样南方古猿才慢慢开始了演变。
在那个时候南方古猿跟现代大猩猩一样,主要是吃一些叶子、果实,还有木头树皮等东西,他们基本不怎么吃肉。但是非洲气候不断的变化,变得越来越炎热,于是在树上生活的南方古猿就开始到地上来寻找一些食物。
不过在地上是有很多危险存在的,特别是当时生活在地上的恐猫,会捕食南方古猿。其实在当时南方古猿已经可以直立行走了,不过当时他们速度是很慢的,而且爪子也并不是特别的锋利,咬合力也没有特别的强大,所以当恐猫捕食他们的时候,基本是没有能力可以阻挡的。
后来科研人员不断的研究发现,恐猫的前肢跟现代猎豹差不多,可能也是会爬树。如果真的是这样的话,当时南方古猿就算是爬到树上躲避,也是会受到一些威胁的。
不过恐猫的爬树技能可能没有南方古猿那么成熟,而且南方古猿他们的爬树速度是很快的,这样就可以躲避恐猫的追击。科学家根据当时的一些资料记载,还有他们后来的一些研究发现,已经被找到的南方古猿的化石上存在大量的恐猫齿痕,也就是说在当时恐猫是可以威胁人类生存的。
恐猫为何会灭绝?
在那个时候恐猫一直是以人类祖先为食,而且他们的捕猎能力非常的强,生存能力也是特别的强,但是后来为什么却灭绝了呢?不过到现在科学家都没有找到关于恐猫灭绝的原因,有人猜测可能并不是生物大灭绝,跟它们的身体结构有一定的关系。
从体型上来看,恐猫跟现在的狮子老虎特别的像,不过它们的体重却非常的重,竟然高达190公斤,这样就导致行动起来非常的笨重,而且很不灵活。
因为它们不能够快速的奔跑,所以捕猎的方式基本上是伏击为主,只能吃一些跑的比它们还慢的动物,比如当时的南方古猿。
随着非洲的温度越来越高,土地上非常的干旱,植物越来越少,导致恐猫就没有了藏身之处。当恐猫想要捕猎的时候,其他的动物会感觉到危险到来,于是就会快速的奔跑,但是恐猫的速度又没有很快,所以它们就吃不到东西,慢慢的饿死了。
结语:地球上的一切生物都是逝者生存,如果不能更好的适应环境的话,那么可能就会慢慢的灭绝。对于恐猫以人类祖先为食这件事情,大家有什么看法呢?
谢选骏指出:好在恐猫饿死绝种了,否则就没有人类的未来了,所以任何环境保护不得不优先考虑人类自己。对于恐猫以人类祖先为食这件事情,我有什么看法呢?我看应该灭绝的猛兽和鼠辈,还是不得不灭绝,以便杜绝未来的危险——毁灭伟大和猥琐的事物,自己才可以适当成长起来。
【15、古代神话噩梦重现】
《人类本身就是外星人?来自地外文明?》(探秘志2017年06月19日)报道:
外星文明存在基本是一个可以确认的事实,因为“宇宙如此浩瀚,如果只有人类,就太浪费了”。尽管如此,我们对外星文明的了解还知之甚少。但随着人类航天技术的进步和“外星考古学”逐渐被主流科学家所关注。一系列的证据让我们大跌眼镜,有证据证明,3800-5500万年以前地球上已经有了人类存在的痕迹,那么我们到底来自哪里,会不会我们本身就是外星人,来自地外文明?(符号帝国:文化符号背后的真相)
证据一:19世纪中期,一群矿工在加利福尼亚泰博山隧道深处和其他金矿区发现了人类骨骼和石器。经加利福尼亚政府首席地质学家惠特尼测定,这些石器和骨骼属于3800-5500万年前,但这项考古发现很快就被否定,一直被排除在主流科学之外,幸运的是这些石器和骨骼被保留了下来,收藏在美国加州大学伯克利分校的人类学博物馆。
证据二:1947年美国外星考古学家玛丽·利基在埃塞俄比亚莱托里一层拥有370万年历史的火山灰中发现一串人类脚印,这些足迹和现代人并无明显区别。从而证明现代人起源于340万年前肯尼亚平脸人,随后是190万年前的肯尼亚人种,最后再到智人。
猜想一:如果希特勒曾获得外星科技的传闻符合事实,肯尼迪总统曾与外星人接触的故事属实,世界就完全不是我们所认为的样子,人类的孤独也只是个假象,在一层帐幕之下,是无穷无尽的秘密。
猜想二:如果人类跟外星人早有接触,为什么普通人看不到?可能是因为他们的飞船使用了高科技隐形技术,也有可能外星人不是以实体的形式存在的,他们跟人类的交流也完全是一种“意念对话”。
猜想三:人类对于地球的探索仅仅局限于地表,可能地心深处就存在外星城市,或者海洋深处也有外星人的据点。以外星文明的发达程度推测,他们对地球人的一切了如指掌,并且时刻都知道人类在干什么。
猜想四:亚特兰蒂斯的文明等级已经接近甚至超过了我们现在的水平,那么他们为什么要突然选择整体迁徙?是集体灭亡了,还是迁居到了地心深处或者外星球?
猜想五:外星人选择不让普通人知道,是故意隐瞒还是他们就在我们身边,只是我们看不到?就像蚂蚁根本无法了解人类的世界。
猜想六:既然外星人是存在的,必然也存在不同的文明等级,有比我们落后的外星人,这些只有等着我们去发现,他们还无法主动拜访地球;还有跟人类文明接近的文明,他们也还在四处探索;再就是更高级的,他们平时都忙自己的,偶尔逗一逗地球低级生物;最后就是大神级的,他们因为等级太高,根本看不上搭理地球人,所以我们根本无法想象他们是什么样子。
猜想七:达尔文的进化论可能只是一个自己YY拼凑出来的理论,不然他的说法怎么会如此漏洞百出,提出的证据也很没有说服力。人类可能并不是地球上土生土长的,而是来自外太空,只是我们遗失了自己的高科技,前几代因为灾难或者战争都消失了,我们又退回了解放前,一步一步慢慢发展起来。这么说来,我们都是外星人。
谢选骏指出:地球历史40多亿年,生命历史30多亿年,所以说3千万年前的人类,也许可以理解,但是这和外星人却是两回事情。
《科学家从未停止搜索地外文明:人类是不是宇宙的“独生子”》(2017年12月14日 科技日报)报道:
人类是不是宇宙的“独生子”
关于生命的诞生,地球总有些疑惑。那么恰到好处的温度水分大气层,那么充满偶然和变数的一个进程,让科学家止不住地去验证——
关于地外文明,德国天文学家基彭哈恩计算认为,仅银河系就有100万颗可以使生命进化到高阶段的行星。但另一方面,繁星的基数实在太大,如果仅仅动用望远镜在几十光年的距离内苦海捞针,就实在不能抱怨难觅其踪。
上世纪60年代,美国天文学家法兰克·德雷克提出德雷克方程,用来推测可能与我们接触的银河系内智能文明数量。
近日,一批天文学家聚集在美国,认为应修改地外行星宜居性的定义,以便有效地探索地外生命。
虽然意见不一,科学家搜索地外文明的工作从未停止。毕竟,我们已从最早的完全没能力查验,发展到现在可以依靠不断更迭的技术去实践自己的野心与梦想。
“突破摄星”:打点行囊,主动出击
“突破摄星”计划始于2016年4月,由著名科学家霍金与俄罗斯亿万富翁、互联网投资人米尔纳联合启动。其设想是利用传统火箭发射母体太空船,将数千个配备太阳帆的纳米飞船带往地球高空轨道,高能激光将在数分钟内将飞船加速到20%的光速,驱动其飞向目标。
该计划公布后引起工程和技术上的广泛质疑,但过往的经验,并不都足以作为未来的借鉴。太空探索所涉及的维度和问题,也远非地球上的坐而论道能够解决。至少项目发起者迄今仍坚信纳米飞船可行,并极其敏锐地为计划选择着目标。
2016年,举世瞩目的比邻星b出现——该类地行星距太阳系仅4光年多,理论上允许液态水存在。随后,“摄星”任务顾问委员会主席表示,这为他们的任务提供了一个再明显不过的目标。“摄星”计划已选定这颗星,届时装备了摄像头和颜色滤镜的飞行器将拍摄并分析这颗行星是否带有绿色和蓝色——分别意味着存在生命迹象和海洋,或遍布棕色——暗示其除了岩石外一无所有。
到了今年4月,美国国家航空航天局宣布“卡西尼”号探测器的巅峰发现:土卫二已确认拥有水、有机物以及能量来源,证实“几乎具备生命所需的所有条件”,土卫二也因此成为天文学界的热门星球。而一手建立起“摄星”计划的尤里·米尔纳又迅速将目光瞄准土卫二——他将设计一项低成本的土卫二项目并尽快推出,更透彻仔细地观察“揭露”该星球上所有的秘密,包括其是否存在地外生命。
SETI:广泛采集,重点分析
目前活跃在大众视野里的,除了“突破摄星”计划,还有著名的“搜寻地外文明”项目 (SETI)。
SETI项目包括70多名科学家,机构成立的宗旨就是探索宇宙并发现其他星球上的智慧生命。其通过一系列程序的运行,利用射电和光学望远镜寻找地外文明,具体做法是依靠电脑从宇宙的各种“杂音”中进行提取,找到来自银河系其他文明的射电信号。为此,SETI的研究人员需要完成对上百万个行星系统的解读。
但多年以来,他们相当于是在一片宽频带宇宙射电噪音的“大海”里,试图捞一根窄频带无线信号的“针”。2014年,SETI研究团队声称他们仅仅完成了不到1%的工作。不过,现阶段飞速发展的超级计算机可以在接下来的20年时间内完成对这些海量数据的排查。他们也发展出使用世界范围内的望远镜阵列来寻找信号的办法,从而可以对我们附近星群进行大频率范围搜索,寻找地外生命。
由于SETI致力于分析所采集的射电信号,那么他们主要依赖的工具,就是计算机以及包括阿雷西博射电望远镜在内的各大射电天文设备。
射电望远镜无疑是寻找系外行星尤其是类地行星的利器。它灵敏度高,还可以通过探测星际分子、搜索可能的星际通讯信号,寻找到地外文明的几率也会随之提高。
那么,为什么在搜索地外文明时,要选择射电波段?
其实,宇宙中各式各样的天体会在不同波段发出辐射,全电磁波段包括伽马射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、射电波等等。而宇宙中绝大部分物质是氢,要想理解有关宇宙中的大多数秘密——暗物质分布、星系演化、大尺度结构甚至地外生命,就必须对氢特别是中性氢的辐射有足够精细的观测。中性氢的辐射波长为21厘米,属于射电天文观测的频段,因此,包括地外文明搜索等很多天文科学目标都会以射电波段为重点。
被动接收:需要技术,也需要想象力
不过,SETI官网今年7月宣布,他们开始启用另外一种方法——利用激光来搜寻目标,并将在全球各地建造观测台,以实现持续观测整个天空的目的。
研究人员表示,在过去漫长的60年时间里,人类通常都是利用射电信号寻找地外文明的迹象,而实际上,这并不是寻找地外生命的唯一媒介。激光其实也可以在恒星之间发送信息。现在这个项目已经试验了两年,是时候迈向一个全新阶段了。
现在,SETI机构最新提出了“激光SETI”计划。这是一种利用激光搜寻地外生命的方式——建立一系列专门用于持续扫描整个天空的定制摄像机观测台,借此搜寻来自智能生命的短暂激光信号。为此,他们已经在Indiegogo网站筹集资金。
其实,在发现地外文明的手法上,除了“主动出击”,还有一个方法叫做被动接收。
与主动搜索相比,被动接收的做法有些古怪,因为它的前提是:坚信外星智慧生物存在,并坐等信号自己来。
2015年5月,俄罗斯天文学家称“俄罗斯科学院射电望远镜-600”探测到的波长为2.7厘米、波束水平宽度大约20角秒、垂直高度大约2角分的无线电信号,来自于武仙星座内HD164595恒星系,距地球大约95光年,这意味着那里很可能存在外星文明。然而,次年8月底,美国科学家动用艾伦射电望远镜阵列,连续数天搜寻相关信号,却没有得到令人满意的结果——这一信号被无情地否定。
向俄罗斯天文学家“泼凉水”的,正是SETI项目。而据此前消息,看似很理智的SETI团队,也在富有想象力地做多种尝试,包括给无线电编码并试图发送到太阳系外。不过这一做法究竟是聪慧还是愚蠢?似乎没有答案比知晓结果更令人安心。
谢选骏指出:为什么“没有答案比知晓结果更令人安心”?因为地外文明的存在与发现,对于人类可以说是一大危机——危险的机会。一旦成真,过去的日子就一去不返了!
《美宇航局官员:被冰层覆盖 地外文明或在外星水底》(2017年10月23日 中国新闻网)报道:
据外媒报道,美国宇航局的“新视野号”太空船探测任务负责人斯特恩近日表示,人类直到现在还没有与地外文明建立接触,原因就是这些可能会有潜在生命的星球,是由水世界组成。
据报道,斯特恩日前在美国普罗沃举行的年度行星飞行大会上称,通过研究最近发现的、其中有“生命区”——即有运行轨道特殊区域(水在那里可能以液体形式存在)的一系列外星,美国宇航局的行星学家指出,许多与地球大小相似的行星,并非石质天体,而是海洋世界。
它们可能完全被液态水或者冰层覆盖,冰层之下又是冰冷的海洋,与在土星和木星上的情况相似。斯特恩认为,如果存在外星生命,那么它们可能生活在类似的水世界深处。
谢选骏指出:这样的环境,可谓水妖世界;这样的外星生命,可能让古代神话噩梦重现。
【16、国家地理杂志的末世论】
《美国国家地理:银河系45亿年后将与仙女星系碰撞,请做好准备…》(严珊珊2019-02-27)报道:
以为“流浪地球”只会在电影中出现?2月26日,美国国家地理告诉大家一个消息:大约45亿年之后,我们所处的银河系与邻近星系真的会撞到一起。请大家做好准备。
刷屏的太空科幻之作《流浪地球》上映15天累计票房就突破40亿元,可以说其意义已经超出电影本身。
昨天,美国国家地理也借着这个太空热度向公众科普了一把……这次,他们宣布,45亿年后,我们所处的银河系真的会与邻近的仙女星系相撞。
什么,真的会星系大碰撞?但是大家怎么好像不紧张,反而想到了浪漫的“流浪太阳系”。
不仅如此,还深深感叹着,“以亿为单位的宇宙真的好迷人”。
连电影《流浪地球》中吴京饰演的角色也被提到,有网友来了就问,“刘培强呢”。
大开脑洞的小伙伴们还自嘲道,“那我不就变仙女了”,唉,错失了“亲眼目睹”星系合并的机会。
那么这算好消息吗?碰撞似乎不可避免
是的,这次碰撞不可避免。《国家地理(National Graphic)》2月8日的文章指出,我们所处的银河系,注定要与其最大的邻居仙女星系碰撞。物理学早就预言了这场大浩劫。10亿年之内,二者会有第一次接触,然后将会合并形成一个更大的椭圆星系。天文学家们明白,两者碰撞产生的尘埃散尽后,两个星系都将面目全非。
2012年,太空望远镜科学研究所马雷尔(Roeland van der Marel)及其团队在《天体物理学报(Astrophysical Journal)》发表文章称,他们利用哈勃太空望远镜测量了仙女星系的横向运动后,判断该星系将与银河系在距今约39亿年后正面相撞。
而根据今年的最新观测结果,天文学家们修正了这一推算,将碰撞时间推迟了6亿年。同时,还把预测的碰撞方式改为侧面相撞,并将其形容为就像剐蹭到邻居的后视镜。
欧洲宇航局的盖亚(Gaia)太空望远镜观测了仙女星系中1084颗最亮恒星,并测量了其运动。之后,马雷尔及其团队将这些观测数据取平均,首次计算出了仙女星系的自转速率,并对该星系的横向运动进行了全新的计算。
借助这些新数据,该团队运用计算机模型,重新推导出了仙女星系的轨道。当他们在计算机模型中把该星系的运动速度加快,该星系运动的路径稍微有些不同,相对于银河系更接近于正切方向,因而最终的碰撞会延迟,而且碰撞方式更像是擦边撞击而非迎面相撞。
马雷尔说:“总体上来说与此前的预测并没有大的出入。不过,两个星系精确的运动路径有所改变。”
华盛顿大学的达堪顿(Julianne Dalcanton)教授认为这一结果并不意外,“由于我们谈论的是10亿年的尺度,所以,当在数十亿年之内‘快进’,即便目前的运动发生极小的变化,产生的结果也会大不一样。”
加州大学圣克鲁兹分校的罗伯森(Brant Robertson)说道:“尽管这项研究对此前的预测只做了相对较小的修正,但也很有意思。”
这场星系大碰撞将会如何上演?
早在1912年,斯里弗(Vesto Slipher)第一次把望远镜对准了仙女星系,并测量了它的运动。那时,斯里弗并不知道这是一个星系,当时的传统观点认为它是银河系内部的一个星云,而他的计算也表明,这一观点需要修正。自此,天文学家们知道,仙女星系正朝着银河系靠近。
仙女星系目前远在250万光年之外,并正在以每小时约25万英里(约40.2万公里)的速度飞向银河系。
最初的近距离接触阶段,两个星系相距约42万光年,或者说,两个星系之间的距离足够远,其星系盘不会互相作用。然而,由于两个星系中都蕴含着大量的暗物质,当两者“擦肩而过”时,这些暗物质晕会相互牵绊。
“这就会产生摩擦力,使两个星系慢下来,丧失能量,并且会一起回退。”马雷尔说道。
换言之,两颗星系都会调头转弯,并真正地碰撞,彼此擦身而过,回旋,然后撞在一起。这一过程会一次次地重演,直到两个星系合并成一个星系。
这对地球又意味着什么呢?
正如最初的预测一样,即便45亿年之后,地球上的生命形式还存在,这次星系合并对我们也没有多大影响。宇宙空间很大,恒星相距很远,即便星系碰撞,恒星之间也很难会彼此相撞。
马雷尔说:“我们会发现,地球在一个大的椭圆星系中以一种更随机的方向绕着太阳运行。”
尽管如此,绚烂壮观的宇宙“光之秀”将会在我们的上空展开。随着两个星系相互靠近,仙女星系将会在夜空中变得越来越大,最终在银河系的引力作用下扭曲成一个残缺的螺旋。之后,当两个星系开始绕着彼此回旋并相互合并时,压缩气体将引发新恒星的形成,并爆发出亮光。
“那时的天空看起来一定很美”,马雷尔说道。
问题在于,到那时地球表面不知道是否还有生物存活。那时,太阳正在变成红巨星,这是恒星演化的自然阶段,它会变亮并向外膨胀,吞没水星和金星,并把地球变成一块炽热的“行星炭”。
届时,“流浪地球”真的会上演吗?
谢选骏指出:上文传达了国家地理杂志的末世论——简直是“恐怖主义”的宣传理论。因为那里没有天国,只有毁灭和毁灭!由此可见,现代世界的主流文化堕落之深——他们一天到晚鼓吹唯物主义,结果就是把自己变成了物质。他们的宇宙观不是朝圣的,而是亵渎的、到处散布垃圾的……因为他们就是人渣。
【17、哈勃望远镜会不会变成太空垃圾】
《30年绕地球飞行16万圈,NASA哈勃望远镜演绎不老传奇》(科普融合创作与传播 2020-05-09)报道:
1990年5月,在美国宇航局戈达德空间飞行中的一间会议室内,NASA各路科学家屏住了呼吸。
图像分析专家、哈勃团队资深科学家戴维-莱克隆皱起了眉头,凭借其30多年的图像分析经验给出了解释:是一个双星系统的图像,但是非常模糊。
有人说:“没有关系,这可能就是双星系统的模样,难道不是?”
会议室内聚集的是哈勃望远镜研发科学家,以及NASA主要管理层,意识到问题严重性的人都沉默不语,因为这个双星系统原本可不是这样的。
此时距离哈勃望远镜升空才一个月,已经耗资21亿美元。这个时候哈勃出现问题,就意味着没有达到设计要求。
NASA工程师花了数周时间来检查哈勃的所有系统,最终给出了故障结论:由于反射式校正设备在组装时位置偏离了1.3毫米,导致哈勃望远镜的主镜面边缘在制造打磨阶段“削”得太平了,多打磨了2200纳米,造成主镜面边缘反射光无法精确聚焦,图像自然也模糊不清了。
在戈达德空间飞行中心的那个房间里,每次例行会议举行时总会出现一个滑稽而尴尬的镜头:热力小组:一切正常;控制小组:一切正常;电源小组:一切正常;光学小组:一切都不正常。
在戈达德太空飞行中心会议上高级项目科学家戴维-莱克隆,正在商议如何维修哈勃。已经发现问题所在,就需要研究如何解决问题。
哈勃望远镜的主镜面体积庞大,直径有2.4米,不可能将哈勃重新带回地面,只能用巧劲。最后敲定方案是,用纠正近视眼的方法,来恢复主镜面的缺陷,即,给哈勃安装一个矫正光学设备。
说来轻巧,但哈勃望远镜上设备冗余空间几乎没有,NASA只能将原本安装在光路上的高速光度计给拆除,替换成光轴补偿矫正仪,纠正了哈勃望远镜的“近视眼”问题。
1993年,航天飞机将校正设备安装到哈勃望远镜上,这才解决了成像模糊的问题,至此,哈勃望远镜参与了近乎所有重大的天文成果。直到今天,哈勃望远镜也没有因为大面积故障停止工作,30年期间绕地飞行超过16万圈,不老传奇仍然在延续中。
哈勃望远镜上天30年,都干了啥?
近30年来,哈勃望远镜取得的成果不计其数,而其中这几件成果,足够哈勃名留青史。
第一个是对哈勃常数的测定。哈勃望远镜是以爱德温-哈勃的名字命名,他在1920年代就发现了宇宙正在膨胀,并提出用哈勃常数H0来表示宇宙膨胀的速度。哈勃常数是星系远离银河系的速率,与两者之间的距离比,该常数并不是定值,会随时间变化。哈勃在1929年计算出的哈勃常数为500km/s/Mpc, Mpc为百万秒差距,相当于326万光年,指的是在这个距离上星系退行速度为500公里/每秒。
但是,1990年代弗里德曼使用哈勃望远镜数据测量哈勃常数,给出了74km/s/Mpc的数值,该值与欧洲普朗克卫星测定的67.8km/s/Mpc非常接近。
导致两者差异的原因可能是暗能量在起作用。要让两个值兼容,就需要对宇宙学标准模型进行修改,并且需要解决暗能量的问题。如果谁能够成功搞定这个问题,必然能将一枚诺贝尔奖章收入囊中。
第二个重大发现与暗能量有关。1998年,科学家发现宇宙膨胀的原因是暗能量形成的斥力在推动,根据对Ia型超新星的跟踪调查,在90亿年前,暗能量就已经存在,至今仍然主导着宇宙膨胀。
哈勃望远镜第三个成果是星系的形成与演化调查。通过哈勃深场和哈勃超深场,科学家发现早期宇宙中的星系体积较小,形状也不规则,于是发现了星系通过合并和碰撞重塑外形和质量。
同时,科学家还确定了星系形成高峰期出现70至80亿年前,在宇宙诞生之后不到10亿年的阶段,恒星形成速率要比峰值低3倍左右,而今天的宇宙中恒星形成速率要比峰值低10倍。
哈勃望远镜第四大成果是发现超大质量黑洞与类星体有关,并且对存在类星体的宿主星系进行了观测。在哈勃望远镜之前,没有天文台能够执行这项研究。哈勃望远镜研究对象就是M87星系(室女A星系),这里也是动画片中奥特曼的故乡,距离我们5350万光年。星系中的超大质量黑洞,质量相当于太阳的66亿倍,事件视界半径远至海王星轨道,2019年公布的M87星系黑洞也是第一张黑洞图像。哈勃望远镜发现,M87星系的黑洞喷流以光速向外喷射,延伸5000多光年。
哈勃望远镜第五大成果应该是对系外行星的观测。自2009开普勒望远镜升空之后,发现系外行星变成了天文学一个风口。事实上哈勃望远镜在1990年代就开始研究如何观测系外行星。哈勃望远镜使用的方法是凌日法,当行星周期性通过恒星盘面时,恒星会变暗大约1%至2%,据此我们可以推算出行星半径。
恒星光超过行星大气层,一部分会被原子吸收形成特定的光谱,这样就可以确定行星大气中原子和分子有哪些,以及丰度多少。实战观测中,NASA发现HD 209458恒星周围的行星大气中有氧元素,这是首次对系外行星大气成分进行确定,哈勃望远镜还对北落师门b(距离地球25.13±0.09光年的一颗行星)进行了首次可见光成像观测。
太空望远镜有很多,为什么哈勃望远镜独领风骚?
哈勃望远镜虽然不是第一台太空望远镜,但应该是成果最多、影响力最大的太空望远镜,在近30年生涯内无人能敌。
哈勃望远镜主要工作波段是近红外、可见光和部分紫外,覆盖波长为115纳米至1200纳米。
近红外主要用来观测被尘埃云遮挡的天体,赋予哈勃透视能力;可见光可拍摄到人肉眼能看见的图像,提升了成像质量;部分紫外可分析星际介质的化学成分、密度、新生恒星的温度,也可以观测白矮星、行星状星云中心天体,它们在紫外波段上有较强的辐射。
从工作波长上就可以清楚得知,哈勃望远镜本质是将陆基光学望远镜搬到了天上,并且增加了中短波长紫外光谱的观测能力。地球臭氧层、大气会吸收掉100纳米至320纳米的中短波长紫外线,在地面上的光学望远镜无法对这部分光谱进行观测。在太空望远镜中,波长覆盖可见光的大型平台,除了哈勃望远镜外,还有开普勒太空望远镜、TESS凌日系外行星太空望远镜,盖尔太空望远镜等。但这些平台镜面直径太小,任务单一,属于细分领域的太空望远镜,无法与哈勃望远镜匹敌。
在过去30年内建立的大型陆基望远镜,主要观测波长都在300纳米以上,只能捕捉到可穿透大气层的长波紫外线(波长介于320纳米至400纳米),这部分长波紫外就是把你皮肤晒黑的真凶。
正在建造中的GMT巨型麦哲伦望远镜主镜面直径为8.4米,工作波长为320纳米至25微米,可覆盖远红外线;主镜面39.3米直径的E-ELT欧洲极大望远镜观测波长为可见光至远红外;主镜面8.2米直径VLT甚大望远镜观测波长为300纳米至20微米;TMT30米直径望远镜工作波长也是可见光至中红外;10米主镜面直径的凯克天文台工作波长为可见光至近红外。由此可见,陆基大型光学望远镜的主镜面比哈勃望远镜的2.4米镜面更大,因此从观测能力上看,哈勃在可见光波段上要逊于陆基大型光学望远镜。
综上,哈勃望远镜能够独领风骚的技巧是跨界对抗上占尽了优势,虽然主镜面没有陆基大型光学望远镜大,但是其工作环境在轨道上,成功避免了大气、臭氧层的干扰,并且增加了陆基大型光学望远镜所没有的中短波长紫外光谱的观测能力。
在太空望远镜家族中,哈勃望远镜突出了自己强大的可见光观测能力,这是其他太空望远镜所不具备的,并且结合了近红外和部分紫外波段观测能力,在可见光太空望远镜家族中也是鹤立鸡群。
但是哈勃也有自己的不足,比如远红外波段无法顾及,导致哈勃望远镜无法对更加遥远的低温天体进行观测,这部分观测研究还得依靠更专业的红外太空望远镜和建造在高山上的大型天文台。
因此,哈勃望远镜的成功秘笈就是综合业务能力强,明锐察觉到太空望远镜家族中缺乏大型光学望远镜,扬长避短,将特长发挥到极致。
从以上比对可以看出,哈勃望远镜的主要侧重点仍然是可见光及其前后紫外和近红外波段,弥补陆基光学望远镜无法捕捉到的中短波紫外观测能力,直到今天,哈勃望远镜仍然是首屈一指的,相当于将陆基光学望远镜搬到了轨道上。
哈勃望远镜的继任者
到今年,哈勃已经超额“服役”了多年,期间还经历过多次维修,算上1993年的第一次“大手术”,哈勃望远镜一共进行过5次轨道维修和升级,耗费数十亿美元。
哈勃退役后,谁将成为它的继承者?
美国宇航局研发的詹姆斯韦伯望远镜将成为哈勃的继承者。
但詹姆斯韦伯望远镜与哈勃的工作波长有很大的不同,韦伯望远镜在可见光工作的波长大大减少,起点是600纳米至28.3微米,这意味着用詹姆斯韦伯望远镜看不到紫外图像和大部分可见光波段的图像。
600纳米对应的是橙色光,因此韦伯望远镜只剩下了橙光和红外,以及中红外光。缺少了紫外光和部分可见光,韦伯望远镜的图像呈现饱和度肯定会偏弱,或者说视觉效果比不上哈勃望远镜。
从任务设计上看,韦伯望远镜侧重点是红外观测,因此它也是斯皮策红外望远镜的接班人。中红外波长观测是接下来的重点方向,可探测到更加遥远的天体,比如早期宇宙的分子云、行星盘,让我们进一步洞察宇宙早期的奥秘,只不过在视觉呈现上没有那么饱满。
哈勃望远镜更像是一台全彩的照相机,而韦伯望远镜则是一台专业级的红外相机,对于普通观众而言,韦伯望远镜的图像在审美上可能不及哈勃,但对于科学家而言,韦伯望远镜才是更好的宝贝。因此,作为哈勃望远镜的继任者,韦伯望远镜更加侧重科学上的研究,哈勃则是侧重科研、科普都可以,更加接地气一些。
中国是否有自己的空间望远镜?
探索星辰大海,空间望远镜很重要。到目前为止,中国空间望远镜已经起步,2017年发射了第一个X射线空间望远镜,主要通过X射线波段巡天观测,因此其探测的对象就是高能天体,诸如黑洞、中子星等。
X射线的探测机制是通过接收宇宙中高能X射线信号来研究天体事件,在工作波段上与哈勃望远镜有很大的区别。X射线图像很大程度上服务于科研,非专业人员难以看懂,且不容易呈现。
要研制和哈勃望远镜同一级别的大型光学太空望远镜,需要攻克较多的困难。比如哈勃望远镜质量为11吨,升空使用的是航天飞机,后期也需要使用航天飞机进行维护。如果没有航天飞机,维护就无法进行,或者维护难度较大。这个问题也困扰着美国宇航局,因为韦伯望远镜的轨道在150万公里之外,与哈勃望远镜所处的近地轨道不同,一旦出现故障,就无法进行维修。
要建造哈勃这样的空间望远镜,首先要有大推力火箭,这一点中国已经具备,长征5号完全能够将11吨的载荷送入近地轨道。
其次是要有大型光学镜面的制造和加工技术,在这方面中国也在追赶世界先进水平,也取得了一些进步。
第三,在轨维护技术也已经具备,中国能够将宇航员送入空间站,同样也能在空间站上建造一个观测站点,宇航员可通过空间站这个平台进行维护。
因此在可预见的未来,中国也有能力建造一个空间望远镜部署到轨道上,主镜面可以为1米,低于哈勃的2.4米,可灵活对接空间站,或者形成航天器编队,以便宇航员出舱维护,形成具有中国特色的空间望远镜。
谢选骏指出:哈勃望远镜的伟大贡献已经有目共睹了,现在我关心的是,它在退休之后会不会变成太空垃圾?
【18、哈雷彗星与中国革命】
网文《哈雷彗星(太阳系中的天体)》报道:
哈雷彗星(周期彗星表编号:1P/Halley)是每76.1年环绕太阳一周的周期彗星,肉眼可以看到。因英国物理学家爱德蒙·哈雷(1656-1742)首先测定其轨道数据并成功预言回归时间而得名。
哈雷彗星的轨道周期为76~79年,下次过近日点时间为2061年7月28日。哈雷彗星是人类首颗有记录的周期彗星,最迟在公元前240年,或公元前466年,在中国、古巴比伦、和中世纪的欧洲都有这颗彗星出现的清楚纪录,但是当时并不知道这是同一颗彗星的再出现。据朱文鑫考证:自秦始皇七年(公元前240年)至清宣统二年(1910年)共有29次记录,并符合计算结果。
哈雷彗星是唯一能用裸眼直接从地球看见的短周期彗星,也是人一生中唯一以裸眼可能看见两次的彗星。其它能以裸眼看见的彗星可能会更壮观和更美丽,但那些都是数千年才会出现一次的彗星。哈雷彗星上一次回归是在1986年,而下一次回归将在2061年中。在1986年回归时,哈雷彗星成为第一颗被宇宙飞船详细观察的彗星,提供了第一手的彗核结构与彗发和彗尾形成机制的资料。这些观测支持一些长期以来有关彗星结构的假设,特别是弗雷德·惠普的“脏雪球”模型,正确的推测哈雷彗星是挥发性冰-像是水、二氧化碳、和氨-和尘埃的混合物。这个任务提供的资料还大幅改革和重新配置这些材料的想法;例如,理解哈雷彗星的表面主要是布满尘土的,没有挥发性物质,并且只有一小部分是冰。猎户座流星雨是由著名的哈雷彗星造成的。
哈雷彗星(1P/Halley)上次过近日点1986年2月9日,下次过近日点2061年7月28日。
发现
彗星,俗名“扫帚星”,是围绕太阳运行的一种天体。人们已经发现的彗星有1600多颗,但是肉眼能看到的却很少,用望远镜每年也只能看到20多颗。彗星是太阳系中质量较小的天体,其中最大最容易观测的要算哈雷彗星了。这颗彗星出现的周期为76年,是由一位叫哈雷的英国天文学家第一次算出的,因此叫哈雷彗星。哈雷在1705年发表了《彗星天文学论说》,宣布1682年曾引起世人极大恐慌的大彗星将于1758年再次出现于天空(后来他估计到木星可能影响到它的运动时,把回归的日期推迟到1759年)。当时哈雷已年过五十,知道在有生之年无缘再见到这颗大彗星了。于是他在书中写道:“如果彗星最终根据我们的预言,大约在1758年再现的时候,公正的后代将不会忘记这首先是由一个英国人发现的……”
一些人嘲笑哈雷是在说胡话,一些人对哈雷的预言将信将疑,但相信哈雷预言的也大有人在。法国数学家克雷荷在彗星回归前做了精确的预报:由于木星和土星的影响,彗星将在1759年4月13日前后一个月过近日点。
记录命名
1695年,已是皇家学会书记官的爱德蒙·哈雷开始专心致志地研究彗星。他从1337年到1698年的彗星记录中挑选了24颗彗星,用一年时间计算了它们的轨道。发现1531年、1607年和1682年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙,虽然经过近日点的时刻有一年之差,但可能解释为是由于木星或土星的引力摄动所造成的。一个念头在他脑海中迅速地闪过:这三颗彗星可能是同一颗彗星的三次回归。但哈雷没有立即下此结论,而是不厌其烦地向前搜索,发现1456年、1378年、1301年、1245年,一直到1066年,历史上都有大彗星的记录。在哈雷生活的那个时代,还没有人意识到彗星会定期回到太阳附近。自从哈雷产生了这个大胆的念头后,便怀着极大的兴趣,全身心地投入到对彗星的观测和研究中去了。在通过大量的观测、研究和计算后他大胆地预言,1682年出现的那颗彗星,将于1758年底或1759年初再次回归。哈雷作出这个预言时已近50岁了,而他的预言是否正确,还需等待50年的时间。他意识到自己无法亲眼看见这颗彗星的再次回归,于是,他以种幽默而又带点遗憾的口吻说:如果彗星根据我的预言确实在1758年回来了,公平的后人大概不会拒绝承认这是由一位英国人首先发现的。在哈雷去世10多年后,1758年底,这颗第一个被预报回归的彗星被一位业余天文学家观测到了,它准时地回到了太阳附近。哈雷在18世纪初的预言,经过半个多世纪的时间终于得到了证实。后人为了纪念他,把这颗彗星命名为“哈雷彗星”。其实在历史上哈雷彗星从公元前240年起的每次回归我国都有所记载,最早的一次可能是周武王伐纣之年,即公元前1057年。哈雷彗星每隔大约76年都会按时回归。在哈雷彗星回归时,可以对它进行大量的观测研究。哈雷彗星的上一次回归是1986年,中国和各国一样对它进行了大量的观测,它的再次回归要等到2062年左右。
回归证实
1758年初,法国天文台的梅西叶就动手观测了,指望自己能成为第一个证实彗星回归的人。1759年1月21日,他终于找到了这颗彗星。遗憾的是首次观测到彗星回归的光荣并不属于他。原来1758年圣诞之夜德国德雷斯登附近的一位农民天文爱好者已捷足先登,发现了回归的彗星。
1759年3月14日哈雷彗星过近日点,正是克雷荷预告的一个月前。此时,哈雷已长眠地下十几年了。科学家的生命是有限的,但他们对科学的贡献却永世长存。正像哈雷当年所希望的那样,大家没有忘记哈雷,将这颗彗星命名为哈雷彗星。
对哈雷彗星的观测和研究不仅证实了周期彗星的存在,也大大促进了彗星天文学的发展。此外,哈雷彗星还像巡回大使一样周期性地检阅太阳系各大行星并经历各种各样的环境,带回丰富的信息,因此,它的每次回归都引起天文学家的极大兴趣。
哈雷彗星每76年回归一次,绝大部分时间深居在太阳系的边陲地区,即使用现代最大的望远镜也难以搜寻到它的身影。地球上的人们只有在它回归时有三四个月的时间能够见到它。一般来说,人的寿命只有70岁左右,因此一个人很少能两次看到哈雷彗星。只有一些“老寿星”才有这种机会,第一次看到它是在咿呀学语的幼年,而第二次看到它就到了步履蹒跚的晚年了。
这里需要向读者说明的是梅西叶虽没有成为第一个证实彗星回归的人,但他并不灰心,而是开始有系统地寻找彗星,年复一年,日复一日地在凌晨和黄昏后进行观测,一生中共发现了21颗彗星,而经他观测过的彗星达到46颗。一次,法国国王路易十五开玩笑地说他是“彗星的侦探”,这虽然是一句戏言,但却是对梅西叶一生寻彗工作的最高褒奖。
彗星特点
大部分彗星都不停地围绕太阳沿着很扁长的轨道运行。循椭圆形轨道运行的彗星,叫“周期彗星”。公转周期一般在3年至几世纪之间。周期只有几年的彗星多数是小彗星,直接用肉眼很难看到。不循椭圆形轨道运行的彗星,只能算是太阳系的过客,一旦离去就不见踪影。大多数彗星在天空中都是由西向东运行。但也有例外,哈雷彗星就从东向西运行的。
周期
哈雷彗星的平均公转周期为75年或76年, 但是你不能用1986年加上几个76年得到它的精确回归日期。主行星的引力作用使它周期变更,陷入一个又一个循环。非重力效果(靠近太阳时大量蒸发)也扮演了使它周期变化的重要角色。在公元前239年到公元1986年,公转周期在76.0(1986年)年到79.3年(451和1066年)之间变化。最近的近日点为公元前11年和公元66年。
公转轨道
哈雷彗星的公转轨道是逆向的,与黄道面呈18度倾斜。另外,像其他彗星一样,偏心率较大。
彗核
哈雷彗星的彗核大约为16x8x7.5千米。与先前预计的相反,哈雷彗星的彗核非常暗:它的反射率仅为0.03,使它比煤还暗,成为太阳系中最暗物体之一。
哈雷彗星的彗核是个又丑又脏的家伙。其模样长得与其说像一个带壳的花生,不如比作一个烤糊了的土豆更为贴切。表皮裂纹累累,皱皱疤疤,其脏、黑程度令人难以想象。它最长处 16公里,最宽处和最厚处各约8.2公里和7.5公里,质量约为3000亿吨,体积约500立方公里。哈雷彗星彗核的密度很低:大约1克/立方厘米,说明它多孔,可能是因为在冰升华后,大部份尘埃都留了下来所致。哈雷彗星的表面比煤灰还黑的,这让它大量的吸收太阳的辐射而使温度为30~100℃。彗核表面至少有5~7个地方在不断向外抛射尘埃和气体。
彗尾
彗核渐渐靠近太阳了,表面开始受热而汽化,于是冬眠的彗星进入生命的活跃期。反射阳光和自身受激发光使它披上了辉煌灿烂的外衣。中间那团明朗而密集的凝聚物是彗核,朦胧而蓬松的气体包层是彗发,边缘还有一圈暗淡而稀薄的氢云,它们共同组成了怒发冲冠的彗头。光焰喷薄的太阳,照耀着辖区的每一寸空间,同时抛射出源源不断的亚原子流,形成吹向四面八方的太阳风。彗星上弱不禁风的尘埃和挥发物质便在太阳风的吹拂和光的压力下,拖出一条明亮的大尾巴来。难怪离太阳越近,尾巴越长,不管走到何处,尾巴总是指向背着太阳的一面。当它辞别自己的主宰再次远行时,尾巴已经成了照耀路程的一盏车灯了。哈雷彗星在1910年回归时,许多地方曾举行了世界末日集会,人们怀着不可遏止的恐怖,等待地球和哈雷彗星相遭遇。直到5月19日地球安然无恙地穿过彗尾,这种杞人之忧才告结束。原来彗尾是比实验室里制造的真空更为空虚的稀薄气体,科学家把彗星比做“空口袋”,“看得见的乌有”。
质量损失
哈雷彗星横跨太阳系的跋涉并不是悠哉游哉的闲庭信步,来到太阳身边一次,它便要被剥掉一层皮。这种有去无回的物质损耗将导致哈雷彗星在遥远的将来走向消亡。
哈雷彗星在茫茫宇宙的旅行中,不断向外抛射着尘埃和气体。从上次回归以来,哈雷彗星总共已损失1.5亿吨物质,彗核直径缩小了4~5米,照此下去,它还能绕太阳2~3千圈,寿命也许到不了100万年了。
哈雷彗星每76年就会回到太阳系的核心区,每次大约会损失6公尺厚的冰、尘埃和岩石。哈雷彗星的彗尾就是由这些碎片所组成的,而散布在彗星轨道上的碎片,产生了五月五日最大的宝瓶座π流星雨和十月二十一日最大的猎户座流星雨。
发光
彗星本身是不会发光的。早在我国晋代,我国天文学家就认识到这一点。《晋书·天文志》中记载,“彗本无光,反日而为光”。彗星是靠反射太阳光而发光的。一般彗星的发光都是很暗的,它们的出现只有天文学家用天文仪器才可观测到。只有极少数彗星,被太阳照得很明亮拖着长长的尾巴,才被我们所看见。
相关争议
哈雷彗星(Halley's comet)是第一颗经推算预言必将重新出现而得到证实的著名大彗星。当它在1682年出现后,英国天文学家哈雷注意到它的轨道与1607年和1531年出现的彗星轨道相似,认为是同一颗彗星的三次出现,并预言它将在1758年底或1759年初再度出现。虽然哈雷死于1742年,没能看到它的重新出现,但在1759年它果然又回来,这是天文学史上一个惊人成就。这颗彗星因而命名为哈雷彗星。它的公转周期为76年,近日距为8,800万公里(0.59天文单位),远日距为53亿公里(35.31天文单位),轨道偏心率为0.967。中国史书上对哈雷彗星的出现有详细记载。论记录时间之早,首推《春秋》。《春秋》说:鲁文公十四年(公元前613年)“秋七月,有星孛入于北斗。”这是世界上第一次关于哈雷彗星的确切记录。论所记内容之早,则首推西汉的《淮南子》。《淮南子·兵略训》说:“武王伐纣,东面而迎岁,至汜而水,至共头而坠,彗星出,而授殷人其柄。”据中国天文学家张钰哲推算,这是公元前1057年哈雷彗星回归的记录。从公元前240年起,哈雷彗星每次出现,中国都有记载,其次数之多和记录之详,是其他国家所没有的。哈雷彗星的原始质量估计小于10万亿吨。如取近似值,彗核平均密度为每立方厘米1克,则彗核半径应小于15公里。估计它每公转一圈,质量减少约20亿吨,这只是其总质量的很小一部分,因此它还会存在很久。
彗星成分
水、氨、氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳……和不完备分子的自由基,是哈雷彗星彗尾的主要成分。
彗核的成分以水冰为主,占70%,其他成分是 一氧化碳(10~15%)、二氧化碳、碳氧化合物、氢氰酸等。整个彗核的密度是水冰的10~40%,所以,它只是个很松散的大雪堆而已。在彗核深层是原始物质和较易挥发的冰块,周围是含有硅酸盐和碳氢化合物的水冰包层,最外层则是呈蜂窝状的难熔的碳质层。
对哈雷慧星的紫外线和射电观测已提供了首次直接证据,证明其慧核主要是由普通水冰构成。天文学家已探测到氢氧根,它是慧星受到太阳紫外辐射辐照时水的分解产物。当哈雷慧星靠近太阳时,太阳的热量足以使其冰冻物蒸发而形成巨大的气体头部,即慧发。最近用拉帕耳马的牛顿望远镜进行的光谱观测表明在慧发中有CN、C_2和C_3基的证据,它的总延伸广度为10弧分(月亮表观尺寸的1/3)。 在幽冷深邃的空间,它们和尘埃砂砾一起,冻结成硬梆梆的团块。
彗核的平均密度为每立方厘米1克。彗发和彗尾的物质极为稀薄,其质量只占总质量的1%~5%,甚至更小。彗星物质主要由水、氨、甲烷、氰、氮、二氧化碳等组成,而彗核则由凝结成冰的水、二氧化碳(干冰)、氨和尘埃微粒混杂组成,科学家形象地把彗星称为“脏雪球”。
古代记载
对于哈雷彗星的观测记录,从公元前613年到20世纪初,汉文载籍中共有31次记录,最早的一次在公元前1057年。对于太阳黑子的观测,最早见于约公元前4世纪甘德的《星占》。正史中关于太阳黑子的记录,始于公元前28年。至1638年,见于正史中的太阳黑子记录约百余例,散见于其它汉文载籍的记载可能更多。这些珍贵的资料,时至今日仍有重要的科学研究价值。
中国人对哈雷彗星的记载,最早可上溯到殷商时代。“武王伐纣,东面而迎岁,至汜而水,至共头而坠。彗星出,而授殷人其柄。时有彗星,柄在东方,可以扫西人也!”(《淮南子·兵略训》)据张钰哲推算,这是公元前1057年的哈雷彗星回归的记录。《诗经》中提到了公元前776年9月6日发生日食,这是我国历史上第一次有确切日期的日食记录。更为确切的哈雷彗星记录是公元前613年(春秋鲁文公十四年)的“秋七月,有星孛入于北斗。”(《春秋左传·鲁文公十四年》)这是世界第一次关于哈雷彗星的确切记录。从公元前240年(战国秦始皇七年)起,哈雷彗星每次回归,中国均有记录。 对哈雷彗星的记录有时是很详细的。其中最详细的记录,是公元前12年(汉元延元年)“七月辛未,有星孛于东井,践五诸侯,出何戍北率行轩辕、太微,后日六度有余,晨出东方。十三日,夕见西方,犯次妃,长秋,斗,填,蜂炎冉贯紫宫中。大火当后,达天河,除于妃后之域。南逝度犯大角、摄提。至天市而按节徐行,炎入市中,旬而后西去;五十六日与苍龙俱伏。”(《汉书·五行志》)中国古代彗星记录较精确可靠。
观测记录
公元前240年 《史记·秦始皇本纪》“七年,彗星先出东方,见北方,五月见西。”
公元前164年下半年巴比伦的黏土版中记录
公元前87年8月
公元前12年10月 当时有学者称其为《圣经-新约》的伯利恒之星
公元66年1月
公元141年3月
公元218年5月
公元295年4月
公元374年2月
公元451年6月
公元530年9月
公元607年3月 《日本书纪》中有记录
公元684年10月 《日本书纪》天武12年有记录
公元760年5月
公元837年2月
公元912年7月
公元989年9月 日本和中国均有记录,日本并因此更改年号为永祚
公元1066年,诺曼人入侵英国前夕,正逢哈雷彗星回归。当时,人们怀有复杂的心情,注视着夜空中这颗拖着长尾巴的古怪天体,认为是上帝给予的一种战争警告和预示。后来,诺曼人征服了英国,诺曼统帅的妻子把当时哈雷彗星回归的景象绣在一块挂毯上以示纪念。中国民间把彗星贬称为“扫帚星”、“扫把星”、“灾星”。像这种把彗星的出现和人间的战争、饥荒、洪水、瘟疫等灾难联系在一起的事情,在中外历史上有很多。
公元1145年4月
公元1222年9月
公元1301年10月
公元1378年11月
公元1456年6月
公元1531年8月
公元1607年10月27日
公元1682年 为哈雷彗星发现的那年
公元1759年3月13日 哈雷的预言被成功证实,此时中国为乾隆24年
公元1835年11月16日
公元1910年4月20日 达到-3.3星等
公元1985年底至1986年5月哈雷彗星回归地球(1986年4月11日距地球最近,约6300万公里)
史料价值
20世纪初,英国人克罗密林和科威耳曾经利用中国古代哈雷彗星记录,跟计算所得的每次过近日点时间和周期相比较;最古记录上推到公元前240年。对照结果都比较符合,足证古代记录的可靠。五十年代法国人巴耳代在完成研究1428颗彗星的《彗星轨道总集》之后断定说:“彗星记载最好的(除极少数例外),当推中国的记载。”1955年苏联什克洛夫斯基赞扬:“在中国近2000年的史志记载中,毫无遗漏地记载哈雷彗星的出现”。 由于中国彗星史料丰富、连续和较精确可靠,所以在近现代的天体探索中发挥了重要作用,表现出巨大的现代科学价值。1850年欣德(J.R.Hind)曾根据中国彗星史料进行计算,发现哈雷彗星的轨道面和黄道面的交角在逐渐变化,从而对研究彗星的起源和演化作出帮助。1972年美国勃勒德(Brady)应用中国彗星记录,探索1682年来的彗星运动,来探索1986年哈雷彗星的回归,从而提出太阳系中存在着未知的第十大行星的假设。1971年在爱尔兰的华人江涛重新审查了有关记录,虽否定存在第十大行星的假设,但证实非引力效应的存在。1978年张钰哲应用中国这些彗星记录进行研究,得出可能的确存在的这个冥外行星,或在离太阳50天文单位处有一环状的总质量略等于地球的彗星云。这些情况都说明了中国古代关于哈雷彗星的记录,确有其重要的科学价值,它为解决现今天文学的有关问题,提供了宝贵的资料。”遗憾的是,我国古人未能确定某次出现的彗星是不是曾出现过的那一个。
史书记载
春秋时期
鲁文公十四年 前613 《春秋》
秋七月有星孛入于北斗。
秦汉时期
秦厉共公十年 前467 《史记·六国年表》
秦厉共公十年,彗星见。
秦始皇七年 前240 5月15日 《史记·秦始皇本纪》
秦始皇七年,彗星先出东方,见北方;五月,见西方,十六日。
汉文帝后元二年 前163 5月12日 《汉书·天文志》
汉文帝后元二年正月壬寅,天 夕出西南。
汉昭帝始元二年 前87 7月10日 《汉书·天文志》
孝昭始元中,汗宦者梁成恢及燕王候星者吴莫如,见蓬星出西方天市垣东门,行过河鼓,入营室中。
汉成帝元延元年 前12 10月9日 《汉书·五行志》
元延元年七月辛未,有星孛于东井,践五诸侯,出河戌北,率行轩辕太微,后六日度有余,晨出东方;十三日,夕见西方,犯次妃,锋炎再贯紫宫中;大火当后,达天河,除于后妃之域,南逝度,犯大角摄提,至天市而按节徐行,炎入市中,旬而后西去,五十六日与苍龙俱伏。
汉明帝永平八年 66 2月20日 《后汉书·天文志》
永平八年,六月壬午,长星出柳、张三十七度,犯轩辕,刺天船,凌太微,至上阶,凡现五十六日去柳。
汉顺帝永和六年 141 4月10日 《后汉书·天文志》
永和六年二月丁巳,彗星见东方,长六七尺,色青白,西南指营室及坟墓星。丁丑彗星在奎一度,长六尺,癸未昏见西北,历毕昴。甲申在东井,遂历舆贵柳七星张,光炎及三台,至轩辕中灭。
汉献帝建安二十三年 218 5月28日 《后汉书·天文志》
建安二十三年三月,孛星见东方,二十余日夕出西方,犯历五车、东井、五诸侯、文昌、轩辕、后妃、太微,锋炎指帝座。
晋惠帝元康五年 295 4月23日 《晋书·天文志》
元康五年四月有星孛于奎,至轩辕、太微,经三台、大陵。
晋孝武帝宁康二年 374 2月13日 《晋书·天文志》
宁康二年正月丁巳,有星孛于女虚,经氐、角、亢、轸、翼、张,至三月丙戌,彗星见于氐。
宋文帝元嘉二十八年 451 6月26日 《宋书·天文志》
元嘉二十八年五月,彗星见卷舌,入太微,逼帝座,犯上相,拂屏,出端门,灭翼轸。
北魏庄帝永安三年 530 9月27日 《魏书·天象志》
永安三年七月甲午,有彗星晨见东北方,在东台中一丈,长六尺,正白色,东北行,西南指。丁酉距下台上星西北一尺,而晨伏。庚子夕见西北方,长尺,东南指,渐移入氐,至八月己未渐见,癸亥灭。
隋唐时期
隋炀帝大业三年 607 3月18日 《隋书·天文志》
大业三年三月辛亥,长星见西方,竟天,干历奎、娄,至角、亢而没;至九月辛未,转见南方,亦竟天,又干角、亢,频扫太微、帝座,干犯列宿,唯不及参、井,经岁乃灭。
唐武帝后光宅元年 684 10月7日 《新唐书·天文志》
光宅元年九月丁丑,有星如半月,见于西方。
唐肃宗乾元三年 760 5月22日 《新唐书·天文志》
乾元三年四月丁巳,有彗星见于东方,在娄、胃间,色白,长四尺,东方疾行,历昴、毕、觜、觿、参、东井、舆鬼、柳、轩辕,至右执法西,凡五旬余不见。
唐文帝开成二年 837 2月28日 《新唐书·天文志》
开成二年二月丙午,有彗星见于危,长七尺余,西指南斗。戊申在危西南,光耀愈盛。癸丑在虚,辛酉长丈余,西行,稍南指。壬戌在婺女,长二余丈,广三尺。癸亥愈长且阔,三月甲子在南斗。乙丑长五丈,无歧,北指,在亢七度。丁卯西北行,东指。己巳长八丈余,在张。癸未长三尺,在轩辕右不见
梁太祖乾化二年 912 7月17日 《新五代史·司天考》
乾化二年四月壬申,彗出于张,申戌彗出灵台。
宋元时期
宋太宗端拱二年 989 9月3日 《宋史·天文志》
端拱二年七月戊子,有彗出东井、积水西,青白色,光芒渐长,晨见东北,旬日,夕见西北,历右摄提,凡三十日,至亢没。
宋英治平三年 1066 3月20日 《宋史·天文志》
治平三年三月己未,彗在营室,晨见东方,长七尺许,西南指危,泊坟墓,渐东速行,近日而伏。至辛巳夕见西北,有星无芒。彗益东行,别有白气一,阔三尺许,贯紫微极星,并房宿,首尾入浊。益东行,历文昌、北斗,贯尾。至壬午星复有芒,彗长丈余,阔三尺余,东北指,历五车,白气为歧,横天,贯北河、五诸侯、轩辕、太微、五帝座内五诸侯,及角、亢、氐、房宿。癸未彗长丈五尺,有星孛气,如一升器,历营室至张,凡一十四舍,积六十七日,星气孛皆灭。
宋高宗绍兴十五年 1145 4月18日 《宋史·天文志》
绍兴十五年四月戊寅,彗星见东方。丙申复见于参度。五月丁巳,化为客星,其色青白。壬戌留守张,至六月丁亥乃销。
宋宁宗嘉定十五年 1222 9月29日 《宋史·天文志》
嘉定十五年八月甲午,彗星出右摄提,光芒约三丈以上,其体小如木星,凡两月,行历氐、房、心乃没。
元成宗大德五年 1301 10月27日 《元史·天文志》
大德五年八月庚辰,彗出东井二十四度四十分,如南河大星,色白,长五尺,直西北,后经文昌、斗魁,南扫太阳,又扫北斗、天机、紫微垣、三公、贯索,星长丈余,至天市垣,巴蜀之东,梁楚之南,宋星上,长盈尺,凡四十六日而灭。
明清时期
明太祖洪武十一年 1378 11月11日 《明史·天文志·客星篇》
洪武十一年九月甲戌,客星见于五车东北,发芒丈余,扫内阶,入紫微宫,扫北极五星,犯东垣少宰,入天市垣,犯天市,至十月己未阴云不见。
明景宗景泰七年 1456 6月9日 《明史·天文志》
景泰七年四月壬戌,彗星东北见于胃,长二尺,指西南。五月癸酉渐长丈余,戊子西北见于柳,长九尺余,扫犯轩辕星。甲午见于张,长七尺余,扫太微北,西南行。六月壬寅,入太微垣,长尺余。十二月甲寅,彗星复见于毕,长五寸,东南行,渐长,至癸亥而没。
明世宗嘉靖十年 1531 8月26日 《明史·天文志》
嘉靖十年闰六月乙巳,彗星见于东井,长尺余,扫轩辕第一星,芒渐长,至翼长七尺余,东北扫天罇,入太微垣,扫郎位,行角宿东南,扫亢北第二星,渐敛,积三十四日而没。
明神宗万历三十五年 1607 10月27日 《明史·天文志》
万历三十五年八月辛酉朔,彗星见于东井,指西南,渐往西北。壬午自房历心灭。
清康熙二十一年 1682 9月15日 《清朝文献通考》
七月己巳,彗星见东北方,白色,尾迹长二尺余,指西南,在井宿北河北。壬申行东北,尾迹长六尺余。
清乾隆二十四年 1759 3月13日 《清朝文献通考》
二十四年三月甲午,彗星见于虚宿之次,色苍白,尾迹长尺余,指西南,每夜顺行,十余日伏不见。四月戊辰复出,在张宿,体势甚微,向东顺行,至五月初隐伏。
清道光十五年 1835 11月16日 《清朝续文献通考》
道光十五年闰六月十一日彗星见。
清宣统二年 1910 4月20日 《清朝续文献通考》
宣统二年四月初二日寅初初刻,东北方云中彗星出见,哈雷彗星尾指西南方。因在云中,未能考测。初五日寅初一刻,东北方见彗星,在外屏之北,尾指西南危宿土公吏之间,测得彗星高四度,正东偏北十五度,嗣于十六日不见。
四月十八日戌正三刻,正西偏南柳宿间彗星出见,尾指东南,翼宿名堂之间,测得彗星高二十六度,正西偏南十二度。日渐微,至五月三十日不见。
张钰哲先生在他的《哈雷彗星轨道演变趋势和它的古代历史》一文中认为,中国关于哈雷彗星的最早记录为《淮南子·兵略训》中的:“武王伐纣,东面而迎岁。至汜而水,至共头而坠。彗星出而授殷人其柄。当战之时,十日乱于上,风雨击于中。”这次哈雷彗星出现的时间应该是在前1057或前1056,如果把它列为哈雷彗星的第一次回归(在世界范围内还没有找到比这更早的记录),那么到1986年,哈雷彗星共回归了41次,我国记录了其中的33次,从前1057或前1056到前613有5次没有记录,从前613到前467有1次没有记录,从前467到前240有2次没有记录(这些缺失的记录在世界范围内也没有文献可以补充)。世界公认最早、最可靠的记录是《史记》中前240的那次。西欧关于哈雷彗星的最早记录在66年。
《郑孝胥日记》中宣统二年四月二十(1910年5月28日)记载:“海中观哈雷彗星,在北斗西南,吐芒丈余。”
探测器
1984年12月15日,苏联发射第一个哈雷彗星探测器。
苏联发射的韦加号探测器是第一个造访哈雷彗星的人类使者。在韦加1号启程6天之后,12月21日韦加2号接着升空,结伴飞往哈雷彗星进行考察。
配备
两个韦加号结构相同,质量4吨,都有一碟形天线和仪器平台。平台上装有分光计、摄谱仪和相机等,4块太阳能电池板为探测器提供能源。探测器由三轴陀螺仪保持稳定,并使它指向任何方向。其主要任务是在哈雷彗星回归期间探测彗星的气体成分及其外流速度,拍摄彗核的红外和光谱照片,从而获取彗核的温度、尘埃质点和气体分子的性质、密度分布等数据。
观察记录
1985年6月韦加1号首先顺道到达金星,向金星表面投放了登陆舱,然后在金星引力作用下,转入飞向哈雷彗星的行星轨道。在1986年,五艘来自苏联、日本、欧洲委员会的飞行器拜访了哈雷彗星;ESA的Giotto号飞行器得到了近Halley核的照片。1986年3月4日韦加1号在距哈雷彗星1400万千米处开始对哈雷彗星进行考察,拍摄到数十张高质量的哈雷彗星照片;3月6日在距哈雷彗星只有8900千米的地方作了综合考察。1986年3月9日,韦加2号在距哈雷彗星8200千米处飞过,发回700多张哈雷彗星照片,传回有关彗核的物理化学特性、彗核周围气体与尘埃等方面的新情况。
在20世纪最后一次在拍摄中发现哈雷彗星为1994年1月10日,以智利的3.58米新技术望远镜(New Technology Telescope)观测。2003年3月6日,天文学家以南欧天文台三座8.2米VLT望远镜在长蛇座头部再次拍到它(81张照片,共计九小时曝光),距地球27.26 AU(40.8亿公里),光度28.2等;天文学家相信:以现时观测技术,即使它在2023年过远日点(35.3 AU)还要暗2.5倍之下,也可拍到其影像。
肉眼观测
1910年哈雷彗星非常亮,达-3.3等;1986年哈雷彗星很暗,几乎看不到。
哈雷彗星下次过近日点为2061年7月28日。
流星雨
2018年10月21日至22日日出前,猎户座流星雨将迎来极大。猎户座流星雨是由著名的哈雷彗星造成的,哈雷彗星每76年就会回到太阳系的核心区,碎片散布在彗星轨道上,从而形成了猎户座流星雨。
特种邮票
摘要
1985年底至1986年5月这段时间里,神秘的哈雷彗星出现在地球上空。这次回归,1986年4月11日离地球最近,约6300万公里,人们用肉眼能够看到这颗拖着长“尾巴”的哈雷彗星。
邮票信息
为了纪念哈雷彗星的回归,1986年4月11日,我国原邮电部发行了一套《1985-1986哈雷彗星回归》特种邮票,全套1枚,面值20分。袁加设计。由北京邮票厂印刷。
图案展示了哈雷彗星瑰丽的光彩。在茫茫宇宙空间,哈雷彗星犹如一道光彩夺目的闪电,拖着一条漂亮的长“尾巴”,姿势雄伟,神采奕奕。将人类居住的地球置在画面最下端,既给哈雷彗星留下广阔无垠的宇宙空间,表现出哈雷彗星回归时的气势和风采,也能够让人产生一种感觉,自己仿佛站在地球上,正在翘首欣赏哈雷彗星壮丽的踪迹。
谢选骏指出:1986年1月的某天,有人遇见谭其骧,问他最近好吗?谭其骧说组织他去上海天文台佘山观测站看彗星去了,而“哈雷彗星一点也不好看”。那人又问谭其骧说,对彗星的天人感应有何看法?谭其骧沉默许久,说上次哈雷彗星来到不久,中国就爆发了辛亥革命……
《1910年1月大彗星》报道:
1910白昼大彗星(The Great Daylight Comet of 1910)亦可称为一月大彗星(Great January Comet),是一颗于1910年1月可见的大彗星;根据记载,其最高视星等可能超越了金星。著名的哈雷彗星于同年五月回归,不过明亮的一月大彗星显然抢走不少哈雷彗星的丰采:1986年哈雷彗星再度回归,据许多老者叙述,相比之下一月大彗星更为明亮。
谢选骏指出:看来谭其骧只知1910年5月的哈雷彗星,不知1910年1月的另一彗星,而两次彗星相加,才激起了1911年的中国革命。相形之下,1986年的哈雷彗星,只是造成了叶剑英死亡(1986年10月22日)、胡耀邦下台(1987年1月)、反对自由化为1989年六四屠杀埋下了伏笔。据会见谭其骧的那人说,1986年中国女性流行佩戴黑色蝴蝶结,当时就被他称为“服妖”。
网文《谭其骧》报道:
谭其骧(xiāng 1911年2月25日-1992年8月28日),字季龙,笔名禾子,浙江嘉兴人,是中国著名历史学家、历史地理学家、中国科学院院士、中国历史地理学主要奠基人。
1923至1926年就读于嘉兴秀州中学,16岁在上海就读于上海大学和暨南大学,1930年毕业于暨南大学历史系,1932年毕业于燕京大学研究生院。此后先后任教于辅仁大学、北京大学、燕京大学、清华大学等。
1940年(民国二十九年)春,到贵州浙江大学任史地系副教授。1942年(民国三十一年),任贵州浙江大学任史地系教授。1946年(民国三十五年),随浙大回到杭州,并给上海暨南大学兼课。
1950年,浙江大学被迫停办历史系,他转到上海复旦大学,1957年至1982年间任历史系主任,其间创立了历史地理研究室。“大跃进”时期,在大批树木被砍去炼钢时,谭其骧撰写了论黄河安流的文章,指出黄河决徙病源在于植被遭到破坏,从而导致严重水土流失。
文化大革命期间,成为上海“罗思鼎”写作组成员。
1980年,成为中国科学院院士。1982年至1986年,历史地理研究室成为历史地理研究所,谭其骧出任所长。
成就
谭其骧主编的《中国历史地图集》,从1950年代初开始编撰,直到1980年代初才开始正式出版,是当代中国历史、历史地理研究的重要参考资料。
此外,谭其骧还主编了《简明中国历史地图集》、《中华人民共和国国家历史地图集》并有《长水集》、《长水集续编》等历史论文集。
谭其骧在其著作《历史上的中国和中国历代疆域》提出了版图中国论的概念,他认为现代的中国人不能拿古人心目中的"中国"作为中国的范围。也不能拿今天的中国范围来限定我们历史上的中国范围,而是清朝鼎盛版图的范围为中国历史上的范围,在这个范围之内活动的民族,都是中国史上的民族;在这个范围之内所建立的政权,都是中国史上的政权。对于高句丽,当其定都现中国境内时,就是中国历史上的政权。但是等到公元427年迁都朝鲜半岛时,就不是中国历史上的政权了,不管其在朝鲜半岛还是中国东北的领土都不是中国历史上的范围。从而成为大陆历史观的标准之一。
但主编《中国历史地图集》是政治任务,受到政治上的左右,上面的指示说得都不明确,但真正等到事情来了,就要强调政治上的问题,上面一旦决定,你就不能改变。譬如说,为了反对“修正主义”,地图上一条界线划在这里,如果有年轻人提出应该画大一点,你如果反对那就是卖国,这是最麻烦的。比如说历史上和越南(安南)之间的界线,方国瑜先生主张画到最南边,谭先生主张画到最北边,方先生手下的年轻人主张画在中间,外交部最后裁定画在中间,这没有办法。政治上的,有些事情不讲道理,上面定了就定了。
谭其骧认为中华人民共和国行政区划不合理,表示:“中国现行的沿袭元明清旧制的一级行政区划极不合理,一是许多省区不符合自然、经济和人文区域,二是多数省区太大。这种区划状况不仅阻碍经济发展,并且也不利于社会和谐、政治稳定,有必要予以改变。也就是说,通盘制定适应中国当前和今后国境治理、经济发展的新的行政区划,应该就在近期内列入国家大事类的议事项目之内。”
谢选骏指出:谭其骧不懂,元明清以来的征服者,故意把不同的族群强行纳入一个省区(仅仅据我所知就有两广、福建、浙江、江苏、安徽等地),用的是“掺沙子”的办法;又把相同的一个族群强行分配不同的省区(仅仅据我所知就有粤语、吴语、闽南语、客家语等),用的是“分而治之”的办法。因为他们都是外来政权,通过武力征服强加于人的。我衷心希望,到下次哈雷彗星来到的2061年7月28日,中国革命可以结束,中国内战可以停止,南北朝合一,中国社会可以回归本土政权了——如果那样,就将是中国的千年盛事了。
网文《哈雷彗星蛋》报道:
天文蛋一般指哈雷彗星蛋——
哈雷彗星蛋指的是当哈雷彗星靠近地球时,蛋壳上布满星辰花纹的蛋。1682年,哈雷彗星对地球进行周期性的“访问”时,在德国的马尔堡,有只母鸡生下一个异乎寻常的蛋——蛋壳上布满星辰花纹。1758年,英国霍伊克附近乡村的一只母鸡生下一个蛋壳上清晰地描有彗星图案的蛋。
简介
哈雷彗星每靠近地球时,地球上就出现神奇的彗星蛋,令人百思不解,人们就把这种蛋壳上布满星辰花纹的蛋称为哈雷彗星蛋。蛋壳上绘有彗星图案的怪蛋,图案有如雕刻,任你擦拭都不改变。
历史
哈雷彗星,这颗彗星家族的明星, 给人类带来了多少有趣的话题啊。人们因不知它的底细,曾视它为“妖星”而恐惶不安过;人们因看不清它的真面目, 而浮想联翩过。如今,人们借助于科学揭开了它的身世,掀开了它的面纱,可唯独有一样事情令人百思不得其解。这就是当哈雷彗星76年左右的回归年拜访地球时,必有一只母鸡会产下一枚奇异的“彗星蛋”来。请看这一起起不可思议的记录吧:
1682年,哈雷彗星经过地球时,在德国马尔堡的一只母鸡生下了一枚蛋壳上布满星辰花纹的蛋。76年以后,哈雷彗星重访地球时,英国霍伊克附近乡村的一只母鸡也下了一枚带有哈雷彗星图案的蛋。又过了76年,哈雷彗星再次出现苍穹中,希腊有一只母鸡下了一枚“彗星蛋”,图案像雕印在上面的,怎么擦也擦不掉。
1834年,哈雷彗星再次在苍穹出现,希腊科扎尼一个名叫齐西斯·卡拉齐斯的人家里。有只母鸡生下一个蛋,壳上有彗星图。他把蛋献给国家,得到了一笔不小的奖励。
1910年5月17日,当哈雷彗星重新装饰天空时,法国人诧异地获悉,一名叫阿伊德。布莉亚尔的妇女养的母鸡也生下一个蛋壳上绘有彗星图案的怪蛋,图案有如雕刻,和以前一样任你擦拭都不改变。
1986年,意大利博尔戈的一户居民家里的母鸡生下一个彗星蛋,母鸡的主人意大利人伊塔洛·托洛埃因此暴富。在科学技术突飞猛进的今天,这个蛋已经成了价值连城的稀世珍宝。
2012年7月31日,江西九江市民王女士家中发现“彗星蛋”, 蛋壳上布满奇异花纹。
科学研究
为什么天空出现哈雷彗星时,地球上就出现蛋壳上描有哈雷彗星的鸡蛋呢?
正如美国一位科学家所说“彗星与鸡蛋之间存在着因果关系,这种联系有待人们去探索、研究”。前苏联生物学家亚历山大涅夫斯基曾经认为:“两者之间肯定具有某种因果关系。”他甚至大胆推测:“这种现象也许与免疫系统的效应原则和生物的进化是相关的。” 民间有一种说法认为:遥远天体的运行,会对地球生物产生相当微妙的作用。尤其是像日食、彗星、九星联珠等等略带神奇的天文现象发生之时,更会产生一些带有天文现象图案的“天文蛋”。
尽管对于一切都持怀疑态度的科学家明确表示一定“有因有果”,但直到现在,他们也还拿不出什么有力证据。因此,反对派自然可以气焰嚣张的说“一个在太空中遨游,一个在大地上诞生,即便真的有联系恐怕也只是‘微乎其微’”。
主要从事天体化学研究的中科院紫金山天文台博士徐伟彪曾经表示,类似的“天文蛋”没有科学道理,即使鸡蛋上的图案与天文现象再相似,也仅是一种偶然现象。网络上甚至有网友表示“每隔76年,也就是哈雷彗星来临的时代,那些鸡高兴异常。就像抽奖活动一样,中奖的鸡会下一枚特别的蛋,然后枚蛋哄抬成为了价值连城的稀世珍宝。这有什么稀奇?”
不管怎样,从古到今对于灾异和彗星相互联系的丰富记录虽然其中包含不少主观臆想,但也有相当一部分是古代人对自然的朴素认识和直观反映
这个谜尚待解开,作为研究彗星的资料,被认为与免疫系统的效应原则,甚至和生物进化有关。
哈雷彗星为什么会和奇异鸡蛋周期性地一起出现呢?一个在太空中遨游,一个在大地上诞生,它俩之间有联系吗?科学家一般认为“二者之间”一定存在着某种因果关系,这种现象或许和免疫系统的效应原则,甚至与生物的进化是有关的。但这终究只是猜测,仍需要进行科学验证。
苏维生物学家亚历山大·涅夫斯基认为,“二者之间肯定具有某种因果关系,这种现象也许与免疫系统的效应原则和生物的进化是相关的。”
为了得到1986年的彗星蛋,早在1950年,前苏联科学家便在国内联系了数以万计的农户:法国、美国、意大利、瑞典、波兰、匈牙利、西班牙等二十多个国家也建立了类似的调查网络。调查结果已揭晓:事实已经证明,亚历山大·涅夫斯基的论点是正确的。
宇宙间的万事万物都是有联系的,月球围着地球运转,地球的表面出现大海的潮汐现象。而每当明亮、巨大的哈雷彗星拖着它那美丽的长尾巴造访地球的时候,人们总会惊奇地发现一种奇特的现象,地球上会随之出现蛋壳上“印”有哈雷彗星图案的鸡蛋。这是不是哈雷彗星对地球影响的表现呢?
这个神秘现象依旧在重演。1986年,还是在哈雷彗星光顾地球的时候,意大利博尔戈一户居民家里的母鸡下了一枚彗星蛋。这枚蛋已经成为了价值连城的稀世珍宝,也成为最有价值的实物资料。从这里我们可以联想到,中国古代关于灾异和彗星相互联系的丰富记录,虽然其中包含不少封建迷信的东西,但也有相当一部分是古代人们对自然的一种朴素认识和直观反映。
在科学发达的当今社会,这些材料将有助于我们解决一系列科学难题。因此,它们是古人留给人类的一份珍贵的科学文化遗产。
谢选骏指出:2012年7月31日,江西九江市民王女士家中发现“彗星蛋”, 蛋壳上布满奇异花纹。这虽然不是哈雷彗星所为,大概也是别的一颗彗星的印痕。那个时期,发生了什么大事件?天文蛋的一再出现,可谓诠释了“天人感应”的理论依据。蛋上都有痕迹,人间可能没有后果吗。大的例如“武王伐纣”、辛亥革命,小的有如“叶剑英死亡导致胡耀邦废黜”——“鸡蛋印花”,可不慎欤!
《被邓小平罢黜之后胡耀邦感叹:若叶剑英在世我不会下台》(撰写:关岭 2020-04-15)报道:
叶剑英比邓小平年长,资格比邓小平老,又是邓小平文革后复出的恩人。如果叶剑英在世,邓想罢黜胡耀邦,恐怕不能不先征求叶剑英的意见。
1986年10月22日,中共元老叶剑英逝世。同年底,八六学潮爆发,在受到中央军委主席邓小平“反自由化不力”的严厉指责后,中共总书记胡耀邦“想到学潮将被镇压,一大批知识分子和好干部将受到牵累,他彻夜难眠”。
为了顾全大局,胡耀邦向邓小平写信提出辞职。1987年1月4日,邓小平在自己家中召集中央政治局常委会议,决定罢黜胡耀邦。胡耀邦未被邀请参加。两天后,邓小平同胡耀邦谈话。邓小平建议举行一次“解决胡耀邦同志问题的党内生活会议”,对胡的错误进行批评,也要他在这个会议上做出自我批评。
1月10日至15日,民主生活会在中南海怀仁堂连开六天,胡耀邦受到他不遗余力为其平反的几个元老的残酷斗争无情打击,然后违心检讨。16日,中共中央政治局扩大会议接受胡耀邦辞去总书记职务,推选赵紫阳代理总书记。当晚在中央电视台播出的会议公报说,胡耀邦“在担任党中央总书记期间,违反党的集体领导原则,在重大的政治原则上有失误”。
随着胡耀邦的中箭落马,一场“反对资产阶级自由化”的运动,迅速席卷全国。
多年以后,胡耀邦的老部下、中共中央党校教授沈宝祥撰文披露,1988年秋,胡耀邦在与人谈起辞职之事时,曾经感叹:“当时叶帅(叶剑英)不在了,老帅讲一句,可能就不是那个样子了。”言下之意是,如果叶剑英还在世,他不至于辞职下台。
胡耀邦此言不虚。叶剑英比胡耀邦年长18岁。对胡耀邦来说,叶剑英是革命长者。胡耀邦对叶剑英十分敬重,叶剑英对胡耀邦关怀支持,爱护有加。中共建政后,胡耀邦在两次遭受政治劫难时,身处逆境中的叶剑英都曾出手相救。
1964年6月,胡耀邦再次连任共青团中央第一书记,同年底带职下放,任中共陕西省委第一书记、中央西北局第二书记。在陕西,胡耀邦以大无畏的精神,开展了“解放思想、解放人、放宽政策、搞活经济”为主题的超前民主改革,强调“生产好不好,是检验工作好不好的最主要标志。”因此受到西北局和陕西省委的严厉批判,六次检讨仍然过不了关。
1965年6月,叶剑英获悉胡耀邦身处险境之后决定出手相救。他当即邀约张宗逊、张爱萍两位上将,以“视察军事工作”为名从北京飞抵西安,私下沟通后,胡耀邦以回北京治病为由请假,搭乘叶剑英的军用专机返回北京,摆脱险境。
文革爆发后,胡耀邦被冠以“反党反社会主义反毛泽东思想”的罪名,遭受残酷打击和迫害,他拒绝在“反党反社会主义反毛泽东思想”的结论中签字,还逐条反驳“罪名”,在林彪事件之后,仍迟迟得不到“解放”。1975年春,时任中共中央副主席的叶剑英去中共中央党校讲话,在为整肃老干部而举办的“读书班”中意外发现胡耀邦。
回到中南海,叶剑英立即向主持中央工作的邓小平说明胡耀邦的情况。胡耀邦得以复出,任中国科学院第一副院长,后在“反击右倾翻案风”中再次遭到批判。
在粉碎四人帮后的第六天,百忙之中的叶剑英派儿子叶选宁去看望胡耀邦,说明叶剑英对胡耀邦十分关怀与器重。而文革结束后,叶剑英在举荐邓小平复出的同时,竭力举荐胡耀邦出任中央领导工作,胡历任中央党校副校长、中组部部长、中纪委第三书记、中央秘书长兼中宣部部长、中共中央总书记等要职。
另外,叶剑英与胡耀邦的政治主张一致,两人都对“左”深恶痛绝。当公开议论毛泽东的功过,要求言论自由、民间办报、保护人权,主张“第五个现代化”(政治民主化)、呼吁警惕出现“新的独裁”等内容的西单民主墙出现后,与邓小平斥责其搞乱中国不同,叶剑英曾说:“十一届三中全会是党内民主的典范,西单民主墙是人民民主的典范。”胡耀邦也认为西单民主墙是人民出自内心的呼声,是人民新的觉醒。“我始终支持任何人在社会主义制度下行使自己的民主权利。希望大家都在宪法的保护下享有最大的自由。”
值得注意的是,叶剑英比邓小平年长,资格比邓小平老,又是邓小平文革后复出的恩人。如果叶剑英在世,邓想罢黜胡耀邦,恐怕不能不先征求叶剑英的意见。
基于以上原因,假如八六学潮爆发后叶剑英还在世,胡耀邦可能不至于辞职。
赵紫阳曾经说过,邓小平与胡耀邦分手的根本原因,是政见不合,主要表现在“反自由化”上。邓小平曾说过,“反自由化”不力,是胡耀邦作为总书记的根本弱点;邓小平在这个问题上对胡耀邦越来越失望,说自己“看错了人”;所以即使没有八六学潮,邓小平也会让胡耀邦体面下台。
1986年10月29日,叶剑英追悼会在北京举行。中共党史刊物披露,叶剑英追悼会第二天,即10月30日上午,三名最有权势的中共元老邓小平、李先念、陈云曾在陈云家中进行一次长时间秘密谈话。
谈话是秘密的,除了他们三人外,外人无法知晓,连身边的工作人员也不知道内情。邓小平在80分钟内抽完6支香烟,由此可见谈话内容必定涉及党和国家的重大问题。紧接着,中共党史刊物这样写道,“1987年1月,中共中央政治局常委会发生重大人事变化,胡耀邦辞去总书记职务。”似乎在暗示,这次三名元老秘密谈话,已经决定了胡耀邦后来的命运。
谢选骏指出:表面上是几个老人密室会议决定大局,实际上是扫帚星的尾巴搅得他们意乱情迷。
《叶剑英意味深长对话胡耀邦:你斗不过他们哪》(2013年10月08日 人民网)报道:
叶剑英和胡耀邦、习仲勋等人在一起(资料图)
本文原载于《文史天地》2011年第1期
对胡耀邦来说,叶剑英是一位革命的长者、智者,所以胡耀邦对叶剑英十分敬重。对热情开朗、精力充沛的胡耀邦,叶剑英一直赏识器重、关怀支持,而且爱护有加。
1949年10月19日,叶剑英被中央人民政府任命为广东省人民政府主席兼广州市市长,开始主政南粤。因为他制订了实事求是的土改政策而遭到严厉的批评,新中国成立后,首次遭遇政治挫折。1953年10月,叶剑英奉调入京任中央人民政府人民军事委员会副主席一职,不久,又因反对军事工作中的教条主义,被斥为“右倾机会主义”。
解放后,胡耀邦首次遭受政治劫难则是在1964年底。1964年11月,胡耀邦被党中央派往陕西,任中共中央西北局第二书记兼陕西省委第一书记。这时正是毛泽东发动的城乡社会主义教育运动如火如荼之时。经过认真调查研究后,他敏锐地发现陕西的运动产生了偏差,出现了打击面过宽而导致了“三多”:抓捕人多、开除党籍多和开除公职多。胡耀邦立即与省委其他同志研究,果断决定“三暂停”:捕人暂停;双开(开除党籍又开除公职)暂停;面上夺权暂停。后来他又提出简单粗暴、混淆是非的文艺批判和学术批判暂停,打击投机倒把的群众性运动暂停,同时他又以极大的热情领导和推动各级干部狠抓当前工农业生产,主张放宽政策,搞活经济。他还以极大的热情领导、推动陕西省各级干部狠抓工农业生产,他亲自考察过十几个县,深入到基层了解情况。
他的这些举措受到全省广大干部和群众好评与支持,但却遭西北局和陕两省委某些领导人的严厉批评,胡耀邦被扣上“大搞纠偏运动,大刮翻案风”、“以停止革命的手段去抓生产”、“否定党的打击资本主义自发势力的方针”等多项罪名。他们还竭力想把胡耀邦的主张上纲到路线错误和“与中央对抗”。西北局领导从2月下旬起大会小会连续批判他,胡耀邦被批得突发大脑蛛网膜炎,直到医生认为有生命危险时,才被送进了医院抢救。但一旦病情稍有缓和,他们就对胡耀邦继续批判不止。此时,叶剑英远在京城,当他获悉胡耀邦身处险境之后,感到十分震惊,并对胡敢于“舍得一身剐”地顶风纠“左”的大无畏革命精神甚为钦佩,对身陷困境的胡耀邦深感忧虑。他当即邀约张宗逊、张爱萍两位上将,效仿《三国演义》里的“跨江救阿斗”,西行救助胡耀邦。
叶剑英与张宗逊、张爱萍两位上将以“视察军事工作”为名抵达西安市。当晚,西北局、陕西省委和省政府为他们举行隆重的欢迎宴会。宴会上,行伍出身、戎马生涯的张爱萍首先发言,他的发言惊动了在场所有的人,他说:“我们一进潼关,就看到陕西的麦子长势喜人,看来是一个大丰收。耀邦瘦了,陕西肥了,耀邦对陕西是有功的啊!”张爱萍的话说得有根有据,使批判胡耀邦的某些领导人哑口无言。多年后,不少研究者猜测张爱萍的发言是叶剑英事先授意的。当宴会结束后,主人们向客人告辞时,叶剑英大声说:“耀邦,你留一下。”胡便单独留了下来。
叶剑英关切地询问说:“我听贺老总说,这个地方在整人哪?”胡连忙回答:“您不问,我还不敢说呢!我已经做过六次检讨,仍然过不了关。”随后,胡耀邦向叶剑英简要介绍了有关情况。叶听罢,意味深长地对胡耀邦说:“老弟啊,你在旧社会少吃了几年饭,你斗不过他们哪!在西安说不清楚,回到北京去谈嘛!”胡担心地说:“我走不脱呀!”叶剑英爽快地说:“我带你走嘛!”随后,胡耀邦便请假以回京治病为由,搭乘叶剑英的军用专机返回北京。在临登机时,叶剑英对胡耀邦说:“耀邦走吧!这个地方不好搞啊!”胡耀邦终于摆脱了险境,可谓是“死里逃生”。
谢选骏指出:胡耀邦躲得过1964年的初一,躲不过1987年的十五,因为他的保护伞叶剑英死了,而叶剑英呢?风流债太多了,被扫帚星灭掉了。叶剑英1986年之死不仅带走了胡耀邦,也委屈了习仲勋,终于为邓小平路线在2012年的终结,埋下了伏笔。“鸡蛋印花”,可不慎欤!
【19、航天商业化类似神疯自杀】
《NASA与SpaceX的新任务:拆解这个标志航天走向商业化的太空旅行》(BBC科学事务记者
2020年5月26日)报道:
鲍勃·班肯和道格·赫利,即将开始一个载人航天的新时代。
美国加州的航天科技公司SpaceX周三(5月27日)将会启动一个前往国际空间站(International Space Station,简写ISS)的航天任务。将货运舱运载上太空实验室的任务,该公司已经做过很多次,不过这一次,他们将会载人。
这是属于航天史上那种开创未来的时刻之一。
美国太空总署(NASA)航天员道格·赫利(Doug Hurley)和鲍勃·班肯(Bob Behnken)将会坐在他们的载人龙飞船(Crew Dragon)舱内,与“猎鹰9号”(Falcon-9)火箭脱离。届时将会是近9年来第一次载人飞船从美国境内起飞进入近地轨道。
不过,除此之外,它也标志着载人航天运输走向商业化的转折点——企业将向政府以及任何其他想要购买服务的机构或个人出售太空旅行。
这张图详细列出了此次任务的几个关键步骤。
发射行动将在美国肯尼迪航天中心(Kenny Space Center)的39A发射台进行。阿波罗11号(Apollo 11)的登月者飞船以及第一架航天飞机哥伦比亚号(Columbia)都是在佛罗里达州的这个著名发射中心启动其任务的。
任务简介
时间是精确的。猎鹰必须在美国东部夏令时16时33分(格林尼治标准时间20时33分)离开地面,否则太空人就没有办法与以2.7万公里时速掠过地球上空的国际空间站相遇。
“猎鹰9号”是一个两级火箭。下端的部分会燃烧两分半钟之后熄火分离。这之后,第二段结构会燃烧六分钟,将载人龙船舱送入轨道。与火箭分离之后,船舱会使用自己的推进器,完成前往国际空间站的余下旅途。
在演练中,太空人用安全带将自己固定在载人龙飞船上。
赫利与班肯出现在无数航天先驱者踏足过的肯尼迪航天中心。
只要天气允许,太空任务将于当地时间周三16时33分启动。
火箭的第二段须在大气层内燃烧完毕。下端的助推器计划是落在大西洋的一艘无人船上。这是SpaceX专有的操作,令它的“猎鹰”火箭与当今应用的其他轨道火箭都不一样。
似乎不可思议的一点是,太空总署的宇航员所使用的太空船设计已经有39年没有更新过。旧有设计从约翰·杨(John Young)和鲍勃·克里彭(Bob Crippen)的哥伦比亚号轨道飞行器之后就没有更新过。他们在航天飞机上用的是按键、拨动开关和控制杆,龙系列的飞船全是触摸式屏幕。
它是一艘自动化的飞船,会自己制订前往国际空间站的路线,但是为免出现异常,赫利和班肯必须实行人手控制的飞行。
载人龙
载人龙船舱的构造是用于处理想象中的每一种情况,包括发射台上或者飞行途中出现的故障。如果出现这种情况,飞船将会使用一个强大的内建推进系统,将自己推到一个安全的距离。SpaceX已经在地面和空中排模拟排演过这种可能性。
本次任务中的载人龙飞船应该会在19小时的飞行之后到达国际空间站。船舱会与太空站的前端成一直线,然后以每秒钟几厘米的相对速度靠近。一旦对接上之后,就会用钩形成密不透风的接合。
赫利和班肯会在离地面420公里的国际空间站停留多久,目前未有确定。
预计是会超过两个月,但很可能不会长于120天。工程师表示,载人龙飞船上的太阳能电池在太空轨道上会发生损耗,所以美国太空总署肯定要确保在硬件性能降低之前有足够的时间将太空人带回地球。
他们不会急于降落到地球表面。太空人计划会继续自由飞行两天,进一步测试船上的系统和程序。在飞船最终脱离飞机轨道之后,会在下落穿过大气层时受到一个热屏障的保护。四个大型降落伞会令飞船减速,轻轻落在美国海岸附近的太西洋上。
SpaceX团队已经多次演练过寻回太空舱的过程。
谢选骏指出:航天商业化,类似神疯自杀——两者都想称霸世界,但是结果呢?都是走向毁灭与自杀。从地球环境的观点看问题,航天商业化和神疯自杀队,都是害人虫,他们必须死。
【20、后发国家的太空学费交的太高】
《中国媒体首次公布载人飞船探索火星计划》(BBC中文网2019年11月8日)报道:
中国计划2020年发射火星探测器,一次完成对火星的“绕、落、巡”多种任务——“中国国家媒体”首次公开报道了“载人飞船飞往红色星球的计划”。中国希望先送“太空人”登陆月球,将此作为下一步登陆火星的预演。
《中国日报》报道,中国航天科技集团公司表示,(中国)下一步载人飞行将是载人登陆月球进行探索。
中国航天科技集团公司表示,中国的长期目标是送航天员登陆火星。中国将先建立月球基地进行科学研究,扩大适合人类生存的场所,积累经验,然后再进行其它深空探测。
中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建在中新社报道中说,中国将在2020年发射火星探测器,计划在2021年,即中共建党100周年前降落在火星。
在新华社的报道中国“嫦娥四号”探测器说,中国计划2020年发射火星探测器,一次完成对火星的"绕、落、巡"多种任务,这在航天史上属于首创,因此难度非常大。
中国的火星探测
大约每26个月会有一次所谓的“火星冲日”,即太阳,地球和火星位于一条直线上,这是适合进行火星探测的时间点,因为那时候火星探测器的飞行路线最短,也最省燃料。中国媒体报道说,2020年就是“火星冲日”的探测窗口,因此中国届时将进行火星探测。
据中国航天科技集团官方微信号消息报道,中国航天科技集团的专门机构已经进行了大量实验,测试火星探测器悬停,避障和着陆试验,验证火星探测器在降落阶段的控制和推进工作性能。
中国媒体报道说,载人登陆火星探索会进一步了解火星生命痕迹。据认为研究火星也能为地球生命发展的问题提供线索。如果中国火星计划成功,中国将在火星探索方面超过美国宇航局,令之前的“好奇号”火星探测车相形见绌。
美国计划在2020年发射一架小型的自主性旋翼飞机去火星。该火星无人直升机项目将为最终实现由人控制的火星飞行器铺路。
“好奇号”火星探测车2011年11月由美国宇航局发射,2012年8月在火星登陆。“好奇号”探测车对火星气候及地质,火星上的水,以及火星环境是否曾经能够支持生命进行探测。
中美火星竞赛
中国“嫦娥四号”探测器总设计师孙泽洲在新华社的报道中说,中国计划2020年发射火星探测器,一次完成对火星的“绕、落、巡”多种任务,这在航天史上属于首创,因此难度非常大。孙泽洲说,月球没有大气,因此月球探测器要携带大量推进剂;火星有大气,但大气的不确定性也带来很多问题,因此增加了研制火星探测器的难度。
在中国人公开火星探索计划的同时,美国宇航局也宣布了发送新型自主直升机去探索火星表面的计划。美国计划在2020年发射一架小型的自主性旋翼飞机去火星。该火星无人直升机项目将为最终实现由人控制的火星飞行器铺路。
中国在甘肃省境内的火星模拟生存基地包括总控舱,气闸舱,乘员舱,生物舱等9个舱体……
苏珊·戈登是美国宇航局革命性直升技术(RVLT)项目的负责人。美国宇航局网站消息引述苏珊·戈登的话说:在火星稀薄大气中使用重于空气的飞行器是从前没有尝试过的事情,她期望该重要的太空项目能得到美国宇航专家的帮助。
苏珊·戈登说,使用火星直升机如果成功,就能让科学家对远离母船的火星远处表面探索。
美国宇航局负责人,共和党人吉姆·布里登斯廷说,美国宇航局拥有很多历史“第一”,火星直升机对于未来的关于火星的科学发现和探索具有重大意义。
谢选骏指出:后发国家对于先进国家的模仿追赶,在探索上毫无意义,唯一的价值是迫使先进国家发展得更快,不敢稍有停歇了。而对后发国家自身而言,如此高昂的太空学费,交的太不值得了。但是为了争霸,这又是不得不然的。
【21、互相吞噬是宇宙的宿命】
网文《“吃掉”行星 恒星解体》(2019-09-24)报道:
当一颗恒星吞噬一颗行星时,后者会对恒星产生奇怪的影响,包括导致其解体。了解这些影响可以帮助人们弄清楚不同种类的行星系统是如何形成的。相关成果日前发表于arxiv.org。
宇宙中的很多行星可能最终坠入它们的恒星。这要么是因为它们离恒星太近,要么是因为恒星随着年龄的增长而膨胀。科学家已经发现了一些证据,比如遗留下来的碎片云和充满无法自持元素的恒星。
美国加州大学洛杉矶分校的Alexander Stephan和同事计算了行星如何影响吞噬它们的恒星。研究发现,一颗坠入恒星的行星可以使恒星在数百年到数千年的时间里保持明亮。当行星释放能量时,恒星会旋转得更快。
“行星和恒星之间的相互作用可能无法‘杀死’恒星,但肯定会把事情搞砸。”Stephan介绍说,通常当一颗恒星吞噬一颗行星时,它会开始快速旋转,以至于开始分裂,并将其外层抛向太空。在那里,它们形成了一个由尘埃和气体组成的奇怪的扁平星云。
这种变亮和奇怪的星云可作为一种信号,帮助人类寻找正在吞噬行星的恒星,或者那些刚刚吞噬了行星的恒星。这还可以帮助科学家弄清楚太空中不寻常的物体发生了什么——比如因被一团碎片包围而看上去行为很奇怪的虎斑星。
它还可以帮助人类了解宇宙中的其他行星系统。“当我们观察行星时,只能看到幸存者——我们无法直接看到被摧毁的行星。”Stephan 表示,“如果我们能确定并找到这些恒星,那么就能在一群行星被‘吃掉’前,知道系外行星在形成时的各种情况。”
谢选骏指出:吞噬的本能似乎是宇宙的宿命——大到星体,小到细菌都是如此,人类也不能例外——
《太空人遇难遗体怎么办?专家曝:会被吃掉》(2021-04-18 ETtoday新闻云)报道:
▲火星任务可能导致太空人不幸丧命,因此该如何处理太空人遗体是个问题。
美国太空总署(NASA)即将展开备受期待的火星任务,不过最近外媒提出了一个有趣的问题,如果太空人在前往火星的路途中不幸逝世的话,那NASA会如何处理他们的遗体?据悉,NASA目前未有具体的处理方法,但专家却表示,也许这些遗体将成为其他太空人在缺乏粮食时的食物。
综合《每日星报》等外媒报道,NASA自60年前成立以来,已有21名太空人在任务中丧命。不过,随著NASA正在筹备人类首次对火星任务,外媒认为,死亡人数势必会攀升,因为这些前往火星的探险者需要在太空船内度过至少7个月,而这是人类从未有过的挑战。报道称,如果这些太空人在旅途中幸存下来并成功抵达火星的话,他们就会立刻面临恶劣的环境,但一旦有任何一位太空人不幸逝世的话,他的遗体则需要待在太空数个月,或甚至数年,才能返回地球。
那这些被迫“滞留太空”的尸体该如何解决呢?专家们提出了几个建议,其一,NASA可以选择将尸体送入太空,其二,将太空人的遗体直接埋葬在火星,让火星拥有第一个地球人的坟墓。不过,这具遗体需要先被焚化,以免污染火星表面。
科学网站“大众科学”指出,也许太空人们还会面临另一种可能性,如果一名太空人在1.7亿英里外的火星去世的话,他的遗体或许可以被冷藏或冻干。不过,当其他太空人的食物都被吃光,或是当他们缺乏食物时,这具遗体可能会变成他们仅存可以吃的东西。
▲NASA目前未有具体的处理遗体方法。
NASA的工作人员康利(Catherine Conley)表示,目前国际和NASA都尚未就太空人在任务中死亡该如何处理,提出具体的处理方法。不过SpaceX公司执行长马斯克(Elon Musk)曾说过,“如果你想去火星,那就做好死亡的准备吧。”
谢选骏指出:面对互相吞噬这一宇宙的宿命,有人称为“生存竞争”,有人称为“合作共赢”……其实说的都是同一回事,所以“恶棍害人”与“仁者爱人”竟然可以殊途同归!
【22、祸害完了地球祸害宇宙】
《如果给人类一亿年时间,地球将进化成什么样,又会被祸害成什么样》(走出去看看 2018-11-12)报道:
恐龙统治地球了1.6亿年,人类诞生不过5万年,就已经把地球祸害成今天的模样,以至于连科学家也不敢确信,人类能够存在一亿年,不知道大家有没有想过,假如给人类一亿年的时间,我们能在宇宙中留下什么痕迹呢?我们又将会把地球给祸害成哪一番的景象?
一亿年之后的人类会变成什么样子?估计那时候已经到了人类进化的尽头,摆脱了肉体凡胎,变成了变形金刚那样的硅基生命,甚至有可能是量子形态的生命体。但大家也知道如今我们的科技正在高速的发展当中,并且以后将会有越来越多的成就,这些都是毋庸置疑的。大概3000年后,我们就能够达到恒星文明,在太阳系内任何穿梭,采集恒星能源,掏空行星建立戴森球,甚至将人类意识上传到机器人乃至卫星上,或者冰冻后送进未来世界,这些在那时候人类的严重,是全部都可以轻松实现的。
而二十五千万年之后,我们甚至可以达到宇宙最高级文明,在三维宇宙已经已经封神的扭曲空间,可以创造宇宙,长生不老在那个时候甚至都可以成为一件轻而易举的事情。我们可以将殖民无数的小行星,甚至将恒星乃至黑洞当做礼物馈赠,但理想是美好的,现实却很凄凉。
虽然这些事不是没有可能,但是在成功之前,在成功的道路上,我们还将经受宇宙大过滤器的考验,如超级火山,病毒的爆发,巨型陨石的撞击,超新星爆炸的威慑,地外生命的入侵,乃至太阳消失,机器人造反,地震等等一系列的考验,我们究竟能不能在这些自然灾害之下活下来,都是一件说不准的事情。
总之一亿年,是一段十分漫长的时光,人类如果真的能够走完这一段时间将会在宇宙中称神,可是如果走不完,那就注定将给地球陪葬。不知道大家认为一亿年之后的我们将会是什么样子呢?如果你活到了那个时候,你将会做点什么?
《人就是这个地球最大的祸害》(黄延峰 2016-04-30)报道:
大卫·克里斯蒂安(David Christian)的《极简人类史-从宇宙大爆炸到21世纪》有着更宏大的视野,它将人类史放在了宇宙史和地球史的框架之中。你会发现人类发展的步伐越来越快,而且瞬时提速极快。
人是宇宙的一部分,是地球的一部分。
大约138亿年前,宇宙出现,源于宇宙学家所说的“大爆炸”。
45亿年前,太阳形成。随之形成地球。
大约35亿年前,地球上第一批生物出现。
约6亿年前,第一批多细胞生物出现,这是生物圈历史上具有重大意义的变革之一。
约700万年前,在非洲某个地方,“类人猿”开始用双脚站立。
约300万年前,非洲埃塞俄比亚一带出现“南方古猿”类人族群。
200万年前,非洲东部出现另一个类人物种“能人”。
约50万年前,地球上出现一个类人物种“直立人”。
约25万年前的东非,现代智人出现,即我们人类。
从此,人类有了史。
距今25万年~1万年,人类处于采集狩猎时代。
距今1万年~250年,人类处于农耕时代。
1750年,人类社会进入近现代。
人是自然的产物,是自然的一部分, 人类不是自然的主宰,不是地球的主宰。但是,自从诞生,它就极大地影响、改造了自然。
重塑地球的能力越来越强;
相互杀戮的能力越来越强;
掠夺地球资源的能力越来越强;
毁坏地球家园的能力越来越强。
人间就是人类所追求的天堂。如果人的发展和活动没有让其载体-地球更加美好,那人的一切活动就是零和的,甚至是负值。
地球上的人好多都不知道,但其他动物和植物都知道,他们默默地说:看把人能的,早晚得作死。
光阴荏苒,时光如梭,历经无数次红了樱桃,绿了芭蕉之后,一支由长臂猿、红毛猩猩和黑猩猩组成的考古队在茫茫的丛林中发现了人类活动的痕迹。经初步勘探和试挖掘,原来人类的城市人去楼空,现在长满了杂草和树木,高楼现在爬满了青藤,各种动物栖身其中,按需入住,无需批准,无需房产证,而且没有土地证的概念。
他们的考古报告为我们描写了人类最后的生活画面。
报告摘抄如下:
我们的祖先与人的基因差异只有1%左右,在人类迅速发展时,我们的祖先做出了英明的决策,我们要潜伏,这1%的基因不能进化,让人类作去吧。别看你小子蹦得欢,小心秋后拉清单。他们常说:人类是唯一可以使用语言进行交流的生物,咱骑驴看唱本,走着瞧。结果不出祖宗所料,人类走向了灭亡。这正应了一句话,用世界语表达就是:No作,No死。
对东亚大陆的考古发现,号称从来没有间断的夏华文明加速走向了衰亡。按照人类史研究专家的断代划分,这个文明分为天朝前、天朝、旧国和新国以及新国晚期。
结合古墓中发现的残卷、土壤成份分析和骨密度测量,推测1840年前的人类大致还凑乎,但在那之后,各种的内战外战,各种的狗撕猫咬,各种的巧取豪夺,各种的坑蒙拐骗,终于,两河流域的这个文明架不住劲了,毁于一场细菌战。大致过程如下:
开始,天朝的皇帝想搞君主立宪,保住皇位,还没时间搞出个样子来,被后来的革命党人搅黄了;之后的旧国想搞民主、法制,还没机会搞出来个样子,被后来人的革命党人搅黄了;新国成立后,一开始想搞新民主,但很快就搞了公有制,一伙人想管全国人的吃喝拉撒、生老病死,结果这场宏大的试验搞不下去,虽杀死、饿死、整死、斗死、流产很多人(据不完全统计,1949年以后,其涉及政治死亡的人数超过了人类第二次世界大战丧生的6000万人),听不到反对者的声音了,但计划经济无奈还是让位于市场经济,放开一部分,封闭一部分,说是一手软一手硬,结果该硬的不硬,该软的不软,再加上人类只认当官、挣钱,万般皆下品,唯有当大官和挣大钱,要么拿权力换钱,要么拿钱买权力,而且做事钻头不顾腚,也不顾及子孙后代,造成空气污染严重,地下水污染严重,能用的资源都用完了,能吃的东西都吃完了,官员贪腐严重,商人缺德严重,大家互相喂毒,吃的是地沟油和添加剂,喝的是超标水和毒奶粉,吸的是雾霾和尾气,从已发现的骨骼及其骨密度增大这一现象看,他们吃了太多的假冒伪劣食物,无法分解排泄,沉积到骨髓,使得他们跑不动,走路也困难;再加上住的是高价房,70年折腾一回所有权,压力倍增,进而影响人体的内分泌,造成机能紊乱,身体免疫力经受了超强的考验;本来超强的生育能力下降,而且生下来的后代智商急剧下降;而且从大脑容量变得极小来判断,他们可能长期不用独立思考,故而用进废退,变成了头小身子粗的怪物,面对内忧外患,他们左冲右突,疲于应付。
由于新国的各种数据一般不公开,公开的数据也仅供参考,但不难看出,其经济发展付出了惨痛的人道代价。
此时,各种动物、植物发现人类傻了之后,伺机而动,发起了一轮又一轮的袭击,他们跟人类学会了细菌战、游击战和地雷战,不见人类不挂弦,杀人于无形。人类最害怕问题出在内部,所以,他们就利用病毒、细菌攻其内部。尽管人类以身试毒,以身试细菌,但防不胜防,百密一疏,最后,我们的祖先用一种我们经受得住,但人类经受不住的改进型细菌击垮了他们。
最后一个人类消失于东亚的新国,因为新国人身受百毒,历经磨难,抵抗力太强了,相比之下,白种人、黑种人和其他黄种人简直弱爆了,其他人种相继而亡之后,还有一小群新国人继续在黄海之滨一带活动,他们想乘诺亚方舟逃向外星球的企图被我们成功阻击(诺亚方舟现陈列于古代人类史博物馆),海娃及时送出了鸡毛信,我们派出了雁翎队进行袭扰,雨来则乔装打扮,打入人类内部,成功地在船底凿了个窟窿。不能让人类去别的星球继续祸害。
人类有一句名言:地球离了谁都能转。
本来的人间天堂变成了不适合人类居住的地方。人类消失之后,他们对生态环境的破坏需要地球几千年才能清除。
现在,地球继续旋转。
宇宙继续演化。
我们不能只回顾过去,还要展望未来,这才是《极简人类史》。
从长期看,人总是要死的,这不是悲观。
不同的是,人类是自己作死的。
谢选骏指出:希望人能闻过则喜,可以免除灭种危机。
【23、加加林亵渎上帝、折戟沉沙】
《尤里·加加林与苏联火箭航天技术总设计师谢尔盖·科罗廖夫加加林之女:首席设计师估计父亲从太空生还的机会是50%》(俄罗斯 2021年04月11日)报道:
莫斯科克里姆林宫博物馆馆长、世界太空第一人尤里·加加林(Yuri Gagarin)长女叶莲娜·加加林娜称,苏联火箭航天技术总设计师谢尔盖·科罗廖夫估计,尤里·加加林在进行首次太空旅行后,能活着返回地球的几率是50%。
俄大众传媒监督局要求脸书取消对播报加加林太空飞行信息的限制
加加林娜在接受“俄罗斯1”电视台采访时称,“谢尔盖·科罗廖夫认为,加加林生还的可能性完全没有100%,可能是50%或者更低。”她在采访中谈到了加加林生活中一些鲜为人知的情节。
据她介绍,父亲可能会死于太空航行的情况其实有很多。
60年前,1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林搭乘“东方”号宇宙飞船完成了首次太空航行,历时106分钟。
《加加林太空飞行60周年:人类首次载人航天少为人知的危险》(BBC
2021年4月12日)报道:
“在这里/我是坐在一个锡罐中吗?/远离这个世界/地球如此的湛蓝/我却什么都没办法做……”
大卫·鲍伊(David Bowie,大卫·宝儿)《太空怪谈》(Space Oddity)中的这段歌词,概括了尤里·加加林(Yuri Gagarin)进行人类首次太空旅行时可能有的感觉。
在他那艘直径只有两米多一点的小小飞船里,飞向太空的加加林更多是一个乘客而不是宇航员。
当时,这名“飞行员”甚至都没有碰过飞船里的控制台。
根据一份与地面控制中心沟通的文字记录,加加林当时被飞船窗外的风景震撼了。他评论了一番我们的星球“美丽的光环”,还有云朵投射在地球表面震撼人心的影子。
加加林在1961年4月12日进入太空,那是当时苏联对美国太空竞赛当中的一次胜利,而他成功回到地球,是无可争议的凯旋。
但是,为了创造历史,加加林当时接受的是一个危险的挑战,需要极大的勇气。他飞向太空——一个当时完全未知的神秘空间——乘坐的飞船并没有救援操作。
与此同时,送他上天的那种火箭,在当时的升空试验当中失败和成功的次数一样多。
加加林当时担当了一只天竺鼠的角色,而他的任务是旨在回答好几个问题——人体是否可以在太空中生存?飞船能不能完成这样的一次旅程?而飞船能不能与地面进行有效的沟通,从而确保安全着陆?
在当时,没有一个人有信心确定火箭、飞船、沟通控制和操作系统是安全的——甚至连人体能不能在太空中生存也不确定。
“假如东方号(Vostok)飞船放到今天的科学家面前,没有人会投票赞成,将这样一块不靠谱的东西送上太空,”那次任务近半个世纪后,工程师鲍里斯·切尔托克(Boris Chertok)在《火箭与人民》(Rockets and People)一书中这样写道。
“(当时)我签署了文件,宣称我认为一切看来都可以,并且保证任务的安全。我今天绝对不会签那样的东西。我得到了很多经验,也意识到我们当时冒了多大的风险。”
东方号的几次失败
运载同名飞船的东方号发射器,是基于R-7火箭设计的,那是1957年8月首次试飞的一个二级洲际弹道导弹。
同年,卫星一号(Sputnik 1),第一枚人造地球卫星的发射,也是从R-7脱胎而来。
结果证明R-7的设计非常成功——这个火箭家族时至今日仍然是俄罗斯唯一用于载人航天的火箭。虽然历时已久,它仍然是将飞船送入轨道的可靠设备。
然而,在1961年,情况颇为不一样。“如果我们用的是现代的火箭安全标准,我们在1961年之前是没有任何理由乐观的。在那一年,我们至少有连续八次成功发射,”切尔托克在他的书中说。
“(但是)从1960年的五次卫星发射来看,有四次成功离开地面,当中只有三次进入地球轨道,后来只有两次成功着陆。而在那两次回到地球的任务当中,只有一次是正常落地的。”
东方号项目的第一次发射是在1960年5月15日——这里距离加加林的任务还有不到一年。在当时的卫星飞船上有一个外号叫伊万·伊万诺维奇(Ivan Ivanovich)的人体模型。
飞船飞进了地球轨道,但是却没有回来。它的导航系统失灵了。
8月19日,两只狗贝卡(Belka)和斯特里卡(Strelka)乘飞向上太空并成功返回,成为整个1960年代唯一一次成功完成的发射。
但是之后的尝试却没那么顺利。
12月1日,另一次同样是载狗的发射——这次是穆什卡(Mushka)和普切尔卡(Pchelka)——却未能按原定计算轨道返回,并且开始在苏联边境之外坠落。之后整艘飞船连同船上的动物一起被毁灭,以避免其他国家获取苏联的技术。
几近完美
1961年4月12日,在加加林的飞行过程中,火箭的表现几近完美。但是在太空科技当中,没有任何细节是多余的,而这个“几近”的完美,仍然可能要了加加林的命。
在很多技术瑕疵当中,他的飞向进入轨道时的高度比预算高了一点。
他有减速装置,但是如果它没有奏效,加加林就有可能要等候飞船自行下降,才能回到地球。
虽然东方号里有足够维持一星期以上的氧气、食物和水,但是更高的高度可能会令飞船需要比这更长的时间才能开始下降。
那样的话,加加林就很有可能因为物资供应不足而死亡。幸运的是,制动器奏效了。
在加加林回归地球之前,连接飞船太空舱和机械舱的电缆未能及时分离。于是加加林的太空舱在着陆时,是在没有预期的情况下启动了额外的模块。
太空舱内的温度因此高得危险,而且加加林遭遇强烈地旋转,几乎失去知觉。
“我当时在一团火当中冲向地球,”这名太空人后来回忆说。10分钟后,电缆才终于烧透,载人的返回舱此时才摆脱负担。
加加林在太空舱着陆之前跳伞,在伏尔加河附近安全落地。
这违反了国际航空联盟(Federation Aeronautique Internationale,简称FAI)对太空人应该在太空船中着陆,否则太空飞行将不被计算的要求。
官员拒绝承认加加林没有在飞船中完成落地前最后几公里旅程。
他的太空飞行纪录得到了FAI的认证。后者也改变了对安全发射、轨道飞行和太空人返回等重要步骤的认可规定。
“我知道得太多”
BBC俄语访问了三名俄罗斯太空人,如果是在1961年东方号飞船那样的状况下,他们是否会飞上太空。
在1997、2006和2016年先后三次进入太空的帕维尔·维诺格拉多夫(Pavel Vinogradov)表示,尽管有这些危险,但是他仍然会飞,但这仅仅是因为自己喜欢冒险的性格。但是他说,加加林当时是处在不一样的位置,而且很可能并没有意识到所有的风险。
“你必须明白,我第一次飞行所具备的知识,”维诺格拉多夫说,“我是一名工程师,我知道得太多了。加加林很可能不知道这些。”
2010和2015年两次进入太空的米卡伊尔·柯尼恩科(Mikhail Kornienko)说,如果他在加加林的位置,也绝对会在1961年飞上太空,但是现在就不会了,因为现在知道,风险是极高的。
“我肯定,任何人在他的那位置也是会走进那架飞船的,”这名太空人说。
谢尔盖·里亚赞斯基(Sergei Ryazansky)曾两次进入太空,他指出,首批太空人兵团召入的是军队战斗机飞行员——这些讲求纪录的人,随时准备为祖国牺牲性命。
他说,首批太空人很年轻。“很可能,如果我在那个年龄,因为我对冒险的向往,我会同意(坐上东方号飞船进入太空)。现在,我当然是不会。我有四个小孩,并且对我的家庭有责任。”
里亚赞斯基说,即使在现在,太空飞行仍然是很令人害怕的。“一个正常人会有恐惧,而这是好事。人会变得更加自律,更加专注和更负责任。”
“我们的生活永远地改变了”
加加林是一个农民的儿子,他进入了未知的太空,并且在回归的一刻成为地球上最有名的人。
他的飞行令他成为国家英雄和世界名人,而他在之后也游历世界各地,宣传苏联的成就——包括捷克斯洛伐克、保加利亚、芬兰、英国、冰岛、古巴、巴西、加拿大、匈牙利和印度。
“当然,它意味着我们的生活永远改变了,”伊琳娜·加加林娜(Elena Gagarina)在2011年接受BBC访问时说。
“我的父亲当时要有私人生活是极度困难的。那次飞行之后,我的父母绝少有机会在私人场合单独和对方在一起。”
“即使他给自己计划了一些事情,也会被想要见他、跟他说话和触摸他的人包围着。他意识到,这是他工作的一部分,他无法拒绝。”
虽然加加林很渴望再次飞行,但是因为他身为国家英雄的身份,他没有被允许再次作太空飞行。
他之后参与培训了其他几个飞行员,并入读著名的茹科夫斯基航天工程研究院(Zhukovsky Institute of Aeronautical Engineering)。
1968年2月,加加林取得荣誉学位毕业。
同年3月,在一次米格15战机的常规试飞当中,他的飞机坠毁了,他与副机师当场死亡。当时,他34岁。
谢选骏指出:加加林像个没头苍蝇,冒着50%以上的生命危险飞向太空,犹如飞蛾扑火,结果还能跳伞降落——这真可谓奇迹了。但是,这个人后来却在一次普通的飞行中,毫无理由的、莫名其妙地折戟沉沙了——这是为何呢?
《加加林太空首飞未披露的10件趣事》(2020-04-26《透视俄罗斯》记者 鲍里斯·叶戈罗)报道:
世界首位宇航员尤里·加加林是从哪本英文书中摘取的那句经典“走起”?他要开枪对付谁?他在太空中遇见上帝了吗?
一、1961年4月12日,加加林(Yuri Gagarin)传奇太空飞行的几周前,一个穿着太空服的假人“伊万·伊万诺维奇”与一条名叫兹韦兹多奇卡的小狗被送入太空。一起被装上飞船的还有一台录音机,将预先录好的食谱和合唱歌曲传送回地球。当时这样做的目的是迷惑对太空飞行进行监视、一直企图解密这些代码化信息但均徒劳无功的美国人。
二、加加林头盔上的“苏联”字样是起飞前20分钟才印上的,因为有关方面直到最后一刻才意识到,他返回地球时有可能被误以为是外国间谍。就在一年前,苏联在境内击落了一架美国人弗朗西斯·加里·鲍威尔斯(Francis Gary Powers)驾驶的侦察机,他当时就戴着跟加加林类似的头盔。
三、起飞时,加加林本应该说规定好的“全体注意,起飞!”可是他打破了这个规矩,说出了那句日后成为经典名句的“走起(Let's go)!”这句话的灵感来自加加林特别喜欢的作家查尔斯·狄更斯(Charles Dickens)的小说《小杜丽》,小说中,这句话是猫将鹦鹉拖出笼子时鹦鹉说的。
四、加加林搭乘的“东方1号”宇宙飞船是自动控制的,因为当时没人能预测一个人在极端条件下的行为。加加林收到了一个信封,里面有激活手动控制的代码,万不得已的情况下可以使用。虽然只需解一道简单的算术题就能获取代码,可对一个处于惊慌失措状态下的人来说这也是很难的。
五、起飞前,加加林给妻子瓦莲京娜写了一封道别信,一旦他遭遇不测,这封信应该要交到他妻子手上。在7年后的1968年3月27日,加加林在空难中牺牲后,瓦莲京娜最终收到了这封信。
六、当时人类对宇宙飞船下降时如何穿过稠密大气层还不是特别了解。从舷窗中看到火舌后,加加林以为飞船要失事了,于是向地面呼叫:“我着火了!别了,同志们!”但由于众所周知的原因,这句话被忽视掉了。
七、加加林进入太空时还是上尉军衔,着陆后就成了少校。有种说法是,赫鲁晓夫(Nikita Khruschev)亲自指示国防部长马利诺夫斯基(Rodion Malinovskiy)为加加林提升军衔,要求越过大尉直接将他提升为少校。
八、“东方1号”在太空飞行期间,有史以来太空中首次出现了射击武器。当时加加林获发了一把马卡洛夫手枪。根据推测,宇航员可能会降落到偏远地区,不得不对付野生动物。1965年,“日出2号”宇宙飞船的机组人员就遇到了这种情况,他们降落在南乌拉尔地区白雪皑皑的原始森林里,不得不开枪吓跑狼和熊。
九、在当时的技术条件下,宇航员乘密封舱着陆是不可能的,所以加加林是被弹射出去后乘降落伞落地的。当时他宇航服中的供气阀没有立即打开,所以有一段时间他闷得喘不上气。经过艰辛旅程后,太空第一人差点倒在了最后一步。
十、结束太空飞行任务两天后,在克里姆林宫举行的招待会上,赫鲁晓夫把加加林叫到一边,问他(在太空中)见没见到上帝,加加林开玩笑地回答说:“见到了。”苏联领导人也开玩笑地跟他说:“这事请你不要告诉任何人!”过了一会,大牧首阿列克西一世也过来问加加林同样的问题。加加林觉得跟东正教领袖开这样的玩笑不合适,于是回答说:“没有,神父。很遗憾,我没看到。”阿列克西也对他说:“尤拉(即尤里),这事请你不要告诉任何人。”
还有一种说法是:
加加林纯真乐天,风趣幽默,据称在向尼基塔·赫鲁晓夫作报告时,他的第一句话就是:“我把太空检查了个遍,没有发现上帝和天使。”正因为加加林的这句话诞生了一个非常著名的“苏联笑话”:加加林从太空回来,告诉赫鲁晓夫:“同志,你知道,我上天的时候,看到有上帝和天使的天堂———基督是对的!”赫鲁晓夫说:“我知道,我知道,但保持沉默,别跟任何人讲!”在梵蒂冈,他告诉教皇:“神父,你知道,我上天的时候,发现那里既没有上帝也没有天使……”教皇打断他的话说:“我知道,我知道,但保持沉默,别跟任何人讲!”
谢选骏指出:加加林用一种玩世不恭的方式谈论上帝,而毫不感恩是上帝让他活下来的。他给上帝做了反面的见证。但是,我相信,上帝的大能一定会把加加林的反面见证变成正面的见证——
《伟大而落寞:英雄加加林的后太空生活》(2014年4月12日《透视俄罗斯》)报道:
1961年4月12日,加加林乘坐东方号飞船进入太空,成为人类历史上首位完成太空飞行的宇航员。然而,回归普通生活的他却感到巨大的落差,靠酗酒逃避精神压力。他的突然遇难也因此蒙上了神秘色彩。
加加林经常被问及,是否曾在宇宙里看见上帝。 他回答道:“只差一点点,也许我就去见上帝了。”在加加林的太空航行中,至少出现过两次险情,差点造成这位人类的首个太空宇航员丧命。一次是着陆期间;另一次是轨道飞行期间。加加林后来回忆说:“我决定不向地面汇报,我不想增加恐慌感……”
资料:1961年4月12日,加加林成为人类历史上首位完成太空飞行的宇航员。经过108分钟的太空旅行后,加加林在萨拉托夫州成功着陆。他知道风险很大。在其飞向太空前,共有四批人体模型被送入太空轨道;其中一个被直接烧毁,再也未回来。尽管该信息被严格保密,但每个人都知道太空飞行极为危险:所有人——甚至是科学家——都认为宇航员进入太空是自杀式行为,这种想法一直持续到1961年4月12日。加加林那一代人生活在无战争时期,因而这些战时出生的孩子都梦想着伟大的成就和牺牲。太空飞行给了加加林实现梦想的机会。东方号宇宙飞船持续飞行108分钟,这足以让加加林重返地球后成为世界明星。
宇航生涯:达成体能及政治训练
加加林及其他9名有望成为英雄的宇航员在星城(莫斯科宇航员训练中心所在地)接受训练。他们不仅要忍受寂寞,还需承受身体的疲劳和痛苦。良好的健康状况是成为宇航员的必备条件之一。加加林回忆:“医生用锤子敲击每根骨头,检查所有器官的体征状态,从心脏到前庭都需检查。”然后便是无休止的测试。在此期间,受试者的耳机会提示选择明显错误的答案。教官还告诉他们,在极端情况下,他们只能依靠自己。
人类首位航天员加加林诞辰80周年
加加林并不拥有超越其他候选人的特殊才能。他身体健壮、个子不高,但非常活跃、肢体非常协调。然而,测试内容并不限于体能。卡马宁将军与这群未来的宇航员共同工作了很长时间,认真塑造后者的道德和政治品质,仿佛这群宇航员即将要鼓动外星人接受社会主义制度。记者雅罗斯拉夫·戈洛瓦诺夫回忆称,卡马宁“没有幽默感,是个坚定的斯大林主义者”。然而,每个人都知道,太空飞行也是意识形态事件;即使不喜欢领导人,仍需接受这个事实。
命运眷顾:成功当选首位宇航员
人们很难判断,苏联为何最终选择了加加林。只能假设,赫鲁晓夫喜欢这个有些土气的小伙子。坦白说,加加林拥有俄罗斯农村青年的典型外貌。当选首位宇航员的人自然会成为公众人物,"代表国家形象"。显然,这就是赫鲁晓夫对苏联国家形象的理解:胸怀开放、对自身实力非常自信。
此外,加加林也确实是名优秀飞行员,也是一位重视训练的勇敢者:他每天都在健身房锻炼数小时,并每天早晨进行艰苦的越野跑……他总会尽全力做到最好。不过,60年代初有许多志向远大的优秀飞行员,命运可能会选择他们中的任何一个。
明星陨落:难以承受的精神落差
在太空航行后,加加林少校马不停蹄地周游世界,宣传苏联的生活方式。他在旅行中需要用到两种能力:好酒量、讲祝酒词。这位宇航员在这两方面都很厉害。知名演员、作家、政府首脑、甚至英国女王都曾分别与加加林一起举杯。
结束世界旅行后,加加林的心理状态非常糟糕。现今的退役运动员、退出娱乐圈的歌手和演员大多会出现这种状态。我们通常称该状态为“明星陨落”:抑郁、迷茫、感到一无是处……私人轿车、舒适公寓等国家福利都无法平复加加林的精神落差,无法助其减轻压力。全世界都崇拜他,但现在他却发现自己失业了……这样的人需要特殊的减压心理治疗,但这种治疗直到加加林太空航行数十年后才出现。
福罗斯意外:酗酒后精神恍惚坠楼
因为无法摆脱抑郁,加加林开始酗酒,并且行为放纵。有关他酗酒的传闻传遍了全国;最出名的故事发生在黑海度假胜地福罗斯。当时意识恍惚的他从疗养院的阳台跳下,重重摔在地上,造成头骨和面部骨折,后住院治疗一个月。他的左眉毛上留下一道伤疤,于是这位“国家形象”接受了整容手术,其费用在当时只有好莱坞明星才承受得起。
人类航天历史回眸:拜科努尔的传说
从上世纪60年代中期的照片来看,人类的首位太空宇航员显得非常哀伤。在完成永载史册的太空航行后,他曾露出让世界铭记至今的迷人微笑;但这个微笑再也不见了。他被任命为宇航员团司令,并于1966年6月接受联盟号飞船计划的训练。他的第二次航行似乎为期不远。可是,他无法恢复过来;喝醉了的加加林沮丧地告诉朋友,他的职业生涯已结束。
最后的翱翔:英雄宇航员坠机遇难
加加林在天上时的状态要比在地面好。他是专业飞行员,飞行也让他觉得自己还算有用。太空已遥不可及,因为他的心理状态不可能通过太空航行测试。在生命的最后几年里,加加林不断进行飞行。他几乎每天都会去契卡洛夫斯基机场,钻进米格飞机的驾驶舱。他在人生的最后一天也是如此。在某次训练飞行中,加加林的飞机坠毁。传闻认为,他在坐进驾驶舱时就已喝醉。还有其他版本的传闻:如谋杀、自杀等。匈牙利出版的一本书里称,首位宇航员其实不是尤里·加加林,而是另有其人。作者向我们保证,正是因为这个谎言,加加林才倍受折磨,最终决定自杀。周刊《绝密》则讲述一个新版本:加加林并没死,而是因反对勃列日涅夫的政策而被关进疯人院。最后,保加利亚预言家万加称,加加林没死,而是被“带上了天”。不过,她从未解释过这句话的意思。所有这些传言都证明了一点,即加加林是个真正的传奇人物。因为某些无法充分理解、并带有神秘色彩的原因,他被选为首位宇航员,但这并未让加加林得到快乐。 www.tsrus.cn/33477 | 本文为《透视俄罗斯》专稿 作者:扬 申克曼(Yan Shenkman)
谢选骏指出:从人类的角度看,地球非常珍贵——像人类唯一拥有的透明的鱼缸一样,温度、空气、重力、磁极、水……但人类却不知珍惜。缺乏感恩的人们,除了酗酒、争斗、车祸、坠机之外还能干什么呢?加加林的折戟沉沙,也是其中一支插曲。他大风大浪都过来了,偏偏在阴沟里翻了船——因为他目无上帝、触犯神秘。
【24、教廷不知太阳中心说谬误,不知宇宙朝圣的时代开始了】
《正义和真理会迟到,但总会到来,教皇为他道歉了!》(2020-07-12 灵遁者)报道:
导读:一个让教皇道歉的人,他究竟做出了什么样的贡献。
与探索者同行
1979年,梵蒂冈教皇J.保罗二世代表罗马教廷为伽利略公开平反昭雪,认为教廷在300多年前迫害他是严重的错误,这表明教廷最终承认了伽利略的主张——宗教不应该干预科学。
有时候我在思考,人类在宇宙中能存活多久,能走多远。宇宙真的大到让人窒息,大到让人迷茫,但每次读到关于这些科学探索者的故事,都能让我热泪盈眶。也许你的出现,改变了你的爱人和你的家庭,而这些人的出现,改变了全人类的认识和命运!
伽利略一定就是这样的一个人,他的出现改变了全人类的命运。他被称为“观测天文学之父”,被称为“现代物理学之父”、“科学方法之父”、“现代科学之父 ”。可是你们知道吗?他并不算是物理学科班毕业的学生,他在比萨大学读的是医学,那个时候严格来说也没有物理学这门学科。而从伽利略之后,就有了!他是人类现代物理学的创始人,奠定了人类现代物理科学的发展基础,所以他被称为“父”。
每个人都有好奇,但并不是每个人都有勇气去探索,去坚持探索。这和你学了什么没有关系,这和你想不想认识世界有关系。2020年的高考刚刚结束,会有数以万计的学生进入大学求学,而大多数我们从一开始求学的目的,不是为了认识世界,探索宇宙,而是为了更好的生活,光宗耀祖。目标决定方向,当你把让自己过的更好作为目标的时候,你一定会迷失在生活中,迷失在灯红酒绿中,把你在学校学到的最终统统丢掉,然后跟所有人说,社会是残酷的,梦想是个可笑的话题。
难道我们今天的科研环境,还不如16世纪吗?还不如15世纪吗?还不如14世纪吗?确实如很多家长说的,社会诱惑太多,稍不留神孩子就会被误导,就会荒废学业,荒废研究。
梵蒂冈教皇J.保罗二世的道歉,不仅仅是对伽利略的道歉,也是对布鲁诺,哥白尼等人的道歉。尼古拉·哥白尼是教会法博士、神父、天文学家、数学家。以教父之名提出了日心说,否定教会的权威,改变了人类对自然,对自身的看法。说起来很巧合,哥白尼和伽利略一样是学医的,由于医术高明而被人们誉为"神医"。哥白尼也并不是一位职业天文学家,他的成名巨著是在业余时间完成的。他在死的前一天,才收到印刷社寄来的第一本他的书。他在《运行》一书的序言里提到这种情况时说:在漫长的岁月里,我曾经迟疑不决。为什么要迟疑不决呢?原因就在于他害怕教会对这一新兴科学理论的迫害。
1506年哥白尼从意大利归国时,就亲眼看到宗教裁判官对胡斯分子的血腥镇压,许多密谋聚会的人都被抓起来活活烧死。在哥白尼的一生里,波兰国境内至少进行过300次以上的宗教裁判活动。哥白尼也经常受到威胁和迫害,在他担任弗隆堡大教堂修士的瓦尔米亚教区,他舅父务卡施大主教死后,几个继任的大主教都三令五申地"查禁邪教"并对修士们严加监视。他们认为哥白尼是个"叛教者",直到他临终时,身边还有上司所布置的密探和奸细。
时代有时候愚昧地让人不敢相信,这是人们沉默的原因。但终究会有人站出来。他们相信真理,他们不愿意欺骗自己,他们死也要告诉大家,地球真的在动,地球也不是宇宙的中心!
布鲁诺被活活烧死在罗马鲜花广场,他说:"高加索的冰川,也不会冷却我心头的火焰,即使像塞尔维特那样被烧死也不反悔。"他还说:"为真理而斗争是人生最大的乐趣"。经过8年的残酷折磨后,布鲁诺被处以火刑。1600年2月17日凌晨,罗马塔楼上的悲壮钟声划破夜空,传进千家万户。这是施行火刑的信号。
通往鲜花广场的街道上站满了群众。他向围观的人们庄严的宣布:"黑暗即将过去,黎明即将来临,真理终将战胜邪恶!"最后,他高呼"火,不能征服我,未来的世界会了解我,会知道我的价值。"刽子手用木塞堵上了他的嘴,然后点燃了烈火。
其实早在布鲁诺之前,1327年,有个意大利天文学家叫采科·达斯科里被活活烧死,他的"罪名"就是违背圣经的教义,论证地球呈球状,在另一个半球上也有人类存在。
伽利略曾经写信给开普勒,信上说:"我信服哥白尼的观点已经有很多年了,我根据他的观点,发现了自然界很多现象的原因。我写过许多驳斥对立论点的文章……"
为了让教会当局也相信这种学说,伽利略献上他的望远镜,叫他们亲自去观测天空的秘密。可是教会当局不愿意相信自己的眼睛。他们的借口是,望远镜会产生种种幻象,看到的东西都不实在。其实他们担心的是,哥白尼学说的传播会对教会产生不堪设想的后果。教皇乌尔本三世曾忧虑重重地说:"哥白尼的学说可能产生比路德教派更可恶的后果。"
1616年2月,宗教裁判所宣布伽利略的著作为异端邪说。3月5日,图书审查协会又宣布哥白尼的《天球运行》为禁书,禁止印行。
这时伽利略已经染上重病,精神颓丧,就向宗教裁判官递了一份供状,上面写道:"我以严重的邪教嫌疑罪被捕,这种邪教就是……太阳是宇宙的中心……而地球在动……"
相传当他念到最后几个字的时候,曾经在地上跺着脚,自言自语地说:"可是地球的确是在动啊!"后为他被判处终身监禁。在监狱里他回顾自己40年的研究,写出了总结内容,涉及两类现在称为运动学和材料强度的科学,这些科学内容在荷兰出版,以避免审查程序的出现。这本书得到了爱因斯坦的高度赞扬。到1638年,伽利略完全失明,患有疝气和失眠症,因此被允许前往佛罗伦萨寻求医疗建议。直到1642年,在遭受发烧和心脏病之后,他于1642年1月8日去世,享年77岁。
哥白尼和布鲁诺等人影响了伽利略,使得伽利略开启了一个新的物理时代。尤其是伽利略关于惯性的认识,是他为人类做出的最大贡献。基于对于惯性的新认识,牛顿和爱因斯坦才能开创属于他们的物理时代。时空观,一次次被刷新,我们的世界迎来了前所未有的飞速发展。
从他们身上,我们至少应该明白一个道理,不敢想,不敢说,不敢行动是懦弱的表现,是无知的表示。而我们总认为我们是最聪明的,我们是吗?永远不要认为这个时代就没有“宗教迫害”,年轻人没有受到正确的价值观点引导,其实就是在受错误价值观迫害。永远也不要认为我们是聪明的,因为我深信我们不是唯一活在这个宇宙空间中的生命。有很多未知的东西,需要我们去探索,这些东西会再次颠覆我们的认知。年轻人啊,你一定要勇敢地去想,去写,去做,这样你才是真正的有探索精神的人。
就拿惯性来说,伽利略提出这个概念已经过去几百年了,我们弄懂了吗?没有!就连爱因斯坦都说,引力质量和惯性质量严格相等,不是偶然,但为什么不是偶然,我们似乎说不清楚。但这个说不清楚的东西,正是狭义和广义相对论的基础。狭义相对性原理,广义相对性原理,等效原理哪个不是得在惯性基础上论述和推理!
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。我自横刀向天笑,去留肝胆两昆仑。我们中国人的探索精神不是没有,文人志士的气节也不是没有,可能我们探头看星空的时间有点短,不够长。
结尾说一下伽利略这个伟大人物的感情生活,伽利略去威尼斯旅行时,遇见了玛丽娜。她是一个美丽而单纯的姑娘,欢乐的性格使她不知忧愁,经过几次轻松愉快的谈话,他爱上了她,并且和她结了婚。但伽利略总是把事业放在第一位,他从来不允许有什么东西干扰他的工作。可是玛丽娜对他的工作一点儿兴趣也没有,对他房间里一群学者们常常进行的科学讨论,感到很厌烦。为此,伽利略不得不在学校附近另外买下了一所房子,布置周全后让他的妻子住到了那里。他很少有时间和玛丽娜一起生活。日转星移,他们已有了三个孩子,伽利略在事业上也取得了许多新的成果。但玛丽娜对他却越来越冷淡了。他的名声越大,她却越反感,伽利略预感到他们总有一天是要分手的。
一个秋天,伽利略正在从事着改进望远镜的工作,寒冷而潮湿的气候使他的关节炎经常发作,但是这也不能阻挡他。玛丽娜和孩子们很少见到他的面,伽利略几乎把全部时间都用来制作望远镜了。一个比一个做得好,但是他的感情悲剧的日子也终于到来了。玛丽娜对这种缺少感情生活日子再也忍受不下去了。她是一个普通的女人,需要的是一个普通的丈夫,他们俩就这样分手了。
伽利略的大女儿进了修道院后成为玛丽亚·切莱斯特修女。她与她的妹妹未成年时就被父亲送进修道院。这个看来是冷酷的、不近人情的安排其实是深具爱心的。除了家境困顿与健康原因外,伽利略这么做是为了让她们能平安生活。他很早就明白自己的才华和发现会遭到妒忌者的攻击。他必须让柔弱的女儿躲避尘世间的狂澜大波,修道院成了庇护所。
我这样写,是为了让大家看到一个有血有肉的人,他和我们一样。他是个好的科学家,但可能不是个好丈夫。一个人怎么活,怎么过完一生,似乎是一个大问题。而每当我读这些伟人的故事之后,我从未感觉到他们迷茫过,虽然他们也有错误的时候,但他们的方向似乎一直是清晰的,他们乐此不疲的在为看不清道路和看不清星空的人指明方向,哪怕需要点燃他们自己,他们也没有回头哭喊!这是人类对于黑暗时候所表现出来的大无畏。我一直说,最伟大的人类一定还没有诞生,因为我们还没有达到实质意义上的认识宇宙,更别说走到宇宙深处了!
谢选骏指出:教廷太无知了,过去无知,现在依然无知甚至更加无知了——教廷都不知道太阳中心说的谬误!一个时代早就结束了!教廷还不知道!教廷已经放弃了地球朝圣的任务,却不知道宇宙朝圣的时代已经开始了!
【025、进化论是伪科学】
《太阳系八大行星之一的金星为何逆转,千古之谜》(2021-01-20 英雄悲歌)报道:
我们经常会说“今儿是怎么了,太阳打西边出来了”这句话,还有打赌或者赌气时说:要是怎么怎么样,太阳就打西边出来,意思就是说,太阳从西边出来,那是不可能的,太阳是绝对不会打西边出来的。那么,太阳真的是不能从西边出来吗?答案当然是否定的!不过前提是,在地球上,太阳是不可能打西边出来的,但是太阳系中却有一个星球,站在它上面看,太阳还真是从西边出来的,然后落到东方去。
那么,这个星球上哪个呢?对,就是八大行星之一的金星!作为地球的姊妹星,又是距离地球最近的一颗行星,金星是一颗很奇怪的星球,它有诸多的未解之谜,那么多的谜团到今天我们也没有解开。那么,金星到底有哪些与众不同呢?
金星与地球比较
金星是地球的姊妹星,从里向外数,它是第二颗行星,位于地球的内侧。从内向外,太阳系八大行星依次是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。人们常说,火星离地球最近,是地球的姊妹星。其实,这个观点是不对的,从平均距离来看,金星离地球更近,它才真真正正是地球的姊妹星。那人类为何舍近求远,不去探测更近一点的金星呢?那是因为金星上的自然环境太恶劣,根本就无法探测,即便是探测器也无法长期生存,更别提是有血有肉的生命了。
在金星上看地球
金星上的环境到底有多恶劣呢?首先,它与地球一样,是一颗类地行星(水星、金星、地球、火星都是类地行星),大小与比重与地球很接近,它拥有很浓厚的大气层,在四颗类地行星中,它的大气层是最浓厚的,不过几乎全是二氧化碳,生命根本就没法呼吸。其次,金星表面上的大气压竟然是地球的92倍,非常的恐怖,人到了上面会瞬间被压扁。金星上的温度平均达到了惊人的462摄氏度,即便是金属,在金星上也被熔化了。它是太阳系中最热的行星,比最靠近太阳的水星还要热!还有,金星上空覆盖着大量的硫酸云层,它也经常地下雨,不过下的腐蚀性极强的是“硫酸雨”。
宇宙中的金星
金星最奇特的一点,就是我们今天要说的公转问题了!它是太阳系中唯一的一颗“倒转”的行星。我们都知道,太阳系八大行星的自转方向除了金星外都是从西往东转的,而金星却例外,它是自东向西转。因此,站在金星上面,你看到的太阳是从西方升起,从东方落下。怎么样?是不是很“反人类”呢?至于它为何与其他七个姐妹不同,为什么非得要“倒着”转,至今也没有确凿的解释。最“权威”的答案就是,它在太阳系形成之初时是与其他行星一样的从西往东转,且转速很快,但有可能在某一天被某个小行星的一次无意中的相撞,瞬间就造成了它倒着转了,也就是说是宇宙大爆炸时,太阳与它的八个“护卫星”形成的一瞬间,金星是与其他行星一样的正转,但很久很久以前,被一颗小行星误打误撞地撞了一下,就形成了与众不同的倒着转(我对这个答案持保留意见)。
金星的自转速度很慢,按其他行星的公转与自转速度规律,越靠近太阳,公转和自转速度就越快,这是因为越靠近太阳,受到的太阳引力越大,如果转的不快,就会被太阳捕获,从而消失。例如水星,它公转一周只要88天,也就是说,水星的一年只有88天,远低于地球的365天。但是,金星的自传速度却很慢,有多慢呢?地球的自转速度是每小时1600公里,而金星只有每小时6.5公里,比地球慢得多。
金星是八大行星中唯一没有磁场的行星!它的轨道最接近圆形,偏心率最小,只有0.006811,可以忽略不计。金星的表面十分的干旱,岩石比地球上的岩石要坚硬得多。据探测器发现,金星的岩石中含有水,这证明它在几十亿年之前是有水的,后来被蒸发殆尽。金星上火山密布,它是太阳系八大行星中拥有火山数量最多的行星。金星上的大大小小的火山,超过10万座。金星也是八大行星中唯一没有卫星的行星。
金星自转
实际上,地球叫做水球是最合适的,它是一颗实实在在的水球,它被浩瀚的海洋所覆盖。俗话说三山六水一分田!地球是一颗表面上对比大量的海水的星球!当然,水,也是生命之源。而水星,却没有一点水,干旱无比。其实,水星叫铁星似乎更恰当!它就是由巨量的金属元素、尤其是铁元素组成的。而木星上并没有一棵树,也不存在星点的木头,不知道为何叫它木星?而土星上更没有土,它是一颗包裹着大量气体的类气行星。
金星的亮度很高,仅次于月球,是太阳系中除了太阳外第二亮的行星(月球是卫星)。有许多的奇特之处,有无数个未解之谜。在我国古代,金星被叫做太白(太白金星嘛!),又叫启明星,长庚星。在金星的众多的与众不同中,反转应该是最奇特的现象了!如果能站在金星上,你会发觉,太阳是从西方升起,从东方落下的!但太阳在天空中“走”得极慢,似乎不动,这是因为金星的自转速度非常慢的缘故。
近年来,人类都在扎堆的研究探测火星,却对地球内测得比火星还近的金星很冷漠,这是因为金星上的环境非常恶劣,人类在将来有可能登陆火星,但永远不可能登陆金星!金星与地球的大小、重量都很接近,但生存环境却天差地别,这就是宇宙的奇妙之处。实际上,太阳被称为恒星,是相对而言的,其实,宇宙中的一切都在运动。月球围着地球转动,地球带着月球围绕着太阳转动,太阳带着八大行星以及众多的小行星、行星带、卫星等围绕着银河系在转动,而银河系也不是固定不动的,它带着包括太阳系在内的海量的恒星系、行星系在围绕着宇宙转动。总之,宇宙中的一切都在不停地转动,一刻也不停。
太阳的形成很偶然,地球的形成更加的偶然。就像买彩票中奖一样,它是宇宙亿万次的变化中的一次绝对的偶然。目前的科技发展,人类还没有发现其他任何一个星球上有生命,但不排除浩渺无边的宇宙中就没有第二个“地球”。但直到今天,我们也没有探索到。所以,人类更加的幸运,在几十亿年的漫长岁月里,哪怕是一点点所谓的“误差”,也就不可能有太阳了,更不可能有地球了,也没有人类了,生命也无从谈起。科学家推算,地球已经46亿岁了,它的寿命是100亿岁左右,也就是说,地球正是年富力强的中年时期。我们是不是该善待给予我们美丽家园的地球呢?
从火星上看地球
地球是浩渺的宇宙中目前发现的唯一的存在生命的天体,它的形成是非常难得的,相当的具有巧合性。而生命的出现,人类的出现,更是亿万分之一中的不可能中的可能!地球距离太阳的距离适中,再远一点或近一点都不行,地球含有大气层,更有生命赖以生存的氧气,地球不热不冷,温度适中。地球上的一天不长不短,刚刚好。地球自转的速度与公转的速度也刚刚好,再快一点或慢一点也不行。最关键的是,地球上有水!这是所有生命赖以生存的第一要素!水和氧气,是地球上所有的生命都离不开的重要条件!
从月球上看地球
我们无休止地向地球索取!总归有一天,地球被榨干殆尽,环境被污染的不再适宜生存,到那时候,人类就要后悔莫及了!善待地球,用心呵护我们赖以生存的家园!
谢选骏指出:“太阳的形成很偶然,地球的形成更加的偶然——就像买彩票中奖一样,它是宇宙亿万次的变化中的一次绝对的偶然。目前的科技发展,人类还没有发现其他任何一个星球上有生命,但不排除浩渺无边的宇宙中就没有第二个‘地球’。但直到今天,我们也没有探索到。所以,人类更加的幸运,在几十亿年的漫长岁月里,哪怕是一点点所谓的‘误差’,也就不可能有太阳了,更不可能有地球了,也没有人类了,生命也无从谈起。”——太阳和地球既然如此偶然,那么依附在此的生命和人类岂不就因为是偶然中的偶然而更加不同凡响了!如此看来,进化论确实是伪科学——它以为生命的演化是必然的。真是岂有此理。生命和人类,其实是宇宙的例外和奇迹。
【26、经费比火刑更能控制思想】
《为什么布鲁诺被烧死而伽里略没有被烧死?
都是意大利的,都是那个时代》(关注者)报道:
1. 为什么布鲁诺被烧死
先来个时间段作比较:
文艺复兴 14世纪中叶-17世纪初
哥白尼1473-1543
布鲁诺1548-1600,1592年被捕入狱,1600年被烧死
伽利略1564-1642,1632年《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》一书出版,半年后被捕监禁。
再来两个传送门:
百度百科 乔尔丹诺·布鲁诺 wiki Giordano Bruno
首先要确定,布鲁诺是哲学家,是诗人,是占星家,是多神论者,是一位与传统天主教义格格不入的天主教神父。布鲁诺从11岁开始学习人文,逻辑和辩证法,后在那不勒斯当修士 进修神学,1572年升为神父,公开的攻击一切“正统的”宗教信仰,于1576年正式被判为异端,1592年被捕入狱,1600年被烧死。他并不像后来伽利略那样有出色的自然科学素养,也不算是像哥白尼一样的热忱的天文学家,他在科学上并没有伟大的建树。
“布鲁诺是热忱的泛神论者,公开地攻击一切正统的信仰。他受到教会法庭的审判,不是为了他的科学,而是由于他的哲学,由于他热中于宗教改革;他于1600年被教廷烧死。”
导致他被烧死的原因中, 神学>哲学>天文学,罗马和他打的主要是一场宗教官司。
在罗马的判决书里,重点提到了布鲁诺天主教的异端思想,包括:反对三位一体,反对基督的神性和化身,反对耶稣就是基督,反对圣母童贞生子,相信轮回,甚至人类的灵魂可以转生到牲畜身上,经营巫术和占卜。其中支持哥白尼日心说还并没有被算到八大罪状之内——
holding opinions contrary to the Catholic faith and speaking against it and its ministers;
holding opinions contrary to the Catholic faith about the Trinity, divinity of Christ, and Incarnation;
holding opinions contrary to the Catholic faith pertaining to Jesus as Christ;
holding opinions contrary to the Catholic faith regarding the virginity of Mary, mother of Jesus;
holding opinions contrary to the Catholic faith about both Transubstantiation and Mass;
claiming the existence of a plurality of worlds and their eternity;
believing in metempsychosis and in the transmigration of the human soul into brutes;
dealing in magics and divination.
布鲁诺提出的宇宙无限,多个世界的体系在今天看来是有一定进步意义的。可是布鲁诺并不是个纯粹的唯物主义无神论者,他认为未来在欧洲兴起的是早被宗教法庭禁止的来源古埃及的太阳神教;他认为耶稣和摩西都是巫师,天主教和基督教的十字架都是从古埃及偷来的;地球有一个灵魂,地球的每一部份,包括矿石、植物和动物都是有生命的;所有物质都由同样的元素组成(不管是陆地的还是天上的物质),所有灵魂都属一类 (所以说轮回并不是没有可能)。这些观点使布鲁诺认为“自然奇术”有道理,赫尔墨斯教派(Hermetism)是比腐败迷信的天主教更有意义的信仰,他很多时间在钻研“魔法”(magic)和“记忆术”(mnemonics)并四处演说和传播,过程中还“打包”了哥白尼的日心说来支持他自己的太阳神的信仰——
During this period, he published several works on mnemonics, including De umbris idearum (On The Shadows of Ideas, 1582), Ars Memoriae (The Art of Memory, 1582), and Cantus Circaeus (Circe's Song, 1582). All of these were based on his mnemonic models of organised knowledge and experience, as opposed to the simplistic logic-based mnemonic techniques of Petrus Ramus then becoming popular.
Other scholars oppose such views, and claim Bruno's martyrdom to science to be exaggerated, or outright false. For Yates, while "nineteenth century liberals" were thrown "into ecstasies" over Bruno's Copernicanism, "Bruno pushes Copernicus' scientific work back into a prescientific stage, back into Hermetism, interpreting the Copernican diagram as a hieroglyph of divine mysteries."
“布鲁诺就是位具有强烈宗教改革意识的激进的赫尔墨斯法术传统的追随者,是古埃及法术宗教的信仰者,他本身就是一位法术师。他试图通过法术的方式发现自然的秘密,以便控制、利用自然,他所有的哲学和“科学”层面的探讨都从属于其宗教使命。不论什么思想,只要与他的复兴古埃及法术宗教的使命相合就都会为其所用,为此他丝毫不理会当时基督教的禁忌。无疑,正是这一点在很大的程度上导致了宗教裁判对他的反感。”——西方科学史界耶兹
从圣经、天主教教义来看,地球绕太阳还是太阳绕地球转,与天主教信仰并无什么联系。日心说与圣经也没有什么冲突,只是与托勒密的理论相冲突。教会并不反对人们研究天文,而哥白尼更是个虔诚的神父,他写成《天体运行论》后将此书提交给教皇批准,获得准许并于1543年出版。而这本书的导言是这样写的:如果真有一种科学能够使人心灵高贵,脱离时间的污秽,这种科学一定是天文学,因为人类果真见到上帝管理下的宇宙所有的庄严秩序时,必然会感到一种动力促使人趋向于规范的生活,去实行各种道德,可以从万物中看出来,造物主确实是真美善之源。 其实早在1533年哥白尼本人就在罗马做了一系列关于“日心说”的演讲,当时无论教皇和教廷都是知道的。从1543年《天体运行论》的出版到1600年布鲁诺的审判结束,罗马教会从未干涉或它的发行和传讲。哥白尼的日心说将天文学从宗教神学中解放出来,对自然科学和历史的贡献和推动作用是毋庸置疑的,哥白尼的遗骨也葬在天主教堂内。只是布鲁诺用了日心说的瓶子,兜售了其他“异端”的信仰和哲学,对教会的统治地位和权威发起了挑战,直到1592年布鲁诺被捕入狱,1600年被烧死,天主教廷也只是1619年禁止《天体运行论》,修改了九句话,改成是假说,仅仅一年后就允许重新出版。其实当时对哥白尼日心说抨击最猛烈的却是马丁路德改革的新教派。
教廷真正迫害的不是科学,而是对天主教的权威和教廷的统治地位进行挑战的人。
而在某种固定思维模式下,我们很多人眼里,布鲁诺由一个诗人,占星家,哲学家,巫术师,变成了科学的坚定捍卫者。布鲁诺自从被捕直至处死,8年时间,教廷使用了各种方法逼他承认自己的错误,放弃“异端”的信仰,并给过他生存的机会,是他自己没有接受。从某种意义上布鲁诺是倔强的为了他自己的信仰和信奉的真理付出了生命,应该受到尊重,毕竟每个人都有信仰的自由。天主教廷因为维护统治而杀死布鲁诺, 是不尊重自由和人权,可这还不算是坚持科学真理的学者对反动势力的反抗。
(顺便提一下当时的欧洲对应中国正是明朝嘉靖到万历皇帝的统治时期,一方面生产力水平有所提高,社会财富比以前积累得更多,而另一方面封建社会中固有的地主与农民的阶级矛盾日益激化,地租与赋税剥削越来越重,贪官污吏横行,地主阶级生活骄奢淫逸,广大农民则纷纷沦为流民。内政腐败,边防废弛,边患因之经常发生。正是在这样的社会危机中,种种民间教派或邪教,白莲教、罗教、闻香教、弘阳教、黄天教、三一教,滋生蔓延,并不时竖旗举事,遭明政府残酷镇压。这样横向一比对,封建统治者对宗教异端、邪教的态度其实都是一样的处理方式,一切都是为了统治。)
欧洲古代基督徒认为异端是个极其恶劣的事件,它不但使自己的灵魂不能得救,而且还会使很多受蒙蔽者的灵魂丧亡。从伦理上讲,处死异端者,能保护更多的人免受影响,灵魂不至于丧亡。从天主教廷的角度,当时新教改革已经让教廷头痛不已,布鲁诺读到了《天体运行论》成为日心说的坚定支持者和宣传者,顺便将太阳神宗教论证里的哲学思想不断传播扩散,统治者为了权力必然选择自保和铲除异己。
哥白尼,布鲁诺,伽利略都是天主教神父,而哥白尼的学说被布鲁诺连累了,伽利略后来传播的日心说一定程度上也触动了教廷敏感的神经,造成晚年的牢狱之灾。
2. 为什么伽利略没有被烧死
伽利略1564-1642,数学家,物理学家,天文学家,“近代力学之父”。1564年出生的时候,文艺复兴三杰之一的米开朗基罗去世,1642年去世之后一年牛顿出生。伽利略活在一个欧洲从艺术文化复兴结束到科学萌动的时代。
史蒂夫·霍金认为,伽利略对现代科学诞生的贡献,比其他人都多;阿尔伯特·爱因斯坦称他为“现代科学之父”。足以看出伽利略的历史地位和对自然科学的贡献要比布鲁诺高得多。
伽利略提出的概念和发明:
惯性原理和力与加速度的新概念
惯性系的概念
单摆周期性质的发现
光速有限及其测量
数学—实验方法
浮力天平
温度计
望远镜
伽利略没有被烧死,简而言之是因为:
(1)威望高的自然科学家。
(2)虔诚天主教徒。
(3)服从组织的态度。
(4)教廷并没想置他于死地。
(5)伽利略只不过是权力之争,文人斗争的炮灰,和当时战争政治形势的一颗棋子。
(关于伽利略,自己的观点先挖个坑先不填了,以下根据 罗辑思维 2014 38期《到底谁在迫害科学》 整理)
伽利略是一个虔诚的基督教徒,在去学医之前,他一直想当一个传教士。他的数学,物理,力学都很好,亲手制作了人类的第一支温度计,和第一支望远镜。所以当时有人说:伽利略是星空中的哥伦布。
伽利略的商业头脑也是非常灵活的,他发明的温度计、望远镜这些东西都是用来赚钱的,虽然他的本职工作是大学教授。他还发明过一种军用的圆规,可以供战场上的士兵和军官计算炮弹的轨迹,在实战中非常好用,也为伽利略带来了不小的财富。伽利略在社交上也是不弱,他和当时的著名宗教人士包括教皇和很多国家的贵族都来往甚密。1610年他用自己家的望远镜发现了一颗新卫星,就是木星的第四颗卫星,他灵机一动就把这颗新发现的卫星命名为“美第奇星”。美第奇家族当时是欧洲最有钱的家族,是意大利佛罗伦萨最著名的名门望族,甚至一定程度上推动了文艺复兴。当美第奇家族一听说著名的科学家伽利略将新发现的卫星用自己家族来命名时,立即决定聘请伽利略为美第奇家族的首席科学家和哲学家。就这样伽利略被光荣的“包养”起来了,再也不用为生计发愁了,这也为他人生的最后32年埋下了伏笔。
伽利略灵活和聪明,完全可以称的上是八面玲珑,可1632年却出版的一本书《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》,让他生命的最后十年突然陷入一场牢狱之灾被判终身监禁。从书名中就知道这是“地心说”和“日心说”的辩论。这本书的体裁构思上也充分体现了伽利略的聪明才智,这本书采用的是对话形式的一个戏剧。书中他设计了三个虚构的人物在那里对话,话题就是“地心说”和“日心说”。独特的体裁外加优美的文笔使得这本书很快就成为了当时最畅销的书籍。表面上看伽利略是一碗水端平不偏向于“地心说”和“日心说”的任何一方,但实际上看过书的人都知道伽利略偏向“日心说”。
这本书1632年出版不到半年就惹了大祸,伽利略被当时的罗马教皇抓到罗马去了。伽利略被抓时正值意大利瘟疫流行,教皇不顾瘟疫执意先办这个”大案“结果现场就判了他个终身监禁。判决中还不止终身监禁那么简单,当时宗教裁判所还尽其所能的对他进行了羞辱。一方面是把这份判决书寄到了当时欧洲所有还信仰天主教地区的所有大学,在这所大学把这封判决书当众宣读,告诉大家伽利略是一个思想异端的人;另一方面就在法庭宣判的当场,要求他跪在地上签署一份悔过书内容大致就是:我信仰的日心说是胡说,我现在回归到地心说的阵营中来,我对我过去的行为表示忏悔之类的;另外还有一个方面也是带有羞辱性质的,就是此后三年每周都要背七首忏悔诗,而且是跪着背。
但是,宗教法庭当时的这个判决其实并未完全执行。伽利略被判终身监禁,事实上是伽利略在罗马关了没多久就被罗马的一个红衣大主教给接到家里去了。而且红衣大主教把伽利略奉为上宾,伽利略的生活也过的相当的不错。史料记载当时伽利略本来已经60多岁了加上这因突然的牢狱之灾身体很差,但到了红衣大主教家没多久身体竟然恢复了。另外红衣大主教为了方便伽利略继续能在科学上有所贡献,便邀请各路朋友来见他和他探讨和交流科学方面的问题。可以说伽利略事实上是过上了“幸福的生活”。而且这个时候有很多人向教皇(乌尔班八世)说情请求释放伽利略,但教皇考虑到不能自己打自己嘴巴因此拒绝了释放的请求。但是伽利略恢复健康后又向教廷提出来请求,请求批准其回老家执行终生监禁,这次教皇竟然批准了。
1633年伽利略回到了意大利的故乡——佛罗伦萨。当时的佛罗伦萨是美第奇家族管理的地方,而且伽利略这时还一直是美第奇家族的首席科学家和哲学家,伽利略的生活自然不错,当然教廷也派了一个人去看管他。这个人是当地的红衣大主教,是伽利略一生的好朋友兼学生。所以这简直就给他找了个料理他的人,而且这个红衣大主教还一直鼓励晚年的伽利略搞科学研究,给他提供各种各样的便利条件。伽利略生命的最后十年竟然还写出了一本新作《两大科学的对话》,这本书没有在当时天主教地区出版而是在荷兰出版的。然而就是在这种说是监禁也可以,说是软禁也可以,说是安度晚年也可以的一个非常舒适的环境中,伽利略度过了他最后十年,1642年撒手归西。
教廷对伽利略高高的举起了板子,但板子落下来的时候又是那么那么的温柔。其实还有其他疑点。
第一个大疑点是伽利略早就在宣扬日心说了,并非1632年出版《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》的时候才开始。哥白尼死于1543年距伽利略出生还有21年。当伽利略年轻的时候“日心说”观点已经不新鲜,早就流传在世了。在当时欧洲很多大学的课堂里,“日心说”可以当成一种学术假说公开的讲授,伽利略年轻时就通过著作、文章、书信、演讲等方式表述过,从来没有掩饰过自己是“日心说”捍卫者的角色,而且年轻时的言辞更加激烈。而且此前布鲁诺被烧死的时间1600年距离伽利略受迫害1632年都过了30多年,为什么到了60多岁的时候写的这个遮遮掩掩的两大体系对话反而惹了祸?
伽利略在1615年的时候曾写过一篇关于潮汐的文章,其间就明确表示“日心说”是对的,而且他还把这篇文章寄给了当时的教皇保罗五世。保罗五世当时也非常清楚他要表述的观点是什么,因此也就没有搭理他。后来也有人向宗教法庭告发过伽利略说他搞异端邪说,但宗教法庭并未对伽利略判处过。不过当时法官曾口头警告过伽利略,而且这个法官恰恰还是1600年判处布鲁诺火刑的那个法官。到1616年宗教法庭确实下过一个禁令禁止伽利略宣扬“日心说”的禁令,但禁令中也允许他使用“日心说”是学术假说进行科学言论,仅仅是禁止他宣扬“日心说”就是真理这样的论调。
1623年乌尔班八世当了新教皇。乌尔班八世此人实际上是伽利略的好朋友。乌尔班八世年轻时是个狂热的科学爱好者还是伽利略的崇拜者,曾经给伽利略写信时就说道你这样的大科学家就应该长命百岁。前面讲到的1616年禁止伽利略宣扬“日心说”的禁令正值乌尔班八世担任红衣大主教,他对该禁令非常不满甚至表示如果我是教皇绝对不会颁布这样的禁令。以上可以看出新教皇乌尔班八世和伽利略关系非常密切。1623年乌尔班八世当了教皇之后,伽利略也满心欢喜认为重提“日心说”的时机已经到来了。为此1624年专程跑到罗马先后六次在梵蒂冈教皇后花园劝说教皇确立“日心说”。乌尔班八世当时并未冒然确立“日心说”而是再度要求伽利略将“日心说”停留在学术假说这个层面,并且许诺这样便可得到教皇其本人的祝福。从1624年他跟教皇六次见面到1632年他出版《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》这期间,他其实是得到了教廷的默许或者说是鼓励的情况下才宣传日心说的。
另外还有一个大疑点,就是伽利略的这本书在当时并非什么非法出版物。伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》是经过了教廷的审查的。另外当时伽利略知道这本书中的观点有点敏感,因此在出版之前他去过罗马,并做了大量的工作其中包括教皇乌尔班八世的工作,最终通过了教廷关于出版物审查机构的审查并获取了发行权。但是这个事情竟然在不到半年后教廷突然翻脸。而且关于“日心说”的始作俑者是哥白尼的那本《天体运行论》。可《天体运行论》被教廷禁了之后仅仅要求稍作修改即可发行(即将其改为假说理论,实际上仅修改了9处)。而伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》充其量也只不过是挺前面这本书的观点而已,却一直被禁到了19世纪,而伽利略本人被平反已经是二十世纪八十年代的事情了。宗教法庭干事从来是拖拖拉拉没有那么快的效率,比如布鲁诺从1592年被抓到1600年被判火刑烧死前前后后拖了八年,而伽利略这个案子从被抓到判决前后才两个月,为什么宗教法庭要快刀斩乱麻?
当我们将所有的这些疑点集中起来,这件事非常蹊跷。现在回到当时的历史环境中来破解这些疑点。1632年正值欧洲发生三十年战争(1618-1648)。实际上在三十年代战争对当时罗马这片地方的破坏超过后来任何一次战争的,特别是在人口上的损失更为惊人(据统计超过了两次世界大战对德国人口比例的损失)。三十年战争的导火索,表面上的理由是宗教。因为宗教改革崛起的新教(基督教)这股势力,和罗马教廷代表的天主教就发生了各种各样的摩擦。这种摩擦刚开始是信仰上的后来逐步演变成乱战了,各个国王、君主、诸侯带领各自的军队团结在两杆大旗下打成一团。按理说教皇应该站在天主教联盟这边,但是没这么简单。
欧洲的领土上包括政治上的那种血缘关系是非常复杂的,而且刨除世俗利益这一点去讲教皇的心态也很微妙,如果他完全押宝在天主教联盟这一头,那打赢了最后利益很可能是代表天主教联盟这一边的君主。而君主和教皇之间有一个天然冲突——统治权,国家到底是听宗教领袖教皇的还是听世俗君主的。所以一但完全押宝天主教联盟的话,不见得符合教皇的利益。所以教皇在很多战争的间隙和很多特定的细节上又要和基督教联盟这边暗通款曲。还有件事情,当时基督教联盟的军事首领古斯塔夫二世在1632年11月在一场本来已经节节胜利的战役中突然阵亡了,结果导致基督教联盟这一派的军队土崩瓦解。这下就让当时的教皇乌尔班八世陷入到一种非常尴尬的境地。
乌尔班八世当时已经被这种打败仗的信息折磨到了精神奔溃的边缘,已经产生了一种狂躁症似的症状,史料记载乌尔班八世那段时间天天夜不能寐,就下令他的仆人把花园里的鸟全部给弄死,因为他觉得自己快疯了。在这种情况下他迫切需要摆脱这种困境,当然摆脱困境最好的办法就是转移公众视线。而对于“教皇”这顶头衔来讲胜败对他似乎没什么关系,他所有的名誉、荣誉都是建立在宗教信仰上。所以这个时候他就特别需要逮住一个事件来重新树立一下自己的宗教信仰,而恰恰这个解药就藏在了伽利略的身上。如果惩办伽利略能显示乌尔班八世对宗教是绝对虔诚的,另外也能彰显其在宗教原则问题上是寸步不让,同时也让世人充分的相信他依然是个合格的教皇。
还有第二个原因,就是乌尔班八世这个时候和伽利略之间的关系已经出现了裂痕。伽利略是个名满天下的聪明人,通过文章讥讽别人为自己树下不少仇敌,哥伦比就是其中一个。“哥伦比”拉丁文叫鸽子的意思,围绕在哥伦比身边就形成了一个鸽子军团,鸽子军团的人就时不时向教皇进献谗言。刚刚所讲的乌尔班八世和伽利略的这种裂痕就来源于《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》中一个虚拟人物的名字。书中支持“托勒密地心说”的那个反派人物的名字叫辛普里丘,辛普里丘这个词和当时拉丁文中“傻瓜蛋”的读音非常相近。因此,哥伦比的鸽子军团就挑唆,说乌尔班八世经常说的一些话经常在书中从辛普里丘嘴里说出来,这无疑让乌尔班八世产生了懊恼伽利略的情绪。教皇正好需要一个替死鬼来秀一下自己的节操,伽利略无疑成了最佳人选。以上几个因素加上教皇目前的需求就自然凑成了1632年迫害伽利略的这一场案件。
通过对这场案件的梳理你会发现伽利略受迫害,其实跟真理关系不大。实际上是一个由当时的政治格局来决定,由官僚系统的那种本性来发作,加上一些文人、学者、科学家之间因为嫉妒等等因素而酝酿出来的一个案件,这个案件和科学与宗教之争没有太大的关系。
其实宗教往往是科学人才的摇篮。西方现在很多著名的大学如法国的巴黎大学、美国的哈弗、耶鲁、康奈尔、还有中国“解放前”的很多大学圣约翰大学、金陵大学、东吴大学等都是西方传教士办的。一个神父在里边到底是研究神学还是研究科学完全没有障碍的。耶稣会,在很多的书中写到耶稣会是反对进步势力的、是反对宗教改革的。但读书多了后就发现耶稣会其实是教会为抢夺意见市场而建立的一个组织,修道士不能仅坐而论道还要起而行去传道,所以耶稣会士往往是一些信仰特别纯粹而坚定的传教者。
耶稣会士们不远万里来到世界各个地方,而他们除了带的《圣经》和自己的信仰之外往往就是他们的科学知识,大量的耶稣会士往往就是科学家。有人统计过从1600年一直到18世纪后期近200年的时间耶稣会士出版的科学书籍达6000部,当时几乎包揽了欧洲整个学术思想的前沿阵地。甚至罗马教廷为了支持他们搞科学研究建立了大量设备及配备得非常先进的天文台。像在中国的很多耶稣会士如利玛窦、汤诺望、南怀仁等这些人,他们这些人是让中国人第一次睁眼看世界,看到西方科学成就,这些人都是耶稣会士。宗教信仰和科学之间其实没那么多矛盾。
但是,毕竟当时教廷选错了边。其实你仔细推敲就会发现他争的不是真理本身,而是对真理的认定权。比如现在用的手机的系统主要是两个:苹果和安卓。苹果系统虽然也需要程序员、开发软件的公司为它这个生态添砖加瓦,但是他要求最后的审核权一定在自己手里。就是你一个软件是不是上架我说了算,只要我不高兴我让你下架,所以我拥有了权力;而安卓系统呢,是一个完全开放的系统,谁都可以在上面生产软件。罗马的教廷就相当于苹果系统,他们要的就是这个上架的决定权。
新教和天主教之间真正争夺的就是这个上架权,新教认为我们自己就可以阅读《圣经》,我们自己就可以得出解释,我们用心里和信仰直接和上帝沟通。天主教要垄断上帝和人之间沟通的这个管道,所有的《圣经》解释都得听他们的。所以1517年马丁路德把那个95条论纲给贴出来开始实施宗教改革。天主教就非常警觉,立即就召开了一个特伦特宗教会议并形成了一文件,这个文件是一份天主教徒的誓词,所有的天主教徒都得宣誓。它大致的内容是所有对于《圣经》的解释只能归于罗马教廷,教众只得相信早起天主教作家对于《圣经》的解释,绝不相信其他的解释。
伽利略为什么受迫害,刨去我们刚才讲的历史、政治的那些原因之外,说白了就是抢了教廷的上架权。如果科学家说了算教皇说了不算,那怎么行?伽利略自己也讲过一句俏皮话,说《圣经》只指引了上天的路怎么走,他并没有指引天本身是怎么走的,而天本身怎么走的教皇觉得他自己说了算。亚里士多德很多的学说、著作在欧洲中世纪的时候在欧洲本土几乎是找不到了,而是通过阿拉伯人的译本后来在12世纪又传回了欧洲。刚传回来的时候教廷也是不认的,给扣上了异端学说的帽子,但是后来渐渐地这个学说也就传开了,教廷视乎也觉得没有什么威胁也就认可了。但这个认可只能是我教廷认可,其他的认可都将导致斗争的存在。
虽然表面上都在争论真理,但实际上在这个表面之后的一个逻辑层次是:谁来认可真理?举个例子讲:军队对于权力是最重视的,如果一个部队它上下的领导权力失效了那就没有战斗力。所以在军队就有这么个规定,如果上战场你不服从命令即使你打了胜仗照样上军事法庭,更不用谈什么功劳。所以一个胜仗其实不重要,重要的是如果我认可你违抗军令的这个行为以后,这个军队就会没有战斗力了,权力就会崩溃了。所以教廷和伽利略之间真正争的就是这么一个东西。这个世界经常给我们看一种假象:就是不同阵营里边的人怀着各自的信念,去对真理进行争辩,但实际上真理是一个非常纯洁而简单的东西,它只问一个问题,就是这个世界本来是什么样子的?但是世界上哪有那么多纯洁的事情,宗教的背后是人,科学的背后也是人,各种观念的背后都是人。而人一旦放在了一起马上就存在资源分配问题,马上就出现了权力的问题。而权力一旦加入了这个饭局,饭局上的话题就发生了一个潜移默化的变化,原来我们关心的是真理、是这个世界本来是什么样,现在就变成了另外一个问题叫这个世界到底谁该听谁的?
所以伽利略这个案子,其实是权力迫害了科学。(编辑于 2019-01-14)
谢选骏指出:中世纪的宗教法庭并不反对科学,而是想要控制科学家——现代的主权国家所干的也是同样的勾当。区别只是在于,现代国家用的是经费,而不是火刑——因为这些官僚知道,经费比火刑更加有效,足以让绝大多数的科学家跪倒在地、俯首帖耳。中世纪的欧洲,权力迫害了科学,而不是宗教。正如现在的中国,权力迫害了宗教,而不是科学。
【27、科学承认自己的无知】
《太空中从未见过的一种分子在星际尘埃中被发现》(《科学》杂志2021-03-19)报道:
在恒星之间的空间中,在它们诞生的尘埃中,科学家们发现了太空中从未见过的分子。
在稠密的恒星形成云中发现的东西标志着首次在太空中发现一类被称为多环芳香烃的特定分子,这将有助于最终揭开这些分子如何形成以及在哪里形成的谜底。
“我们一直认为多环芳烃主要是在濒死恒星的大气中形成的。”麻省理工学院天体化学家Brett McGuire说,“在这项研究中,我们在寒冷、黑暗的星云中发现了它们,而恒星甚至还没有开始形成。”
多环芳烃(PAHs)并不罕见。在地球上,它们经常出现,甚至不请自来。它们存在于原油中,原油是由死去的生物(如浮游动物和藻类)经过压缩和过热而形成的;还有煤——由被压缩和过热的死植物形成。
多环芳烃的起源也可以是非生物的——事实上,据我们所知,宇宙中大多数多环芳烃都是非生物起源的。先前的分析表明,在像我们这样的星系中,恒星之间的碳大约有15%是与多环芳烃结合在一起的,其中大部分漂浮在恒星之间的空间中,在星际介质中。
然而,我们所得到的只是一个整体特征,告诉我们多环芳烃存在于哪里,而不是在星际气体中可以找到哪些单独的分子。
“现在,我们第一次有了一个直接的机会来了解它们的化学成分,这将让我们详细研究这个巨大的碳库是如何在形成恒星和行星的过程中发生反应和进化的。”McGuire说。
该研究小组的研究重点是金牛座分子云(TMC-1),听起来就像它——位于天空中大约430光年远的金牛座区域的一种寒冷的、高密度的分子云。
分子云是新生恒星诞生的地方,当气体中的一个稠密的结,在自身的重力作用下旋转时坍缩,从其周围的星云中卷走更多物质。
然而,研究小组在TMC-1中的发现与模型预测的并不一致。多环芳烃的存在是意料之中的——但丰度比预期的高了数量级。
“我们偶然发现了一组全新的分子,与我们之前能够探测到的任何东西都不一样,这将彻底改变我们对这些分子之间如何相互作用的理解。它有下游的影响。”McGuire说。
“当这些分子足够大,它们是星际尘埃的种子,它们有可能影响小行星、彗星和行星的成分,冰形成的表面,甚至可能反过来影响行星在恒星系统内形成的位置。”
这一发现还表明,分子云的化学成分可能比我们想象的要丰富和复杂得多,这为我们了解宇宙提供了一个新的工具。
哈佛和史密森天体物理中心的天体化学家迈克尔·麦卡锡(Michael McCarthy)说:“关于这些观测、这个发现、这些分子,令人惊讶的是,没有人看过,或者没有人足够认真地看过。这让你想知道,还有什么是我们没去寻找的。”
(这项研究发表在《科学》杂志上。译/前瞻经济学人APP资讯组)
谢选骏指出:科学每天都能发现新的东西,这是因为科学承认自己的无知。而不承认这一点的科学家,试图把科学变成神学,结果就没有办法看到新的世界了。
【28、科学家不懂人是神所造的】
《美太空船全纪录:太阳风暴烈焰扫过地球!》(今日新闻网 2011-08-20)报道:
一架距离地球约6500万英哩远的「美国太空总署」太空船,最近目击并记录了一个袭捲地球的「太阳风暴」(solar storm),据悉这些珍贵的资料可以让科学家更準确地预测「太空气象」(space weather)。
太空船「STEREO-A」摄下的影像让「西南研究院」(the Southwest Researcher Institute)科学家狄福里斯(Craig DeForest)讚嘆道:「这些影像让我浑身鸡皮疙瘩。影像显示,『日冕物质喷发』胀大成一个巨大的离子壁,接着袭捲过我们居住的微小蓝色地球。我感觉自己好渺小。」
计画这次任务的科学家古哈瑟克塔(Lika Guhathakurta)则表示,「我们曾经目睹日冕物质喷发,但这次情况截然不同。STEREO-A为我们打开了新视野。」
日冕物质喷发扫过地球时,可能造成极光或辐射风暴。《每日邮报》指出,对科学家来说,预测「太阳风暴」袭捲地球的时间是一个非常重要的任务。
影片显示,日冕物质刚从太阳喷发出来时呈现凹状,还有一层磁力壁覆盖其上。当日冕物质接近地球时,因为承受了气体的压力,它前头的离子壁随之向内缩。当然,研究团队还需要一些时间分析资料,来发现更多「太阳风暴」的秘密。
谢选骏指出:科学家看见太阳风暴却浑身发抖,因为他们不懂人类的伟大,无法理解人类何以在如此凶猛的风暴下安然无恙——这是因为人类受到了自身力量之外的庇护!不仅人类,地球万物也是如此。因为在我看来,正如圣经所说的,人和万物都是神所造的。
【29、科学家们为何制造谎言】
《一颗139亿岁的恒星,比宇宙还古老1亿年,它是从哪里来的?》(民间新鲜事 2020-12-01)报道:
比宇宙还古老的恒星
距离地球190光年的天秤座,存在一颗十分奇怪的恒星:“HD 140283”,它也被称为玛土撒拉星,是目前人类发现的最古老的恒星之一,这颗恒星的年龄在139亿年左右,而宇宙的年龄仅为138亿年,为什么这颗恒星比宇宙的年龄还大?
恒星的演化有太多的秘密等待人类探索,早在一个世纪之前,就有科学家发现了这颗恒星,但是在2000年才有科学家针对这颗恒星进行具体的观测,当时欧洲天文局的“依巴谷卫星”发现了这颗恒星,它距离地球190光年,一开始计算出这颗恒星的年龄是160亿岁,比宇宙还要古老20亿年。
关于这颗恒星的延伸出了“年龄悖论”,在随后的研究中,一位叫做霍华德·邦德的科学家在2003年~2010年针对这颗恒星进行了针对性的研究,对比了众多数据后得出,这颗恒星的准确年龄应该是139亿年,因为距离和技术限制存在8亿年的时间误差,因此139亿这个年龄还算可以接受。
针对这颗恒星的研究分析还指出,这颗恒星已经“垂垂老矣”,即将走到生命的尽头,但是这颗恒星并不是宇宙中诞生出的第一批恒星,而是在第一批恒星死亡后诞生的第二批恒星,它并不是宇宙中最古老的恒星。
宇宙中的恒星主要由“氢元素”和“氦元素”组成,同时“氢元素”也是宇宙中最多的元素,如果把宇宙中的可见物质加在一起,至少90%是氢元素,这是因为“氢元素”是宇宙演化过程中最原始的元素,剩余的其他元素基本都是在恒星演化过程中通过核聚变反应产生,恒星的核聚变反应到铁元素时就会停止,恒星死亡后的超新星爆炸会制造出其他稀有的元素。
超新星爆发的过程中会释放大量的物质,其中大部分是原恒星中的氢元素,这些物质会形成原始的星云,在星云中孕育出新的恒星,HD 140283就是一颗这样的恒星,因为科学家发现,HD 140283并不是完全由氢和氦这样的轻元素组成,在这颗恒星中还含有少量的铁,含量大约只有太阳内部铁含量的1%。
HD 140283中含有微量的重元素,足以证明这颗恒星是第二代恒星,虽然年龄十分古老,但是并不是宇宙中最早的出现的恒星,更不可能比宇宙本身还要古老。
宇宙微波背景辐射
分析恒星的年龄,可以根据恒星的大小以及亮度,还有质量以及成分构成等多方面因素来综合考虑,那么问题来了,科学家是怎么计算出宇宙年龄的呢?
138亿年的宇宙年龄基于 大爆炸 理论模型,普朗克探测器提供的“宇宙微波背景辐射图”完美的验证了这个理论和宇宙的模型,因此宇宙源自于一场大爆炸,和宇宙138亿年左右的年龄几乎就是确定的事实。
在宇宙大爆炸之前,空间和时间都不存在,可见的物质和能量同样不存在,自然不可能有恒星在宇宙大爆炸之前诞生,从现在的理论分析,宇宙在大爆炸之后经历了一个暴涨和降温的过程,很长一段时间后,宇宙的环境才可能允许恒星诞生。
在宇宙诞生后的5000万到1亿年这段时间内,是最初的恒星诞生的时间,这个阶段诞生出的超大质量恒星,会快速的释放能量,随后引发一场超新星爆炸,HD 140283这颗恒星就是在某一颗最古老的恒星死亡后留下物质中诞生的二代恒星。
目前HD 140283内核中的氢已经已经要被耗空,随时可能死亡,演变成一颗白矮星,考虑到恒星的演化和计算的误差,它的真实年龄在132亿年比较合理,132亿年前的宇宙仍然处于“婴儿时期”,这个时候宇宙中的星系和大尺度天体结构都没有形成,一切都在快速演化阶段。
恒星演化的最终阶段是“黑矮星”,黑矮星是恒星一生中最低能的时期,这个时候的恒星完全无法辐射能量,并且也无法发光,孤零零地徘徊在宇宙中,但是目前人类没有在宇宙中发现“黑矮星”的存在,这足以证明目前的宇宙还很年轻,可以被发现的最古老的的恒星就是HD 140283这样的二代恒星。
总结
HD 140283被确定为139亿年,是因为目前的技术无法给出百分百的答案,允许存在8亿年左右的误差,因此HD 140283年龄应该是在131亿年~147亿年之间,因为宇宙的年龄是138亿年,大约宇宙诞生1亿年后,才出现了最早的一批恒星,第一批恒星死亡后,HD 140283才会诞生,它的正确年龄区间应该是131亿年~135亿年之间。
《这颗恒星比宇宙还要老?科学家改算法也没解释明白》(2019-10-21 知否|卡麦拉)报道:
宇宙有138亿年历史,那么是否有恒星的历史比宇宙更悠远吗?一百多年来,天文学家对天秤星座一颗奇特恒星感到迷惑不解,它名为HD 140283,距离地球大约190光年,以时速130万公里的速度在宇宙中快速运行,该恒星是迄今已知宇宙最古老的恒星之一,专家评估数据显示,HD 140283拥有160亿年历史,古老到比宇宙更老。
这怎么可能?
2000年,科学家使用欧洲航天局依巴谷卫星勘测数据确定HD 140283拥有160亿年历史,该数据令人感到困惑,美国宾夕法尼亚州立大学天文学家霍华德·邦德(Howard Bond)称,通过宇宙微波背景观测确定,宇宙的年龄是138亿年,这与HD 140283拥有160亿年历史相矛盾。
一颗恒星怎么可能比宇宙更加古老呢?HD 140283之所以如此古老,是因为这颗亚巨星缺少金属,主要是由氢和氦构成,包含很少铁元素,它的成分意味着该恒星一定是在铁元素变得非常普遍之前形成的。
恒星比所在太空环境的历史早20多亿年?这当然不可能的。邦德和同事开始研究HD 140283恒星160亿年历史的初始数据是否准确,他们认真研究了11组观测数据,该数据是2003-2011年之间哈勃太空望远镜精密制导传感器记录下来的,记录了恒星的位置、距离和能量输出,在获取视差、光谱学和光度测定数据时,确定了这颗恒星的“真实年龄”。
邦德指出,HD 140283恒星的年龄存在着不确定性,首先是恒星与地球的精确距离,其次是恒星内核核反应的精确速率、以及恒星外层重要元素向下扩散的精确速率,我们猜测剩余氦会扩散至恒星内核深处,剩余的少量氢会在核聚变中燃烧,随着燃料消耗速度加快,这颗恒星估测的初始年龄也会减少。
邦德说:“在所有因素中,另一个最重要因素是该恒星中氧含量,HD 140283的氧-铁比例较高,因为这颗恒星氧含量并不充足,而在宇宙刚诞生的几百万年里氧气含量并不高,从而暗示这颗恒星的实际年龄比之前预测得更小。”
目前,邦德和研究同事评估HD 140283恒星的实际年龄大约144.6亿年,比之前预测的160亿年明显减少,然而144.6亿年仍比宇宙更古老,他们再次提出HD 140283恒星年龄具在8亿年的不确定性,这使得该恒星与宇宙年龄相近,尽管相关证据并不充分。
英国伯明翰阿斯顿大学物理学家罗伯特·马修斯(Robert Matthews)称,像所有测量估计数据一样,HD 140283恒星的真实年龄也会受到随机和系统误差的影响。
经过进一步的改进,HD 140283恒星的具体形成时间再次进行了修改,邦德说:“2014年一项后续研究将该恒星实际年龄评估为142.7亿年,如果将该恒星年龄评估存在8亿年的不确定性计算在内,其形成年代并不与宇宙138亿年历史相冲突。”
谢选骏指出:这些科学家们,根据一知半解随心所欲地立论,一而再再而三地制造谎言,仅仅是为了自洽吗。不是的。他们是为了权力。用尼采的强盗逻辑来说,科学也是一种强权意志!
【29、科学家们为何制造谎言】
《一颗139亿岁的恒星,比宇宙还古老1亿年,它是从哪里来的?》(民间新鲜事 2020-12-01)报道:
比宇宙还古老的恒星
距离地球190光年的天秤座,存在一颗十分奇怪的恒星:“HD 140283”,它也被称为玛土撒拉星,是目前人类发现的最古老的恒星之一,这颗恒星的年龄在139亿年左右,而宇宙的年龄仅为138亿年,为什么这颗恒星比宇宙的年龄还大?
恒星的演化有太多的秘密等待人类探索,早在一个世纪之前,就有科学家发现了这颗恒星,但是在2000年才有科学家针对这颗恒星进行具体的观测,当时欧洲天文局的“依巴谷卫星”发现了这颗恒星,它距离地球190光年,一开始计算出这颗恒星的年龄是160亿岁,比宇宙还要古老20亿年。
关于这颗恒星的延伸出了“年龄悖论”,在随后的研究中,一位叫做霍华德·邦德的科学家在2003年~2010年针对这颗恒星进行了针对性的研究,对比了众多数据后得出,这颗恒星的准确年龄应该是139亿年,因为距离和技术限制存在8亿年的时间误差,因此139亿这个年龄还算可以接受。
针对这颗恒星的研究分析还指出,这颗恒星已经“垂垂老矣”,即将走到生命的尽头,但是这颗恒星并不是宇宙中诞生出的第一批恒星,而是在第一批恒星死亡后诞生的第二批恒星,它并不是宇宙中最古老的恒星。
宇宙中的恒星主要由“氢元素”和“氦元素”组成,同时“氢元素”也是宇宙中最多的元素,如果把宇宙中的可见物质加在一起,至少90%是氢元素,这是因为“氢元素”是宇宙演化过程中最原始的元素,剩余的其他元素基本都是在恒星演化过程中通过核聚变反应产生,恒星的核聚变反应到铁元素时就会停止,恒星死亡后的超新星爆炸会制造出其他稀有的元素。
超新星爆发的过程中会释放大量的物质,其中大部分是原恒星中的氢元素,这些物质会形成原始的星云,在星云中孕育出新的恒星,HD 140283就是一颗这样的恒星,因为科学家发现,HD 140283并不是完全由氢和氦这样的轻元素组成,在这颗恒星中还含有少量的铁,含量大约只有太阳内部铁含量的1%。
HD 140283中含有微量的重元素,足以证明这颗恒星是第二代恒星,虽然年龄十分古老,但是并不是宇宙中最早的出现的恒星,更不可能比宇宙本身还要古老。
宇宙微波背景辐射
分析恒星的年龄,可以根据恒星的大小以及亮度,还有质量以及成分构成等多方面因素来综合考虑,那么问题来了,科学家是怎么计算出宇宙年龄的呢?
138亿年的宇宙年龄基于 大爆炸 理论模型,普朗克探测器提供的“宇宙微波背景辐射图”完美的验证了这个理论和宇宙的模型,因此宇宙源自于一场大爆炸,和宇宙138亿年左右的年龄几乎就是确定的事实。
在宇宙大爆炸之前,空间和时间都不存在,可见的物质和能量同样不存在,自然不可能有恒星在宇宙大爆炸之前诞生,从现在的理论分析,宇宙在大爆炸之后经历了一个暴涨和降温的过程,很长一段时间后,宇宙的环境才可能允许恒星诞生。
在宇宙诞生后的5000万到1亿年这段时间内,是最初的恒星诞生的时间,这个阶段诞生出的超大质量恒星,会快速的释放能量,随后引发一场超新星爆炸,HD 140283这颗恒星就是在某一颗最古老的恒星死亡后留下物质中诞生的二代恒星。
目前HD 140283内核中的氢已经已经要被耗空,随时可能死亡,演变成一颗白矮星,考虑到恒星的演化和计算的误差,它的真实年龄在132亿年比较合理,132亿年前的宇宙仍然处于“婴儿时期”,这个时候宇宙中的星系和大尺度天体结构都没有形成,一切都在快速演化阶段。
恒星演化的最终阶段是“黑矮星”,黑矮星是恒星一生中最低能的时期,这个时候的恒星完全无法辐射能量,并且也无法发光,孤零零地徘徊在宇宙中,但是目前人类没有在宇宙中发现“黑矮星”的存在,这足以证明目前的宇宙还很年轻,可以被发现的最古老的的恒星就是HD 140283这样的二代恒星。
总结
HD 140283被确定为139亿年,是因为目前的技术无法给出百分百的答案,允许存在8亿年左右的误差,因此HD 140283年龄应该是在131亿年~147亿年之间,因为宇宙的年龄是138亿年,大约宇宙诞生1亿年后,才出现了最早的一批恒星,第一批恒星死亡后,HD 140283才会诞生,它的正确年龄区间应该是131亿年~135亿年之间。
《这颗恒星比宇宙还要老?科学家改算法也没解释明白》(2019-10-21 知否|卡麦拉)报道:
宇宙有138亿年历史,那么是否有恒星的历史比宇宙更悠远吗?一百多年来,天文学家对天秤星座一颗奇特恒星感到迷惑不解,它名为HD 140283,距离地球大约190光年,以时速130万公里的速度在宇宙中快速运行,该恒星是迄今已知宇宙最古老的恒星之一,专家评估数据显示,HD 140283拥有160亿年历史,古老到比宇宙更老。
这怎么可能?
2000年,科学家使用欧洲航天局依巴谷卫星勘测数据确定HD 140283拥有160亿年历史,该数据令人感到困惑,美国宾夕法尼亚州立大学天文学家霍华德·邦德(Howard Bond)称,通过宇宙微波背景观测确定,宇宙的年龄是138亿年,这与HD 140283拥有160亿年历史相矛盾。
一颗恒星怎么可能比宇宙更加古老呢?HD 140283之所以如此古老,是因为这颗亚巨星缺少金属,主要是由氢和氦构成,包含很少铁元素,它的成分意味着该恒星一定是在铁元素变得非常普遍之前形成的。
恒星比所在太空环境的历史早20多亿年?这当然不可能的。邦德和同事开始研究HD 140283恒星160亿年历史的初始数据是否准确,他们认真研究了11组观测数据,该数据是2003-2011年之间哈勃太空望远镜精密制导传感器记录下来的,记录了恒星的位置、距离和能量输出,在获取视差、光谱学和光度测定数据时,确定了这颗恒星的“真实年龄”。
邦德指出,HD 140283恒星的年龄存在着不确定性,首先是恒星与地球的精确距离,其次是恒星内核核反应的精确速率、以及恒星外层重要元素向下扩散的精确速率,我们猜测剩余氦会扩散至恒星内核深处,剩余的少量氢会在核聚变中燃烧,随着燃料消耗速度加快,这颗恒星估测的初始年龄也会减少。
邦德说:“在所有因素中,另一个最重要因素是该恒星中氧含量,HD 140283的氧-铁比例较高,因为这颗恒星氧含量并不充足,而在宇宙刚诞生的几百万年里氧气含量并不高,从而暗示这颗恒星的实际年龄比之前预测得更小。”
目前,邦德和研究同事评估HD 140283恒星的实际年龄大约144.6亿年,比之前预测的160亿年明显减少,然而144.6亿年仍比宇宙更古老,他们再次提出HD 140283恒星年龄具在8亿年的不确定性,这使得该恒星与宇宙年龄相近,尽管相关证据并不充分。
英国伯明翰阿斯顿大学物理学家罗伯特·马修斯(Robert Matthews)称,像所有测量估计数据一样,HD 140283恒星的真实年龄也会受到随机和系统误差的影响。
经过进一步的改进,HD 140283恒星的具体形成时间再次进行了修改,邦德说:“2014年一项后续研究将该恒星实际年龄评估为142.7亿年,如果将该恒星年龄评估存在8亿年的不确定性计算在内,其形成年代并不与宇宙138亿年历史相冲突。”
谢选骏指出:这些科学家们,根据一知半解随心所欲地立论,一而再再而三地制造谎言,仅仅是为了自洽吗。不是的。他们是为了权力。用尼采的强盗逻辑来说,科学也是一种强权意志!
【30、科学家如何宇宙朝圣】
《诺贝尔物理学奖与罗杰·彭罗斯的灵感:一瞬间的沉默如何解决了黑洞内部的奇怪数学问题》(BBC 2020年10月12日)报道:
罗杰·彭罗斯因其在奇点方面的研究而被授予诺贝尔物理学奖。
1964年9月的一天,天气晴朗,罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)的一位老朋友来拜访他。此前在德克萨斯州的达拉斯生活和工作的英国宇宙学家艾弗·罗宾逊(Ivor Robinson)回到了英国。这两人每次见面都不缺话谈,而且这次谈话没完没了,范围很广。
他们走到彭罗斯在伦敦伯克贝克学院(Birkbeck College)的办公室附近,在路边稍作停留,等待繁忙的交通停一停。此时的停顿让对话也稍作喘息,他们过马路时陷入沉默。
在那一刻,彭罗斯的思绪飘忽了。它穿过了25亿光年的真空外层空间,到达了一个沸腾的旋转类星体。他想象着引力坍缩是如何掌控,将整个星系拉向更深处、更靠近中心的地方。就像一个旋转的花样滑冰运动员把手臂拉向身体,这个物体在收缩过程中旋转得越来越快。
这短暂的灵光一闪给了他一个启示——56年后,这个启示让他获得了诺贝尔物理学奖。
像许多相对论学家一样,理论物理学家致力于测试、探索和扩展爱因斯坦的广义相对论。彭罗斯在20世纪60年代早期研究一个奇怪但特别棘手的矛盾,被称为“奇点问题”。
爱因斯坦于1915年发表了《通论》(General Theory),彻底改变了科学家对空间、时间、引力、物质和能量的理解。到20世纪50年代,爱因斯坦的理论获得了广泛成功,但它的许多预测仍然被认为不可能,不可检验。例如,他的方程式表明,从理论上讲,引力坍缩可以迫使足够多的物质进入一个足够小的区域,从而变得无限稠密,形成一个连光都无法逃脱的“奇点”(singularity)。这些点被称为黑洞。
但在这样一个奇点里,已知的物理定律将不再适用,包括预言它存在的爱因斯坦自己的相对论。
正是出于这个原因,奇点对数学相对论家来说非常吸引人。不过,大多数物理学家一致认为,我们的宇宙太过有序,实际上不可能包含这些区域。即使奇点确实存在,也没有办法观察到它们。
彭罗斯说:“在很长一段时间里,人们都持强烈的怀疑态度。”“人们认为会出现弹跳:一个物体会解体,以某种复杂的方式旋转,然后嗖嗖地飞回来。”
黑洞中心的奇点能产生强烈的热量,令辐射超级明亮,向四面八方喷射。
20世纪50年代末,射电天文学这一新兴领域的观察结果令这些观点陷入混乱。射电天文学家发现了新的宇宙物体,看起来非常明亮,非常遥远,非常小。最初被称为“类恒星物体”,后来简称为“类星体”。这些物体似乎在太小的空间里发挥了太多能量。虽然看似不可能,但每一个新的观察结果都指向说明这样一种观点,即类星体是正在坍缩为奇点的古老星系。
科学家们被迫自问,奇点是否像每个人想象的那样不可能出现?相对论的预言难道不只是数学上的异想天开吗?
在奥斯汀、普林斯顿和莫斯科,在剑桥和牛津,在南非、新西兰、印度和其他地方,宇宙学家、天文学家和数学家都在努力寻找一个可以解释类星体本质的决定性理论。
大多数科学家通过尝试识别高度专门化的环境来应对这一挑战,奇点可能在这种环境下形成。
彭罗斯当时在伦敦伯克贝克学院读书,他采取了不同的方法。他的本能一直是寻找一般的解决方案,潜在的原理和基本的数学结构。他在伯克贝克时,花了很长时间在一块巨大的黑板上工作,黑板上布满了他自己设计的曲线和扭曲的图表。
1963年,以艾萨克·卡拉特尼科夫(Isaac Khalatnikov)为首的一个俄罗斯理论家小组发表了一篇备受赞誉的论文,证实了大多数科学家仍然相信的东西,即奇点不是我们物质宇宙的一部分。他们说,在宇宙中,坍塌的尘埃云或恒星确实会在到达奇点之前再次膨胀。类星体肯定有其他的解释。
彭罗斯对此持怀疑态度说:“我有一种强烈的感觉,他们使用的方法不太可能得出确切的结论。”“在我看来,这个问题需要以一种比他们现在所做的更普遍的方式来看待,这在某种程度上是一个有限的焦点。”
然而,尽管彭罗斯拒绝相信他们的论点,他仍然不能为奇点问题找到通用的解决方案。那是在罗宾逊来访之前。罗宾逊也在研究奇点问题,但两人于1964年秋天在伦敦的谈话并没有讨论这个问题。
然而,在那个十字路口短暂的寂静中,彭罗斯意识到俄国人错了。
所有这些能量、运动和质量收缩在一起会产生强烈的热量,令辐射会向各个方向的波长爆发出来。它的体积越小,速度就越快,发出的光就越亮。
他在脑海中把黑板上的图画和日记里的素描映射在那个遥远的物体上,在脑海中寻找俄罗斯人预测的点,这片云会在哪里再次爆炸。
这样的点是不存在的。在脑海里,彭罗斯终于看到了解体将如何畅通无阻地继续下去。在密度越来越大的中心之外,这个天体发出的光比银河系中所有恒星发出的光都要多。而在内心深处,光线会以戏剧性的角度弯曲,在时空中扭曲,直到每个方向都互相聚合。
会有一个无法回头的点。光、空间和时间将全部停止。一个黑洞。
在那一刻,彭罗斯知道奇点不需要任何特殊的环境。在宇宙中,奇点的存在并非不可能。他们是不可避免的。20世纪70年代,斯蒂芬·霍金和罗杰·彭罗斯一起创立了奇点理论。
回到街的另一边,他继续和鲁宾逊谈话,很快忘记了他在想的事。他们告别后,彭罗斯回到了办公室里的粉笔沫和成堆的纸张中。
下午剩下的时间和往常一样,只不过,彭罗斯发现自己心情异常好。他想不出为什么。他开始回顾这一天,寻找是什么让他如此兴奋。
他的思绪又回到了过马路时,那一刻的寂静。那一切都像洪水一样涌了回来。他已经解决了奇点问题。
他开始写下方程式,测试、编辑、重新排列。争论仍然很激烈,但都有效果。引力坍缩只需要一些非常普遍的、容易满足的能量条件,就可以坍缩成无限密度。彭罗斯知道,在那一刻,宇宙中肯定有数十亿个奇点。
这个想法将颠覆人类对宇宙的理解,并塑造我们今天对宇宙的认识。
不到两个月,彭罗斯就开始就这个定理发表演说。12月中旬,他向学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)提交了一篇论文。这篇论文发表于1965年1月18日,仅仅在他和鲁宾逊过马路的四个月后。
结果并不完全如他所愿。彭罗斯奇点定理遭遇了辩驳。
同年晚些时候,在伦敦举行的广义相对论和重力国际大会上,这场辩论达到了高潮。
“不是很友好。俄国人很恼火,不愿意承认他们错了。”彭罗斯说。会议以争论未解决而结束。
但不久之后,俄罗斯的论文出现了计算错误——数学存在致命缺陷,他们的论点不再站得住脚。
在距离太阳系26000光年的银河系中心,有一个超大的黑洞。
彭罗斯说:“他们做这件事的方式有错误。”
到1965年底,彭罗斯奇点定理在世界范围内引起了广泛关注。他那独特的洞察力成为宇宙学的推动力。他不仅解释了类星体是什么,还揭示了宇宙潜在现实的重要真相。从那时起,人们提出的任何宇宙模型都必须包括奇点,这意味着包括超越相对论的科学。
奇点也开始渗入到公众意识中,部分原因是,奇点被称为“黑洞”,这是美国科学记者安·尤因(Ann Ewing)首次公开使用的术语。
斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)与彭罗斯一起研究奇点后,以彭罗斯定理颠覆了有关宇宙起源的理论。奇点成为所有关于宇宙的自然、历史和未来理论的中心。实验人员确认了其他奇点,包括位于星系中心的超大黑洞中心,由莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·盖斯(Andrea Ghez)发现,他们与彭罗斯共同获得了今年的诺贝尔物理学奖。
彭罗斯继续发展出一种可替代大爆炸理论的理论,即保形循环宇宙论(Conformal Cyclic Cosmology),其证据可能来自远古黑洞的残余信号。
2013年,工程师兼计算机科学家凯蒂·布曼(Katie Bouman)领导的研究小组开发出一种算法,他们希望对黑洞进行拍照。2019年4月,视界望远镜利用该算法捕捉到了第一张黑洞图像,用生动的视觉证实了爱因斯坦和彭罗斯曾经有争议的理论。
现年89岁的彭罗斯很高兴被授予物理学的最高荣誉——诺贝尔奖,但他心里还有其他事情。
“感觉很奇怪。我一直在努力调整自己。这是莫大的荣幸和感激,”他在得知消息几小时后告诉我。“但另一方面,我试图同时写出三篇不同的(科学)文章,这比以前更难。”他解释说。电话一直响个不停,人们祝贺他,记者要求采访他。所有这些喧嚣让他无法专注于自己的最新理论。
彭罗斯比任何人都了解沉默的力量和它所能带来的灵光。
谢选骏指出:科学家要懂得朝圣才能突破自己。科学家如何进行宇宙朝圣?首先要突破自己,然后是突破体制,最后是突破所有的意识形态。“仅仅尊重事实”,就是尊重上帝赐予的良知良能——“一瞬间的沉默”其实就是与神沟通的灵光乍现。
【31、科学奖的非科学因素】
网文《“飞马座51b”发现者获得诺奖,本文去年就预言了| 直击诺奖》(2019-10-08王爽)报道:
编者按
随着本年度诺贝尔物理学奖的揭晓,物理宇宙学成了各大媒体热议的话题。本文作者王爽,早在去年就预言了米歇尔·马约尔和迪埃·奎洛兹会得到诺奖。因为他们首次发现太阳系外围绕类日恒星运转的行星,对物理宇宙学来说,实在意义重大。
在开始今天的银河系之旅前,我们要知道,在天文学史上,飞马座51b是一个具有重大历史意义的景点:它是人类发现的第一颗绕主序星旋转的系外行星,而它的发现也宣告了系外行星探索时代的到来。
其实很早就有人怀疑,在茫茫宇宙中还有许多其他的行星。比如说,早在16世纪,被罗马教廷烧死的意大利哲学家乔丹诺·布鲁诺就猜想,漫天繁星其实就是远处的太阳,也有很多行星在绕它们旋转。此外,大名鼎鼎的牛顿爵士也在他的传世巨著《自然哲学的数学原理》中表达了相同的观点。
然而,寻找系外行星是一件极端困难的事情。原因很简单。行星本身不会发光,只能够反射恒星的光芒;这意味着,行星的绝对亮度其实非常非常微弱。另一方面,即使是最近的那些恒星,它们与地球之间的距离也要以光年计。相距如此遥远的情况下,系外行星肯定会被笼罩在它所环绕的恒星的光芒中;换句话说,系外行星根本无法被地球上的望远镜所看到。
师徒破局
几百年来,人们一直无法找到支持系外行星存在的有力证据。从19世纪开始,不断有人跑出来宣称他们发现了太阳系以外的行星。但事实证明,他们几乎全是自己看花了眼。
一直到20世纪90年代,才有人横空出世,用相当有力的证据证明了系外行星的存在。完成这一壮举的人,是一对来自瑞士的师徒。
其中的老师是米歇尔·马约尔。1971年,马约尔在瑞士的日内瓦大学拿到博士学位。在剑桥大学、欧洲南方台和夏威夷大学工作了几年以后,他又回到了日内瓦大学任教,并在那里一直干到退休。
其中的学生是迪迪埃·奎洛兹。20世纪90年代初,奎洛兹考进了日内瓦大学天文系,然后成了马约尔的博士研究生。博士毕业后,他在剑桥大学卡文迪许实验室找到了永久职位。
新大陆:径向速度法
可能有读者会问了:“这对师徒到底是用什么办法,才捅破这层天文学界花了400多年也没能捅破的窗户纸呢?”答案是我们在游览比邻星b的时候就已经讲过的径向速度法。下面,我就带大家回顾一下这种方法。
如果一颗恒星的周围真的存在一颗行星,此恒星和此行星就会构成一个彼此绕转的两体系统。你不妨把一颗恒星想象成一个在舞会上落单的人,只能孤零零地站着不动。如果它有了一颗行星,那就是有了一个舞伴,就可以与舞伴一起跳旋转舞了。当然,由于恒星质量远远大于行星质量,恒星旋转的幅度远比行星要小。
由于在彼此旋转,当行星离地球远去时,恒星就会略微地靠近地球;此时,恒星发出的光就会发生轻微的蓝移。反之,当行星向地球飞来时,恒星就会略微地远离地球;此时,恒星发出的光就会发生轻微的红移。这样一来,如果一颗恒星的周围真的存在一颗行星,这颗恒星的光谱就会出现周期性的蓝移和红移交替的现象。换言之,如果发现一颗恒星的光谱出现了周期性的蓝移和红移交替的现象,就可以断定这颗恒星拥有一颗行星。这种探测系外行星的方法就是径向速度法。
1995年底,马约尔和奎洛兹在《自然》杂志上发表了一篇论文,宣布他们用位于法国普罗旺斯天文台的一台新型光谱仪,测出一颗与太阳相距50光年、名叫飞马座51的恒星的光谱中,存在一个周期为4.2天的蓝移红移交替的现象。由此可以推断出,在离飞马座51仅仅800万千米的地方,有一个和木星差不多大小、公转周期为4.2天的行星。马约尔和奎洛兹把这颗行星称为飞马座51b。它是人类历史上发现的第一颗绕主序星旋转的系外行星。
这个划时代的重大发现,为人类打开了一扇通往新世界的大门。在此后的20多年的时间里,追随着马约尔和奎洛兹的足迹,天文学家们发现了将近4000颗系外行星。著名的《纽约时报》甚至把马约尔和奎洛兹发现系外行星这件事与哥伦布发现美洲大陆相提并论,并称这对师徒为“新世界的发现者”。
后来居上的“程咬金”
这个诺奖级的重大发现,给马约尔带来了数不清的荣誉。不过,奎洛兹就没这么幸运了。长达20年的时间里,他一直被排除在天文学界的各大奖项之外。为什么奎洛兹会如此倒霉呢?因为有一个“程咬金”从半路杀了出来。此人就是美国天文学家杰弗里·马西。
马西本来是一个文科生。他本科就读于加州大学洛杉矶分校,主修文学学士学位。在此期间,他又选修了一个天文学的双学士学位,而这个决定彻底改变了他的人生轨迹。本科毕业后,马西选择了转行,前往加州大学圣克鲁斯分校攻读天文学博士学位。获得博士学位以后,他在卡内基研究院和威尔逊山天文台做了几年博士后,然后在旧金山州立大学找到了终身教职。
20世纪90年代初,马西也开始搜寻系外行星。他没有斗过马约尔、奎洛兹师徒,后者在1995年率先发现飞马座51b。虽然输在了起跑线上,但是马西成功地后来居上。事实上,在人类发现的前100颗系外行星中,有70多颗是马西的研究团队发现的。
为什么马西能在寻找系外行星的竞赛中一骑绝尘呢?因为他率先使用了另外一种探测系外行星的方法,也就是所谓的凌星法。
凌星法的原理非常简单。我们在游览太阳系的时候已经讲过,整个太阳系内的天体基本都处在同一个平面上。同样的道理,整个银河系内的天体也基本都处在同一个平面上。这意味着,如果一颗远方的恒星拥有一颗行星,那么此行星围绕此恒星旋转的平面,就不太可能与我们看这颗恒星的视线方向垂直。这样一来,当这颗行星运动到地球与恒星之间的时候,就会挡住恒星发出的部分光芒,从而使此恒星的视星等在一段时间内出现微小的下降;而当行星运动到其他地方的时候,恒星的视星等又会恢复正常。
由于行星总在以一个固定的周期绕恒星旋转,它在地球和恒星之间穿行的时间将具有周期性,从而使恒星视星等也出现周期性的下降。换句话说,如果我们观测到某颗恒星的视星等总是周期性的下降(随后又恢复正常),就可以断定这颗恒星一定拥有自己的行星。这种探测系外行星的方法就是凌星法。时至今日,凌星法已经超过了径向速度法,成了发现系外行星的头号利器。
凭借着搜寻系外行星效率上的压倒性优势,马西挤掉了奎洛兹,成了与马约尔并驾齐驱的系外行星探索领域的标志性人物。1999年底,马西跳槽到了加州大学伯克利分校(美国排名第一的公立名校);又过了3年,他就当选为美国科学院院士。此后,他和马约尔拿遍了天文学界的所有大奖,包括2005年的邵逸夫天文学奖。
绯闻缠身,跌下神坛
由于在系外行星探索领域的杰出贡献,马西也一度成为了诺贝尔物理学奖的大热人选。可能有一些读者已经注意到这种说法的诡异之处了:为什么要说是“一度”呢?因为现在的马西,已经从神坛坠入了深渊。
2015年,先后有4位女士向加州大学伯克利分校投诉,说马西曾对她们进行性骚扰。随后,校方对马西展开了一个为期6个月的调查,并于2015年10月公布调查报告。这份调查报告指出,从1995年开始,在长达20年的时间里,马西至少对7位女士进行过性骚扰。此调查报告一经公布,立刻在学术界掀起了轩然大波。加州大学伯克利分校的一大批教职员工随即发表联名信,要求马西立刻从学校滚蛋。
迫于压力,马西于2015年10月7日在网上贴出了一封公开信,宣布对自己的所作所为道歉,并且辞去加州大学伯克利分校的讲席教授职位。此后,马西在学术界销声匿迹。这个系外行星探索领域的先驱,就这样成了后来另一场影响深远的著名社会运动的“先烈”。
马西坠入深渊,为奎洛兹扫除了前进道路上最大的障碍。2017年,他取代了马西,与自己的前导师马约尔一起获得了著名的沃尔夫物理学奖。我在此预言,早晚有一天,这对师徒会戴上诺奖的皇冠。
关于系外行星更详细的内容,可以关注作者今年10月即将出版的新书《宇宙奥德赛:穿越银河系》。
谢选骏指出:这是一则典型的“科学奖的非科学因素”之故事。由此看来,科学其实并不科学。因为科学连“掌握自己的命运”都不可能,遑论发现更为广大的世界。如果说科学是一种方法,那方法不还是需要人来掌握的吗。
【32、科学仅是事后聪明的解释】
《在火星上拍到闪光云 云里有冰晶》(2021-06-08 评论 )报道:
最近NASA发布了火星上拍到的闪光云照片,NASA科学家说,与通常火星云不同,这些闪光云里有冰晶,所以会发光,其中一些还是彩色的。
科学家去年就注意到了这一现象,发现这些云比通常的火星云形成时间要早,今年他们准备好记录下这些云。
1月最早的闪光云就出现了。科学家说,从拍回的图片看,这些云是充满了冰晶的细小气泡,当落日余光照到冰晶上时,散射的光线发出了闪烁的光芒。
科学家说,它们可以帮助科学家了解火星上的云是如何形成的,以及为什么最近的云与通常的不同。
如果是通常的火星云,其海拔高度为60公里,由水冰组成。科学家发现这些“早期”云所处的海拔更高,那里非常寒冷,科学家认为这些云可能是由冰冻的二氧化碳或干冰组成。
在好奇号导航相机拍摄的黑白照片上可以看到,有些云像一条条细密的水波纹。日落时分,云中的冰晶折射出光线,在暮色中发出光芒。如果冰晶越多,反射的光线越亮。
好奇号相机于2021年3月28日拍摄的云
而由漫游车桅杆相机拍摄的彩色照片中,云的色彩很丰富。相机甚至还拍摄到了更漂亮的彩虹云或“珍珠母”云。
科罗拉多州博尔德市空间科学研究所(Space Science Institute in Boulder, Colorado)的大气科学家马克·莱蒙(Mark Lemmon)说,假如你在好奇号旁眺望天空,肉眼就能看到它们。虽然颜色比较淡,但云的色彩丰富。那是因为这些云粒子的大小几乎相同,所以发出了闪亮柔和的色彩。他补充说:“我对呈现出的颜色感到惊奇:红色、绿色、蓝色和紫色。”
莱蒙说:“非常棒,在火星上能看到这些色彩斑斓的东西。”
科学家现在还在寻找线索以确定这些闪光云的高度。
漫游车桅杆相机于2021年3月5日拍摄的彩虹云或珍珠母云。(Credit:NASA/JPL-Caltech/MSSS)
由于大气稀薄、天气干燥,火星上阴天很少,云较少见。火星云出现的时间通常在一年(1个火星年约等于2个地球年)中最冷的时候,位置处于赤道附近,那时火星离太阳最远。
目前,有两个NASA探测器在火星上执行探测任务——好奇号(Curiosity)和毅力号(Perseverance),以上云的图片是好奇号拍摄的。
谢选骏指出:NASA科学家真会说——“与通常火星云不同,这些闪光云里有冰晶,所以会发光,其中一些还是彩色的。”因为这些话和他们前些日子下的结论正好相反!所以他们只要加上个“通常”、“例外”,就可以胡说八道了。这和科学社会主义,有何不同?
《毅力号在火星上拍到美丽“彩虹”?NASA:不可能》(2021年04月12日 俄罗斯卫星网)报道:
美国国家航空航天局(NASA)日前在社交媒体上发布了一张由“毅力”号火星车拍摄的图片,图片上呈现了类似“彩虹”的光晕。很多网友留言问这是不是火星上的彩虹,NASA给出了答复:火星上不可能出现彩虹。
NASA工作人员解释称火星上的光晕不是“彩虹”。图片来源:NASA“毅力”号火星车社交媒体截图
据报道,美国国家航空航天局的工作人员在社交媒体推特上写道:“许多人问:这是火星上的彩虹吗?不是,这里不可能出现它。彩虹是由于光在水滴内被反射而形成的。然而这里没有足够的水来凝结,也太冷了,不可能有液态水。这道弧线是镜头的光晕。”
2月18日,美国“毅力”号火星车成功登陆火星,自着陆以来总计传回了约7000张图像。
当地时间3月8日,美国国家宇航局发布了“毅力号”火星车实现火星行走的痕迹。
谢选骏指出:所谓“科学”,就是“事后聪明的解释”,“根据观测不断修改结论”,“然后再进行验证”——所以依靠科学去进行推理,愚不可及。运用所谓的科学原理未卜先知,不可能也。这就是实验科学与理论科学的区别所在。
【33、科学理论的安眠作用】
《宇宙是一个无始无终的循环?》(2020年08月19日 环球科学)报道:
科学家发现,除了宇宙暴胀,宇宙收缩同样可以创造出今天我们所见宇宙的种种特征。并且在循环宇宙中,膨胀和收缩会交替进行。在这个理论中,宇宙无始无终。
撰文丨Samuel Velasco
翻译丨张露丹
编辑丨杨心舟
目前,科学家通常是这样描述宇宙诞生的模样:大约140亿年前,宇宙出现了大量不知何处而来的能量。宇宙在短时间内开始急剧扩张,能量的爆发让宇宙像气球一样膨胀。这次扩张将宇宙中任何大尺度上存在曲率的地方都拉平了,这也形成了今天我们所看到的结果:宇宙可能是一个平坦的几何结构。(尽管也有理论认为宇宙可能是封闭的球状)物质彻底地混合在一起,以至于宇宙看起来几乎没有明显特征。在宇宙各处,恒星与星系从成团的物质中产生了,它们也成为了本该光洁无暇的宇宙画布上不起眼的尘埃。
宇宙暴胀理论对这一现象进行了阐述,该理论与迄今为止所有观测都相符,大多数宇宙学家都对此表示认同。不过也有人发现,暴胀理论的一些推论会令人困惑。大部分区域的时空都在不停地迅速膨胀。结果是,暴胀不可避免地会产生多重宇宙,即包含了无限多的“口袋宇宙”。一些批评者认为,暴胀理论能用来预测任何事,而这也相当于它最终什么都预测不了。“暴胀理论并不像预期的一样奏效。”保罗·斯坦哈特(Paul Steinhart)说道,他是暴胀理论的创始人,现在却成为该理论最著名的批评者之一。
近年来,斯坦哈特和其他人已经着手提出一套关于宇宙形成的不同理论。他们重拾起循环宇宙的观念:宇宙在周期性地扩张与收缩。他们希望能够摆脱宇宙大爆炸的桎梏,再现我们今天所见的平坦而光滑的宇宙。
最近,斯坦哈特与一些专攻引力计算模型的研究者展开了合作,他们分析了一个坍缩的宇宙是如何改变其自身结构的。并且,研究最终发现坍缩宇宙的收缩程度能超过膨胀程度。不管宇宙在收缩前看起来多么奇异扭曲,宇宙坍缩都能够极大地抹平大部分的宇宙原始褶皱。
压缩视野
在过去一年半时间里,斯坦哈特和德国马克斯·普朗克研究所的宇宙学家安娜·伊尧什(Anna Ijjas)合作,提出一种新奇的循环宇宙,或者说“火宇宙”观点——这一理论认为,不经过坍缩也能实现宇宙重生。
当人们试图将宇宙膨胀与收缩可视化时,常常将宇宙描述成气球,并且用一个“宇宙标度因子”来描述宇宙尺寸变化。此外,还存在另一个测量标尺——哈勃半径,也就是我们能见的最大距离,不过其一直备受冷遇。在广义相对论方程中,两个尺度因子会各自独立演化,并且你可以通过改变任何一个因子来使宇宙变得平坦。
你可以想象有一只蚂蚁处于一个气球上。暴胀就像吹气球,宇宙在膨胀阶段变得光滑与平坦。而循环宇宙在收缩过程也能保持光滑。在这一阶段,气球会平缓地收缩,而该过程的大多数事件主要在视界边缘发生。这就像那只蚂蚁通过一个功能日益强大的放大镜观察万物,但它能看见的距离在收缩,因此它所处的世界就会逐渐失去特征。
斯坦哈特和他的搭档设想了一个可能已扩张了一万亿年的宇宙,该过程会被一种无所不在的(也是假设的)能量场所驱动。(现在我们会将这种场的活动归因于暗能量)当能量场最终变得稀疏,宇宙开始平缓地收缩。经过数十亿年,一个收缩的标度因子把万物都拉得更近了一些(但没有收缩到一个点)。而此时,宇宙剧烈的改变来自哈勃半径,它会迅速变化,最终变得极小。宇宙的收缩给能量场重新蓄能,令宇宙变热并且使其中的原子蒸发。紧随其后是一次向外反弹扩张,而宇宙再次循环,获得重生。
在这一反弹模型中,极小的哈勃半径保证了宇宙能维持光滑和平坦。暴胀令宇宙中许多初始的不平整之处膨胀,变为真实而庞大的多重宇宙,而缓慢的收缩却会挤压,并最终让它们消失。最终留下的将会是一个无始,无终,没有大爆炸奇点,也没有多重宇宙的宇宙。
任意宇宙到我们的宇宙
现在,宇宙暴胀与宇宙反弹理论都面临一项挑战,那就是它们需要证明,无论宇宙是怎样开始的,两项理论中的能量场是能造就现今宇宙的。
伊尧什和斯坦哈特经常批评暴胀理论只在特殊情况下才成立,比如其能量场需要在无显著特征和位移极小的情况下形成。理论物理学家已经彻底地研究了这些情况,部分是因为这些是唯一用黑板和数学就能解决的例子。据伊尧什与斯坦哈特发布的两篇预印稿的描述,他们的研究团队在最近的计算机模拟中,用平缓收缩模型对一系列初生宇宙进行了测试,这些运算对于纸笔分析来说太过庞大。
通过引入普林斯顿大学一位专攻广义相对论计算模型的理论物理学家弗朗斯·普里托里厄斯(Frans Pretorius)的代码,合作团队探索了不同能量场下宇宙收缩的情况,包括扭曲隆起的场,在错误方向上移动的场,甚至两部分各朝相反方向剧烈移动的场。而几乎在所有情况下,收缩过程都会迅速产生一个跟我们的宇宙一样的宇宙。“你只要让模型自然运行,宇宙在缓慢收缩后就变得非常平坦和光滑。”斯坦哈特这样说道。
凯蒂·克劳夫(Katy Clough),牛津大学一位专攻广义相对论数值解法的宇宙学家,称这一次新模拟“非常全面”。但她也提示,这类分析确实是最近有了先进的计算能力才得以实现,而暴胀理论可以处理哪些条件,其完整范围仍是未知的。“这项理论已经完成了一半工作,但它仍需更多证据,”她说。
尽管对于伊尧什和斯坦哈特的模型的兴趣各有不同,大多数宇宙学家依旧认同暴胀理论不会这样就轻易被扳倒。“平缓收缩理论当下并不是能与其匹敌的竞争者。”纽约大学的宇宙学家格里高利·加巴达泽(Gregory Gabadadze)表示。
伊尧什和斯坦哈特接下来将继续充实反弹模型——这是一个更复杂的研究对象,其中需要引入全新的相互作用来将万物再次推开。伊尧什现在已经想到了一种反弹理论,可以通过一种新的物质与时空相互作用来改进广义相对论,并且她推测这其中还存在其他机制。她计划马上用计算机来测试这一模型,来理解这一作用的更多细节。研究团队希望利用反弹模型将收缩与膨胀阶段结合起来后,能找到一些能供天文学家观测的独特特征。
尽管目前合作团队还没有完善循环宇宙的所有细节,但斯坦哈特仍然非常乐观,他坚信循环宇宙不久之后就能成为多重宇宙的替代理论。“我最担心的阻碍已经被克服了,”他说,“我再也不会为此晚上睡不着觉了。”
原文链接:
https://www.quantamagazine.org/big-bounce-simulations-challenge-the-big-bang-20200804/
谢选骏指出:科学理论的最大作用,就是让其从业人员晚上能够睡个好觉!
【34、科学研究起源于科学幻想】
《他们以为只是三个小时,不料却过去了20年》(2021-03-18 科学发现号)报道:
人类是天生的探险家,我们挺进未知领域探索未知,我们几乎标出了地球上的每一寸,但要踏足另一个星球,超出我们的太阳系,这,是未来的梦想。在电影《星际穿越》中,梦想变成现实。
电影《星际穿越》讲的是对新世界和人类命运的探索,值得一提的是,《星际穿越》听起来像是科幻片,但这部影片的基础根植于真正的科学,并且,著名天体物理学家基普·索恩参与拍摄了此片,他是天体物理学、引力波以及时空扭曲理论领域的权威。《星际穿越》中最重要的特点之一,就是科学完全嵌入影片。下面请跟着绝密影视官一起,解读《星际穿越》中你读不懂的星空奥秘。
首先,我们来简单介绍一下影片。《星际穿越》中的故事发生在未来,那时候地球上的生活条件威胁到了人类的生存,影片的主人公 库伯 是一名前NASA宇航员,也是一名工程师,如今这个单身爸爸与一对儿女在一座农场里生活。当世界在历经极端气候与粮食危机,地球濒临末日之际,一个空前伟大的冒险机会来敲门,库珀与女科学家艾米莉亚及其他两位科学家、两个机器人一同出发,并带着人类胚胎,穿越“虫洞”到另一个空间去找寻有可能让人类居住的星球,从而开始在广袤的宇宙中进行星际航行的故事。
影片探索的主题之一就是:我们是否属于地球,我们要不要留在地球,而如果那里有其他的东西,我们应该去探索吗?影片中的团队寻找一个称为家的新地方,一个可以维持生命的星球,而且是人类的生命!
接着他们穿过了虫洞,到达另一个星系之后,为了节省燃料,他们先探索了离黑洞很接近的一个星球,据在这个星球的先遣队员传来的信息,这里很适合居住。不利的因素是,由于离黑洞比较近,时间扭曲的比较厉害,在这个星球的一个小时,相当于外界的7年。在这里,库伯他们的飞船进了水,耽误了时间,当他们回到在绕着黑洞盘旋的主飞船上之后,才发现已经过去了20多年。
由于耗去了太多的时间,飞船的能源所剩无几,只够探索附近的一个星球然后回去,或者探索附近的两个星球然后回不去两种情况。剩下的三个人要决定去哪个星球。在库伯之前,宇航局派出由Dr. Mann带领的12名先驱队员出发去探索哪颗星球更适宜人居住,在上面做初步的调查,一人一颗星球,然后把信息发回来。每个人都做出了巨大的牺牲,因为除非他们所在的星球适宜居住,可能不会有人再将他们接回去。最终库伯他们去了Dr. Mann所在的星球,然而当他们到了Dr. Mann所在的星球后才发现,一切都是骗局,库伯遭到了Dr Mann的暗算,多亏了Anne赶过来救了他,而Dr Mann又抢先一步,偷走了一部飞船,想要抢先进入然后控制在外太空的主飞船。可最终Dr Mann进入主飞船失败,导致主飞船一侧被毁,并被撞地偏离轨道。最后库伯完成飞船对接,拯救了飞船上存有的人类胚胎。
库伯他们燃料所剩无几,最后只能向最后一颗附近的星球进发,而他们要利用黑洞,才能用剩下的燃料到达那颗星球,最后为了摆脱黑洞的引力,库伯让自己以及另一个机器人乘坐的探险飞船脱离了主飞船,减少负重,让艾米莉亚到达最后一个星球。
库伯在黑洞中不停地掉落,最后到达了一个奇异的空间。这是一个三维空间的五维空间。就是说可以在三维空间中穿梭不同的时间,同时机器人也掉落在了黑洞中并收集到了所需要的信息,醒悟到其实没有“They”,那个创造出来的虫洞,和这个空间的生物,可能就是很久以后的人类。而利用引力摆出条形沙子传达地点的是他自己,最后用掉落的书组成“Stay”的摩斯密码的也是他自己。
这时,库伯的女儿想起来父亲临走前给她那个表,表的秒针一直在不停的跳动,她意识到了从前其实一直是父亲在和她交流,也明白了跳动的秒针的含义,最后通过这些信息,解开了方程。
五维空间崩塌,在病房中醒来,他在最后时刻被乘搭着地球幸存者的、凭借他女儿理论支持制造的Cooper Station救了。黑洞中的时间难以测量,他在五维空间或者说黑洞中的一段时间,其实在地球上已经过去了许久。他见到了老去了,躺在病床上的女儿。
而艾米莉亚还不知道地球上的人已经得救,孤独地在这个星球上,一个人承担着全人类的希望,培育着下一代的人类。艾米莉亚悄悄地开走了一艘飞船,驶向那个星球。到此,影片结束。
下面我们就来讲解一下影片中那些令人难以理解的知识,影片中提到过很多关于星空的知识,包括:黑洞、虫洞、五维空间等,下面由我给大家一一讲解这些神秘的知识。
时空:首先给大家说一下时空的概念,当我们到一个遥远的地方旅行时,我们不仅在空间中穿梭,而且在时间上穿梭,在大约一百年前,科学家还始终相信时空是完全分开的,直到爱因斯坦推翻了这个观念,爱因斯坦其中一个伟大洞见就是:时空是相互关联的。有人说:你有时间,他有空间。爱因斯坦却说:只有一个东西,我们称之为时空。时空可以改变、可以移动、可以弯曲、可以扭曲。他的相对论指出,时间就像是一个柔性织物,所有物体都嵌在它里面:太阳、行星、包括我们。而时间扭曲的后果,就是我们所说的万有引力,物体越大,时空扭曲就越大,也就是说,物体越大,万有引力就越大。而引力越大,时间流逝的速度就越慢。就比如GPS卫星定位系统的时间运行速度每天比地球快大约38微秒,所以地面上时间的运行速度不同于卫星轨道上的时间速度,这一事实非常重要。而《星际穿越》的艰难和心碎之源就是时间的相对性。我们经历的时间取决于我们在宇宙的什么地方。
虫洞: 而时空的弯曲提供了可以使星际旅行瞬间实现的捷径,那就是:虫洞!
虫洞是科幻片的基本特征,但它们都基于真正的科学。爱因斯坦的相对论规定了时空的弯曲,而且说虫洞可能存在,也可以存在,虫洞是时空可以弯曲的特殊途径,就像是连接空间两部分的小隧道,但案因斯坦的方程式也预言,如果虫洞自然形成,它可能会像亚原子那么大,并在几分之一秒内封闭。而科学家有根据的预测,虫洞无法存在于我们的宇宙中。但他们相信,虫洞会允许我们穿越到遥远恒星的这一概念。而虫洞看起来究竟该是什么样子呢?差不多就是太空里的一个洞,它位于无形的表面,你看到物体沿着各个面塌陷,并且就和消失在漏斗中一样。虫洞是空间里的三维洞,如果你在三维空间画一个圈,并把它描绘出来,你会得到一个球,所以虫洞差不多感觉就像是一个水晶球悬浮在空间。
黑洞:在《星际穿越》中,宇航员进行了巨大的信仰飞跃,超越虫洞时,宇航员将面临更加艰巨的挑战,航行于黑洞的极大危险中,那么所说的黑洞又是什么意思呢?
黑洞的理论由爱因斯坦的方程式预言,但物理学家质疑他们是否存在,黑洞就是一个奇怪的野兽,如果拿一个黑色的球比较,它除了一个弯曲的时空,什么也没有的表面,黑洞的引力异常强大,以至于任何东西掉进里面永远也回不来,就连光也无法从里面发射出来。黑洞绕着他的轴线旋转,将它周围的空间拖拽到飞快旋转的运动,将恒星和行星拉入轨道,距离黑洞越近,引力就越大,当到达黑洞的边界,任何东西都不会逃脱,并永远的消失。黑洞自身不会发光,但掉落在黑洞上的尘埃和气体会升温并放出X射线。科学家认为,在每个银河系的中心,都有一个非常巨大的黑洞。
《星际穿越》中当库伯在进入黑洞时,整个身体都被拉伸,并被潮汐力从侧面挤压。但事实上我们知道的物理定律在黑洞中都会失效。
引力波:有一个时段,大约在140亿年前,那时候的宇宙一切都紧挨着彼此,宇宙中物质的密度也是极大,有一股强大的力量,触发了太空自身的膨胀,比光速还要快,科学家称作为:宇宙膨胀说。并且这种膨胀在太空形状上引起了波动,并放大了它们,使他们变得更加强大,在时空结构上产生了连波,这就是所说的“引力波”。
五维空间:《星际穿越》高潮部分,主角坠入一个高级智慧生命为他打造的仿五维空间中,他可以通过这个空间与女儿达成沟通,以自己的行动影响另一条时间线。传统物理学的空间概念,就是立体三维空间。也就是我们现在生活的世界,爱因斯坦相对论认为,空间和时间可以相互转化,时间是空间的另一种方式,因而传统的三维空间加上一维时间,成了四维空间。而四维空间还应加上一层次维,就是五维空间,任何真正的系统都是五维空间,而五维空间的任何一维都可以和其他四维相互转化。五维空间即时间、空间、层次的统一。在五维空间宇宙观中,时间、空间、层次是对称的。对称空间观是五维空间观的本质,五维空间观是对称空间观的展开。所以对称空间观就是五维空间观。我们用空间直角坐标系来表示五维空间时,空间时间各为横轴和纵轴,再加上速度为竖轴,即可形成五维空间参照系。从三度空间观到四度空间观到五维空间观,是物理学发展的自然历史过程。
好了,讲了这么多,不知道有没有对大家理解《星际穿越》这部电影有所帮助,在小编看来,《星际穿越》中所涉及的科学知识、剧情设计、还有打造的星空场面,让小编觉得这无疑是一部值得观看的影片。
谢选骏指出:“山中方七日,人间已千年。”故事说晋代王质砍柴的时候到了这山中,看到有几位童子有的在下棋,有的在唱歌,王质就到近前去听。童子把一个形状像枣核一样的东西给王质,他吞下了那东西以后,竟然不觉得饥饿了。过了一会儿,童子对他说:“你为什么还不走呢?”王质这才起身,他看自己的斧子时,那木头的斧柄已经完全腐烂了。等他回到人间,与他同时代的人都已经没有了。王质在山中逗留了片刻,人世间已经发生了巨大的变化。这故事常被用来形容人间巨变。其实描写了人间与仙界的差异——儿童五言诗:“王子去求仙,丹成十九天。洞中方七日,世上已千年!”如此看来,所谓的科学研究,岂不起源于科学幻想。而所谓的科学幻想,无不来自于“宗教迷信”——这正如人们做梦的时候,运用的是另外一种思维,常常进入另外一个世界。但是昼夜之间,都是依凭于“同一个大脑”。
【35、量子力学与耶稣复活】
《在宇宙中重生:量子置乱可能使人死而复活》(说说那些图事2021-01-20)报道:
你相信生物的死亡是为了重获新生吗?是的,微生物和某些昆虫可以被冷冻,之后再恢复。撇开低温技术不谈,人类确实能够在短时间内存活,但实际上却表现为“死亡”状态。以上这些都是“恢复生机”(revival)的例子。某些生命体的生命机能减缓或停止到近乎到零后,又重新焕活。
然而,复活(resurrection)是完全不同的概念。一个生命体的复活,既非复生(reanimated)也非再生(revived)。而是指已确定性死亡,腐烂或分解,然后重新组合并重获新生。
希腊语中用“anastasis”一词代表“复活”这一概念,而《圣经·新约》作者在提到耶稣复活时也非常谨慎地使用了这个词语(resurrection)。诚然,在约翰福音(11:25-26)中,耶稣在复活拉撒路前曾说,他是“anastasis”,就是复活。
《新约》作者对复活(以及拉撒路复活)的描述非常谨慎,以确保读者们明白,这个人确实“像顶死的门钉一样确凿不移地死了”(正如狄更斯在《圣诞颂歌》中对马利的描写)。从拉撒路死尸的气味,到耶稣肋旁被刺的伤口,再到小心翼翼地取下他的裹尸布,尽管它们只是浸透香油的布条,这一系列清晰的描述都表明,他们不可能重新活过来。
从神学角度而言,“anastasis”对基督徒非常重要,因为“复活”是神基督所作应许的一部分,每个人都能获得新的身体,这不只是以某种精神形式而存续,也不只是为了重获新生,而是在新的创造中重建。这也是当时被称为法利赛人的犹太人们一个共同的信念;法利赛人经常出现在《圣经》中,他们常与基督争论。
复活是唯一真正的不朽,因为虽然恢复生机(revival)可以延长寿命,但却不可能阻止身体在某天遭到毁灭。所有医学上的突破也都是为了延年益寿或救死扶伤,但从来没有一种药物能够真正复活任何活物。当然,克隆技术(从零开始一个分子接一个地重建),也望尘莫及。
复活可能是将个体思想“下载”并“备份”到计算机中。在思想完好无损的情况下,身体可以从DNA中再生,也可以直接提供人造的新身体。这种方法假设了下载或备份思想切实可行,而且这实际上是个体生命的延续,并非仅仅是一种复制,或是某种生命的毁灭和另一生命的开始。
另一种方法也许更为有趣,那就是未来可能通过量子置乱实现隐形传态。最近,通过量子置乱传输信息的实验表明,量子比特可以被完全置乱,然后在之后的某个时间重建,从而有效地传送原始比特。这便是量子隐形传态的一种形式,一个粒子到另一个粒子状态的传输伴随着对原始状态的破坏;而如果重建发生在破坏之后的某个时间,就像置乱一样,那这便也是一种复活的形式。
但这一观点也带来了哲学悖论。如果有人从各个方面都复制了我,那么这个复制品就不是我了,因为我会继续生活做我自己。另一方面,如果我被毁灭以后,一个与我完全相同的复制品诞生了,我会是这个新的人吗?
然而,假设我只是死了,那我本身包括思想都会发生混乱而融入环境?我所有的思想、记忆,自我意识,都会潜在地,随着构成我个体的量子比特,扩散到宇宙中,与构成地球和周边一切的原子发生置乱。
本质上这些原子可以存储我的信息,就像计算机一样,但却没有任何技术可言,因为这只是宇宙运行的方式。根据 量子力学,信息永远不会丢失,其中包括构成一个人的信息。
量子置乱表明,虽然信息似乎消失了,但其实它仍然存在,只是扩散开来而已。这类似于当你说话时,你所说的信息通过空气分子的混乱传递;耳朵或麦克风可以捕捉声音,提取出信息,然后大脑或计算机可以根据声音重建信息。
因此,一个曾经连贯的思想(理论上也包括身体)可以在未来某个时间通过置乱重新出现,就像它已经被传送了一样。而它所需要的只是重建它的正确条件,对此,考虑到宇宙首先应该包含创建你的正确条件,似乎总有一天,会有能够重建你的合适条件。
但这种重建不是随机的,更确切地说,它是一种从死到生的隐形传态,依靠量子置乱这一新兴现象而实现。也就是说,在你出生之前和你死后,你本人和你的信息都会永远存在于宇宙中。你就像一个回声,在寻找合适的倾听者来理解你。
那么对于这一构想,人们有何反对意见呢?
首先是前面提到的悖论。如果你死了,你的信息被编码到宇宙中,有一天通过量子置乱传送到某个新的地方,那他是真的你,还是某个与你一模一样但却不是你的复制品?
实际上这取决于人类思想的构成。如果这是罗杰·彭罗斯 (Roger Penrose)所说的大脑的某种形式的量子纠缠,那么这就意味着构建一个你的精确副本需要量子隐形传送大脑的纠缠状态。
然而,“不可克隆定理”证明了这点是不可能的。我们无法确定是否能创建一个精确的副本。这一定理在1982年被数学证明,量子力学不允许复制量子态,其中就包括人。它们可以被传送,但却永远不可能被复制。
另一反对意见质疑是否真的会发生置乱。在宇宙历史上,这从未发生过。虽然有人声称自己是转世而来,但并没什么有力证据。当然,这也可能是因为没有足够的时间来破译。你是由大量的信息所组成,要解读所有这些信息,就需要量子物质的正确配置来接收到你的信息。
那在这之前宇宙可能会遭受某种热寂吗?
宇宙将如何终结还不得而知。可能是新的宇宙从 黑洞 或其它现象中产生,也有可能是宇宙实际上会自行坍塌。我们对宇宙的研究还不够,无法确切地说会发生什么。我们所知的是,尚未有证据表明量子信息在无限长的时间内是不守恒的,在这段时间内,任何事情都可能发生。此外,由于复活是量子的隐形传态,而非随机机会,因此也没有理由相信这需要大量的时间,而是只需正确的条件。
这是整个人还是仅仅部分性的重建?
这比其它问题更严重。因为,虽然你的意识心智可能会被重建,但你所有的记忆和知识可能无法与你一起进行置乱和隐形传态。这就意味着你出生的时候不知道从何而来,对过去也一无所知。这种形式的轮回将是生命的延续,但你已成为另一个人。你会过一种全新且不同的生活。
就比如老年痴呆症,人们会失去记忆,甚至会忘记他们所爱的人和他们自己。也许这些信息,虽然没有因为量子力学而遗失于宇宙,但可能也无法如我们期望的那样,再次凝聚到复活的人身上。
虽然复活似乎有可能发生,但尚不清楚它将采取何种形式。构成我们身份、关系、记忆和自我意识的这些部分实际上不是我们,而是像任何附属物一样与我们相分割。我们认为它们即是我们,但其实它们可以被割断。
这又取决于隐形传态的接收器是什么。一种能够解读一个完整的人,包括他们的记忆的隐形传态形式,可能由某些高级生物创造。但我们可能不希望如此,,我们真的希望复活出现在的自己吗?
置乱理论似乎为复活提供了一种切实的方法,它涉及到量子信息的分解、散射和重建,这些量子信息可以假设性地构成一个人。虽然技术可能还无法实现,但也许宇宙自身可以。
谢选骏指出:从常识的角度看,复活是不可能的;但是从量子力学的角度看,复活是可能的;而从奇迹的角度看,复活是必然的。
《量子力学有没有可能证明神的存在?》(憨笑先生)报道:
答案是不可能。
1、
这个世界上,有人相信上帝,有人不相信。
相信的人企图说服不相信的人,或者疑惑重重的人希望相信却总觉疑惑,于是就企图证明神的存在给不相信的人或自己看。
2、
新约记载,耶稣在十字架上受死、埋葬、第三天复活之后,向门徒们显现。
他的门徒之一多马却不信,他说:“我非看见他手上的钉痕,用指头探入那钉痕,又用手探入他的肋旁,我总不信。”
耶稣就对多马说:“伸过你的指头来,摸我的手!伸出你的手来,探入我的肋旁!不要疑惑,总要信!”
之后耶稣对多马说了一句意味意长的话:“你因看见了我才信,那没有看见就信的有福了!”
我想耶稣这句话不单单是对多马说的,也是对所有看到这句话的人说的。
3、
两千年来,我们这些多马的后人,还在孜孜以求如何把手探入神的钉痕。
却忘记了耶稣说:那没有看见就信的有福了。
4、
对于基督信徒而言,诚然如圣经所记载的,是上帝创造了人类,那么被造物怎么能证明造物呢?
这样的想法,跟一张桌子想证明木匠的存在,一个木偶要证明雕刻师的存在,不是一样的荒谬吗?
5、
让我们来看看什么是上帝。
在圣经里,上帝的名字“耶和华”,其实不是一个真的名字,“耶和华”直译成中文的意思是“我是……”。
当上帝说“我是耶和华”时,祂是在说“我是我是”。
这就是说,祂是万有,本来就超乎所有,涵盖一切,即使穷尽人类的想象,也无法论尽祂的丰富。
人类通过理性、科学来证明神的存在,就如同造了一个盒子把空气关起来,用一只水桶来量海水,怎么可能?
6、
而对于科学信徒而言,当你认定上帝不存在时,实际上已经违背了最基本的理性原则。
最基本的理性原则是,人类的理性是有限的,人类所研究的科学自然也是有限的。
既然是有限,就只好承认与无限的距离有无限远。
套用前面的比喻,人类通过理性、科学来证明神的不存在,就如同在一个盒子里说盒子之外不存在空气,在一个水桶里的金鱼说哪里有什么大海,一样幼稚可笑。
7、
如果你是理性的人类,那么你就不得不承认信仰与科学有着明确的分野。
理性最基本的功用,是承认理性的有限性。
倘若连这一点都不能承认,那就是非理性的疯子了,就不必自称相信科学了。
同样,如果基督徒企图用科学来证明上帝的存在,也就难怪被蔑称为“神棍”了。
8、
不管你信有上帝还是不信有上帝,你都不得不承认,我们自己是无知的。
不管你拥有多么了不得的智慧,这个智慧放在无限面前都几近于无。
9、
耶稣在2000多年前的第一次向人类开口讲道时,第一句话说的就是:“你们贫穷的人有福了!因为神的国是你们的。”
这里的贫穷指的不是物质上的贫穷,而是头脑的贫穷。即无知。
如果把你的脑袋比喻成一个杯子,只有在你明白它的空洞时,你才可能有装进去智慧的前提。
而如果里面装满了偏见,智慧也就与你无份了。
(编辑于 2017-11-28)
谢选骏指出:量子力学即使无法证明耶稣复活,却能拆穿人类的无知。宇宙之大,没有什么是不可能的。知道了这一点,就算有福了。我虽然不能“像亲眼看见那样相信耶稣复活”,但我愿意相信那是真的。
【36、马斯克是刽子手的帮凶】
《星链网络怎么样?早期用户们说满意,想长期用》(2021年04月17日网易科技)报道:
6个月前,埃隆·马斯克(Elon Musk)麾下的太空探索技术公司SpaceX开始公测星链卫星互联网,短短几个月时间参与的用户数量就超过了1万人。为了获得星链网络服务的真实用户反应,日前有媒体采访了来自北美13个州的50多名星链网络用户。
目前大多数星链网络用户都居住在北美农村或偏远地区,很难接入地面宽带,其中少数人根本无法接入地面宽带服务。
美国蒙大拿州的一位早期用户在接受采访时表示:“我希望能长期使用这项服务。”“星链网络服务的公测版价格比我们现有的任何服务都更合理,而且性能更好。只要星链服务能用,我就会继续使用。”
SpaceX旨在通过星链项目打造一个由数千颗卫星组成的互联网络,这种航天业所谓的卫星网络能够向地球上任何地方的消费者提供高速互联网服务。
SpaceX公司在去年10月份向公众推出了“总比没有好”( Better than Nothing)的星链网络服务公测计划。接受调查的大多数早期用户是在去年11月至今年2月期间收到公司的加入邀请。在美国,这项服务的公测版价格为每月99美元,用户连接卫星所需的设备费为499美元,此外还有一定数额的税金、运费和安装天线所需配件的费用。
此次用户调查的主要方面包括星链网络服务的价格、安装过程、用户对SpaceX设备的看法、网速、服务可靠性、星链与其他服务的比较、客户服务体验、用户担忧以及总体印象等等。
价格
SpaceX对用户设备的定价远低于实际成本,目前用户设备大约三分之二的成本由公司承担。
用户获得星链网络服务的初期成本从550美元到800美元不等。这根据当地税收、运费和安装所需的附加设备(如屋顶支架或第三方设备)而有所不同。
大多数用户认为99美元的月租费较为合理。考虑到星链网络服务的平均速度,这比其他卫星宽带服务和地面宽带更便宜。SpaceX公司总裁格温·肖特韦尔(Gwynne Shotwell)上周表示,该公司不打算“在消费者中增加分级定价”,并强调公司希望星链网络服务“尽可能地简单透明”。
用户设备
SpaceX发送给客户的“星链设备套件”包括四个重要组成部分:用户终端(也被称为卫星天线)、三脚支架、Wi-Fi路由器和电源。SpaceX还提供屋顶安装服务,但需要用户额外付费。
用户对星链设备套件的质量印象深刻,尤其是对卫星天线赞不绝口。
一位用户说:“除非是下大冰雹,否则我看不出有什么东西会把它弄坏。”但少数用户对SpaceX公司提供的Wi-Fi路由器质量感到失望,其中用户选用了三方路由器。蒙大拿州的一位用户说路由器就是一块“带Wi-Fi信号的砖头”。他认为其设置速度很快,但除了设置网络密码之外,没有其他配置选项。
这位用户说,“我选择使用我自己的路由器,并直接插入路由器需要连接到的端口。”
安装过程
用户对星链网络设备的安装过程意见不一。以前安装过屋顶设备的用户认为安装星链设备非常简单,而另一些人则需要花几个小时才能使卫星天线开始工作。
一位科罗拉多州的用户说:“最难的是爬上屋顶,安装天线,然后把电线从房子外面拉到屋内。”
卫星天线受到遮挡,从而影响到与卫星的连接,是用户在安装天线过程中最常遇到的问题。星链网络服务公测版用户安装的移动端应用程序中有一个增强现实功能,可以检测环境中的障碍物,并帮忙找到安装天线的正确位置。
“我房子周围的树真的很高,我低估了星链障碍物探测应用需要显示没有树遮挡的必要性,”俄勒冈州的一位用户说。
网速
今年2月,SpaceX告诉美国联邦通信委员会,星链网络服务的下载速度“超过”每秒100M,上传速度高于每秒20M,延迟不高于“31毫秒”——这与用户反映的实际情况相符。不同用户称下载速度在60Mbps到150Mbps之间,有些用户甚至报告峰值下载速度接近200Mbps。网络延迟也符合预期,大多数用户的延迟约为30毫秒,有些用户仅为20毫秒。
马斯克今年早些时候承诺,随着公司向近地轨道发射更多卫星,星链网络服务的性能将继续有所改善。他表示,“网速将会翻一番”,今年晚些时候达到约300Mbps,延迟时间将保持在20毫秒的范围内。
SpaceX公司则警告称,鉴于公司尚未将全部卫星送入轨道,用户在公测期间的服务质量不会完全稳定。大多数用户每24小时可能会有3到5分钟的停机时间。有的用户一天中停机时间短至20秒,而少数用户报告每天停机时间在10到20分钟之间。星链网络服务移动端应用程序还为用户提供了下一颗卫星预计何时重新连接服务的倒计时功能。
“服务相当可靠,偶尔会有几次中断,”缅因州的一位用户说。“我们主要用它看Netflix、Hulu和Youtube。我们也可以用星链打游戏,没有出现任何问题。”
接受采访的用户表示,他们家中接入的多台联网设备对星链网络服务质量和网速没有任何影响。
“我们一整天都在线,每天都要开会。星链网络服务很容易一直保持在线状态。我们还使用流媒体服务。我们至少有25台设备通过星链服务接入互联网,有智能手机、笔记本电脑、台式机、iPad、智能电视、智能家居设备等等,”明尼苏达州的一位用户说。
除了互联网服务本身的可靠性外,用户表示星链设备在各种环境中都表现良好。有用户称星链卫星天线在强风、降雨和暴风雪中都能继续工作。此外,星链网络设备耗电量并不高。加州的一位用户说:“其用电量和我们用来给车道照明的灯泡差不多。”
和之前用户使用的服务对比
用户报告自家在星链服务上线之前使用了各种各样的服务,其中有其他卫星宽带服务、低速有线网络以及蜂窝热点。还有一些用户之前根本没有网络服务。
用户转而使用星链网络服务有三个主要原因:价格、网速和流量限制。俄亥俄州的一位用户表示,他们之前每月向一家当地网络服务提供商支付180美元,但发现星链网络服务的平均网速更快。一位加州用户之前使用过其他卫星宽带服务。服务商声称自己在网络中断方面“更可靠一些”;但这种卫星网络的下载速度是1Mbps,延迟约1000毫秒。
一位蒙大拿州的用户说:“我一直问当地的电信技术人员,光纤能否拉到我们镇子,他们每次都说‘可能要5年,也可能压根不会’。”
一位加拿大用户表示,他们所在地区有两家本地“高速”互联网服务提供商,但相比星链价格太高了。
这位用户说,“这两家公司都需要大量的硬件投资,你需要架信号塔或者安装碟形天线,还有相当严格的流量限制,而且不能保证速度。简而言之,它们就是一坨屎。”
客户服务
到目前为止,SpaceX的核心业务一直是发射火箭,因此互联网客户服务对该公司来说是全新业务。只有少数用户就问题联系了公司客户服务代表,但每个人都对SpaceX的回应感到满意。
俄勒冈州的一位用户表示,他们在加入星链网络服务时“最初无法联网”。这位用户说,“我联系了客服,然后他们在几个小时内给我打了电话。他们那边调整了一些东西,当天下午问题就解决了。”
明尼苏达州的另一名用户说:“客服反馈非常好,通常1到2小时内就会有人回复我”。
用户顾虑
受访者最大的顾虑主要是未来SpaceX是否会对星链网络服务引入流量限制。一些用户认为流量限制不可避免。一位用户则表示,他们“如果有流量上限,将会毫不犹豫立即取消服务。”
当被问及可以接受哪种流量限制时,用户们表示,他们会对每月750GB到1TB的数据上限感到满意。
设备安装过程以及设备中明显“缺乏防雷接地”,是一位加州用户所担心的问题。这位用户说:“对普通人来说,把电缆引入家中可能并不是件容易事。”
这位用户表示,出于对设备防雷接地的顾虑,自己还没有将星链网络设备用有线方式接入到家庭网络中。他说:“我不希望一次雷击就烧掉所有的网络设备和服务器。”
这位来自加州的用户说:“我倒愿意认为SpaceX已经考虑过这一点,但它似乎没有在任何地方提到过。为了将风险降到最低,我现在把一切设备都分开。”
总体评价
星链网络服务用户对这项服务的总体印象相当满意,几乎所有人都希望能长期使用这项服务。
缅因州的一位用户说:“体验非常棒,来自星链的客户支持也非常棒,功能更新不断被推送到星链应用程序。”“我对这一切都非常满意。”
用户们还强调了SpaceX自己说过的一个关键问题,那就是这项服务对偏远地区的人是一种福利,但不会取代城市居民现有的互联网服务。
“这将改变美国农村的游戏规则,”蒙大拿州的一位用户说。“我认为,疫情让很多人可以选择远程工作,他们可以使用这项服务。”
虽然SpaceX公司已经开始接受预定,预计未来一年星链网络服务将覆盖更多美国南部地区,但该公司还没有确定星链何时结束公测阶段并开始全面商业运营的时间。SpaceX的肖特维尔本月早些时候表示,该公司“还有很多工作要做,以确保网络可靠性”。
一位怀俄明州的用户说,“要有心理准备,这只是公测版。停机是意料之中的事,技术支持也可能很慢。”
目前,即便星链网路服务仍有不足,许多用户还是很高兴能够使用全新的高速网络服务。
一位来自俄勒冈州的用户说:“在没有网络的情况下生活了14年之后,我终于有了真正的互联网,真是让人头晕目眩。”“我可以随时看节目,而不用担心是否会超出带宽上限。我可以随时下载新游戏,而不必把笔记本电脑带到朋友家。这是一种生活方式的改变。”
谢选骏指出:看来,这个星链计划主要是给荒野和农村提供互联网服务的,难怪独裁政权也乐于接受并宣传它。
《星链测试在即 摧毁防火墙恐只是梦想》(2020-06-24 自由亚洲)报道:
美国星链公司的卫星群(SpaceX/Starlink)无需专人安装、只要把接收器插入电源后指向天空,你就能上网了。这是美国企业家埃隆·马斯克(Elon Musk)旗下公司“星链”(Starlink)的承诺。借助上万颗卫星,它可以向全球各个角落提供高速网络服务。随着星链公测之日临近,不少中国网民庆幸,它可能会是中国网络防火墙的终极杀手。但事实果真如此吗?
十几天前,由马斯克担任首席执行官的美国太空探索技术公司(SpaceX)在佛罗里达州发射了第九批共计58颗星链宽带卫星。截至目前,这家公司已经成功发射了540颗星链卫星,并计划在本周四进行下一批次的发射。
2015年,马斯克提出了这个由1.2万颗卫星组成的星链计划,希望利用这些卫星取代传统的地面通信设施,帮助世界偏远地区接入互联网,并为城区提供更低廉的服务。最终,这些卫星将环绕地球,在全球范围内提供高速网络服务。
防火墙还管用吗?
他两个月前发推说,星链服务将在大约半年后首先在高纬度地区开始公测。这意味着,一些人或许在秋天就能尝试到卫星网络服务了,而星链目前已经开始在官网上公开招募测试者。随着公测日期逐渐临近,不少网民有个疑问:星链能突破中国防火墙吗?
现居美国的前中国私企业主邹承峰近几年帮助了至少几十万中国网民翻墙。长期关注了星链计划的他周二对本台表示,虽然星链计划的初衷并不是突破防火墙,但它的确提供了这样的一个机会。
“星链计划虽然在主观意识上并不是为了帮助中国网民突破防火墙,但它客观上确实具备这个功能。星链如果真的想要突破中国防火墙的话,可以说是轻而易举的事情。”
2018年2月22日,太空探索技术公司成功发射了两颗星链测试卫星。《环球时报》主编胡锡进次日发微博说,中国的防火墙早晚会因通信技术的发展而失效。这意味着,中国政府应逐渐减轻对防火墙的依赖。不然这堵墙一旦决口,后果将不堪设想。这条微博很快就被删除。
从技术层面上讲,星链的确是防火墙的克星。由于星链提供的卫星网络服务不经过地面的通信基站和服务器,它可以有效规避防火墙。目前,星链用户仍然需要一台指向天空的圆盘接收器才能接收网络信号。但有网民说,如果星链服务真的能覆盖中国,想必会有人把接收器走私到国内。考虑到中国企业的仿制技术超强,墙内网民或许不久后就能享受星链服务了。
各地集中整治“小锅盖”
这种说法如此受欢迎,以至于有不少人把疑似中国某地方政府近日发布的一份通告视为当局已经有了对付星链的办法。网传的这张截图显示,长春市南关区政府上周发布通告说,政府即日起将对区内非法安装使用卫星地面接收设施的行为进行全面清理整顿,禁止单位和个人擅自生产、销售、安装或使用此类设备。
记者在南关区政府官方微博上了解到,当局的确在开展这项整治行动。此外,全国各地近日都在开展类似专项行动,包括杭州、西宁、丽江等地。不过,记者尚无法证实这项行动与星链有关。
尽管如此,美国加州州立大学多明格斯山分校信息系统学教授拉里·普雷斯(Larry Press)表示,星链突破中国防火墙的可能性基本为零。
“我认为这几乎不可能,因为我很难想象中国政府会允许星链直接与中国终端用户进行通信,这需要当局批准才行。”他指出,正因如此,即便有中国网民通过特殊渠道获取了接收器,他们仍然无法使用星链服务。他说,除非北京当局允许星链对大陆发射信号,这些网民手中的接收器很可能只是废铁一块。
星链进中国面临巨大障碍
但也有人问,如果星链不顾中国政府反对,擅自对大陆提供服务的话,那些有接收器的网民是不是就有福了呢?尽管这在技术层面上的确可行,但并非没有政治上的障碍。太空探索技术公司首席执行官马斯克早在几年前提出星链计划时就说,中国军方是有能力击落这些通信卫星的,因此他们可能不会擅自向中国提供服务。
本台记者周二致函太空探索技术公司,询问他们是否已与中国政府就星链计划进行了洽谈,但截至发稿时尚未收到回复。
密切关注星链计划的德国波恩大学计算机科学研究所研究员法比安·马夸特(Fabian Marquardt)认为,由于星链服务是否会在中国落地还完全是个未知数,国内网民不该高兴得太早。
“我觉得人们不该过于兴奋。特别是那些生活在相对不自由的国家的人,我们完全不知道星链服务能否进入这些市场。我认为,现在下结论还为时过早。”
事实上,中国自身也在建造类似于星链的卫星网络。这项由中国航天科工集团牵头的“虹云工程”计划发射156颗卫星,旨在为全球用户提供随时随地的网络服务。2018年底,虹云工程成功发射了首颗卫星,并计划在未来五年内全面完成部署,正式开展运营服务。
有舆论认为,考虑到中国正在自主建设卫星网络,再加上中国国内已有多家传统网络运营商,当局批准星链进入中国的可能性很小。
谢选骏指出:上述新闻掩盖了一个事实——马斯克为了在中国大陆造车卖车、倒腾加密货币,早已成为刽子手的帮凶了。
【37、文革和美苏竞赛登月的关注度】
《如果苏联在登月竞赛获胜的话……》(BBC 2016年2月26日)报道:
1969年7月20日晚上10点前几分钟,全世界的电视台都在节目中插播了一条历史性新闻。
“来自月球的直播”这行字在屏幕上闪过,在闪烁的照片中,布满灰尘的单色风景中出现了一架金属梯子。接着一只靴子映入眼帘,一名宇航员正在尝试把脚踩向地面。然后他跳出画外。
摄像机缓缓地摇过,展现在眼前的是一副巨大、荒凉的景象,到处是碎石、山岭和环形山。
宇航员的说话声听不清楚,他跳到了登月车数米远的地方,从太空服的裤兜里拿出了一面旗帜。旗帜连着一个折叠的框架,他在夹好旗帜后把旗插在月球的土壤里。
这个第一个登上月球的人,退后几步,然后开始敬礼。锤子和镰刀似乎在真空中飘舞。
成功实现太空漫步的阿列克谢·列昂诺夫(Alexey Leonov)本来可以成为第一个登月的人——苏联率先登月成功的假设并不像你想象的那么不切实际。2016年2月是苏联登月50周年,当时这个共产主义国家确实本可以率先带领人类成功登月。
1966年2月,苏联的太空探测器“月球9号”(Luna 9)首次在月球上成功实现软着陆。这次任务是工程学上的奇迹,它帮助解答了关于月球表面的基本问题,并为第一次载人登月任务开辟了道路。
“在60年代中期,美国人和苏联人都在尝试登月,”伦敦科学博物馆(London’s Science Museum)的太空馆馆长道格·米勒德(Doug Millard)说。他目前正在主办一场前所未有的俄罗斯太空艺术品展览。
“在人类登月之前,需要先让机器登月,而我们很容易忘记苏联所取得的成就。”他说。
月球9号高约3米,底部是方形的,有四个支架——很像阿波罗登月车。上面是圆柱体,顶部是鸡蛋形状的穹顶,仿佛是一朵含苞待放的花。
打开的设计
“这部分就是登月车本身,”米勒德解释着我们看到的展览中的一台工程模型,“当它来到月球表面上方一两米时,这部分会脱离,然后登月车的四瓣会打开,帮助自己站稳,就像一个儿童玩具一样——这个设计确实非常聪明。”
任务的计划者没有直接在1966年2月3日宣布在月球表面 “风暴洋”(Ocean of Storms)成功登陆,而是决定采用一种更加微妙的方式向世界宣布这件事。
“传回地球的照片通过一个很容易被接收到的频率传送,我觉得这是故意为之,” 米勒德说,“这些照片被英国的卓瑞尔河岸天文台(Jodrell Bank)接收到,然后传遍全球。”
苏联的月球1号登月车证明月球的表面可以支撑一个人的重量——当时的报刊读者以为苏联会在太空竞赛中打败美国。卓瑞尔河岸天文台的主任伯纳德·洛弗尔爵士(Sir Bernard Lovell)在与BBC的访谈中把这次登月称作“一个历史性时刻”,他还说:“这是人类登月前必要的最后一步。”
这次任务不仅发回了九张图片,还解决了一个困扰冷战铁幕两边登月计划者的重要问题。有人担心月球表面覆盖了一种类似“流沙”的灰土层,那样的话任何登月车都会沉没。月球9号证明了月球表面是坚实的,这一点帮助了苏联和美国继续开展人类登月计划。
苏联的宇航员登月飞行计划跟美国的阿波罗计划类似。用巨大的火箭把太空舱和登月车送入月球的轨道。阿波罗的三人太空飞船上,指挥舱和登月车之间有一条通道相连;而苏联的设计是两人飞船,其中一个人要太空漫步到登月车上并独自降落到月球表面。
候选人显然是全世界第一个太空漫步者阿列克谢·列昂诺夫。这个5米高球根状的登月车名为LK-3,工程设计非常复杂,阿列克谢就在它里面进行训练。而这台登月车也在科学博物馆展出。
“宇航员将站在控制台前,与飞船绑住,这样就不会飘走。在降落时,他需要透过一小块挡风玻璃盯着月球的表面。” 米勒德说,“你可以想象列昂诺夫操控着登月车降落,而他的时间比阿姆斯特朗寻找落脚点的时间还要短——所以会比阿波罗计划更加危险。”
机器人灯塔
不过,苏联的计划中也有美国阿波罗计划缺乏的几种内置安全措施。登月车不仅安装了备用发动机,苏联还提前把一台无人登月车送到月球。
“假如列昂诺夫的登月车不幸失败了,他就可以使用那台备用的登月车,” 米勒德说,“在列昂诺夫登月之前,还发射了一台机器人月球车作为他的灯塔。在紧急情况下,宇航员还可以驾驶着它找到备用登月车,并安全返回地球。”
美国的人类登月计划紧紧跟随着苏联机器人的脚步。
这是一个雄心勃勃却又思虑周全的计划。登月车在未载人的情况下在地球轨道测试成功。而第一台机器人月球车Lunokhod 1——大小相当于一台较小的汽车——于1970年到达月球。
不幸的是,用来输送列昂诺夫乘坐的飞船进入太空的巨大的N1火箭从未成功试射。火箭长105米,与美国的土星5号(Saturn 5)类似,是火箭中的巨无霸。第一节就装有30台发动机。
在N1火箭项目完成前苏联的主要火箭设计师谢尔盖·科罗廖夫(Sergei Korolev)不幸去世,所以N1火箭匆忙制作完成,在发动机尚未完成全部地面测试之前,就于1969年2月首次发射。
四次发射尝试均告失败——第一次发射N1火箭只维持了一分钟,第二次是火箭变成一个火球倒塌在发射台,第三次是火箭解体,第四次是火箭发生爆炸。
到1972年,苏联已经完全输掉了登月竞赛,尽管苏联直到1974年才正式取消登月计划。
不过,我们不应该忘记的是,就机器人登月车来说,首次登月成功的是苏联。1973年1月,尤金·塞尔南(Gene Cernan)在月球上留下最后脚印的几周后,苏联的第二台Lunokhod月球车开始了为期四个月的月球表面旅行,它把高清图片发回了地球。
假如N1火箭计划提前几年开始,阿列克谢·列昂诺夫就可能改写历史,成为登月第一人。不过米勒德提醒说,一些人还是不相信会发生这种情况。
“假如列昂诺夫成为第一个登上月球的人,他就会插上不同的旗帜,但是旗帜还是会飘扬起来——因为在月球上一旦你碰了一下旗帜,它就停不下来。”他说,“这同样会招致相同的阴谋论说法。”
谢选骏指出:在美苏进行太空竞赛的时候,中共却在进行文革!现在人们都用“丧心病狂”来描述毛泽东发动的文革,其实参考一下那时的国际背景,就能明白毛泽东这个糟老头子是在这种破罐子破摔的方式,和美苏竞争登月活动的国际关注。
【38、不靠太阳也能生长的人类】
《太阳“寿终正寝”后人类和其生存的地球会怎样?》(2019年12月10日 BBC)报道:
天文学家观察到一颗巨大的行星围绕一颗白矮星(white dwarf)在运行。太阳最终将变成一颗白矮星。宇宙间万事万物,都是有其寿命的,包括我们人类赖以生存的太阳。
根据科学家的计算,太阳最多大约还有50至60亿年的寿命。
而科学家最近所发现的一个天文现象,为他们提供了几十亿年后当我们的太阳“寿终正寝”后未来的一瞥。
白矮星通常是恒星在耗尽了核燃料,它的核心就会坍缩成为致密的白矮星。白矮星是低质量恒星演化路线的终点。
恒星在经历红巨星阶段的末期,它的中心会因温度、压力不足以使碳氧元素进行核聚变,从而产生一个致密天体。大部分恒星的演化过程都包含白矮星阶段。
天文学家说,这也是他们所观察到的行星可以在它们所围绕旋转的恒星“死亡”,变成白矮星后依然幸存下来的直接证据。
他们把这一发现发表在《自然》杂志上。
我们赖以生存的太阳是太阳系中一颗中等质量的恒星。科学家根据计算认为,最多再有大约60亿年,太阳就会膨胀为现有体积的200倍,成为一颗红巨星(Red Giant)。随着太阳的膨胀,它会吞并和摧毁我们的地球,之后,太阳就会变成一个白矮星。
科学家观测到的这颗白矮星距离我们大约有2000光年,而围绕它运转的那颗行星体积大约跟海王星(Neptune)的体积差不多(但也许比海王星大)。
英国华威大学(University of Warwick)的曼瑟博士(Christopher Manser)说,这颗白矮星的温度是太阳的5倍,因此,它产生的紫外线辐射也比太阳多得多。同时,曼瑟表示,白矮星的引力巨大,任何靠近白矮星的天体,例如小行星,都会被强大的引力撕裂。科学家是用欧洲在智利的甚大望远镜(the Very Large Telescope),观测到这颗白矮星和这颗行星的。
曼瑟对BBC解释了他们是如何通过望远镜以及计算来估测这颗白矮星和其行星的距离和体积的。他说,他们是使用欧洲在智利的甚大望远镜(Very Large Telescope in Chile)或叫超大型望远镜,观测到这颗白矮星和这颗行星。
这台口径8.2米的望远镜收集了来自这颗白矮星的光谱,然后再对其光谱进行分析。曼瑟表示,通过分析光谱中不同的颜色,科研人员可以鉴定白矮星周围有一颗像海王星或是天王星(Uranus)大小的行星在围绕着它运转。
科学家希望能够对此进行进一步的研究,希望能为未来我们的太阳达到“生命”终点时提供一些信息和线索。曼瑟解释说,当太阳达到红巨星阶段,它会不断膨胀。届时,我们的地球将会被吞没。 水星(Mercury)和金星(Venus)也不能幸免。但是火星(Mars)、小行星带、木星(Jupiter)和太阳系中的其他行星将在其轨道基础上向外扩张。
随着太阳失去了质量,它对这些行星的引力也会随之减小。最终,太阳将变成一颗白矮星。火星、小行星带和木星将会围绕它运转。在行星运行的过程中,有时,它们也可能被白矮星巨大的引力吸引过去。而且,一旦太阳最终变成白矮星,它所发出的辐射可能会非常强大,足以能蒸发掉目前正在运行的木星、土星(Saturn)和天王星的大气层。最后剩下来的可能只有它们的岩石核心。
不过,希望到那时,地球上的人类早已具备移民到太阳系以外的能力,或是飘荡在太空中的人造城市中去了。
谢选骏指出:现代暴民毛匪和古代暴君夏桀一样,自比为太阳,鼓吹“大海航行靠舵手,万物生长靠太阳”,因此无法想象一个没有太阳的世界,无法想象一个没有太阳也可以存活的人类。没有太阳也可以存活的人类,如今只在人们的思想之中,但是根据“思想语言创造世界”的圣经启示,那也将投影在现实之中,而且,不靠太阳生长的人们,活得可能更好。
【39、强人择原理像是巫师的作法】
网文《强人择原理》报道:
强人择原理又叫人择宇宙学原理(Anthropic Cosmological Principle,简称人择原理),从严格意义上讲是一个哲学范畴的概念,是关于正确认识人与宇宙之间的关系的基本原则。其主要的观点就是:从物理学的角度来讲,无论宇宙是什么样子,都是为人类这种高级智能生物形成的。同时也只有人类,才能解释和说明宇宙到底是什么样的,并指出其本质及其发生发展的基本规律。
概念源起
人择原理的最早起源不明,大多数可查证的资料都在上世纪,同时也被认为和意识形态有关,哲学家们似乎并不意外物理学家提出的人择原理。1973年英国天体物理学家布兰登·卡特(Brandon Carter)在哥白尼诞辰500周年时提出了人择原理并将其分为两种:弱人择原理和强人择原理。弱人择原理认为:作为观察者的我们之所以存在于这个时空位置,是因为这个位置提供了我们存在的可能。而强人择原理则认为:我们的宇宙(同时也包括那些基本的物理常数)必须允许观察者在某一阶段出现。卡特提出人择原理后,很多人对其作了解读和发展,其中最引人注目的是宇宙学家约翰·D·巴罗(John D. Barrow)和物理学家弗兰克·提普勒(Frank J. Tipler)。人择原理被分为三种,弱人择原理、强人择原理和终极人择原理。人们通常使用巴罗等人提出的叙述。
人择原理
人择宇宙学原理Anthropic Cosmological Principle(简称人择原理Anthropic Principle),概括的讲是尝试从物理学的角度解释“为什么我们的宇宙是这样的”,而人择原理的答案是,“某程度上是因为这样的宇宙才允许类似人类的智慧物种存在,才有可能会有生物意识到有宇宙这个概念”。这条原理很复杂,但简而言之,即谓正是人类的存在,才能解释我们这个宇宙的种种特性,包括各个基本自然常数。因为宇宙若不是这个样子,就不会有我们这样的智慧生命来谈论他。
物理学和宇宙学的所有量的观测值,不是同等可能的;它们偏爱那些应该存在使碳基生命得以进化的地域以及宇宙应该足够年老以便做到这点等等条件所限定的数值。
然而,有的人走得更远并提出强人择原理。按照这个理论,存在许多不同的宇宙或者一个单独宇宙的许多不同的区域,每一个都有自己初始的结构,或许还有自己的一套科学定律。在这些大部分宇宙中,不具备复杂组织发展的条件;只有很少像我们的宇宙,在那里智慧生命得以发展并质疑:“为何宇宙是我们看到的这种样子?”
强人择原理
宇宙必须具备允许生命在其某个历史阶段得以在其中发展的那些性质。
最终人择原理
包含智慧的信息处理过程一定会在宇宙中出现,而且,它一旦出现就不会灭亡。
人择原理有弱的和强的意义下的两种版本。弱人择原理是讲,在一个大的或具有无限空间和/或时间的宇宙里,只有在空间一时间有限的一定区域里,才存在智慧生命发展的必要条件。在这些区域中,如果智慧生物观察到他们在宇宙的位置满足那些为他们生存所需的条件,他们不应感到惊讶。这有点像生活在富裕街坊的富人看不到任何贫穷。 应用弱人择原理的一个例子是“解释” 为何大爆炸发生于大约100亿年之前——智慧生物需要那么长时间演化。正如前面所解释的,一个早代的恒星首先必须形成。这些恒星将一些原先的氢和氦转化成像碳和氧这样的元素,由这些元素构成我们。然后恒星作为超新星而爆发,其裂片形成其他恒星和行星,其中就包括我们的太阳系,太阳系年龄大约是50亿年。地球存在的头10亿或20亿年,对于任何复杂东西的发展都嫌太热。余下的30亿年左右才用于生物进化的漫长过程,这个过程导致从最简单的组织到能够测量回溯到大爆炸那一瞬间的生物的形成。
科学原理
质量比例
我们知道,科学定律包含许多基本的数,我们不能从理论上预言这些数值——我们必须由观察找到它们。也许有一天,我们会发现一个将它们所有都预言出来的一个完整的统一理论,但是还可能它们之中的一些或全部,在不同的宇宙或在一个宇宙之中是变化的。令人吃惊的事实是,这些数值看来是被非常细致地调整到使得生命的发展成为可能。例如,如果电子的电荷只要稍微有点不同,则要么恒星不能够燃烧氢和氦,要么它们没有爆炸过。当然,也许存在其他形式的、甚至还没被科学幻想作家梦想过的智慧生命。它并不需要像太阳这样恒星的光,或在恒星中制造出并在它爆炸时被抛到空间去的更重的化学元素。尽管如此,看来很清楚,允许任何智慧生命形式的发展的数值范围是比较小的。对于大部份数值的集合,宇宙也会产生,虽然它们可以是非常美的,但不包含任何一个能为如此美丽而惊讶的人。人们既可以认为这是在创生和科学定律选择中的神意的证据,也可以认为是对强人择原理的支持。
合理解释
人们可以提出一系列理由,来反对强人择原理对宇宙的所观察到的状态的解释。首先,在何种意义上可以说,所有这些不同的宇宙存在?如果它们确实互相隔开,在其他宇宙发生的东西,怎么可以在我们自己的宇宙中没有可观测的后果?所以,我们应该用经济学原理,将它们从理论中割除去。另一方面,它们若仅仅是一个单独宇宙的不同区域,则在每个区域里的科学定律必须是一样的,因为否则人们不能从一个区域连续地运动到另一区域。在这种情况下,不同区域之间的仅有的不同只是它们的初始结构。
学术异议
它和整个科学史的潮流背道而驰。我们是从托勒密和他的党人的地心宇宙论发展而来,通过哥白尼和伽利略日心宇宙论,直到现代的图象,其中地球是一个中等大小的行星,它绕着一个寻常的螺旋星系外圈的普通恒星作公转,而这星系本身只是在可观察到的宇宙中万亿个星系中的一个。然而强人择原理却宣布,这整个庞大的构造仅仅是为我们的缘故而存在,这是非常难以令人置信的。我们太阳系肯定是我们存在的前提,人们可以将之推广于我们的星系,使之允许早代的恒星产生重元素。但是,丝毫看不出存在任何其他星系的必要,在大尺度上也不需要宇宙在每一方向上必须如此一致和类似。
谢选骏指出:上面这些科学蠢人不懂“为什么我们的宇宙是这样的”!因为他们不懂“因为我们是这样的,所以我们的宇宙只能是这样的”——有什么样的人,就有什么样的物理学……这样的问题还不清楚吗。人们所说的宇宙,其实不过是人们自己感觉世界的集合体——强人择原理,难道不像是巫师的“作法”吗?
【40、趋同进化是个推卸责任的说法】
《如果没有人类,如果人类没有遍布全球,世界还会变成这样吗?》(2021-05-21 漫读)报道:
在智人出现之前,地球是什么样子?如果我们从未遍布全球,它还会是这样吗?克里斯托弗·肯普(Christopher Kemp)将时间「倒带」,把我们的祖先「抹去」,然后再重新「点击播放」。
想象一下将地球历史的最后12.5万年存在一盘老式磁带上。每过一秒,磁带就会慢慢地从一个盘上解开,然后缠到另一个盘上。现在假设我们可以让磁带停止、进行调节,并且反向转动。这就是倒带。慢慢地,随着磁盘的旋转,我们的存在将被抹去。
在这个过程中,每过一分钟,便会有10个足球场那么大的天然森林和疏林恢复原貌。起初,每年将会有比丹麦面积还要大的地域被重新绿化,只要150年的时间,就可以恢复大部分失去的绿地。
同时,城市则像退潮般隐去。超级大都市缩小成一般城市,进而缩成城镇和乡村,重新出现了大片绿色的未开发土地。世界上的河流变得畅通,海底的残骸和缠结的电缆都被清理干净,臭氧层也得到恢复。
估计将有1080亿人的遗骸从地面上被清除掉,化石燃料、宝石和金属,以及其他被开采的材料都回归原位,而像碳和二氧化硫等大气中成吨的污染物也会被吸走。最终,我们到达了一个似乎离我们无比遥远的时间点:12.5万年前。
从地质学的角度看,它可能和昨天没什么两样,但这其中的时间跨度代表了现代人类生存的全部。通过将磁带倒到此处,我们抹去了人类对地球的几乎所有影响。这样的地球是什么样呢?
12.5万年前,地球正处于埃米亚间冰期——一个长达15000年,被夹在两个时间更长、温度更低的冰期之间的相对温暖的阶段。突然间它变成了一个温暖、绿色的世界。在北半球,大陆冰盖已从欧洲南部的德国和北美洲的伊利诺伊撤退。
「那个时候比现在要稍微暖和些,海平面的最高点也可能要稍微高些。」美国自然历史博物馆人类学展厅负责人伊恩·塔特索尔(lan Tattersall)说。
这个温暖而稳定的气候的受益者之一便是智人。我们这个物种最早在约20万年前出现在东非;到12.5万年前,智人的人口数量大约在1万~10万之间,在捕捉猎物、被当作猎物捕捉以及初次尝试离家迁徙等活动中繁衍生息。
但我们并不孤独。早期人类进化专家塔特索尔说:「至少有三支原始人类世系,有非洲的智人,后来灭绝了的东亚的直立人,还有欧洲的尼安德特人。」
也还有其他我们一无所知或仅仅一知半解的人种,在别的地方艰难生存。塔特索尔说:「谁知道非洲发生了什么呢?在非洲有些原始人长得不太像现代智人。」同时,世界上还遍布着大型动物——海洋里的鲸,陆地上的巨大草食动物群等。
瑞士日内瓦大学环境科学研究所的环境历史学家杰德卡普兰(Jed Kaplan)说:「如果你能穿越到那个世界的话,我想你马上会看到一群群的巨型动物,你会发现所有这些成群的大动物在世界各地漫游。北冰洋会有长着长毛的猛犸象。
你肯定会看到像野牛一样的东西,还有生活在欧洲的大型猫科动物,美洲的马,很多的熊、狼,以及各种各样的食草动物。」
但是后来,一切毫无征兆地改变了。更确切地说,首先改变的是人类,然后是整个世界。「10万年前,人类开始表现出现代人的特征,这时麻烦真正开始了。而在这之后,人类开始走向自然的对立面,开始了我们今天所熟知的这些『恶作剧』。」塔特索尔说。
哪怕只是塔特索尔所说的「恶作剧」的一部分,看起来都足够让人警醒。公元前2000年左右,世界上已有数以千万计的人口。到公元1700年,人口达到将近6亿,现在已经略超过70亿,并以大约每天22万的速度增长。
这还只是人类的数量。根据联合国粮食及农业组织(FAO)的统计,全球共有14亿头牛,大约各10亿头猪和羊,190亿只鸡,几乎达到平均每人3只鸡。与这些数字对应,我们所消耗的能量也是前所未有的。
仅仅在20世纪,能量的消耗量就增加了16倍。根据2009年《国际石油、天然气与煤炭技术杂志》上的一篇文章,自1870年以来,全球估计开采石油9440亿桶(约1350亿吨)。而仅在2011年,美国开采的煤炭就超过10亿吨,而中国是其3倍。
我们也以数不尽的方式改变了地表景观。农业和火的使用结合在一起,驯化并塑造了全球各地的环境。在很多地方,天然植被已被农地所取代。地球表面的30%~50%被人类以这样或那样的方式利用,世界上超过一半的淡水正在被我们利用。
尤其有一点,稻米生产已经压垮了整个生态系统。马里兰大学环境学家厄尔·埃利斯(Erle Ellis)说:「人类建造出了小型水坝,改变了整个流域的泥沙运动,为的是在各处创造湿地来种植水稻。而这使很多地方夷为平地,真是巨大的变化啊。」
在现代社会中,我们已经没有多少看起来没有被人类破坏的地方了。卡普兰说:「特别是在欧洲,几乎没什么自然景观真正地被保留下来。你很少能在森林中发现倒在地上的枯树,少得简直让人难以置信。」
自从现代人类开始与自然抗争起,他们像风中的种子一样迁徙并散落各地。他们在12.5万年前定居近东,5万年前定居南亚,4.3万年前定居欧洲,4万年前定居澳洲,在3万年前到1.5万年前之间定居美洲。
最后一个可居住的重要陆块是新西兰,在700年前被人类占据了。
无论人类走到哪里,动物都被带向他们所去的地方。有些是人类有意为之(如狗、猫和猪),而有些是不小心带去的(如老鼠等)。埃利斯说,向一个已达到精妙平衡的生态系统引进非本土物种,会造成不可逆的影响,特别是老鼠。
「它们的影响是巨大的。任何把巢筑在地面上或老鼠能到达的地方的动物,都会成为它们的口中食。」
当然,我们自己也是高效的杀手——我们知道很多物种都被猎杀或迫害,直至消失在我们的记忆中。
最著名的当然是渡渡鸟(最后一次被确认存活是在1662年)。已灭绝的还有斯特勒海牛(1768年)、蓝羚羊(1800年)、毛里求斯蓝鸠(1826年)、大海雀(1852年)、海貂(1860年)、马尔维纳斯群岛胡狼(1876年)、候鸽(1914年)以及加勒比僧海豹(1952年)。
还有更多的物种从我们眼皮底下消失。人类进军全球,而随之而来的是一次又一次的巨型动物灭绝。虽然原因仍有争论,但我们已受到了很多指责。「我真的认为在这些巨型动物被逼向灭亡的过程中,人类有着不可推卸的责任。」卡普兰说。
有例为证。1.5万年前,人类从西伯利亚来到北美洲。「那里发生了一场史无前例的灭绝。一般只有新物种入侵才能办到。这个新物种就是人类。」弗吉尼亚大学气候学家比尔拉迪曼(Bill Ruddiman)说。
「在美国西部的那些平原上,原本有着比今天的塞伦盖蒂平原更为丰富的物种,那曾经是个神奇的地方。除了猛犸象和乳齿象以外,还有剑齿虎、马、骆驼以及巨大的地懒等———所有这些动物都在很短的时间内就灭绝了。这方面的最好的数据表明这次灭绝发生在1.5万年前。」拉迪曼说。
今天,这块土地极为开阔,但里面几乎空空如也——与12.5万年前的样子相比,美国西部已经面目全非了。
大型动物物种由于人类而消失,这对地球景观的影响几乎无处不在。卡普兰说:「这些大群的食草、食嫩叶和食肉动物让土地保持部分开阔的状态。我们要记住,景观也是由动物塑造的。这些野牛群会践踏小树而使景观显得更开阔,这固然不会像会使用火的人影响那么严重,但肯定还是有影响的。」
人类也掏空了海洋。根据2010年的一份报告,现在英国的捕鱼船队要想捞上与19世纪80年代时相同数目的鱼,其工作难度要增大17倍。联合国粮食及农业组织估计,世界上超过半数的沿海渔业都被过度开发。
对鲸的捕捞也使海洋变得面目全非。20世纪,好几个鲸物种被捕杀以至濒临灭绝,它们的数量到现在也没有恢复。一项发表于《科学》但有争议的研究声称,捕鲸前鲸的数量比我们之前想象的还要多。
座头鲸一度曾经有150万头,而不是国际捕鲸委员会所估计的10万头。对于小须鲸、弓头鲸和抹香鲸,情况也是如此。
我们还改变了气候。2013年,大气中二氧化碳含量在百万年来首次超过0.04%。12.5万年前,该含量是0.0275%。这一增长部分是由于化石燃料的燃烧,部分也来自我们对森林的掠夺。百万年来,这些森林一直都扮演着几乎无限大的碳容纳箱的角色。
气候的影响也波及了地球上的冰层。全世界范围内的冰川都在缩减,有些地方已经完全消失。位于科罗拉多大学博尔德分校的美国国家冰雪数据中心保存了全世界13万座冰川的资料。有些冰川在增大,但更多的是在缩小。
在全世界范围内,二者的比例保守估计是1:10。蒙大拿州的冰川国家公园在1910年建立之时,估计有150座冰川,而现在只有大约30座,并且都在缩小。2009年,玻利维亚的恰卡塔雅冰川——曾经拥有世界上最高的滑雪电缆车—消失了。
极地冰层也正在破裂,崩解出城市大小的冰块并融入海洋。2013年,南极洲松岛冰川的30千米长的裂缝造就了一座纽约大小的冰山。
将时间往回倒带,几乎所有人类对地球的影响都不见了。现在,我们来做另外一件事,就当开个玩笑吧:我们把智人抹掉。想象在12.5万年前,位于东非的一小群人类祖先因一场灾难而灭绝了,也许是致命的病毒,也许是自然灾害等。
现在我们再让「磁带」往前播放。如果现代人类从未出现的话,今天的世界会变成什么样?在某些方面答案是显然的:和12.5万年前的样子差不太多。英国莱斯特大学的地质学家简扎拉西维茨(Jan Zalasiewicz)说:「地球将拥有一个连续的生物圈,也就是遍布全球的森林、稀树草原等,这是我们现在几乎无法想象的。没有马路,没有农田,没有城市。没有那些东西。」陆地上将布满大型动物,而海洋里将遍布着鲸类和鱼类。
但这种状态不会维持太久,拉迪曼说。如果人类在12.5万年前灭绝,地球会进入另一个冰期。冰川会增长,并向外扩张。这种想法颇有争议,也曾让拉迪曼饱受批评。但在距离他第一次提出该想法已超过10年之久的现在,很多气候学家都表示同意。他说:「如果抹去了人类的影响,北极圈附近的海冰和冻土带面积将会大得多,北方的森林面积将减少。而尤为显著的是,在很多北方地区(如北落基山脉、加拿大群岛,以及北西伯利亚的部分地区),冰盖面积将会增长,这是冰期的早期阶段。这种变化是最显著的。」
不过也说不定。也许没有我们,其他人类物种——尼安德特人、直立人或一些目前还未发现的人种中的某一支会变得繁盛起来,并塑造这个世界。不过,塔特索尔对此表示怀疑:「他们会用和我们一样的方式建立他们的社会吗?他们会不会变成另一类智人?或者说,出现我们智人这样的角色是不可避免的结果吗?我觉得不是。」但是又有另外一种观点,与之形成了鲜明的对比。
科罗拉多州丹佛自然科学博物馆馆长、天体生物学家戴维·格林斯庞(David Grinspoon)说:「有一种说法叫作趋同进化,就是说,如果我们不来做这些事情,也会有其他人来做。对于其他物种来说,也会有同样的自然选择压力倾向于让它们发展到我们这种程度,包括更大的脑容量、语言、象征性思维和农业发展等。如果真的只是智人灭绝了,但总体的生态仍然相同的话,类似的事情也许会发生,但不可能完全相同,因为这其中充满了随机性,而且可能需要更长的时间。」
简而言之,该发生的必会发生。也许现在的地球以及我们在地球中的地位是不可避免的。如果把智人从进化方程式中去掉,还原地球上的森林,恢复大型动物的数量,也许在10万年以后,我们的最伟大的成就、我们的进步和我们的错误或者至少类似的东西最终仍然会出现。
「我希望我有一个水晶球,或其他可以预知宇宙的东西。我很乐于知道这一切。」格林斯庞说。
(本文节选自《是我想多了吗》,作者《新科学家》杂志,译者邱涛涛)
谢选骏指出:趋同进化是个推卸责任的说法——类似的说法还有历史唯物主义的宿命论,例如说,没有那个某人也会有另一个人变成了这个某人,来代替发挥类似于这个某人的历史作用。不过我觉得,这是一种推卸个人责任的说法。因为在我看来,没有这个人,就没有和这人有关的一切,也就没有与此相关的其他现象——难道没有真身还会有一个替身来代行其事吗?
【41、人间秩序受到了天象的启迪】
《数学与皇帝嫔妃侍寝安排的关系》(2019年2月15日BBC)报道:
数学非常重要,从测量时间到航海均有其应用之处,也是古代文明依赖的工具。
我们的数学之旅始于埃及,美索不达米亚和希腊,但在这些文明衰落之后,西方的数学发展停滞不前。
然而,在东方,它却发展到一个新的层次。
BBC西班牙语组报道,数学在中国古代发挥了重要的作用,数学计算帮助中国兴建了延绵数千公里的长城;而数字也在管理帝国宫廷事务中发挥了至关重要的作用,连中国皇帝的行房次数,也与数学息息相关。
日月行星的运行规律和历法影响了所有皇帝的决定,甚至影响他在白天和黑夜的日程安排。
皇帝的后宫侍寝安排
古代皇帝的官宦幕僚想出了一个系统来计算皇帝与后宫嫔妃行房的规矩。这套作法建立在一种被称为几何级数的数学概念上。
古代天子有众多后宫佳丽,相传皇帝要以十五天为一个周期,轮流临幸一百二十一名嫔妃。
根据《周礼》记载,古来有名号的后妃“编制”为:“一后、三夫人、九嫔、二十七世妇、八十一御妻,凡一百二十一人。”
《周礼·天官·九嫔》:“凡群妃御见之法,月与后妃其象也,卑者宜先,尊者宜后。女御八十一人当九夕,世妇二十七人当三夕,九嫔九人当一夕,三夫人当一夕,后当一夕。亦十五日而遍云,自望后反之。”
皇后可以独享皇帝一个晚上,一晚给予三夫人,一晚则是九嫔,其后三晚为二十七世妇,之后九晚则为八十一御妻。
其侍寝的次序,也要遵从月相的变化,因为月象阴,这个时间表按月圆来制定,确保皇帝在贴近月圆,则“阴”最重的时候,与最高位置的女性行房。
上半个月随着月亮的由缺而满,“卑者宜先”,先以最低等的女御,最后才到王后侍寝,是为“尊者宜后”。下半个月则是“自望后反之”,改由王后先,女御殿后。
BBC西班牙语报道说,这个算法是根据等比数列的数学概念。每组女性的数量是前一组的三倍,确保在十五个晚上,皇帝能够临幸后宫中的每个嫔妃。
作为统治者当然需要耐力,但目标很明确,就是希望有最好的人继承皇位。
皇帝的宫廷并非唯一依赖数学的地方,这也是国家运作的核心。
古代中国与数学
古代中国是一个庞大且不断发展的王国,拥有严格的法律条规,广泛的税收,也有标准系统去计算金钱、重量或各种量度。
中国古代比西方早大约一千年使用十进制系统,在十九世纪初之前,西方也未开始用这些方式去解决一些方程式问题。
根据传说,中国第一个君主黄帝的一个神在公元前2800年创造数学,认为数字具有特殊意义。
中国人仍然相信数字的神秘力量。阴阳学说认为奇数为阳,偶数为阴。四字因为与“死”字音相近,而被视为不吉利,八字与“发”相近被认为会带来财富。
中国古代已研究数字的排序,甚至乎发展出早期的数独(Sudoku)游戏。
到公元六世纪,中国的余式定理被用于中国古代天文学来测量行星运动——今天它仍然具有实际用途,例如,在互联网密码学中。
谢选骏指出:人间秩序受到了天象的启迪——因为说到底,人不过是宇宙秩序的组合。而在我年轻时所写的《天子》书中,每篇起首,都从天象星官开始,就是要说明这个道理。如何帝王能够严格按照理想行事,那么世俗生活也就成了一种宇宙朝圣了。这在古代经典《月记》里,作了细致的描写。
【42、人类的价值是由上帝界定的】
《我们死去后,宇宙还能记住我们吗?》(2021年03月02日 环球科学)报道:
一些物理学家坚信信息不会消失,甚至在黑洞中也不会消失,但是这一“规律”也许只是一厢情愿而已。
撰文 | 约翰·霍根(John Horgan)
翻译 | 常灏杰
审校 | 曾小欢 吴非
我是个强迫自己写日记的人,这一在我少年时养成的习惯的确对我的职业生涯大有裨益。但是我写日记的动机一点儿也不专业:如果我不记下自己的想法,那么它们自然而然会被遗忘,再也不会自己蹦出来。我对此感到害怕。随着年龄的增长,这一感受越来越强烈。
令我担忧的是,有一天人类和人类存在的痕迹很可能都将消失。我们的科学、数学、哲学、艺术、音乐以及新闻作品都将回到最初的虚无。我们曾经的思想与行为也将化为乌有。如果有关于我们的一切都将消散,如果一切都会被遗忘,那么我们就好像从未存在过一样。
难怪即使在科学唯物主义的时代,仍然有人相信上帝。这些人相信,一位全知的永生者审视着每一个人,在我们消逝后依旧记得我们,就像一个拥有无限存储容量的宇宙备份。如果这位圣者不存在,并且某天我们存在的痕迹永远消失了,那我们的存在还有意义吗?
科学家们也会对此感到焦虑。我怀疑,正是这样的存在主义焦虑让一些物理学家相信:信息是守恒的。我在多年前得知了信息守恒这种假说,但我只在最近几个月学习量子力学时,才认真考虑了这件事。
我学习的教材中,有两本书是关于经典力学与量子力学的最基础理论,由斯坦福大学物理学家伦纳德·萨斯坎德(Leonard Susskind)与两名共同作者撰写。萨斯坎德称这两本书的内容是“物理学入门所需要知道的知识”。他认为,读者一定要知道的一件事就是“信息不会丢失”,这一定律“是其余一切的基础”。
他说,相比于牛顿第一定律(运动守恒)、热力学第一定律(能量守恒)以及热力学第零定律(如果系统A与B分别与系统C平衡,那么A与B也平衡),信息守恒定律更加基础。因此,萨斯坎德认为信息守恒是“负一定律”(minus-first law)。
这一法则包含了决定论原理,即如果已知某系统现在的状态,那么就能知道该系统过去和未来的一切。法国博学家西蒙-皮埃尔·拉普拉斯(Simon-Pierre Laplace)在200多年前阐述了决定论的内涵:“如果一个智慧体知道某个时刻令自然运动的所有力以及组成自然的所有成分的位置,同时这一智慧体巨大到能够分析所有数据,那么它会得到一个描述大到整个宇宙、小到微小原子运动的方程。对这个智慧体而言,万事万物均可知,未来就和过去一样展现在它眼前。”
这一无所不知的“智慧体”被称为“拉普拉斯的恶魔”。萨斯坎德认为量子力学尽管与经典力学不同,具有不确定性,但仍旧符合信息守恒。在2008年的一次采访中,他说信息守恒“是一切的基础,包括经典物理学、热力学、量子力学、能量守恒等等过去几百年来物理学家所坚信的一切。”
20世纪80年代,斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)对信息守恒提出了质疑,声称黑洞会破坏信息。2008年,萨斯坎德称,霍金的假说“引起了一次物理学危机,这是自爱因斯坦年轻时起从未有过的基础理论危机”。他在论文以及一本畅销书中反驳了霍金的观点。
萨斯坎德认为,所有被黑洞吸入的信息都被保存在黑洞的外膜,即事件视界中。在这里,空间和时间经历了离奇的扭曲。记者乔治·约翰逊(George Johnson)一针见血地解释了萨斯坎德的论点:“(他认为)落入黑洞中的一切,无论是一本书还是整个文明,都会被记录在黑洞视界的表面上,并且就像电影院银幕上的影像一样被辐射回来。”
正如你可能从约翰逊的话中猜到的那样,萨斯坎德喜欢无法凭经验进行检验的理论。在2005年的《宇宙之景》一书中,萨斯坎德主张:我们所处的小宇宙,就像是无限的大宇宙中的一座小山丘。这一理论纯粹是推测性的,因此也可以说是非科学性的,因为我们没有办法来证明或证伪其他宇宙的存在。
也许萨斯坎德和其他物理学家不希望我们这些门外汉太过严肃地思考诸如多重宇宙或者信息守恒一类的观点。也许这些只是隐喻、诗意的幻想。不过似乎物理学家都为他们的观点感到骄傲,所以我打算先相信萨斯坎德所说的“信息不会丢失”。
让我梳理一下这个非凡观点中所蕴含的东西。第一,正如我先前说的那样,信息的概念只有在被告知的对象,也就是意识存在时,才具有意义。信息以意识为先决条件。因此,如果信息守恒,意识也守恒。如果意识在此刻存在,那么其一定永存。这就是信息守恒所暗含的内容。
事实上,许多科学家、哲学家认为意识与物质同等重要,甚至比物质更加重要。我将这些推测统称为新地心说,因为他们重拾了这一古老而又自恋的观点,即宇宙围绕着我们旋转。新地心说理论试图将一个自我安慰的宗教假说(整个宇宙都围绕着我们)偷偷带回科学领域,信息守恒也是这样。
如果让我给物理学定律排名,我更喜欢热力学第二定律。该定律认为无序程度,或者说熵一直在增加。因此,我们不断扩张的宇宙正走向热寂,这是一种终极沉默,一切都将归于沉寂。我每次照镜子或阅读新闻时都会看到热力学第二定律的证据,我认为其远比信息守恒重要。
实际上,我对所有的物理学“规律”都持怀疑态度,我觉得这些都是科学傲慢的表现。科学家会提出一些有着严格限定条件的假设,然后将之转变为可应用于任意物体、任意时间、任意地点的普适性原理。其中,我尤其怀疑信息守恒的正确性。
不用在意霍金关于黑洞会破坏信息的推测,我担心的是更常见的情况。3年前,中风严重损害了我父亲的记忆力,他几乎认不出我了。2019年6月,96岁的父亲去世了,我的继母火化了他的遗体。他一直在一点点地失去对爱他之人的回忆。博学家道格拉斯·霍夫施塔特(Douglas Hofstadter)创造了令人心碎的短语“灵魂日冕”(soular coronas),以形容因死亡而黯然失色的记忆。总有一天我们也会死去。
信息守恒意味着宇宙会永远铭记我父亲生命存在的印记。哪怕久到太阳系甚至银河系摇曳熄灭的未来,拥有神一样的拉普拉斯恶魔之力的外星人也能用简单、通用的方法,大体上复原出我父亲以及其他所有存在过的人的一生。
这个想法真不错,但我不会再买信息守恒的帐,就像我不信轮回转生或者博爱的天堂、上帝一样。这些科学或者宗教的命题虽然可以理解,但终究只是缺乏说服力的自我安慰。我一想到我终将失去我所爱的人和事,就会心烦意乱。不过我宁愿直面死亡,而不是躲在牧师或者那些物理学家的保证下。
在反驳霍金的那本书中,萨斯坎德表现出(对他而言)少有的谦逊:“很可能我们仍是充满困惑的新手,充满错误的认识,而最终的现实仍然远远超出我们的理解范围。”在这一点上,我和萨斯坎德达成了一致。
与此同时,随着我生命的流逝,我仍要疯狂地填满我的笔记本。
(本文作者约翰·霍根是斯蒂文斯理工学院科学写作中心主任,他撰写了《科学的终结》《战争的终结》和《身心问题》等书籍,也是《科学美国人》网站专栏作者。本文观点仅代表作者,不代表《环球科学》立场。)
原文链接:https://www.scientificamerican.com/article/will-the-universe-remember-us-after-were-gone/
谢选骏指出:上文不懂,新地心说并非心情的自恋,而是事实的描述——这就是“人类只能以地球为中心的展开观测活动”这一事实。上文为何如此不懂事实呢?因为上文的作者充满焦虑——他的焦虑来自于对于一个真相的无知——“人类的价值是由上帝界定的;换言之,如果没有永生的上帝,人类终将毫无价值。”这个真相,难道不是“信息无法守恒”的说法所暗示出来的吗。
【43、人类就是宇宙的垃圾】
《太空垃圾:月球上的人类遗物有多少?》(BBC特约撰稿2019年9月11日)报道:
实况视频截图显示印度登月探测着陆器试图软着陆失联的前一刻。
“看来是硬着陆了”。印度太空和研究组织(ISRO)负责人西万(K Sivan)幽幽的叹了口气说。
印度“月船2号”探测器所携带的着陆器9月7日在月球南极试图软着陆时与控制中心失去联系后,ISRO一直在努力寻找着陆器的下落,试图重新恢复联系。
72小时后,印度登月探测行动的环月轨道器上的多架照相机终于锁定了着陆器坠落的确切地点。
印度“月船2号”项目总耗资约1.4亿美元,探测器重达3850千克,包括轨道器、着陆器和月球车3个模块,携带了10多个各类研究装置。如果按照计划成功实现软着陆,印度将成为继俄罗斯、美国以及中国之后第四个登陆月球的国家。
1971年,阿波罗15号把第一辆月球车送上了月球,迄今仍泊在月球上。宇航员在驾驶仪板上留下了一本圣经。
9月9日找到了坠落的着陆器后,印度国家航天局的官员表示,正在试图重新与着陆器取得联系。
无论ISRO科学家的努力是否凑效,对于月球来说,人类又在它那里留下了最新的一堆废铜烂铁。
人类过去半个多世纪的登月努力,在月球表面留下的不仅是大脚印。人类在月球上的遗留物,总重量估计超过200吨。从月球车,机器人,飞行器部件等技术设备硬件,到牺牲宇航员纪念牌,合家欢照片,圣经,猎鹰羽毛等温情信物,再到宇航员的靴子和屎尿袋,不一而足。有些是常人可以想见的,有些恐怕很难想象。
其中,最有分量,个头最大的是历次美国阿波罗登月行动中留下的5个土星V运载火箭,其次是登月飞船残骸,着陆器,月球车。
中国的玉兔月球车是在月球长眠的最新人类遗物之一。
这些硬件设备当然不都是美国人留下来的,前苏联,欧洲航天局的“贡献”也不小。
在印度的着陆器失联之前,中国的玉兔月球车是在月球长眠的最新人类遗物。
阿波罗15号的宇航员在月球留下了一个8.5厘米的铝质小人像,旁边的一块纪念牌上写着14位在宇航探险事业中丧生的宇航员的名字。
登月飞船残骸,着陆器,月球车,是人类留在月球上最有分量的东西。
阿波罗15号宇航员斯考特在完成月球行走前,一手拿着把锤子,一手拿一根猎鹰羽毛,演示了著名的伽利略证明地球引力的试验。那根羽毛和那把锤子他没有带回来,还留在月球上。
第一个登月的人类,阿姆斯特朗在月球上留下的不仅是大脚印,还有一个黄金制成的橄榄枝,表达人类登月的和平愿望。
阿波罗15号的宇航员在月球留下了一个8.5厘米的铝质小人像,旁边的一块纪念牌上写着14位在宇航探险事业中丧生的宇航员的名字。
第10位在月球行走的宇航员,阿波罗16号宇航员查尔斯·迪克,在月球上留下了一张合家欢照片。
阿波罗14号宇航员艾伦·斯尔帕德在月球上挥杆打高尔夫球,感叹球“成英里的飞”,两个高尔夫球和球杆都留在了月球上。
阿波罗16号宇航员查尔斯·迪克,在月球上留下了一张合家欢照片。
月球上还留着100张面值2美元的纸钞,这是阿波罗登月行动的宇航员当作护身吉祥物带上月球的。
此外,月球上还有12双宇航员穿的靴子和装有宇航员的屎尿和呕吐物的96个袋子。
阿波罗宇航员早餐牛排定量170克。月球上留下了96袋宇航员的排泄物。
两个打飞的高尔夫球恐怕很难找到了,不过,美国航天局NASA的科学家说,如果人类再次有机会登月,更想找的是那96个屎尿袋,科学研究价值极大。
谢选骏指出:看来,人类就是宇宙的垃圾——人类不仅制造垃圾,而且本身就是垃圾……只有垃圾才会制造垃圾。回顾历史,也许除了垃圾之外,人类的文明无法留存别的东西。所谓考古对象,不就是一些废弃的垃圾吗。
【44、人类真是堕落的天使】
《人类起源于这颗星球?这不是没有可能,第一个证据已被发现》(2018-05-29 宇宙印象 深度科普栏目第667期)报道:
关于人类起源的问题,科学家普遍认为人类必然起源于外太空,因为的早期地球上不一定有生命种子。根据当前的宇宙观测,星际中有机分子还不少,一般存在于星云中,也有在行星系统附近,比如美国科学家在人马座B2北侧就发现了互为手性分子的两种分子结构,人马座B2星云北侧是一片温度极低的空间,这里拥有大量的气体云,这些都是星际中存在有机分子的证据。
有机分子在星际空间中的存在地方还挺多,头条独家的宇宙印象认为,这些有机分子存在于星云中,一旦有恒星形成了天体系统,有机分子就进入了行星表面。像地球这样已经演化出生命的行星,还有一种可能是在某次撞击中将生命种子的陨石溅入宇宙中。承载生命的陨石可抵达其他行星,为生命的传播奠定了基础。
地球生命的出现也是如此,有两种可能,第一种是太阳星云本身就有生命种子,有复杂的有机分子,这就是生命基础。第二种可能是复杂的有机分子来自其他恒星,这不是没有可能,因为科学家发现了一个来自其他恒星的小行星。头条独家的宇宙印象认为,我们太阳系第一个已知的永久移民,其运行在木星轨道上,被命名为小行星2015 BZ509,从2015年开始,科学家就开始观测它了。
在皇家天文学会月报的最新论文指出,小行星2015 BZ509的轨道与其他木星的卫星截然不同,其运行在逆行轨道上。
我们知道,太阳系中的所有行星以及绝大多数的卫星都是以同一个方向公转,因为这是太阳形成之时原行星盘的公转方向,如果出现逆行的天体,那么很可能是来自其他恒星。
在太阳系形成之后的某个时候被捕获的。我们的太阳系形成于45亿年前,科学家对小行星2015 BZ509的轨道进行了观测模拟,发现根据太阳系本身形成的理论,是该小行星无法存在,那么只有一种可能,就是从其他恒星系统中俘虏过来的。如果2015 BZ509小行星是我们太阳系的形成天体,它应该和其他行星和小行星有相同的公转方向。
2015 BZ509小行星的发现意味着从其他恒星也有天体来到太阳系,如果这个天体有生命,也能够完成生命种子的传播,至少这个理论已经被观测证实。
《再证地球生命形式在宇宙并不“唯一”》(2015-04-11 今日科学)报道:
在一个年轻恒星周围的行星带中,天文学家第一次探测到构成生命的基石——复杂有机分子的存在,再次证明了在地球和太阳系中衍生的生命形式不再是宇宙中的“唯一”。
这一发现是由阿塔卡马大型毫米及次毫米波数阵列望远镜(ALMA)获得的,解释了围绕上亿岁恒星MWC480的原行星盘充满了甲基氰化物(CH3CN),这是一种复杂的碳基分子。这种分子和比其更简单一些的氢氰化物(HCN)在恒星新形成的盘外沿被发现,这个区域类似于我们太阳系的柯伊伯带——它位于海王星之外,由冰冷的小行星带和彗星组成。
发表在《自然》杂志上的该研究论文的第一作者、哈佛-史密斯天体物理中心的卡琳·欧博尔格说:“对彗星和小行星的研究表明,催生太阳及其行星的太阳星云是富含水和复杂有机物的。现在有证据表明,在宇宙别处同样存在具有相同化学成分的地方,它能形成不同于太阳系的另一个恒星系。”特别有趣的是,从恒星MWC480上发现的分子,与太阳系彗星上的分子浓度类似。
恒星MWC480的质量是太阳的两倍,在金牛座恒星的形成区域,距离我们大约455光年。其周围的圆盘状星体集合处在形成的初期,正凝结出一个寒冷黑暗的由灰尘和气体组成的星云。但ALMA和其他天文望远镜还没有探测到任何行星形成的迹象。
据物理学家组织网报道,天文学家已知,寒冷黑暗的星云是高效生产复杂有机分子的“工厂”,氰化物和大多数甲基氰化物包含的碳氮结构对蛋白质形成具有重要作用。目前仍不清楚的是,这些复杂有机分子能否在新恒星系能量环境中形成并存活,因为在恒星系初期,震荡和射线很容易破坏化学组合。
借助ALMA极高的灵敏度,天文学家发现这些有机分子不仅生存着,而且还在蓬勃成长。更重要的是,ALMA探测到的分子比星际云气中找到的更丰富。研究表明,恒星MWC480附近的氰化物足够填满地球的海洋。
鉴于太阳系还在持续进化发展中,天文学家推测,很可能有机分子还被安全地锁定在彗星或其他冰冷天体中,而这些正是培育生命的环境。
欧博尔格总结说:“以前的研究让我们知道太阳系并不是唯一含有行星和大量水的星系。现在我们知道,我们拥有的有机化学分子也不是唯一的。这再次确认我们并不特别。从宇宙生命的观点来看,这是个大好的消息。”
谢选骏指出:如果上面所说为真,那么就像古代宗教所说的,人类真是堕落的天使了——很可能早在太阳和地球形成之前,生命就已经诞生并且蓬勃发展了。
【45、人类知道的宇宙只是人能知道的宇宙】
《人类有可能知道宇宙有多大吗?》(2021-05-18 科学视角)报道:
太阳系的直径是(10万天文单位~0·5光年)(1天文单位=1·496亿公里)
如果按比例缩小:
太阳=一个标准篮球。
地球=一粒米,距离篮球26米。
木星=一颗花生丸,距离篮球135米;
冥王星远日点:距太阳2000米。
银河系直径十万光年,太阳系以250千米/秒速度围绕银河中心旋转,旋转一周约2.2亿年(银河年)。
仙女座星系22万光年。
人类迄今为止观察到的最大星系,IC1101.
直径为:210万光年。
真的没有最大只有更大
迄今人类认为宇宙的直径至少是930亿光年,你想有多大就多大!
人类生活在宇宙的穷乡僻土壤,这可能是外星高等文明不拜访地球的重要原因。
超星系团——拉尼亚凯亚超星系团,银河系就位于它的一条细微的分支上。
银河系就位于一个宇宙超级空洞中,“宇宙空洞”指宇宙中的物质比其他地区要少很多很多,人类生活在宇宙的极其贫瘠之地。
光一秒走30万公里,一光年=9460730472580800米。
世界上最快的飞机可以达到每小时11260千米的时速,飞越1光年的距离需要用95848年。
人造的最快物体是1970年代联邦德国和美国NASA联合建造并发射的Helio-2卫星,最高速度为每秒70.22千米(即每小时252792千米),这样的速度飞越1光年的距离约需要4000年的时间。
光由太阳到达地球约八分钟(即地球跟太阳的距离为八“光分”)。
已知距离太阳系最近的恒星为半人马座比邻星,距离约4.22光年。
光永远不会消失,若超越光速,将实现穿越。
假设有一艘近光速的宇宙船从银河系的一端到另一端,它将需要多于十万年的时间。
但这只是对于(相对于银河系)静止的观测者而言,船上的人员感受到的旅程实际只有数分钟。这是由于狭义相对论中的移动时钟的时间膨胀现象。
《神真的存在?宇宙中发现科学“无法解释”的事情,或遭质疑》(2021-05-23 我们都是科技宅)报道:
导语:信念就算是如今也是有许多 “有神论者”,例如,东方人较为坚信神仙的存有,而西方人则较为坚信造物者的存有。尽管科学早已确认,任何人所坚信的“神”并不会有,但仍有很多人坚信,宇宙中有神。
神真的存在?宇宙中发现科学“无法解释”的事情,或遭质疑
由于不一样信念的人对造物主的解读不一样,拥有信仰的人会愈来愈无坚不摧,他们会感觉冥冥之中早已拥有那样的东西,一般会变为非常好的自身心理安慰。
那么,宇宙中是不是存有神明,牛顿和哥白尼在晚年时期就曾积极地探讨过哲学思想,尤其是哥白尼,他们都放弃了自身的科学研究。
这般优秀的科学家,到晚年时期才慢慢信仰哲学思想,那是否能够确认全世界确实有灵性了?实际上,依据今日的科学方式开展分析,造物主的确不会有,数到最多的情况下,很有可能会出现外星文明。
倘若真有外星文明早在远古时期就抵达地球上,生物菌种对有机化学物件害怕恐惧和忧虑,因为归属于本身控制不了的范围,害怕是人们的本能反应。
认清了这一外星文明的总体能量后,很多人将从害怕变化为信念,而在远古时期,大家根本不清楚地球是什么模样,也不知道宇宙到底是什么样子,因而,名正言顺地,外星文明将被塑造成神的形象。
假定新时代文明个人行为超越古时候,丧失那一个时期,根本就没有技术和关键意识,很有可能还会继续被另一个人信仰封神。
依照如今的社会发展的趋势,大家早已了解宇宙中有各式各样的行星,也是有航天飞机,天空中有很多对大伙儿而言早就是彻底全透明的东西,因此如今很多人都感觉这世界依然坚信有外星人的存在
由于宇宙这般巨大,除开人们以外,也许应当也有别的的智慧生物,尽管如今小伙伴们都还没发觉很多外星生物的印痕,但依然有很多难以置信的东西存在。
尽管如今没人了解到外星文明,但有原因坚信,实际上外星文明与大家都十分类似,只不过他们比大伙儿更早发生、更早地产生、更早地发展了。
依照现如今地球上的发展趋向,坚信再过上百万年,大伙儿就能把握宇宙的强弱,乃至很有可能变成宇宙中十分强劲的星际文明的存在。
也许那时候我们在全部祭献旅游的全过程中,都赶到了劣等文明礼仪的星空之下,这种原居民很可能也会将每一个人视作自身的信念。
可以看出,从远古环节就广泛散播的这种民间传说故事,很可能也是有科学依据的,不一定全是编造出去的,只不过是他们的描述方法有误差。
对这个世界而言,确实有灵性存在吗?是不是有外星文明的存有,或是科学家们的不断探讨和科学研究,坚信在没多久的未来,人们对宇宙的掌握将愈来愈深,也许将来的探寻将再度颠覆大家对宇宙的观点。
谢选骏指出:“人类有可能知道宇宙有多大吗?”——这样的问题问的真是愚蠢。在我看来,人类所知道的宇宙,只是人能知道的宇宙——过去如此,现在如此,将来也是如此,而且只能一直如此。人类知道的宇宙,只是人们能够知道的宇宙。因为人的功能是来生存而不是来认识的,认识只能服从于生存。啊METOO佛。
神真的存在?当然。但是,神的存在只会被神所关照的人所认知。这样的人,也观照神。
【46、人权是破坏自然的元凶】
《健康与环境:保护大自然的人权》(BBC 2021年5月3日)报道:
一些法律学者认为,在不断恶化的全球环境危机中,健康环境权是保护自然世界的重要法律途径。
世界上有100多部宪法通过了一项享有健康环境的人权,这往往成为保护自然界的有力工具。
哥斯达黎加有一项最重要的环保承诺,其背后的历史读起来就像法律童话。这个承诺始于大约30年前,一个小男孩想阻止他所在社区遭受污染,最终成就了宪法改革。这个男孩的努力至今仍在起作用。
1992年,在首都圣何塞(San José)附近的小镇上,一条溪流蜿蜒流过。如果没有适当的废物管理系统,当地人就会把垃圾扔进河里,令垃圾堆积在河岸上。当时10岁的卡洛斯·罗伯托(Carlos Roberto Mejía Chacón)对这种情况感到沮丧,在家人的帮助下,他向哥斯达黎加宪法法庭起诉当地市政当局。他认为,把河流当做垃圾场侵犯了环境的人权,这项人权本应需要合适的生活条件和受到保护的清洁水道。
一年后,商会开始支持罗伯托,并命令市政当局清理垃圾,妥善管理居民的垃圾。这一想法也得到更深层的认可。法官们认为,清洁和健康的环境是人类生活的基础,平衡的生态系统、生物多样性和人类赖以生存的自然要素也是如此。如同食物、工作、住房和教育一样,一个全面、健康的环境也应被视为一项人权。
当时参与立法过程的律师科尔德罗(Patricia Madrigal Cordero)回忆,这项令人瞩目的结论不仅为全国法院树立了新的法律标准,还在1994年宪法改革期间刺激了将享有健康环境的人权纳入哥斯达黎加法律的决定。 从那以来,宪法权利一直指导着哥斯达黎加许多广受赞誉(尽管远非完美)的环境政策,并在该国的地貌和文化中产生了反响。 科尔德罗说:“如果我们不建立人权与环境之间的关系,哥斯达黎加就会有所不同。”
南方引领了将人权带入健康环境的道路(黄色标识为在宪法中承认有健康环境权的国家)。
享有健康环境(包括清洁和平衡的生态系统、丰富的生物多样性和稳定的气候)的人权表明,根据联系人类福祉和自然世界的大量科学证据,自然是有尊严的人类生存的基石。人类依赖繁荣的生态系统,这些生态系统清洁了水和空气,产生了海产品和传粉昆虫,并吸收了温室气体。从法律上承认这种联系可以极大地加强人权。
科尔德罗指出,权利为保护自然本身提供了强大的基础,这同样重要。在日益恶化的全球环境危机中,一些法律学者认为,享有健康环境的权利是保护自然世界的重要法律途径,它既鼓励政府通过更强有力的环境法律,也允许法院追究违法者的责任。特别是当这些权利被写入宪法时,许多司法系统会认真对待,而且很难撤销,从而形成了一股持久的力量,将利益与保护自然相抗衡。
但是,尽管在自然给人类带来的好处这一问题上有明确的科学共识,但在世界各地,自然作为一项人权的发展却存在着明显的不一致。今天,许多拉丁美洲国家正在向前推进这一人权,而欧洲和北美有些落后。
自1972年斯德哥尔摩宣言(由第一次主要环境会议产生)首次提到这项权利以来,大约110个国家从宪法上承认了它。尽管其影响在全球范围内各不相同,但它在许多国家(如哥斯达黎加、哥伦比亚和南非)建立了强大的屏障,抵御日益加剧的环境破坏浪潮,越来越多的国家看来即将效仿。
当然,承认权利“并不是我们能用来解决所有挑战的魔杖”,被任命为联合国人权和环境问题特别报告员的环境律师大卫·博伊德(David Boyd)说。“这能催化更好的行动。”
博伊德的一些研究发现,那些在其宪法中享有健康环境权利或其他环境规定的国家,一般都倾向于制定更强有力的环境政策。根据宾夕法尼亚印第安纳大学(Indiana University of Pennsylvania)经济学家克里斯·杰福兹(Chris Jeffords)的研究,这些国家也更有可能在可持续发展指标上得分更高。杰福兹说,也就是说,很难分析出因果关系——是权利本身导致了这些利益,还是环保进步的国家更有可能采用这些权利?
拉丁美洲的许多国家都采用了该权利,而欧洲和北美的国家则较慢。
在哥斯达黎加,答案似乎两者兼有。曾在2014年至2018年担任哥斯达黎加环境和能源部副部长的科尔德罗表示,尽管该国早在1994年之前就开始实施环境政策和立法项目,但自宪法权利正式引入以来,环境保护变得更加有力。除了98%的能源来自可再生资源外,哥斯达黎加还保护了四分之一的土地,让它们成为国家公园或保护区,并在大片曾经退化的土地上重新造林。
科尔德罗说,多年来,该国宪法法庭审理了数百起涉及该权利的案件,经常发现违反该权利的情况。法院裁定,杀害濒危的绿海龟和砍伐高山杏树都是违宪的,而这种树是被极度濒危的大绿金刚鹦鹉所使用的。这两种做法实际上都是违法的。该国暂停石油勘探和露天开采也可以追溯到对健康环境权的诉讼,科尔德罗补充道。
法庭上的王牌
纽约大学(New York University)的国际人权和环境法专家罗德里格斯-加拉维托(César Rodríguez-Garavito)表示,类似案件也发生在其他许多支持右派的拉美国家,如哥伦比亚、阿根廷、秘鲁和厄瓜多尔。
罗德里格斯-加拉维托说,在那里,这些法律也塑造了记者构建环境问题的方式(人们有权这样做,而不仅仅是政策考虑)并且赋予了社会正义运动动员公众的权力,这本身就可以威慑潜在的违反者。在法庭上,人权就像一张王牌,会对经济自由等其他考虑因素产生更有力的法律论据。在哥伦比亚等一些司法管辖区,“如果你能证明一项基本权利受到威胁,你基本上可以在法庭上快速审理案件。所以这有助于更快地做出决定,”他补充道。
一些律师认为,享有健康环境的人权使得保护亚马逊雨林等生态系统变得更加容易。
罗德里格斯-加拉维托认为,至少,健康的环境权利有助于帮助减缓栖息地的破坏,尤其是在2000年代的大宗商品繁荣时代,金属的价格推升至空前的高度,带来了近乎无法克服的压力,以致很难在开放雨林和其他精致的生态系统中进行开采。
罗德里格斯-加拉维托说:“如果没有强有力的宪法保护,包括环境权利和土著居民的权利,我敢打赌,这些生态系统基本就消灭了。”当然,这并不意味着南美洲的自然环境得到了充分的保护,森林砍伐仍在继续。对环保人士来说,该地区依然是最致命的。他指出,就像对待其他人权一样,“在执行方面存在差距”。
这种差距在南非也存在,那里的权利依附在其著名的1996年进步宪法中。 但是该国仍然存在不平等,拥有世界上污染最严重的空气,许多社区的人都患有呼吸系统疾病。 非政府组织自然正义(Natural Justice)的人权律师普文·莫得里(Pooven Moodley)表示,除非人们上法庭,否则“不会看到这一权利实现”。该组织与非洲各地社区合作,为环境正义问题提供法律支持 。 他说,尽管到目前为止,没有多少社区为此权利提起诉讼,但这种情况的发生越来越频繁。 "这绝对是关键,因为这是我们可以参考的,可以(用来)挑战其他法律或实践的东西,无论是政府还是私营部门。"
在斐济的太平洋岛屿于2013年采用了这项权利,但尚未诉诸法庭,这也许是因为人们仍然不了解自己的权利或负担不起昂贵的法律程序,特别是在政治上处于边缘地位的群体,协调斐济环境法协会的律师琪基·福琪卡莫拉(Kiji Vukikomoala)说。 她的组织最近看到,社区对于将此类问题提交法院的兴趣激增。 ”随着影响力在增加……这将令更多公民深入思考如何挑战这些问题,以及政府缺乏实施或执行。“
重新定义权利
罗德里格斯-加拉维托说,到目前为止,右翼势力可能在拉丁美洲以及包括印度和菲律宾在内的其他南部国家产生了最大影响力,在这些国家,法院往往比政府更积极地解决环境破坏问题。
另一方面,欧洲在这方面的步伐则比较慢。艾克斯-马赛大学(Aix-Marseille University)法国国家科学研究中心的人权法专家劳伦斯·盖伊(Laurence Gay)说,在少数几个接受了这一概念的欧洲国家,法庭的影响力似乎较小,这可能因为它们的环境政策总体上更强硬。
例如,在斯洛文尼亚这个有着丰富的绿色植物和广泛回收项目的国家,右翼势力影响了该国的一些环境政策。但主要影响是,塑造了该国对待自然的心态。其教育体系就证明了这一点,该国的教育体系包括了大量关于可持续发展的课程,驻日内瓦联合国常驻代表雷普尼克(Sabina Stadler Repnik)大使说。“我认为,这项权利的教育部分更重要,从长远来看,我们可以在这方面取得更多成就,而不仅仅是走上法庭,打上好几年的官司。”
盖伊说,在一些欧洲国家,当这些权利最初被采用时,许多法官最初争论宪法中的环境权利是否仅是政治宣言。但“越来越多国家的法官倾向于拒绝这种立场,并承认(这项权利的)约束力”。
在斯洛文尼亚,采用这种权利的关键成果是,该国重新承诺了支持可持续发展。例如,在挪威一桩引人注目的气候诉讼中,环保组织辩称,允许在北极开采石油是违宪的。最高法院裁定,州政府实际上有义务保护公民免受环境损害。然而法院裁定,钻探许可没有侵犯这一权利,部分原因是该州不应该为其出口的石油排放负责。
但法国已经更进一步。巴黎法律服务公司西雅图倡导(Seattle Avocats)的环境律师塞巴斯蒂安·马比勒(Sebastién Mabile)解释说,2017年出台的《警惕义务法》(duty of vigilance)规定,企业有责任在整个供应链中防止侵犯人权或环境的行为。
显然,享有健康环境的权利需要一些额外要素才能发挥作用,尤其是执行该权利的意愿和不受政治影响的司法制度——并非所有享有该权利的110个国家都享有这些东西。杰福兹补充说,当人权与其他宪法权利和法律相结合时,人们更容易上法庭获得有关他们权利的信息,人权是最有效的。
穆迪利补充说,环境保护必须与其他人权齐头并进。他指出,一些政府以保护的名义将土著社区驱逐出了保护区。但如果使用得当,例如在拉丁美洲,宪法权利既可以保护人权,也可以保护自然,而且不会阻碍经济发展;哥斯达黎加被认为是中上收入国家,主要出口电子产品、软件和生态旅游。
包括阿尔及利亚、冈比亚、智利、加拿大和苏格兰在内的更多地方正在考虑很快在其宪法或一般立法中通过健康环境权。但世界上一些最富有的国家,如英国、美国、中国和日本,还没有正式考虑这一问题。与此同时,博伊德主张在联合国层面上得到承认,这将迫使更多的国家承认并加强这一点,同时创造出让国家在国际舞台上承担责任的方法。
人们常说,人权源于错误。1948年的《联合国人权宣言》诞生于二战的废墟之上。当时,该报告的作者无法预见一场全球环境危机,也无法通过大量科学研究证明自然对人类福祉的重要性。但这些文件无疑是为了向前发展,以适应他们所治理的人民面临的新威胁。博伊德说:“如果我们沿着现在的道路走下去,那么从人权的角度来看,麻烦就大了。”“如果我们不采取必要和可行的行动来保护和恢复这个美丽的星球的话。”
谢选骏指出:BBC异想天开,竟真以为世界上会有一种“人权”可以用来“保护大自然”!其实我想来想去,一切人权都是破坏自然的元凶——尽管有时人权之间的彼此钳制,可以放慢一下破坏自然的速度和幅度。但是恕我直言,这其实并非“保护自然”,而是“另类破坏”。因为各种人权,都是破坏自然的元素。
【47、人生的二律背反】
《人类要告别安稳的生活?未来可能爆发的5大灾难,一个比一个恐怖》(2021-03-18 走向成功)报道:
人类要告别安稳的生活?未来可能爆发的5大灾难,一个比一个恐怖,你不得不知道。
第一 可能爆发的灾难人工智能,人类的终极目标,是要研制出像人类一样拥有独立思维的机器人,只要人类给他一个指令他就知道该干什么。不过这样非常危险机器人有了人类的独立思维会不会想法脱离人的控制。霍金曾经说过不可以过度发展人工智能,适可而止。想想机器人有独立思维能力,要是脱离控制还真是可怕。
第二 天气变暖,全球冰川雪山融化,接着海面抬升,造成生态不平衡,地球有好几次大灭绝都是生态失衡造成的,如果生态不平衡了人类还能安稳生活吗?
第三 就是核弹战争,人类已经有过第一和第二次世界大战了,现在大家看似生活平静,当矛盾积累到一定程度随时会爆发战争。
第四 就是陨石撞击地球,很早以前恐龙的灭绝就是因为陨石撞击地球造成的,地球周围有2万颗近地小行星,其中有不到2000颗对地球有威胁。第五 就是基因改造,基因按照规律循环,人类为了永生研究改变基因,无序基因将会打破常规,人类将会面临新的灾难。
《天文学家警告:我们已被包围,留给人类的时间竟然不到100万年,我们将何去何从?》(2021-05-19 新房装修)报道:
在谈到人类的起源时,首先简单说下宇宙的形成,一般认为,宇宙起源于大爆炸,即约138亿年前由一个密度极大,温度极高的状态膨胀而来的。而我们伟大的地球则大约在46亿年前形成了,当然这只是估计。至于是怎么产生的,这个就不清楚了。我们姑且就记住地球诞生了46亿年吧。
地球在最初形成的时候,在茫茫的宇宙中孤独地转着。它寂静无声,没有生命,然而在形成后的6亿年即大约40亿年前,不知道是什么原因生命开始诞生了,现在找到的最早生命形式是在南非发现的球状和杆状结构细菌的化石,距今约35亿年。
我们所在的地球位于猎户座旋臂边缘的太阳系中,而太阳系则绕着银河系中心公转,宇宙中的任何天体都是运动的,静止是相对的,有运动就会有变化,太阳系每2.5亿年绕银河系转一圈,这一路上会遇到各种情况,比如穿越某个暗物质聚集区。虽然我们看不见这些玩意,但其引力却能够摄动柯伊伯带的小天体,改变它们的轨道,如果运气不好,就会导致撞击地球的事件发生。
目前,天文学家对太阳系公转轨道进行推演,发现在100万年左右的时间内,太阳系周围会发生一些变化,恒星的数量会变多了起来,在3.26光年内可聚集19至24颗恒星,比如Gliese 710恒星,在130万年的时间会运行到距离太阳系很近的距离上,目前Gliese 710恒星的距离为64光年,正在朝着我们移动。
预计在未来数百万年的时间内,大约500颗至600颗恒星会与太阳系近距离接触,距离在数光年至16光年不等。大量恒星的逼近虽然离我们很远,但可以影响位于太阳系边缘的奥尔特云、柯伊伯带,并且导致一些长周期彗星改变轨道,进而引发一连串的影响。
目前,欧洲空间局盖尔探测器正在对超过30万颗恒星的轨道进行观测,推算其未来可能的位置。随着太阳系绕银河系公转,一些恒星会在一定程度上远离或者靠近。太阳系最外一层的奥尔特云最大半径可达到1光年左右,接近比邻星距离的四分之一,对于3.26光年内的恒星引力影响可能造成一些长周期天体轨道改变。因此天文学家给出的时间表,最快在未来100万年之内就会有出现改变轨道的彗星、小行星,在进入太阳系内侧轨道的时候变成危险级近地天体。
在未来数百万年至1000万年的时间,随着时间的增加,太阳系周围恒星对奥尔特云的影响更加显著,小行星撞击地球的概率也会增加。在恐龙灭绝后的6600万年至7000万年,人类也将面临同样的问题,我们已被包围,留给人类的时间不到100万年。
虽然看上去时间很久远,但是人类的存在只是地球存在的惊鸿一瞥,即使人类到不了那么久,但是小行星以及未知天体的难以估测,恐龙的悲剧难免再次发生,人类还是要提前做好准备。
《天文学家在木星轨道附近发现一位星际移民》(2018-05-26 星空天文)报道:
2015 BZ509是一位伴随木星轨道反向飞行的星际移民。C. Veillet / 大型双筒望远镜天文台
去年十月,天文学家发现了一位天外来客。起初人们以为它是一颗彗星,后来才发现它几乎全由岩石构成,且拥有奇特的开放轨道,是一颗来自其它太阳系的星际小行星,并给它起名为奥陌陌。
奥陌陌的现身,引起了人们的极大兴趣。而最近一些天文学家发现,奥陌陌可能并不是造访太阳系的首位天外来客。奥陌陌只是一位过客,它匆匆而来,又匆匆而去。而一颗名为2015 BZ509的小行星可能很久以前就已经从遥远的星际空间来到我们的太阳系,并在木星轨道附近定居了多年。
相关研究以一篇论文的形式发表在《英国皇家天文学会月刊》上,题为《伴随木星轨道反向飞行的星际小行星》。
天文学家在锁定这颗小行星之后,意外地发现它的公转方向竟是相反的。太阳系内的主要天体围绕太阳飞行的方向是一致的,而2015 BZ509却逆潮流而动。
没人知道它的公转方向为什么相反。但或许有一种解释,即它来自太阳系以外的某处。如果它是太阳系的原住民,那么它的公转方向应当和其他天体保持一致。因为所有太阳系的原住民都源自同一团星云,它们的公转方向都是从星云气体的自转那里继承下来的。
虽然也有一种可能,即它的轨道原本和其它太阳系天体是一致的,发生反转的原因是附近行星引力的影响。但统计学计算结果表明,2015 BZ509停留在现在这个轨道上已有45亿年!因此它极不可能是随太阳系一起形成的。它就是一颗星际小行星!而且它被太阳系俘获已有45亿年之久!也就是说,它在太阳系刚刚成形的时候,就已经来到了这里!
小行星的星际移民之所以能够实现,是因为太阳形成之初,是一个结构紧凑的星团成员。而在这个星团里,每一颗恒星都有自己的行星和小行星。恒星之间过近的距离,使得恒星之间交换小天体成为了可能。
发现一颗通过星际移民定居下来的小行星,对于研究行星的形成,甚至对研究生命的起源都有重要的启示意义。在这些问题上,至今都尚未有定论。
如果能够测定2015 BZ509来到太阳系的确切时间,天文学家就能获得与太阳原生星团有关的线索,以及知道太阳系及地球是如何获得足量的与生命起源有关的物质材料的。
也许我们未来还能发现奥陌陌那样的过客,也许太阳系里还住着许多2015 BZ509这样的星际移民。也许有一天,我们会得到一个消息,“拉玛人”做什么事都是一式三份。
谢选骏指出:移民的压力有两个方面——一是思想上的好高骛远,一是行动上的积极扩张……其原由都是时过境迁,人们不得不告别安稳的生活,用自身的动态来平衡外在的动态以便求得更新的安稳。为了安稳,人类不得不告别安稳的生活——这就是人生的二律背反。
【48、荣誉感比金钱更为重要】
《美国宇航局局长,拿着中国火星车的图片,竟然说了这么一句话……》(2021-05-21 姿势分子)报道:
北京时间5月15日,我国的天问一号成功实施了软着陆,将祝融号火星车降落在了火星表面,成为了世界上第二个对火星进行地表探测的国家。很快,世界各国都向我们发来了祝贺,包括世界最强大的美国宇航局。
新一任美国宇航局局长比尔·尼尔森也表示了祝贺,并说:美国和全世界都在期待着祝融号的新发现,提升我们对这颗红色星球的认识。
然后,这哥们就拿着祝融号火星车的照片到美国众议院的NASA预算听证会上说:中国是美国在太空领域的有力竞争者,为了保持世界第一的位置上,美国宇航局需要更多的资金,来进行更多方面的研究。
我估计,就连我国科学家,都万万想不到,我们这辆火星车,竟然还能推动美国航天事业发展……早在天问一号发射之前,我们就雄心勃勃地介绍过本次火星探测的意义,但是谁承想,其中竟然可能有一条是推动全世界航天技术的突破,难道是我们当初的格局还不够大,才没想到这一层意义……
尼尔森的这句话,我们可以理解为是方便向美国方面要钱,毕竟美国宇航局每年的开销确实非常巨大。相比之下,同样的探测项目和探测难度,我国的成本预算始终能做得更好,花更少的钱,办同样甚至更大的事。当然了,换一个角度来讲,我们也希望祖国的科学家和科研人员们有更加丰厚的待遇。不过,美国宇航局的预算,确实也是比较惊人的。
远了不说,光是詹姆斯·韦伯太空望远镜,当初预算是5亿美元,结果现在花了差不多100亿了,还没上天呢。包括著名的哈勃太空望远镜,当初也是因为预算超出,结果主镜的口径从3米缩水到了2.4米。
美国宇航局在未来10年的计划还是非常宏伟的,此前有四个重点项目,包括两个探测金星的项目、一个探测木卫二的项目和一个探测海王星的项目,目前预算仍然只够其中两个,不得不放弃其中的一半。看这样子,美国宇航局确实是挺缺钱的。
关于尼尔森的这句话,你是怎么看的呢?
谢选骏指出:尼尔森哪里懂得,荣誉感比金钱更为重要。只有在一个丧失了荣誉感的社会里,金钱才能成为价值的准则。反过来看,“争霸”之所以能够成为“航天”的助力,也是因为荣誉的作祟。
【49、商业化的科学探险会把人类引向绝路】
《无法想象?DNA机器人时代即将来临》(2021-04-30 评论)报道:
科学家预计在未来五到十年之内,以基因材料制造的纳米机器人就会投放市场。这些纳米设备可以在人体内探查致命病原体、递送药物,甚至还可以辅助制造更小的电子设备,有着广泛的应用前景。
一个纳米机械臂的爪子可以拾起极小的物体。(Ohio State University)
以基因材料制造的机器人就是把微小的DNA片段组合成像马达和铰链等各种所需的部件,再组装在一起,可以自行移动,在生物体内完成一系列任务的自动化设备。
美国俄亥俄州立大学(The Ohio State University)的研究人员发明了一套软件,把设计这种机器人的时间从以前所需的几天,缩短到几分钟,并可以设计更复杂的机器人。
部件数量增多
研究者之一俄亥俄州立大学机械和航空航天工程学教授苏海俊(Hai-Jun Su,音译)说:“以前我们设计的设备最多含有6个部件连接起来活动。有了这个新软件,设计最多含有20个部件的设备都不难,而且更易于控制。这是纳米设备设计领域一项很大的进步。”
三维设计
以前,研究人员只能进行二维平面的设计,再投射成立体物件。这个软件让研究人员可以直接进行三维立体设计,所以现在能够完成的设计复杂度更高。
两种设计思路
另外,这个软件支持两种设计思路,既可以从局部到整体,也可以从整体到局部,也是助力复杂设计的重要进步所在。
从局部到整体意味着,研究人员先用DNA片段设计局部结构,这样能精确设计局部结构的特性,并保持对其精准的控制。从整体到局部意味着,研究人员先决定设备总体的几何形状,然后考虑怎样把DNA片段按照需要拼凑起来满足整体的要求。
这两种设计思路搭配使用,可以设计出几何形状更复杂的纳米设备,并保持对个体部件的精准控制。
对运作情况的模拟
这个软件还有一个重要的优点在于,设计人员可以在软件内模拟设备在真实世界内的移动和使用情况。合作研究者机械和航空航天工程学副教授卡斯特罗(Carlos Castro)说:“随着结构复杂度的增加,很难估计它们最后的样子和行为。所以能够模拟它们的运作这很重要,否则会浪费我们很多时间。”
只有头发千分之一大的“飞机”
研究人员设计了几个设备来展示此软件的能力,包括带有爪子的机械臂,用于抓取很小的物品;和只有一百个纳米大小的、像“飞机”一样的结构。这样的“飞机”只有人类头发的千分之一那么小。
卡斯特罗说,更复杂的机器人意味着可以做更多的事情,甚至是同一个设备可以完成多种任务。比如,以前的设备只能进入生物体探测致命病原体的存在,更复杂的机器人可以在找到病原体后将其捕获,或者是有针对性地释放药物对付它。
卡斯特罗说:“DNA纳米技术的商业利益越来越明确。我估计在未来五到十年内,我们将看到商业化的DNA纳米设备。我们有信心这个软件有助于推动实现这个目标。”
这项研究4月19日发表于《自然·材料》(Nature Materials)期刊。
谢选骏指出:商业化的科学探险可能会把人类自身引向绝路,而这种探险活动一旦引入太空,就会污染整个宇宙空间。
【50、上帝之城不是人类的脑袋可以理解的】
《上帝之城:哈勃望远镜拍摄到的最神秘的宇宙现象!》(2018-01-03 凤凰网)报道:
哈勃空间望远镜是在轨道上环绕着地球的望远镜,其位置在地球的大气层之上,因此影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。
哈勃空间望远镜于1990年发射之后,观察了几万个天体,已经成为天文史上最重要的仪器。观测到的目标中最远的是距地球130亿光年的原始星系,这些星系的发出光芒来自大爆炸后刚刚形成的宇宙早期。
哈勃望远镜拍摄的邻近螺旋星系内详细的恒星诞生状态
一张称为“上帝之城”照片拍摄于1993年12月26日,是宇宙中最神秘的现象之一。
照片显示在茫茫的夜空当中有一大片璀璨无比的城市,在空间中静静地翱翔,与宇宙中的行星或其他物体没有任何约束力,就像是宇宙中璀璨的“天国世界”。
1994年2月8日,世界新闻周刊(Weekly World News)率先发表这张照片(实际上哈勃太空望远镜传回美国戈达德太空飞行中心的图片有几百张),并对这一发现进行了报道。
这个散发出神秘的光芒“上帝之城”长达几十亿公里。太空望远镜接收到的数据表明,城市空间的外星文明,使得不受到周围星系的规则,并与宇宙大爆炸理论相吻合。科学家们认为,这个神秘的空间物体应该有外星人居住,也许“上帝之城”的创造者有宇宙至今最高度发达的文明。
当然,宇宙充满了太多人类未知的奥秘,是否真有“上帝之城”?其它星系到底存在多少外星生命?也许只有等待科学的发展和时间去求证了!
哈勃太空望远镜拍摄的旋涡星系NGC 6984的图像中,有一颗已经爆发的超新星SN 2012im。
哈勃望远镜发现“上帝之城”,规模可达上百光年,到底是什么谁也说不清……
哈勃望远镜可以说是最著名的天文望远镜了,从1990年升空以来,拍摄了难以计数的宇宙照片,给我们展现了波澜壮阔又如梦如幻的宇宙景象。
这张“上帝之城”的照片,是哈勃望远镜发射三年之后的1993年12月26日拍摄的,展现了在一个星系的中心,有一片排列整齐的,类似城市轮廓建筑的东西,就好像我国古代的方形城市,布局十分规整,因此被人称之为“上帝之城”。
这张照片展现了宇宙中一片十分神秘的区域,那么图片中的到底是什么呢?可以肯定地说它根本不是城市,从其照片儿上场景的尺度观察,这个所谓的城市的规模可达上百光年,很显然不可能有这么大的城市的,其所谓的城市轮廓也是由一些发光体所组成,但是那些发光体又不可能是恒星,因为每一个光点都要比恒星大得多,即便是类星体也不会如此巨大,而且类星体的光量会比这个亮得多,更不会如此集中和排列如此规整,所以照片中的东西到底是什么?至今也没有人能解释得通。
个人认为,如果这张照片不是NASA图片设计者ps的恶作剧的话,真的很难解释那些发光点是什么。毕竟他们也发布过如下这张被称为体积最大的“福”字,有多个星系星云合并组成了一个巨大的福字,规模可达上万光年,这是NASA2016年春节时对我们的献礼。
需要指出的是,哈勃“上帝之城”的照片出现之后,跟着出现了很多假冒者,如下这张是转发最多的,此图也被假称为“上帝之城”,看上去像一艘巨大的发光飞船,里面看是有很多光芒璀璨的建筑物,犹如天上宫殿一般,还有的文章说这座上帝之城长达几十亿公里,其实此图是恶作剧者ps的作品,一些作者跟着以讹传讹罢了。
《哈勃观测到的“上帝之城”是真的吗?宇宙中真的有“上帝之城”的存在吗?》报道:
哈勃望远镜自从1990年升空以来,为人类拍摄了许许多多的照片,为人类探索宇宙星空做出了太多的贡献,哈勃望远镜是人类遥望宇宙深空的眼睛。
首先要知道,哈勃望远镜拍摄的照片都是黑白的,因为黑白照片能捕捉到更多的真实信息。
更重要的是哈勃拍摄的有些天体发射的是紫外线和红外线,并不是可见光,人类肉眼是根本看不到的。所以要反映出哈勃面对这样天体的真实情况,就必须把天体反射的所有的光谱如实表现出来。就需要给这些黑白照片上色。
实际上颜色是一种分析工具,而彩色图片的信息量更加丰富,更有助于我们理解天体。
上色的目的就是把天体发射或者反射的光翻译成人类能够感受到的另一种光。图像中的颜色是有意义的,颜色取决于数据。而且这些后添加的颜色不是随机的。必须保正图像的真实和自然。上色过程中不可避免的要涉及到人为因素。
而哈勃望远镜拍摄的所谓的“上帝之城”的照片就是经过这样处理出来的彩色照片。原来的照片也是黑白的。
这张被称为“上帝之城”的深空照片,拍摄的时间是1993年12月26日。图片中的大片白斑被放大后,可以看到规整的长方形的结构,正好位于图片的中心。
图片上有一排人类的眼睛很容易分辨的类似城市建筑物的东西,布局非常规整。所以被称为“上帝之城”。从照片上大致可以看出,这个所谓的“上帝之城”占整个星系的四分之一的样子。我们知道,就像太阳系这样一个星系,其引力影响的范围大概在4光年,也就是太阳系的大概直径在4光年那么大。
那么那张“上帝之城”所在的星系,假如如同太阳系这般大小,那么这个所谓的“上帝之城”的直径大概在一光年。
更何况,“上帝之城”所在的星系远比太阳系,银河系还要大很多呢。那么想象一下,一个城市的大小在一个光年的,甚至几十个光年,上百个光年那么大。
而且ps的作者,可以说是没有一点天文学常识,因为图片上的亮点非常多,每一个亮点都代表一个星系,那么多的星系规规整整的如同城市的有序的交通路况、如同整齐的街道,房屋,可是那么多的亮点(星系)至少得有成百个光年大小。那么从那么远的距离看到那么清晰的建筑,那么那些建筑大小可以用光年计算,而居住在那里的生物的大小可想而知,这样大的城市、那么大的生物能存在么?
很显然不可能有那么大的城市。所以说“上帝之城”就是一个ps作品。
另外“上帝之城”是假的还在于,长达几十个,几百个光年大的天体结构,居然没有因为引力塌缩为恒星,是不是很奇怪呢?这与科学是完全背道而驰的,所以就更加虚假。
这个上帝之城完全是别有用心的人臆想而p出来的。现在一直有人能在哈勃望远镜拍摄的照片堆里找到外星人的影子,什么火星车、火星上的人脸照片等等。
如果照片上真有外星人,真有外星人的交通工具,美国会轻易把那样的照片公布出来么?可以说我们看到的每一张照片,都是经过美国严格审查才公布的。
所谓的“上帝之城”都是博人眼球的骗术。
谢选骏指出:既然“我们看到的每一张照片,都是经过美国严格审查才公布的”,那么美国公布的这张“上帝之城”怎么会是例外,而且成了“博人眼球的骗术”?这是因为,作者把属灵的上帝和属世的城市画上等号了——因此他无法理解,世界的城市不可能这么巨大,但是上帝的城市却可以这么巨大,因为那是属灵的。
《哈勃望远镜拍到“上帝之城”!科学家:存在外星人的监视》(光年编辑师)报道:
哈勃望远镜拍到一组照片并传回地球,照片的背景是一片黑暗的星空,正中央赫然出现一片辉煌的城市轮廓,就仿佛是天堂一般。为了弄清楚照片的信息,科学家威尔逊要求哈勃望远镜调整拍摄角度,重新获得了这片“城市”的准确轮廓。从数据显示可以看出,这片“城市”的宽度大约有几十亿公里,因此也被称为“上帝之城”。
自人类诞生以来,从未停止过对宇宙的探索。随着科技的发展,航天领域也取得了突飞猛进的成就,不仅先后登陆了月球和火星,而且还建成了世界上第一台射电望远镜。为了进一步探索宇宙星空,人类发明了宇宙空间望远镜-哈勃望远镜,进一步弥补了射电望远镜的观测局限。哈勃望远镜自1990年升空以来,为地球传回很多重要的宇宙资料,不断刷新人们对宇宙的认知。
在哈勃望远镜服役的三十年间,为地球传回了数十万张照片。值得一提的照片就是这张被称为“上帝之城”的神秘照片。有科学家在初次看到这张照片的时候表示:不排除有外星人的监视。这番言论一出,自然引起了外界的议论。截止到目前,仍然没有准确的证据证明宇宙中存在其他文明,尽管如此,依然有不少人坚信有外星人的存在。基于这个观点,没有证据的外星人显得更加神秘。
从哈勃望远镜传回的照片可以看出,这张“上帝之城”以黑暗星空作为背景,正中央是一座灿烂辉煌的城市,就像天堂一般。其实,这张照片是放大处理的,原始照片看起来更像是一张庞大的蜘蛛网。起初,有科学家看到这张照片的时候,一度认为是一张普通的幸运照片,因为拍摄角度问题,这张最原始的照片因为过于模糊而产生了视觉幻象。为了弄清楚“上帝之城”的准确信息,科学家威尔逊要求哈勃望远镜调整拍摄角度,这才有了后来的清晰照片。
事实上,这片“上帝之城”的表面的确覆盖了一层密密麻麻的蜘蛛网结构,有科学家甚至猜测,这种结构类似于地球上的网络信号传输,正好以某种特定的形态被哈勃望远镜捕捉到。如果这种观点真的成立,那么基本上可以确定“上帝之城”中的确存在高等级文明,而这个文明之间也需要传递信息。更有人认为,这种蜘蛛网结构应该是高等级文明在监视其他星球。这种观点刚一出来,就吸引了无数天文爱好者的注意。
由于这片“上帝之城”距离地球太过遥远,人类的科技水平无法完成对该区域的深层次探索。截止到目前,官方并没有对“上帝之城”给出准确地定义,因此各种猜测也是众说纷纭。理性派科学家更倾向于“星云说”,认为这个神秘莫测的“上帝之城”只不过是一片普通的星云,与外星人根本没有关系,表面的蜘蛛网结构是星云释放的高粒子射线,不是传输信号的固定通道。
笔者以为,尼安德特人至今只有十几万的时间,高科技探索宇宙也不到一百年时间,很多宇宙现象无法解释也很正常。随着科技的进一步发展,人类将会更深入地探索宇宙。总有一天,这些宇宙中的谜团会被一一解释清楚,不知道大家怎么看,欢迎在下方互动留言,感谢您的关注!
谢选骏指出:1993年12月26日,在日本东京的新宿地铁站,一个传教士说要带我去祷告,结果却是在我毫无思想准备的情况之下为我施洗了。原来这天是他们教会的水灵日,他们要根据上帝的呼召拣选人来施洗。过后我很生气,但是在这个事件以后,我就被一系列貌似巧合的事件给制约了,一步步走上了十字架的道路。很多人对于这个事情将信将疑,就像对待上文的“上帝之城”。但我想告诉他们,世界上有许多事情,不是人类的脑袋可以理解的。
【51、水先于光存在符合圣经创世纪记载】
《地球之水天上来 具体何处仍是谜》(2018-01-07 探秘地球了解宇宙)报道:
欧洲航天局的彗星探测器“罗塞塔”的最新数据显示,地球之水不来自彗星,而更有可能来源于行星群。科学家根据“罗塞塔”发回的彗星67P数据判断,之前认为的地球之水源自于彗星撞地球的理论和实际观测结果不相符。也就是说,地球上的水不是来自于彗星。
引述负责“罗塞塔”观测的天文学家凯萨琳·阿尔特韦格的话说:“我们研究了火星及木星轨道间小行星的陨石。发现小行星的水的性质和地球水的性质十分相似,也是因为这些小行星更接近地球,所以这些小行星更有可能比那些更远处的海王星的行星更容易撞上地球。”
瑞士伯尔尼大学科学家认为,地球形成初期,表面的水因为温度太高而全部蒸发掉。因此,需要向太空寻找地球上水的来源。于是,科学家瞄准主要由冰组成的彗星。
科学家之所以观测4.1公里大的彗星67P,原因在于它和三年前“赫歇尔”空间望远镜发现的彗星“哈雷2号”一样,都起源於海王星的“柯伊伯带”,它们的冰成分所发出的化学信号和地球的很相似。
但是,“罗塞塔”的实际观察结果与之前的理论认识不同。“罗塞塔”上的ROSINA质谱仪观测到,彗星67P水蒸气中的氘元素比率是地球水的3倍,这么高的氘比率说明,地球水一定不是来自彗星。
阿尔特韦格说:“陆地的水更有可能源自小行星群,而不是来自彗星。”
也有的科学家认为,地球的水也不一定来自于小行星群,其来源不确定。德国哥廷根马克斯普朗克太阳系研究中心的天文学家保罗·哈托说:“赫歇尔望远镜的观察不能证明彗星将水带到地球,同样的,罗塞塔的观测也不能证明地球之水起源于行星群。”
地球之水早于太阳45亿年
另据《科学》9月25日的报导,一项天文学的研究发现,地球上一半的水的形成比太阳早45亿年。而且,太阳系中不仅地球有水,月球、火星、水星、彗星以及其他大行星的小行星上都有水,太阳系中的一半的水是在太阳系形成之前就已经存在了。太阳系中的水也形成星际之间的云状的气体尘埃,是行星间相互联系的物质。
研究者之一密西根大学的埃塞道尔·科雷夫说,通过测量和比较地球和星云中的水的氘形成量和形成时间,“我们发现,不可能在一百万年之间就会形成今天所见到的这么多量的水。”因此,地球上一半的水的形成比太阳早45亿年。
科学家认为,研究水的来源很重要,涉及对生命的探索。为什么这很重要呢?如果太阳系中的水主要来源于星际空间中的冰,那么就有可能是这种情况:在大部分或所有的要形成星体的原行星盘中,富含同样的冰,而这些冰中有形成生命物质之前的有机物。而且,假如太阳系早期的水大部分来自于太阳生成过程中的化学反应,那么在形成的星系中,水的分布就会有很大的差异,这就明显的暗示生命是到处存在的。”
谢选骏指出:“地球之水早于太阳45亿年”说明“水先于光存在”。而这十分符合圣经创世纪记载——“起初,神创造天地。地是空虚混沌,渊面黑暗;神的灵运行在水面上。神说:要有光,就有了光。”
【52、太阳之上才有新东西】
《超级耀斑:来自太阳的新威胁》(Stuart Clark文Shea编译)报道:
对中世纪一次太阳爆发成因的探究让我们愈发明白了所处的险境。
公元775年,具有某种强大威力的东西击中了地球。欧洲当时正深陷黑暗时代,但天空却被照亮了。“日落后在天空中可以看到似火的可怕迹象;(英国)萨西克斯郡出现了蛇,它们就像从地里突然冒出来的一样,把所有人都吓坏了,”13世纪的英格兰编年史家文多弗的罗杰(Roger of Wendover)写道。
我们所掌握的还不仅仅是他的描述。2012年有了新的证据表明,那一年在太阳系中发生了激变事件。但是什么呢?伴随这一事件没有大规模物种灭绝或者是环境灾难的迹象。更为神秘的是,它没有在目前的天空中留下任何痕迹。
对于曾经发生了什么的唯一线索被锁在了古老树木的年轮中。它们所昭示出的东西令人害怕。一次极为强劲的辐射爆发突然轰击了我们的大气层,改变了它的成分。虽然中世纪的世界看上去未受波及,但要是发生在今天我们就不会这么幸运了。我们依赖技术的现代社会会被这一事件彻底摧毁:卫星烧毁,电厂熔化,在很多年的时间里通讯和电力供应中断。我们可能永远也无法东山再起。
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这使得确认这一爆发的源头成为了当务之急。尽管提出了各种各样的肇事元凶,不过现在我们正在越来越接近问题的答案。这个罪魁祸首似乎距离我们近得让人提心吊胆。
由于没有技术可以破坏,它对中世纪世界的影响非常轻微。如果不是日本名古屋大学的三宅芙沙(Fusa Miyake)及其同事,我们也许会全然不知它的存在。他们在两种寿命很长的日本雪松的年轮中搜寻了古代大型辐射暴所留下的证据,尤其是碳-14含量的升高。碳-14是一种放射性同位素,当来自太阳的高能粒子撞击地球大气时就会产生。
考古学家利用碳-14来对有机器物进行年代测定,因为所有活着的生物都会吸收碳。在许多气候条件下,树木仅在一年中的几个月份中生长,因此它们尤其擅长记录下任何的变化,于是你可以精确地知道在某个特定的时间空气中碳-14的含量。
三宅发现,碳-14的水平在公元775年附近有一个惊人的增强。换句话说,那时出现了一场辐射风暴——而且强度极大。然而,单独一个发现并不足信。为了确认这一发现,还需要在全世界的其他地方也进行类似的测量。
“我们看到了三宅的论文,对在我们这里测量这一效应产生了兴趣,”芬兰奥卢大学的物理学家伊利亚·乌索斯金(Ilya Usoskin)说。他的团队测量的是曾在美因河畔生长的古老橡树。结果清晰无误。“我们精确地确认了三宅团队的结果,”他说,“无论在公元775年出现的是什么,它肯定是全球性的现象,而且应该起源自地球之外。”那么它是什么呢?
三宅的团队计算了产生这一碳-14水平增强所需要的能量。她估计出的能量极为巨大——事实上大到唯有恒星爆炸才能提供所需的粒子洪流。问题是,在这个时间上没有已知距离足够靠近地球的超新星遗迹。也没有任何近距离上尘埃云可能会阻挡这一遗迹。
“它不是超新星,”乌索斯金坚定地说。相反,他和其他人则把目光投向了太阳。考虑到太阳耀斑会产生极光,他继而去寻找历史记录上的有关证据。
虽然在中世纪没有对夜空的系统观测,但人们会观察天空中具有宗教意味的迹象。乌索斯金发现文多弗的罗杰在《盎格鲁-撒克逊编年史》中对似火的可怕迹象以及蛇的记述。“似火的可怕迹象”看上去很像极光。虽然把蛇解释成天启的象征很牵强,但乌索斯金相信它所指的其实是极光在天空中移动的蜿蜒路径。“任何看到过极光的人都知道,它们看上去就像蛇,”他说。
但是没有办法调和太阳耀斑和三宅能量估计之间的矛盾,后者至少大了1,000倍。
然而,另一个科学家也怀疑太阳。美国堪萨斯大学的阿德里安·梅洛特 (Adrian Melott)读了三宅的论文,认为有些地方可能存在问题。在计算产生地球上辐射暴所需的太阳耀斑能量时,三宅假设这些粒子是沿着各个方向以相同的流量被发射出的。梅洛特说,事实正相反,太阳喷射粒子具有很好的方向性,就像地面上的喷泉一样。
修正这一假设可以把所需的能量减小到之前的1%。“在这个能量输出值上,用太阳来解释辐射暴的可能性就大多了,”梅洛特说。
神风彗星
任何人都不应该就此小觑它所造成的灾害。它要比英国天文学家理查德·卡林顿(Richard Carrington)在1859年记录下的迄今最强的太阳风暴至少还大20倍。“我们可以绝对地说,当时发生的事件强于卡林顿耀斑,”乌索斯金说。它同时也要比在上个世纪由以色列本·古里安大学的物理学家戴维·埃奇勒(David Eichler)观测到的强100倍。
至于太阳是否能产生这样的耀斑,埃奇勒认为可以,不过“必须要得到一些小小的帮助”。他提出,一颗彗星撞上太阳,由此导致的爆发可以为驱动超级耀斑提供所需的能量。在他看来,这一爆发的能源其实来自彗星的动能。当这座由冰和岩石组成的大山撞上太阳表面时,它运动的速度会超过每秒600千米。“是每秒,”埃奇勒强调,“不是每小时。”
一直会有彗星撞上太阳。它们被称为掠日彗星,其中一些会到达太阳的表面,但大多数会在一定距离上就发生爆炸。然而,它们实在太小了,解体释放的能量难以被察觉到。埃奇勒估计,要引发超级耀斑,需要海尔-波普大小的彗星。海尔-波普彗星于1997年回归,直径估计在40~80千米之间。
被实际观测到的最大掠日彗星是洛夫乔伊彗星,2011年它和太阳擦肩而过。距离太阳137,000千米,直径500米,足够远的距离和足够大的体形使得它在烈焰中幸存了下来。不过,埃奇勒认为,在高速飞掠的过程中它在太阳大气中所产生的激波引发了一次可观测的太阳粒子爆发。
由于洛夫乔伊彗星的近日点飞掠发生在无法从地球上直接看到的太阳背面,埃奇勒错失了一次搜集直接证据的机会。与此同时,观测到了一次从太阳背面向外扩散的粒子爆发。对埃奇勒来说,这既难熬又沮丧。“专家们说,我们不可能知道这一爆发是否是由洛夫乔伊彗星引发的,但两者在时机上无懈可击,”他说。
现在他所能做的只有等待。“有可能在未来的某个时候,一颗掠日彗星会引发一次高能粒子事件,好好地给我们上一课,”他在一篇论文中写道(arxiv.org/abs/1211.6121)。
确实,天文学家们已经知道有一颗回归的彗星将在2013年底掠过太阳。2013年12月14日光科网彗星(Comet ISON)会深入到距离太阳表面100万千米处。(光科网彗星由国际光学科学网所发现并因此得名,该网络由来自10个国家的多个天文台所组成,旨在发现、监测和追踪太空中的天体。)然而,英国格拉斯哥大学研究掠日彗星生存率的约翰·布朗(John Brown)认为,我们也许是安全的。“我们认为这颗彗星不太可能引发任何事件,”他说。
这是因为,随着掠日彗星的运动,它们一般不会过于靠近太阳。布朗估计,一颗彗星必须撞上太阳才有可能引发超级耀斑。不过他也没把话说死,因为彗星的运动往往十分不可预测。“一些彗星常常会始料不及地瓦解,”他补充说。
埃奇勒估计,大彗星撞上太阳只是一个时间问题。“彗星撞击太阳的概率要远高于撞击地球的,”他说,因为太阳是一个大得多的目标。
其他人则认为,太阳自身完全有能力形成超级耀斑。“你需要极强的爆发以便在大气中产生碳-14,但其实最大的太阳事件就能做到这一点,”梅洛特说。尽管我们从未目睹,但是我们确实在其他恒星上看到了这一行为。
在2012年发表的一篇论文中,日本京都大学的前原博之(Hiroyuki Maehara)分析了开普勒空间望远镜120天的观测数据,发现在其视场中的83,000颗类太阳恒星中有148颗产生了总共365个超级耀斑。
虽然这意味着只有在0.2%的类太阳恒星上会出现超级耀斑,但是梅洛特警告切忌大意。“真正可怕的是这些耀斑中的一些要比公元775年的事件剧烈得多,”他说。其中一些向太空释放出的能量据估计是中世纪耀斑的1,000倍。以这样的强度,若有一个出现在太阳上,那受到威胁的将不仅仅只是我们的技术。这些粒子流会破坏地球的臭氧层,使得紫外线可以长驱直入造成晒伤和皮肤癌。“它还会引发生物大规模灭绝的事件,”梅洛特说。
好消息是,真正巨型的超级耀斑只出现在拥有超大恒星黑子的恒星上。这些恒星黑子要远大于我们所见的太阳黑子,是强磁场区,也是耀斑的源头。
虽然如此,科学家们目前正在研究树木年轮数据搜寻更多的大型事件。三宅在公元992年发现了第二个类似的事件。虽然根据先前已知的标准算大的,但其强度只有公元775年耀斑的一半。乌索斯金也分析了他的数据。“在过去的10,000年中没有超过公元775年的事件,”他说。
虽然这可以让人释怀一些,但并不意味着可以完全放松了。这是因为耀斑可以引发危险大得多且难以预言的事件:日冕物质抛射。在此过程中,十亿吨的太阳大气——主要是大量的高能粒子和磁场——会被抛射入太空。
击倒
问题是没有两次日冕物质抛射是一样的。一些有着高能量,但磁场弱,对基础设施的破坏较小。其他的则有着强磁场,但能量低。这是是我们需要担心的,不过难以在历史资料中发现它们,因为只有高能粒子会产生科学家们搜寻的碳-14。
1859年卡林顿事件彰显了这一点。遭受到打击的地球磁场在电报线路中诱导产生了电流,导致报务员触电失去知觉,致使电报局失火。但是却有与之对应的碳-14记录。
相反,1956年携带着大量高能粒子的一次日冕物质抛射袭击地球,但它几乎没有造成通讯中断。1989年一次日冕物质抛射造成加拿大魁北克电网瘫痪,它也并不含有高能粒子。6个月之后出现的日冕物质抛射则是。“整件事情最终十分令人困惑,”梅洛特承认,“我们正试图从复杂的数据中推理出新的科学。”
有越多可供研究的数据,情况就会越好。例如,乌索斯金已经从树木年轮转向了由“阿波罗”计划带回的月球岩石。暴露在月面之上,这些岩石会像海绵一样吸入在46亿年的月球历史中太阳所发出的全部高能粒子。
它们应该能让我们了解最大的太阳爆发事件的强度,而不仅仅局限于那些发生在过去2,000年内的。也许,下一次当我们在天空中看到蛇的时候,我们会真正领悟到和一颗恒星一起生活究竟有多么得危险。
谢选骏指出:圣经说“太阳之下没有新东西”;我则发现“太阳之上才有新东西”——
《太阳辐射》报道:
太阳辐射,是指太阳以电磁波的形式向外传递能量,太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。太阳辐射所传递的能量,称太阳辐射能。
地球所接受到的太阳辐射能量虽然仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十二亿分之一,但却是地球大气运动的主要能量源泉,也是地球光热能的主要来源。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,太阳辐射在一类致癌物清单中。太阳辐射外文名solar radiation,又称日射。
简介
到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数。太阳常数的常用单位是瓦/米2。因观测方法和技术不同,得到的太阳常数值不同。太阳常数值是1368瓦/米2 。太阳辐射是一种短波辐射。
到达地表的全球年辐射总量的分布基本上成带状,只有在低纬度地区受到破坏。在赤道地区,由于多云,年辐射总量并不最高。在南北半球的副热带高压带,特别是在大陆荒漠地区,年辐射总量较大,最大值在非洲东北部。
太阳辐射在大气上界的分布是由地球的天文位置决定的,称为天文辐射。由天文辐射决定的气候称为天文气候。天文气候反映了全球气候的空间分布和时间变化的基本轮廓。
详细介绍
世界气象组织(WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长 0.15~4.0微米之间。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76微米),7%在紫外光谱区(波长<0.4微米),43%在红外光谱区(波长>0.76微米),最大能量在波长0.475微米处。
由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长(约3~120微米)小得多,所以通常又称太阳辐射为短波辐射,称地面和大气辐射为长波辐射。太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐射能量的变化。
强烈的太阳辐射风暴
太阳辐射通过大气,一部分到达地面,称为直接太阳辐射;另一部分为大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太阳辐射一部分返回宇宙空间,另一部分到达地面,到达地面的这部分称为散射太阳辐射。到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。
太阳辐射通过大气后,其强度和光谱能量分布都发生变化。到达地面的太阳辐射能量比大气上界小得多,在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹,在可见光谱区减少至40%,而在红外光谱区增至60%。
在地球大气上界,北半球夏至时,日辐射总量最大,从极地到赤道分布比较均匀;冬至时,北半球日辐射总量最小,极圈内为零,南北差异最大。南半球情况相反。春分和秋分时,日辐射总量的分布与纬度的余弦成正比。南、北回归线之间的地区,一年内日辐射总量有两次最大,年变化小。纬度愈高,日辐射总量变化愈大。
到达地表的全球年辐射总量的分布基本上成带状,只有在低纬度地区受到破坏。在赤道地区,由于多云,年辐射总量并不最高。在南北半球的副热带高压带,特别是在大陆荒漠地区,年辐射总量较大,最大值在非洲东北部。
影响因素
太阳辐射强度是指到达地面的太阳辐射的强弱。大气对太阳辐射的吸收、反射、散射作用,大大削弱了到达地面的太阳辐射。但尚有诸多因素影响太阳辐射的强弱,使到达不同地区的太阳辐射的多少不同。影响太阳辐射强弱的因素主要有以下四个因素。
1.纬度位置
纬度低则正午太阳高度角大,太阳辐射经过大气的路程短,被大气削弱得少,到达地面的太阳辐射就多;反之,则少。这是太阳辐射从低纬向高纬递减的主要原因。地球绕太阳公转的轨道为椭圆形,太阳位于两个焦点中的一个焦点上。
因此,日地距离时刻在变化。每年1月2日至5日经过近日点,7月3日至4日经过远日点。地球上接受到的太阳辐射的强弱与日地距离的平方成反比。太阳光线与地平面的夹角称为太阳高度角,它有日变化和年变化。太阳高度角大,则太阳辐射强。
2.天气状况
晴朗的天气,由于云层少且薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射就强;阴雨的天气,由于云层厚且多,大气对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射就弱。如赤道地区被赤道低压带控制,多对流雨,而副热带地区被副高控制,多晴朗天气,所以赤道地区的太阳辐射要弱于副热带地区。
3.海拔高低
海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射就强;反之,则弱。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区,主要就是这个原因。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区,主要就是这个原因。
4.日照长短
日照时间长,获得太阳辐射强;日照时间短,获得太阳辐射弱。如我国夏季南北普遍高温,温差不大,是因为纬度越高的地区,白昼时间长,弥补了因太阳高度角低损失的能量。
白昼长度指从日出到日落之间的时间长度。
赤道上四季白昼长度均为12小时,赤道以外昼长四季有变化,23.5°纬度的春、秋分日昼长12小时,夏至和冬至日昼长分别为14小时51分和9小时09分,到纬度66°33′出现极昼和极夜现象。南北半球的冬夏季节时间相反。
太阳常数
昼夜是由于地球自转而产生的,而季节是由于地球的自转轴与地球围绕太阳公转的轨道的转轴呈23°27′的夹角而产生的。地球每天绕着通过它本身南极和北极的“地轴”自西向东自转一周。每转一周为一昼夜,所以地球每小时自转15°。地球除自转外还循偏心率很小的椭圆轨道每年绕太阳运行一周。地球自转轴与公转轨道面的法线始终成23.5°。
地球公转时自转轴的方向不变,总是指向地球的北极。因此地球处于运行轨道的不同位置时,太阳光投射到地球上的方向也就不同,于是形成了地球上的四季变化。每天中午时分,太阳的高度总是最高。在热带低纬度地区(即在赤道南北纬度23°27′之间的地区),一年中太阳有两次垂直入射,在较高纬度地区,太阳总是靠近赤道方向。在北极和南极地区(在南北半球大于90°~23°27′),冬季太阳低于地平线的时间长,而夏季则高于地平线的时间长。
由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行,因此太阳与地球之间的距离不是一个常数,而且一年里每天的日地距离也不一样。众所周知,某一点的辐射强度与距辐射源的距离的平方成反比,这意味着地球大气上方的太阳辐射强度会随日地间距离不同而异。然而,由于日地间距离太大(平均距离为1.5×10^8km),所以地球大气层外的太阳辐射强度几乎是一个常数。因此人们就采用所谓 “太阳常数”来描述地球大气层上方的太阳辐射强度。它是指平均日地距离时,在地球大气层上界垂直于太阳辐射的单位表面积上所接受的太阳辐射能。通过各种先进手段测得的太阳常数的标准值为1353瓦/米2。一年中由于日地距离的变化所引起太阳辐射强度的变化不超过上3.4%。
变化特点
天文辐射的时空变化特点
①全年以赤道获得的辐射最多,极地最少。这种热量不均匀分布,必然导致地表各纬度的气温产生差异,在地球表面出现热带、温带和寒带气候;
②天文辐射夏大冬小,它导致夏季温高冬季温低。大气对太阳辐射的削弱作用包括大气对太阳辐射的吸收、散射和反射。太阳辐射经过整层大气时,0.29μm以下的紫外线几乎全部被吸收,在可见光区大气吸收很少。在红外区有很强的吸收带。
大气中吸收太阳辐射的物质主要有氧、臭氧、水汽和液态水,其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和尘埃等。云层能强烈吸收和散射太阳辐射,同时还强烈吸收地面反射的太阳辐射。云的平均反射率为0.50~0.55。
地面辐射
太阳能的波长
地球表面在吸收太阳辐射的同时,又将其中的大部分能量以辐射的方式传送给大气。地表面这种以其本身的热量日夜不停地向外放射辐射的方式,称为地面辐射。由于地表温度比太阳低得多(地表面平均温度约为300K),因而,地面辐射的主要能量集中在1~30微米之间,其最大辐射的平均波长为10微米,属红外区间,与太阳短波辐射相比,称为地面长波辐射。
地面的辐射能力,主要决定于地面本身的温度。由于辐射能力随辐射体温度的增高而增强,所以,白天,地面温度较高,地面辐射较强;夜间,地面温度较低,地面辐射较弱。地面的辐射是长波辐射,除部分透过大气奔向宇宙外,大部分被大气中水汽和二氧化碳所吸收,其中水汽对长波辐射的吸收更为显著。因此,大气,尤其是对流层中的大气,主要靠吸收地面辐射而增热。
根据辐射强度的关系,地面温度增高时,地面辐射增强,如其它条件(温度、云况等)不变,则地面有效辐射增大。空气温度高时,大气逆辐射增强,如其它条件不变,则地面有效辐射减小。
空气中含有水汽和水汽凝结物较多,则因水汽放射长波辐射的能力比较强,使大气逆辐射增强,从而也使地面有效辐射减弱。天空中有云,特别是有浓密的低云存在,大气逆辐射更强,使地面有效辐射减弱得更多。所以,有云的夜晚通常要比无云的夜晚暖和一些。云被的这种作用,我们也称为云被的保温效应。人造烟幕所以能防御霜冻,其道理也在于此。
自然界中的物体温度越高,其辐射波的波长就越短,由于太阳表面的温度很高,大约是6000K,所以太阳辐射以短波为主,而且能量巨大。太阳每秒钟损失400万吨的质量,变为能量射向宇宙空间,虽然地球可以捕捉到的能量只有其22亿分之一,但每分钟仍可以得到相当于4亿吨烟煤的热量,所以说太阳辐射对地球和人类的影响是非常大的,太阳在50亿年的漫长时间中只消耗了0.03%的质量,我们看见的太阳正值稳定、旺盛的中年期,不必担心太阳的寿命,关于地球即将毁灭的谣传显然是谬论。
太阳照射
太阳照射到地平面上的辐射或称“日射”由两部分组成——直达日射和漫射日射。太阳辐射穿过大气层而到达地面时,由于大气中空气分子、水蒸气和尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射,不仅使辐射强度减弱,还会改变辐射的方向和辐射的光谱分布。因此实际到达地面的太阳辐射通常是由直射和漫射两部分组成。直射是指直接来自太阳其辐射方向不发生改变的辐射;漫射则是被大气反射和散射后方向发生了改变的太阳辐射,它由三部分组成:太阳周围的散射 (太阳表面周围的天空亮光),地平圈散射(地平圈周围的天空亮光 或暗光),及其他的天空散射辐射。另外,非水平面也接收来自地面的反射辐射。
直达日射、漫射日射和反射日射的总和即为总日射或环球日射。可以依靠透镜或反射器来聚焦直达日射。如果聚光率很高, 就可获得高能量密度,但却损耗了漫射日射。如果聚光率较低,也可以对部分太阳周围的漫射日射进行聚光。
漫射日射的变化范围很大,当天空晴朗无云时,漫射日射为总日射的10%。但当天空乌云密布见不到太阳时,总日射则等于漫射日射。因此聚式收集器采集的能量通常要比非聚式收集器采集的能量少得多。反射日射一般都很弱,但当地面有冰雪覆盖时,垂直面上的反射日射可达总日射的40%。
到达地面的太阳辐射主要受大气层厚度的影响。大气层越厚,对太阳辐射的吸收、反射和散射就越严重,到达地面的太阳辐射就越少。此外大气的状况和大气的质量对到达地面的太阳辐射也有影响。显然太阳辐射穿过大气层的路径长短与太阳辐射的方向有关。
A为地球海平面上的一点,当太阳在天顶位置S时,太阳辐射穿过大气层到达A点的路径为OA。城阳位于S点时,其穿过大气层到达A点的路径则为0A。O,A与 OA之比就称之为大气质量。它表示太阳辐射穿过地球大气的路径与太阳在天顶方向垂直入射时的路径之比,通常以符号m表示,并设定标准大气压和0℃时海平面上太阳垂直入射时,大气质量m=1。公式中,h为太阳的高度角。显然地球上不同地区、不同季节、不同气象条件下到达地面的太阳辐射强度都是不相同的。
通常根据各地的地理和气象情况已将到达地面的太阳辐射强度制成各种可供工程使用的图表,它们不但对太阳能利用,而且对建筑物的采暖、空调设计也是至关重要的数据。
波长分布
太阳能的波长分布可以用一个黑体辐射来模拟,黑体的温度为5800K。太阳能波长分布在紫外光、可见光和红外光波段。这些波段受大气衰减的影响程度各不相同。可见光辐射的大部分可到达地面,但是上层大气中的臭氧却吸收了大部分紫外光辐射。
宇宙微波背景辐射
由于臭氧层变薄,特别是南极和北极地区,到达地面的紫外光辐射越来越多。入射的红外光辐射,有一部分被二氧化碳、水蒸气和其他气体吸收,而在夜间来自地球表面的较长波长的红外辐射大部分则传到了外空。
这些温室气体在上层大气中的积累,可能会使大气吸收能力增加,从而导致全球气候变暖和天气变得多云。虽然臭氧减少对太阳能集热器的影响甚微,但温室效应可能会增大散射辐射,并可能严重影响太阳能集热器的作用。
辐射强度
红外辐射的影响
表示太阳辐射强弱的物理量,称为太阳辐射强度。单位是焦耳/厘米2·分,即在单位时间内垂直投射到单位面积上的太阳辐射能量。
大气上界的太阳辐射强度取决于太阳的高度角、日地距离和日照时间。太阳高度角愈大,太阳辐射强度愈大。因为同一束光线,直射时,照射面积最小,单位面积所获得的太阳辐射则多;反之,斜射时,照射面积大,单位面积上获得的太阳辐射则少。
太阳高度角因时、因地而异。一日之中,太阳高度角正午大于早晚;夏季大于冬季;低纬地区大于高纬度地区。日地距离是指地球环绕太阳公转时,由于公转轨道呈椭圆形,日地之间的距离则不断改变。
地球上获得的太阳辐射强度与日地距离的平方呈反比。地球位于近日点时,获得太阳辐射大于远日点。据研究,1月初地球通过近日点时,地表单位面积上获得的太阳辐射比7月初通过远日点时多7%。太阳辐射强度与日照时间成正比。日照时间的长短,随纬度和季节而变化。
大气逆辐射
大气吸收地面长波辐射的同时,又以辐射的方式向外放射能量。大气这种向外放射能量的方式,称为大气辐射。由于大气本身的温度也低,放射的辐射能的波长较长,故也称为大气长波辐射。
大气辐射的方向既有向上的,也有向下的。大气辐射中向下的那一部分,刚好和地面辐射的方向相反,所以称为大气逆辐射。大气逆辐射是地面获得热量的重要来源。
由于大气逆辐射的存在,地面实际损失的热量比地面以长波辐射放出的热量少一些,大气的这种保温作用称为大气的温室效应。这种大气的保温作用使近地表的气温提高了约18℃。月球则因为没有象地球这样的大气,因而,致使它表面的温度昼夜变化剧烈,白天表面温度可达127℃,夜间可降至-183℃。
有效辐射
地面和大气之间以长波辐射的方式进行着热量的交换,大气对地面起着保温作用。这种作用可用地面有效辐射(F0)表示:F0=Fg-δEA地面有效辐射就是地面辐射和地面所吸收的大气逆辐射(δEA)之间的差值。通常,地面温度高于大气温度,所以地面辐射要比大气逆辐射强。
地面有效辐射的强弱随地面温度、空气温度、空气湿度及云况而变化。
能量来源
辐射的能量来源于氢核聚变产生的能量。在高温和高压状态下,4个氢原子核经过一系列的聚变反应变成一个氦原子核,并释放大量的热量。这样的不断聚变持续地为太阳提供能量。
能量作用
对地球
到达地球上的太阳辐射能量只有太阳总辐射能量的很小一部分,但它的作用却是相当大的,太阳辐射是地球表层能量的主要来源。
其一,对地理环境的影响。直接的作用如岩石受到温度的变化影响而产生风化。间接作用,地球上的大气、水、生物是地理环境要素,它们本身的发展变化以及各要素之间的相互联系,大部分是在太阳的驱动过程中完成的。地球表面划分为五带。为什么要划分五带呢?因为地球表面各个地方的纬度不同,不同纬度地带获得的太阳热量是不一样的。如热带一年中太阳可以直射,获得的热量最多;寒带太阳高度很低,并且有长时间的极夜,所以获得的热量最少。也就是因为太阳辐射具有纬度差异,所以各地获得的热量存在差异。但是在热量盈余的地方比如赤道,温度并没有越来越高;热量亏损的地方,比如两极,温度也没有越来越低,而是保持相对稳定。对于整个地表来说,热量应该是平衡的,因而热量多余和热量不足的地方,要发生热输送。
其二,太阳辐射为我们的生产和生活提供能量。人们对太阳辐射作用最直接的感受来自于它是人们生产和生活的主要能源。如植物的生长需要光和热,晾晒衣服需要阳光,工业上大量使用的煤、石油等化石燃料是太阳能转化来的,被称为“储存起来的太阳能”。还有太阳灶、太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳房、太阳能发电、太阳能电池等。除直接使用的太阳能外,地球上的水能、风能也来源于太阳。西藏的省会拉萨有一别称:“日光城”。为什么叫这个名称呢?因为西藏自治区位于青藏高原上,地势较高,太阳光到达地表的路程短,空气稀薄,天空中云量少,损失少,所以太阳辐射强,日照时间长,称为“日光城”。直辖市重庆有个别称,叫中国的“雾都”。为什么这个地方一年中多雾呢?这个地方海拔较低,受地形的影响,四川盆地使得水汽积聚不易上升,使水汽增多,而西南季风不可能越过秦岭;只能影响四川盆地,故带来大量水汽,并且距海较近,所以一年中阴雨天多,天空中经常阴云密布,所以光照少,太阳辐射能贫乏。所以人们常用“蜀犬吠日”来形容四川盆地的气候特色。
对太阳系
除此之外,光作用在物体上的力称为辐射压力。太阳辐射的压力能将一些东西吹出太阳系,也能使一些东西掉到太阳上。我们来研究一个太阳附近的粒子。该粒子受到太阳辐射压力正比于粒子的截面积。作用在粒子上的重力正比于它的质量,质量正比于它的体积。
如果粒子的线度为X它的截面积正比于X^2,而体积正比于X^3;那么只要粒子足够小,X^2、X^3之比可任意大。当X=1单位时,X^2=1单位^2,X^3=1单位^3;而当X=0.1单位时,X2=0.01单位^2,X3=0.001单位^3。所以当X足够小时,太阳辐射压力可以超过重力,这就是彗星尾巴总背向太阳的原因。
假设重力大于辐射的压力,粒子被束缚在太阳系中,当粒子绕太阳运动时,太阳光就像下雨一样洒在粒子上。(如果轨道是圆的,太阳光照射方向垂直于粒子的运动方向)。但是从粒子角度看,对于一个运动的粒子,太阳光是从前方辐射来的(天文学家称之为光行差)。所以,辐射压力就有一个和粒子轨道运动方向相反的分量。作用虽小,却持续不断,粒子轨道运动速度减小,导致它螺旋式的落到太阳上去。这就是波印延—罗伯逊效应。
而它,在太阳系中起到了吸尘器的作用。这就使得太阳系的质量是一定的,不会减少,不会增加。
其他相关知识
经过大气削弱之后到达地面的太阳直接辐射和散射辐射之和称为太阳总辐射。就全球平均而言,太阳总辐射只占到达大气上界太阳辐射的45%。总辐射量随纬度升高而减小,随高度升高而增大。一天内中午前后最大,夜间为0;一年内夏大冬小。
太阳辐射能在可见光线(0.4~0.76μm)、红外线(>0.76μm)和紫外线(<0.4μm)分别占50%、43%和7%,即集中于短波波段,故将太阳辐射称为短波辐射。
太阳辐射试验是评定户外无遮蔽使用和储存的设备经受太阳辐射热和光学效应的能力。
太阳辐射试验标准:
GJB 150.7-86 军用设备环境试验方法 太阳辐射试验
GB 4797.4-1989 电工电子产品自然环境条件 太阳辐射与温度
GB/T 2423.24-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Sa:模拟地面上的太阳辐射
本世纪初能进行太阳辐射试验试验的实验室非常少,北京就环境可靠性与电磁兼容试验服务中心,另外就上海和广州各有一家。
谢选骏指出:只有走出太阳系,脱离了太阳辐射的控制,才会拥有新的东西。但是,作为太阳系的产物,人类可能走出太阳系吗?太阳之上才有新东西,但是却非人能得到的。
【53、天上的星星再多,也没有形态相同的两颗】
《星星(宇宙中肉眼可见天体)》报道:
星星(Star)指的是肉眼可见的宇宙中的天体。星星内部的能量的活动使星星变的形状不规则。星星大致可分为行星、恒星、彗星、白矮星等。
星星的亮度常用“星等”来表示。星星越亮,星等越小。最亮的行星是金星,最快的恒星运行速度每小时超过240万千米,H1504+65是最热的白矮星。
简介
1.行星本身并不会发光,我们看到的是它反射的太阳的光。
2.恒星就是类似太阳一类大的天体,其本身内部会发生反应,并将能量以光的形式向空间辐射。
3.彗星,像哈雷彗星之类,我们看到的光是它在经过太阳系时,其材料被溶化掉的彗尾造成的现象,所以看到的彗星往往拖着长尾巴。夜晚能看到的星星大部分的是恒星,有几颗是我们太阳系的行星,例如:金星、水星、火星。恒星的发光原理与我们的太阳相类似,大部分是氢聚变成氦核的过程释放能量,还有一部分是氦聚变释放能量。只是因为他们离我们很远才看起来是颗温柔的小星星,其实他们比太阳都大得多。而行星是因为反射太阳的光才看起来亮的,只不过是沾了离我们近的光,看起来好像比恒星们都亮。
在天空中看起来和月亮一样大的太阳,它的直径是139.2万公里,能够装得下130个地球。说来也巧,太阳的直径是月亮的400来倍,但它到地球的距离也比月亮远了大约400来倍,所以看上去大小就差不多了。
作为一颗卫星,月亮在太阳系已发现的66颗卫星中算是大个头的了。比月亮还大的卫星只有四五颗,其中直径最大的木卫三,直径为5200多公里。其它的大都只有几十到几百公里。
地球作为一颗行星,其大小在八大行星中排行第五,算是个中等个子。最大的木星体积是地球的1300倍,最亮的金星和地球大小差不多,红色的火星体积则只及地球的八分之一多。
行星和卫星,比起太阳系的家长――太阳来说,确实是一些小不点,就像芝麻和西瓜。太阳在太阳系里真可谓唯我独尊。然而,光耀无比的太阳同满天看起来只有针尖大小的恒星比起来,就要黯然失色――它只是亿万颗恒星中很普通的一颗,只能算是中等大小。位于天蝎座的心宿二,直径是太阳的600倍,猎户座的参宿四,半径是太阳的900倍。仙王座有一颗星更大,半径是太阳的1600倍,达11亿公里,如果把它放到太阳的位置上,连木星也要处于它体内。不过它们大都是处于演化较晚阶段的红巨星,密度都极小。
当然也有一些恒星的体积要远比太阳小。处于恒星演化末期的白矮星,体积比地球还小,直径从几百公里到几千公里。最小的恒星――中子星,直径居然只有10公里。可别小瞧了这两类小恒星,它们虽然小,但质量却很大,一般都和太阳相当。因而它们的密度都大得惊人。中子星的密度是太阳密度的100万倍。
分类
星星按种类分:恒星,行星,卫星,矮行星(此分类只在太阳系),小天体(小行星,彗星等)。
恒星按阶段分:新星,主序星,红巨星,超新星(分为以下几种)——1白矮星,2中子星;3黑洞。
恒星按大小分:(褐红)矮星,(蓝,蓝白,黄,红)巨星,(蓝,红)超巨星。
恒星按光谱分:O、B、A、F、G、K、M及附加的R、N、S等类型。
恒星按组合分:单星,双星,聚星和星团。
恒星其他分类:非变星,变星。
变星分为:造父变星,食变星。
行星按组成和体积分为:类木行星,类地行星。
卫星
卫星是指在围绕行星轨道上运行的天然天体或人造天体。
月球就是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里,除水星和金星外,其他行星都有天然卫星。太阳系已知的天然卫星总数(包括构成行星环的较大的碎块)至少有160颗。天然卫星是指环绕行星运转的星球,而行星又环绕着恒星运转。就比如在太阳系中,太阳是恒星,我们地球及其它行星环绕太阳运转,月亮、土卫一、天卫一等星球则环绕着我们地球及其它行星运转,这些星球就叫做行星的天然卫星。木星的天然卫星最多,其中17颗已得到确认,至少还有6颗尚待证实。天然卫星的大小不一,彼此差别很大。其中一些直径只有几千米大,例如,火星的两个小月亮,还有木星,土星,天王星外围的一些小卫星。还有几个却比水星还大,例如,土卫六、木卫三和木卫四,它们的直径都超过5200千米。
亮度
决定人们观察星星是明是暗的,主要有两个因素:
一是由于星星发光能力的大小,
二是星星和人们之间距离的远近。
天文学家通常把星星发光的能力分为25个星等,
发光能力最强的比发光能力最差的大约相差100亿倍。
离人们距离近的星星它的发光能力强,因此人们看到它就会亮。可是,即使发光能力相当强的星星,假如离人们十分遥远,那么它的亮度也许还不及比它的发光能力差几万倍的星星。
星星越亮,星等就越小。最通用的星等系统之一是U(紫外)、B(蓝)、V(黄)三色系统(见测光系统“class=link>测光系统”),绝对目视星等M=+4.83等,色指数B-V=0.63,U-B=0.12。由色指数可以确定色温度。
比如,有一颗叫“心宿二”的恒星,它的体积大约是太阳的2.2亿倍,发光能力也大约是太阳的5万倍,但因为它离地球有410光年,人们只可以看到它是一颗闪烁着红光的亮星。假如将“心宿二”移到太阳的位置,它射出来的光及热就会把地球烤成什么都消失了的大石球了。
形状
如果不受外力的作用,一切物体在万有引力的作用下都有向中心聚集的趋势。最集中的结果就是圆球形啊!星星虽然表面上是固体的,但是由于固体也是有变形性的,并且固体碎颗粒是可以移动的,这些都使它向球形转变成为可能。
星星内部的能量的活动使星星变的形状不规则。但是,高山的石头是受星星引力(万有引力)而从高处向下滚的,河流将泥沙从高处带到低洼的海洋(河流也是受星星的万有引力而流动的)这些都是向中心集中的例子,它们都使星星由不规则变成球形。如果星星内部停止活动,许多亿年后,星星将可能变成一个非常标准的圆球形(离心力和其它天体的引力除外)。
许多小行星,由于自身的质量比较小,导致自身引力比较小,而且星体一般是由比较坚硬的固体岩石构成的,很难在自身引力的作用下完成向中心移动的过程,所以它们的形状就是奇形怪状的,有卵形的,有棒形的……许多。
但是由于多种原因,星星只是一个接近球形的椭球体。
星星之最
最亮的行星
在地球上,人类肉眼可以看到五大行星,其中最亮的就是金星。金星的亮度虽然远不如太阳和月亮,但比著名的天狼星(除太阳外全天最亮的恒星)还要亮14倍,犹如一颗耀眼的钻石。
金星不仅亮度很高,也很有“个性”,它是太阳系内惟一逆向自转的大行星,自转方向与其它行星相反,是自东向西。因此,在金星上看,太阳是西升东落。
最古老的恒星
自古以来,人们会用“天荒地老”来比喻时间的长久,可是天荒地老的时间却没有一颗星星的寿命长。
在距离地球3.6万光年的地方,有一颗编号为HE0107-5240的巨星,它的年龄大约有132亿岁。
最快的恒星
每当看星星的时候,人们都习惯在固定的位置寻找,其实很多星星是在高速运转当中,有的运转速度远远超乎人们的想象。
2005年,美国的天文学家发现了一颗恒星,其运行速度每小时超过240万千米。天文学家推测这颗星星运行速度如此之快,很可能是由于约8000万年前,一颗恒星和银河系中心的特大质量黑洞相遇促成的。不过这颗高速运转的恒星最终将飞离银河系,这也是人类发现的第一颗将要“逃跑”的恒星。
最热的白矮星
太阳是地球上光和热的来源,而我们夜晚面对星空,只看到点点闪闪的光芒,却不知道其中有的星星同样散发着光和热。
一颗编号为H1504+65的白矮星(死亡恒星的高密度残骸)表面温度高达20万摄氏度,是太阳表面温度的30倍。
恒星摇篮地带
海山二星是一颗罕见的超巨星,它的质量为太阳的120-150倍,位居银河系榜首。海山二星位于银河系的“恒星摇篮地带”,这个位置附近一直以来是许多恒星诞生的地方。虽然如今光亮不再,但这颗巨星也曾闪亮过,亮度最高的时候,人们在白天都可以看到它。
最美的星系
星星是浪漫的代名词。在距离地球3万光年的银河系边缘,有两个上演着“探戈”的巨大星系。
这两个星系是由数十亿颗恒星和气体云组成,都呈螺旋状。右侧较大星系的恒星、气体和灰尘形成一个“手臂”,包围在左侧较小的星系,在相互作用下慢慢地摆出各种优美舞姿。
谢选骏指出:天上的星星再多,也没有形态相同的两颗——正如地上的雪花再多,也没有相同的两片——人间的生口再多,也没有想法始终一致的两人。如果有不同的宇宙,我相信再多的宇宙,也不会重现同样的物理法则。
【54、天文奇景与地理呼应】
《观星天文爱好者2021年绝不能错过的星空奇景》(BBC 2021年1月12日)报道:
新的一年,新的观星计划!
如果您对夜空和太空探索充满热情,应立即开始计划,因为2021年将有很多令人兴奋而美丽的天文事件,让所有人去欣赏享受。
您可以期待害羞的行星、附近的星系、月全食、月环食、流星雨、两次火星登陆的任务,甚至是新的太空望远镜的发射,这将使我们以前所未有的方式看到宇宙。
从多年只有一次的奇景,到百看不厌的现象。准备欣赏吧:
1. 窥探水星
The planets Jupiter (L), Venus (C) and Mercury (R) are seen in an unusual conjunction.
如果你从未见过太阳系最小的行星水星,1月24日,它将会最接近太阳,那是你最可能看到它的时间。
如果你视力好的话,在西边的地平线可能看到它,但有一副双筒望远镜会有更大帮助。
水星围绕太阳公转需要88天,我们大部分时间都看不到它,因为它很会在太阳光下隐藏起来。
但在一月底,水星将处于一个称为“半相”的周期,只有50%会被太阳照亮。 因此,这是今年最好的机会来欣赏,好好享受!
2. 南半球的深空天体
智利的夜空真的无与伦比。
在赤道以南观星,对于业余和专业天文学家都是一种珍贵的享受。
对于初学者来说,银河系的光带在这里是很清晰明亮,有时甚至可以看成是繁星点点的彩虹,形成了一个不间断的拱形,聚集了从不同地平线折射的多色线。
荷兰美国裔天文学家巴特·博克(Bart Bok)曾说过一则名句:“南半球拥有所有美好的东西。”
他和他的天文学家妻子普里西拉·费尔菲尔德(Priscilla Fairfield)对我们星系的结构和演化方面取得了重大发现。
从地球的这一边,任何人都可以用肉眼观察球状星团(重力将球状星球捆绑在一起)、我们以外的星系、以及星云……
也可以看看克鲁斯,又名南十字星,它虽然是88个星群中最小的一个,却是其中最独特的一个。
在克鲁斯以东,您还可以看到煤袋星云,那儿不断有新的星星诞生。
紧靠煤袋的是珠宝盒星团:这是一组独特的星群,由约100个红色,蓝色和白色的星星组成,用一副简单的双筒望远镜即可轻松看到。
3. 北半球冬季深空
昴宿星团也被称为七姐妹。
冬季夜晚特别长,这会令天文观星人士有更多时间冒着严寒沉醉夜空之中。
选择一个漆黑的夜晚,最好是在2月11日,当晚将有一个新月(如果看不到月亮,它的光就不会干扰您的计划),并尝试训练您的眼睛,可以看到一些没有那么明显的地方。
这是您尝试发现一些深空天体(例如昴宿星团)的方法。
昴宿星团也被称为“七姐妹”,这美丽的星团非常明亮人们在市区也可以看到它,不过你要知道望向哪个方向,要在日落之后将视线转向南方。
如果您更有野心,可以尝试寻找距离我们银河系最近的主要星系仙女座星系,那个星系距离我们只有250万光年。
在没有光污染的地方观察时,您可以在刚日落之后望向西边,用肉眼就看到仙女座星系,在同名星群的附近。
4. 猎户座
猎户座是经典夜空,被许多文化视为"冬天的带来者"
如果您是天文学入门者,或者想学习只识别一个星座,不妨做一件在南北半球都可以做到的小事。
猎户庭在冬天很容易识别,如果你在北半球,它则在西南面的天空中,如果你在南半球,它则在西北天空中(准确地说,理想的是介于纬度85度和负75度之间)。
这独特的星群的名称由来,就是因为它的形状像“猎人”,有一个沙漏般的形状,甚至有一条由三颗明亮的星星制成的皮带和一把隐隐约约的剑。
仔细观察这把匕首,可以发现它的组成部分不是行星,而是猎户星云,里头孕育了不少新星诞生。
猎户座的肩膀没有令人失望,由红色的参宿四星和蓝色的参宿五星组成。而一只脚则是由蓝白色的超级巨型星球瑞吉尔(Rigel)所形成制成。
但是请记住,在南半球寻找猎物时,猎人是颠倒了,仿佛在做侧手翻,而不是追逐猎物。
5. 登陆火星
今年,我们有望看到不止一个,而是两个分别的火星任务。
美国国家航空航天局(NASA)预计将在2月18日,将把毅力号火星探测器连同机智号无人直升机一起降落在这红色星球。移动科学实验室配备了一系列摄像头,可以记录复杂的着陆情况,并可以研究火星土壤。它将寻找过去及现在是否存在生命的痕迹,并测试一些为未来人类任务进行的新技术。
今年4月,中国的“天文1号”的着陆器和探测器亦会到火星,任务是寻找底下的水层,为之后把潜在样品带返地球铺路。中国国家航天局将成为继美国国家航空航天局之后在火星上执行任务的第二个航天局。
6. 流星雨
看2021年最佳的流星雨就必须等到今年年底。
皇家天文台格林威治天文学家格雷格·布朗(Grey Brown)说,每年,天空都会为我们提供几次"实在值得一看"的流星雨。
当地球沿着其轨道运行时,它穿过了太阳系中各种彗星和小行星留下的尘埃云。
这对我们来说是个好消息,因为当这些碎片撞击到我们的大气中时,它会在夜空中产生一系列明亮的光斑。
欣赏大自然烟火的最佳方法是等到午夜过后,深夜时分,到最少光污染的地方。
您看到越大片天空越好,请准备躺在地上等待。
布朗说,“若有足够的时间,再加上一点运气,在流星最密集的时间,您每隔一两分钟就可以看到一颗流星。更幸运的话,您的眼睛习惯了黑暗后,将可以看到季节性行星成为背景的美景。”
布朗说:“5月4日,宝瓶座流星雨将达到高峰,这是著名哈雷彗星生产的两次流星雨之一。”
下一场引人注目的流星雨将是英仙座流星雨(8月11日),但是看到2021年最佳的流星雨就必须等到今年年底。
双子座行星(12月13日)“是由小行星而不是彗星产生的碎片,导致流星多数更具色彩,因为它们在太气层燃烧的物质,类似一般烟花的物料,”布朗说。
如果您想为2022年做好充分准备,请在日记中写上“象限仪座流星雨”,因为它将在新年开始的几天内达到顶峰。
7. 月全食
5月26日,月球将被地球上的影子所覆盖。
那些从环太平洋(环绕太平洋的地理区域)观察的人将能够充分看用整个月蚀。
最好的观赏景点将是夏威夷,因为它将发生在月亮在深夜高空出现的时候,而更南或更北的地区,将只能在月落前看到月食的某些阶段。
8. 环形日食
当月亮经过恒星前方时,月环食将会出现,留下了一个火红指环。
6月10日,月球将在太阳上蒙上阴影,但这不会是普通的日食。
这一次,月球距离地球仅404,300公里,这意味着月球的阴影,不会足够大到完全覆盖太阳。
反而,当月亮经过恒星前方时,将会出现月环食,留下了一个火红指环。
记住,千万不要直视太阳,使用适当的保护措施,例如日食眼镜,您将可以从加拿大,西北格陵兰岛,西伯利亚东北……以及希望在世界任何地方(通过互联网)观察到这种不寻常的现象。
9. 行星冲
想象从阳台上看到木星和土星
由于太阳系中,所有行星都是围绕太阳公转,所以有时地球会直接位于太阳和另一颗行星之间:这就是天文学家所说的“行星冲”。
格林威治皇家天文台的天文学家达拉·帕特尔(Dhara Patel)说:“用肉眼可以看到距离地球最近的行星,但是行星冲提供了最好的观察机会。”帕特尔说:“土星和木星将分别在8月2日和20日出现行星冲。”他们还将“比今年中的任何时候都更接近我们。”
如果您有望远镜(双筒望远镜也可),你就有机会,大约凌晨1点向赤道方向视线望去,“可以观察到在两星最光芒的时候,木星大气层条文和土星环同时出现,”帕特尔说。
10. 詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)发射
如果有一场活动能勾起天文学家的关注,那就是詹姆斯韦伯太空望远镜(简称JWST)的发射,它预计将于10月31日发射。
格林威治皇家天文台天文学家埃德·布卢默(Ed Bloomer)说,JWST经过一个月的旅途终进入轨道,要把它带上太空的过程很复杂,因为该望远镜太大,无法挤上现存的火箭要加以改良,但它将为天文学带来一个红外线的新时代。他说,这令人非常兴奋,因为它将使科学家能够“研究非常早期的恒星和星系、行星形成过程、银河系演化等等。”
布卢默说,将它视为已经使用了几十年的哈勃太空望远镜的替代品并不是很正确,但是“它代表了下一代的工程技术,并且将是未来多年国际天文学界的主力军。”
这位天文学家说,希望JWST将提供备受期待的新图像,能够比现在红外线天文学中所产生已经很好的图像媲美,甚至从那个水平开始继续变得更好。
谢选骏指出:这些天文奇景出现的时候,正值地理颠覆的时候——这一呼应也算一种天人感应?
【55、天文学的神话与现实】
《“银河系可能有36个外星文明” 这个数字怎么算出来的》(BBC 2020年6月20日)报道:
太阳最终将变成一颗白矮星。
外星人到底有没有?地球真的是孤独星球吗?
最新的答案是,我们所处的银河系中至少有36个与地球相似的、活跃的、科技发达的智慧文明。或者说外星文明,另一个地球。
不过,因为距离地球太远,我们与外星文明接触的可能性极小,而这些外星文明是否存在或曾经存在过,可能将成为永远无解的谜。
太远是什么概念?距离地球最近的在1.7万光年之外。
类似地球的外星文明是否存在,地球是不是银河系的孤独星球,这个古老的问题第一次有了具体的推测数字,距离答案又近了一步。
英国诺丁汉大学天体物理学教授康塞利斯(Christopher Conselice)和韦斯特比(Tom Westby)把他们的研究论文发表在《天体生物学》网站(2020年4月)和《天体物理学》(2020年6月)杂志上。
公式
这个数字是怎么算出来的?
探索银河系还有多少星球上可能存在类似地球文明,到目前为止最主要的工具是德雷克公式,1961年天文学家德雷克(Frank Drake)提出的。
这个公式包含7个因数,根据这些因数推算出银河系可能存在的具有交流能力的智慧文明星球的数量。要进行运算,必须先确定所有的因数。
这些因数从银河系每年平均诞生多少恒星、这些恒星中能形成类地行星的比例,到一种类地球文明从产生到具备向太空发出能够探测到的通信交流信息的能力,需要多长时间。
2013年,美国麻省理工大学(MIT)天体物理学家西格尔(Sara Seager)提出了她的公式,用来推算今后几年可能发现多少具有可探测生命迹象的行星。
这个公式的因数包括可以观察的恒星数量,其中多少周围有行星围绕,其中能够被观察的有多少,等等。
西格尔的公式不涉及外星生命是否具有智能,是否能使用无线电发射信号等;她关注的是星球上的生命数量上是否多到足以改变星球大气层的化学成分组合,就像地球的大气层一样。这种化学成分的组合类似于人的指纹,通过大气层的分析可以探测那个星球上是否存在生命,以什么形式存在。
但是,这两个工具为什么到现在为止还没有得出有实际意义的运算结果呢?关键是组成公式的因数大部分未知。
《大问题:宇宙》(The Big Questions: The Universe)一书作者克拉克(Stuart Clark) 在书中指出,德雷克的公式最主要的用途是提供了一种思路,一个框架。
因为公式运算所必要的7个因数里只有一个是已知的,即每年有多少新的恒星形成,天文学界普遍接受的一个计算结果是每年平均7颗。
德雷克公式里其他因数目前都未知,也很难确定。
而西格尔公式的致命弱点和德雷克公式一样,许多因数的数值无法确定,没有多少量化计算的价值,但两者都有助于人们整理思路。
外星生物?
外星海洋里会有生物吗?
假设
诺丁汉大学天体物理学家康塞利斯和韦斯特比在德雷克公式的基础上提出了新的思路,或者说用新的因数和假设前提调整了公式,得出的结论比 “0-10亿之间”那种无意义的跨度更具体。
太阳是恒星,围绕恒星周转的行星,比如地球,在一定的条件下可以形成生命。
他们的运算基于一组假设,首先,假设银河系其他类似地球的星球上,智慧生命的形成和进化跟地球文明一样,那么行星诞生几十亿年后自然而然就会出现生命,然后不断进化。
根据天体生物学哥白尼原则,在必要条件都具备的情况下,一切都可能发生,从化学反应到星球形成。
假设智慧生命的形成有科学规律,而不是随意、随机,无规律,或者独一无二,那么根据康塞利斯团队的计算,得出的结果是“至少36”,即银河系可能存在至少36个与地球文明类似的活跃的、具有交流能力的外星文明。
哥白尼极限
这个运算过程用到了天体生物学的哥白尼极限概念(Astrobiological Copernican Limits) 。
哥白尼是15-16世纪欧洲文艺复兴时期的波兰神父、天文学家、数学家、医学家和法学博士,他提出了日心说(太阳是宇宙的中心,地球围绕太阳转),留下巨著《天体运行论》,彻底改变了人类的宇宙观。
被称为天体生物学的哥白尼极限分强极限和弱极限。弱极限是指一颗行星形成后至少经过50亿年才可能出现智慧生命,比如地球智慧生命出现的时间最多是50亿年前,或者是那之后的任何一段时间。
在较宽松的哥白尼理论弱极限假设下,康塞利斯团队推算出银河系目前至少有928个外星智慧文明。这意味着在更近的距离内有更多的文明存在,探测一次需要大约700年。
天文学家2019年首次在太阳系以外星系的一颗行星的大气中发现了水,意味着它有可能具备支持生命的迹象。K2-18距离地球111光年。
强极限包括一系列十分严格的限定条件;根据强极限假设,银河系中类地球行星形成后45亿到55亿年之间出现生命,过程参照地球。据此算出银河系目前可能具备交流技能的智慧文明星球的数量大约在4到211个,其中可能性最大的数值是36。
康塞利斯指出,这是保守估计。因为他们的计算中还有一个设定值,那就是地球文明开始向宇宙发出电波信号的时间,迄今为止大约100年。
因为外星文明距离地球至少1.7万光年,地球人与外星人一对一接触、交流的情形最早也得再等6120年才可能出现,如果地球文明能延续到那一天的话。
不过,他们在论文中指出:“对外星智慧文明的搜寻不仅揭示了生命形式的存在,也为我们自己的文明将持续多久提供了线索。即使我们一无所获,我们也在探寻自己的未来和命运。”
如果发现外星智慧生命很普遍,那表明地球文明可能存在的时间远远超过几百年;如果银河系中没有探测到活跃的文明,对地球文明的寿命可能是个坏兆头。
欧洲宇航局将在2028年推出Ariel Mission,将有助于证实生命在外行星的存在。
回归现实
英国剑桥大学专家肖托尔博士(Oliver Shorttle)认为,最新算式里有不少设定因数过于含混,需要细致剖析,清晰界定,否则推算出来的结果意义不大。
他接受《卫报》采访时指出,这些因数中包括地球上的生命最早是如何出现的?还有,被认为适宜生存的类地球行星中有多少是真正能够孕育出智慧生命和文明。
伦敦大学学院穆拉德太空科学实验室(Mullard Space Science Laboratory)的科蒂斯教授(Andrew Coates) 承认康塞利斯团队的假设和推算有其合理性,但寻找外星文明的努力,至少目前来看,还是着眼于离地球较近的太阳系行星更现实。
这方面努力包括欧洲宇航局和俄罗斯合作的Exomars 2022火星登陆和探索计划,将来还计划探索木星和土星的月球。
谢选骏指出:我喜欢天文学,而且从小就是如此——因为,天文学是各种科学中最接近神话的一种!而且,除了天文学以外的所有知识,都是以地区为背景的——因此“上知天文——下知地理”这种传统说法一点都不对称。至于说到“银河系可能有36个外星文明”这个数字怎么算出来的——这是天文学的现实呢,还是天文学的神话呢,不论它是神话还是现实,都同样令人着迷。“银河系可能有36个外星文明”——这不是新的荷马或奥德赛吗。
【56、互相吞噬就是宇宙的本能】
《“吃掉”行星 恒星解体》(2019-09-24 arxiv.org)报道:
当一颗恒星吞噬一颗行星时,后者会对恒星产生奇怪的影响,包括导致其解体。了解这些影响可以帮助人们弄清楚不同种类的行星系统是如何形成的。相关成果日前发表于arxiv.org。
宇宙中的很多行星可能最终坠入它们的恒星。这要么是因为它们离恒星太近,要么是因为恒星随着年龄的增长而膨胀。科学家已经发现了一些证据,比如遗留下来的碎片云和充满无法自持元素的恒星。
美国加州大学洛杉矶分校的Alexander Stephan和同事计算了行星如何影响吞噬它们的恒星。研究发现,一颗坠入恒星的行星可以使恒星在数百年到数千年的时间里保持明亮。当行星释放能量时,恒星会旋转得更快。
“行星和恒星之间的相互作用可能无法‘杀死’恒星,但肯定会把事情搞砸。”Stephan介绍说,通常当一颗恒星吞噬一颗行星时,它会开始快速旋转,以至于开始分裂,并将其外层抛向太空。在那里,它们形成了一个由尘埃和气体组成的奇怪的扁平星云。
这种变亮和奇怪的星云可作为一种信号,帮助人类寻找正在吞噬行星的恒星,或者那些刚刚吞噬了行星的恒星。这还可以帮助科学家弄清楚太空中不寻常的物体发生了什么——比如因被一团碎片包围而看上去行为很奇怪的虎斑星。
它还可以帮助人类了解宇宙中的其他行星系统。“当我们观察行星时,只能看到幸存者——我们无法直接看到被摧毁的行星。”Stephan 表示,“如果我们能确定并找到这些恒星,那么就能在一群行星被‘吃掉’前,知道系外行星在形成时的各种情况。”(徐徐)
《太空人遇难遗体怎么办?专家曝:会被吃掉》(2021-04-18 ETtoday新闻云)报道:
▲火星任务可能导致太空人不幸丧命,因此该如何处理太空人遗体是个问题。(示意图/取自免费图库Pixabay)
美国太空总署(NASA)即将展开备受期待的火星任务,不过最近外媒提出了一个有趣的问题,如果太空人在前往火星的路途中不幸逝世的话,那NASA会如何处理他们的遗体?据悉,NASA目前未有具体的处理方法,但专家却表示,也许这些遗体将成为其他太空人在缺乏粮食时的食物。
综合《每日星报》等外媒报道,NASA自60年前成立以来,已有21名太空人在任务中丧命。不过,随著NASA正在筹备人类首次对火星任务,外媒认为,死亡人数势必会攀升,因为这些前往火星的探险者需要在太空船内度过至少7个月,而这是人类从未有过的挑战。
报道称,如果这些太空人在旅途中幸存下来并成功抵达火星的话,他们就会立刻面临恶劣的环境,但一旦有任何一位太空人不幸逝世的话,他的遗体则需要待在太空数个月,或甚至数年,才能返回地球。
那这些被迫“滞留太空”的尸体该如何解决呢?专家们提出了几个建议,其一,NASA可以选择将尸体送入太空,其二,将太空人的遗体直接埋葬在火星,让火星拥有第一个地球人的坟墓。不过,这具遗体需要先被焚化,以免污染火星表面。
科学网站“大众科学”指出,也许太空人们还会面临另一种可能性,如果一名太空人在1.7亿英里外的火星去世的话,他的遗体或许可以被冷藏或冻干。不过,当其他太空人的食物都被吃光,或是当他们缺乏食物时,这具遗体可能会变成他们仅存可以吃的东西。
▲NASA目前未有具体的处理遗体方法。
NASA的工作人员康利(Catherine Conley)表示,目前国际和NASA都尚未就太空人在任务中死亡该如何处理,提出具体的处理方法。不过SpaceX公司执行长马斯克(Elon Musk)曾说过,“如果你想去火星,那就做好死亡的准备吧。”
谢选骏指出:“吃掉”行星 恒星解体——看来互相吞噬就是宇宙的本能,因此互相吞噬不仅构成了自然生命的法则,也是人间社会的基本属性。共产主义许诺要消灭人剥削人的法则,结果反而招致更为剧烈的互相吞噬。
【57、微不足道的野心勃勃】
《野心勃勃的提议:在轨道上建太空“博物馆”》(BBC 2018年4月26日)报道:
2009年5月18日,距离地表570公里(350英里)的高空,宇航员格伦斯菲尔德(John Grunsfeld)成为最后一个触摸哈勃太空望远镜的人。这是对哈勃进行的最后一次维护任务,难度极大,在结束任务返回阿特兰蒂斯号(Atlantis)航天飞机(港台称太空穿梭机)气闸舱前,格伦斯菲尔德引用了科幻小说大师阿瑟·克拉克(Arthur C Clarke)的话。
"探索可能性极限的唯一方法,是超越极限进入不可能",他通过对讲机向聚集在控制中心的贵宾们说:"本次任务中,我们尝试了许多大家认为不可能的事…祝哈勃一切顺利。"宇航员将哈勃放回轨道,随着阿特兰蒂斯号离开,哈勃的亮光逐渐消失在茫茫宇宙中。
如今,航天飞机已经返回地球,新的维修任务也不可能了。一切顺利的话,哈勃还可以再工作几年,继续为我们揭示宇宙的灿烂,但未来十几年,它的零件势必损耗,运行轨道也将被废弃。
哈勃太空望远镜是史上最重要的科学成就之一,预计在2030年代初返回大气层时烧毁,与第一颗卫星、第一只太空犬莱卡(Laika)、太空实验室以及和平号太空站等等许多历史性太空物体的宿命一样。但可能还有个"不可能"的选择。
斯图尔特·埃夫斯(Stuart Eves)是太空信息交换(一个英国政府及业内关于太空安全及基础设施的论坛)的主席,也是卫星工程师和太空碎片专家,他说:"这个结局对哈勃这么著名的东西来说难以令人接受,我们在博物馆里保存历史性船舶、飞机、汽车还有火车,我们也应该为后代好好保存哈勃。"
将哈勃带回地球成本高昂挑战重重,虽然航天飞机曾在1984年成功带回两颗通讯卫星。埃夫斯则敦促美国政府将哈勃留在太空。在对哈勃执行最后一次维护任务之前,Nasa(美国太空总署)研究了使用机器人航天器而非宇航员与哈勃对接来进行维护的可能性,埃夫斯希望利用这种技术将哈勃保留在轨道上。
埃夫斯说:"可以用卫星捕获哈勃,把它对准正确的方向之后推到高一些的轨道,这样可将哈勃在太空维持一段时间。接下来就是每个博物馆馆长都会遇到的问题:与时间对抗保存珍贵的展品,譬如防止哈勃受辐射,可能被太空碎片撞击等问题。"
埃夫斯的方案是发射一颗譬如鞋盒大小的微型卫星进入哈勃的运行轨道,充当哨兵或是虚拟博物馆馆长。"可以放置一个小型机器人相机围绕哈勃飞行,将影像传回给参观博物馆的人看,譬如用虚拟现实眼镜观看,这样我们起码有了哈勃的实景记录数据。"
微型卫星技术也可以用于监测其他重要的人造太空体,譬如首个电视通讯卫星电星(Telstar),1962年发射,现仍在距地表1,000至5,600公里(620至3,480英里)的椭圆轨道上运行,或是监测当前在轨时间最久的科学卫星先锋1号(Vanguard-1)。
埃夫斯表示:"我们考虑过用微型卫星来监测国际空间站,让高像素相机围绕空间站飞行,检查其状态,以及是否出现需要处理的外部破损。"
埃夫斯不止想保存地球周围轨道上的卫星。由于Nasa计划重返月球,人们担心之前机器人或人类执行任务遗留的物品会受影响甚至损坏。一个新的国际组织"为了全月球"(For All Moonkind)日前成立,倡导人们关注这个问题(我们也曾发表相关文章),譬如呼吁建立新的联合国规章来保护阿波罗号宇航员在月球留下的着陆器、旗帜以及脚印。
也许将来会在月球建个博物馆,至少把重要物品保护起来,但把它们运回地球还是值得的。
"我同意应该对人类太空物体以及脚印这类遗迹化石加以收藏保护,但不该过度保护使之失去科学研究利益。"埃夫斯说到。
"我听过更离奇的一个提议是去月球把宇航员装粪便的袋子拿回来,太空生物学家们会很想知道粪便里面的细菌对极端太空环境应对如何。"这肯定会是个相当特别的展览。
这并非是将遗留月球的人类物品第一次带回地球。1969年11月,阿波罗12号的宇航员将机器人探测器勘测员3号(Surveyor-3)的相机带回用于研究。最初甚至发现相机上有大量在月球存活下来的细菌,但后来发现更有可能是研究过程中因为卫生程序不到位,细菌是人打喷嚏喷上去的。
未来十几年内,人类很大可能再次登月,亲眼看到尼尔·阿姆斯特朗首次登月的脚印。但2009年阿特兰蒂斯号航天飞机的宇航员们会否是最后一批近距离看到哈勃的航天员吗?不一定。
未来,人类应该能够搭乘私人航空器绕着地球看卫星,而短期内,极少数人将有幸再次近距离看到部分历史性太空物体。
"有公司在认真考虑建造太空旅馆,它们会选择哪个轨道?"埃夫斯说:"选择与哈勃合适的轨道能获得神奇的风景——透过窗户低头望向地球时看到哈勃太空望远镜飘过,岂不妙哉。"
谢选骏指出:在轨道上建太空“博物馆”,哪里是什么野心勃勃的提议,而是一个垂暮之人的怀念过去。在我看来,这样做的后果,除了进一步增加太空垃圾之外,就是为那些太空蛀虫提供了哗众取宠的活动经费。这种微不足道的野心勃勃,还是越少越好。
【58、文明的等级就是暴力的等级】
《解读地球、太阳系、银河系、宇宙》(木轻烟HN 2016-09-04)报道:
地球是太阳系的一颗小行星,太阳系在银河系里是一个小雨点,银河系在宇宙里是一颗小尘埃。
宇宙奥妙无边,灿烂美丽,可惜人类的脚步只停顿在太阳系,连银河系都没研究透。
借用一个网友的言论:宇宙文明等级:基本等级(人类勉强飞出地球),低端等级(基本上可以在太阳系灵活运转),下等等级(可以将星河系勉强掌握),中等等级(已近完全掌握星河系并且可以飞离星河系),上等(掌握数个星系吞噬文明,毁灭星系)超级文明。
先来说一下我们的地球。
地球是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序排为第三颗,也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星。
它有一个天然卫星——月球,二者组成一个天体系统——地月系统。
地球作为一个行星,远在46亿年以前起源于原始太阳星云。
地球赤道半径6378.137千米,极半径6356.752千米,平均半径约6371千米,赤道周长大约为40076千米,地球上71%为海洋,29%为陆地。
这就是我们美丽的地球
围绕太阳转动的第三颗,就是我们的地球。 太阳的直径约140万公里,是地球的109倍。
我们整个的太阳系,属于美丽的银河系,而太阳系在银河系里面只是一个微不足道的小雨点。
银河系是太阳系所在的星系,(又称天河或天汉),包括1000到4000亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃。
它的直径约为15万光年,中心厚度约为1.2万光年,可见物质总质量是太阳质量的大约1400亿倍。
银河系外围可能镶嵌着一个由数十亿颗恒星组成的巨大的环。
我们太阳系在银河系真的是一个小点点,基本看不到。
我们人类还只能在太阳系活动,银河系离我们有26100光年。
普及一下光年的意思。
光在真空中一年所经过的距离称为一个光年。光速在真空中约为30万千米每秒,也就是3×10的8次方米×(365.25×24×60×60)秒(儒略年长度等于365.25日,以2000年1月1.5日(记作J2000.0)为标准历元)所以,一光年就是9.4605×10的15次方米。
美国航空航天局(NASA)的飞机最高速度纪录是11260千米/小时)。依照这样的速度,飞越1光年的距离需要用95848年。
大家这下子明白银河系中心离我们多远了,一光年对于地球来说就是 95848年,那26100光年乘95848,我们的宇宙飞船飞行的速度太慢了。
中间那一趟,就是美丽的银河系,大家可以看到她是属于宇宙的。
多放几张银河系的图片,银河系实在是太美丽了。
银河系的中间像漩涡,我们就是银河系其中的一个小亮点,捂脸,真的好没有存在感。
有科学家说,银河系的中间位置是巨大的黑洞,会不会吞噬掉她周围的星系。
让人恐怖的是,英国每日邮报报道,银河系像僵尸一样可能数十亿年前已死亡,但仍维持运行。
星系通过两种不同方式进入“死亡状态”——停止制造气体形成新的恒星,但两种不同方式由迥然不同的过程实现。星系如何和为什么会“熄灭”?恒星诞生,以及改变它们的形态,是天体物理学的一个重要问题。
一般认为,宇宙产生于140亿年前一次大爆炸中。大爆炸后,分子碰撞,并产生光、热。大爆炸后30亿年,最初的物质涟漪出现。大爆炸后20亿~30亿年,类星体逐渐形成。大爆炸后100亿年,太阳诞生。38亿年前地球上的生命开始逐渐演化。
有的网友觉得宇宙也和地球一样是圆形的,你在上面行走,会回到原点。
我认为在宇宙之外,还有一个世界,可惜,我们是否永久都到达不了。
谢选骏指出:网友的言论等于在说“文明的等级就是暴力的等级”——基本等级,人类勉强飞出地球;低端等级,人类可在太阳系灵活运转;下等等级,可以将星河系勉强掌握;中等等级,已近完全掌握星河系并且可以飞离星河系;上等超级文明,掌握数个星系吞噬文明、毁灭星系。……这种言论就代表了人类的现况,他们把政府置于首位,企图用科研和开发糟蹋宇宙,就像糟蹋了地球一样。
【59、我希望自己所知道的一切都是错的】
《宇宙是如何开始的?对最初时刻人类仍一无所知》(2019年08月08日 新浪科技)报道:
据国外媒体报道,宇宙从何而来?如何形成?这或许是最为宏大的谜题,也是其他所有谜题的根源。人类最重大的问题——生命如何开始?意识是什么?什么是暗物质、暗能量、引力?等等——皆源于此。
其他所有的谜团都源自这个问题,这对我们很重要,因为人类不喜欢一无所知。
尽管试图解开这个谜题的理论变得越来越复杂,但科学家仍然担心在他们的推理链条中,一些最关键的环节可能是错误的。
基本谜题
根据标准的大爆炸模型,宇宙诞生于大约138亿年前开始的膨胀时期,就像一个迅速膨胀的气球,宇宙在从一个比电子还小的尺寸膨胀到接近目前的大小。
最初,宇宙中只弥漫着能量,其中一些能量凝结成粒子,这些粒子聚集成轻原子,如氢和氦。这些原子首先聚集成星系,然后是恒星,所有其他元素都是在恒星炽热的熔炉中锻造出来的。
大爆炸是科学家对宇宙起源的普遍共识,也是一个强大的模型,解释了科学家仰望天空时所看到的许多现象,比如时空在大尺度上表现出显著的平坦性,以及宇宙两端星系的均匀分布。
但这个模型也让一些科学家感到不安。首先,该模型认为宇宙在其历史早期经历了一段快速膨胀的时期,而这一观点无法直接检验,而且,这依赖于宇宙起源时一种神秘的、早已消失的能量形式的存在。
在物理宇宙学中,早期宇宙这种空间膨胀呈加速状态的过程被称为宇宙暴胀。暴胀之后,宇宙继续膨胀,但速度低得多。
许多宇宙学者认为,暴胀解释了一些尚未有合理答案的问题,比如宇宙为什么在各个方向都显得相同(即各向同性)?为什么宇宙微波背景辐射分布得那么均匀?为什么宇宙空间那么平坦?为什么观测不到磁单极子?虽然造成暴胀的粒子物理学机制尚未发现,但根据该理论做出的多项预测已经被观测所证实。
问题最后又回到了,宇宙暴胀虽然是一个非常强大的理论,尽管它能非常有效地解释一些难题,但我们仍然不知道是什么导致了暴胀,也不知道这一理论是否真的正确。
一些科学家认为,宇宙暴胀只不过是大爆炸模型的一个笨拙的补充,是通过增加必要的复杂性来与观测结果相吻合。在未来的研究中,类似这样的补充还会更多。
按照现在的理论,宇宙中存在暗物质,现在又有了暗能量,所以目前的模型是这样运作的,先是大爆炸,然后是暴胀,你再做一些微调,使模型具有更多内容,然后你再加上定量的暗物质和暗能量。但是这些东西在一个连贯的理论中其实是没有联系的。
宇宙学家的研究方式变得越来越像工程师,而不是科学家。如果观察结果与当前模型不匹配,他们就会添加一个新的部分,或者对现有部分进行修补,以适应当前模型。这些部分之间没有联系,除了匹配观察值外,没有其他理由添加它们。这就像试图通过添加不同型号的新部件来修理一辆旧车,这些部件可能在短期内有效,但最终,你还是需要一辆新车。
永恒的宇宙
近年来,有些科学家在研究其他激进的模型,试图取代标准大爆炸模型。
比如根据“反弹宇宙学”模型的观点,宇宙不仅诞生了一次,而且可能在无限的收缩和膨胀周期中多次诞生。该理论用“大反弹”取代了“大爆炸”,认为“大反弹”平稳地连接了宇宙的收缩和膨胀时期,解决了困扰暴胀理论的许多问题。
还有“火宇宙”或者说“循环”理论不仅可以解释宇宙暴胀,还可以解释其他宇宙之谜,包括暗物质、暗能量以及为什么宇宙膨胀速度似乎在不断加快。
尽管存在争议,但反弹宇宙学提出了宇宙永恒存在和自我更新的可能性。这一图景也许比一个有明确开端和终点的宇宙更令人敬畏,因为这意味着,在宇宙的宏伟蓝图中,天空中的恒星,即使是最古老的恒星,也不过是短命的萤火虫。
对科学家来说,探究宇宙谜题的过程有时会让人感觉很矛盾。虽然大爆炸模型已经相当完善,但未来仍然非常有可能被修正。对于宇宙诞生最早期的那一刻,科学家还是一无所知。
我们害怕发现自己所知道的一切都是错的,并且暗自希望这不会发生。
谢选骏指出:我希望自己所知道的一切都是错的,这样生活将有更多的悬念;我希望自己所知道的一切都是错的,这样会有一个新的开始。
《宇宙学简介》(台湾大学物理所 徐铭键)报道:
抬头仰望星空,人们从来就不曾放弃藉此看出个人类命运的端倪。这样一听,好像是回到古时候巫师看星星占圤的年代,玄之又玄,但现在藉由科学的方法,我们的确可以对宇宙有更深刻的了解。而我们要谈的并不是如某某人明天以至於明年会怎麽样般的芝麻小事,而是希望了解宇宙的过去现在与未来。
或许你会先想到,那宇宙学跟天文学差在哪里呢?简单来说,天文学研究的是比较小尺度、个体的行为,比如说太阳风、太阳黑子的形成,星球的生成演化等行为,或是星系与星系间的碰撞过程如何产生一个新的星系等等,这些从我们小小人类的观点而言,应该算是很大的,但我们必须承认,从整个宇宙的观点而言,这的确只能算是小尺度。宇宙学要问的可以说是宇宙整体的问题,包括宇宙是如何的演化,这意味了宇宙究竟是一开始就这样呢?是慢慢演化来的,未来又将会如何?如果是演化来的,为什麽会有星系般的结构出现?明明粒子物理告诉我们有正物质也有反物质,为何这是一个正物质主宰的宇宙?为何某某元素占了整个宇宙的比例是这样多而不是那样多?诸如此类等等的问题,都是宇宙学希望去探讨的。
宇宙学是在上个世纪才开始慢慢崭露头角的(其实20世纪也才离我们而去不远)。爱因斯坦发现广义相对论後,就爲宇宙学找到了用重力了解宇宙结构的理论工具,再加上应用宇宙学原理,即假设静止於宇宙任何一点来看宇宙都是均匀等向的(这是指宇宙各处物质组成密度等都完全相同,且从任何一点往四面八方看都一模一样,当然这是在大尺度的观点下才成立,即”小”如星球、星系等大小的物质差异是看不出来的),爱因斯坦率先解出了宇宙正在膨胀的解,只是他的信念宇宙该是静止不动的,因而在爱因斯坦方程式中再加入了所谓的宇宙常数,使得宇宙得以静止不动。直到1923-1929哈伯望远镜观察到了我们的宇宙的确是在膨胀的,爱因斯坦才承认了错误拿掉了宇宙常数。有趣的是,1998年观察到超新星爆炸之後,发现我们的宇宙原来是在”加速”膨胀的,这又使得宇宙常数又有败部复活的机会,同样的手法只要在方程式另一边加入宇宙常数,就可以得到加速膨胀的宇宙。关於宇宙加速膨胀的真实原因,仍尚未解决,我们给宇宙加速膨胀需要的能量取了个名字,叫做”黑暗能量”,所以宇宙加速膨胀的问题就相当於黑暗能量的问题,这也是当前宇宙学亟待解决的主流问题之一。
但一门科学如果只是停留在理论的部份,没有实验的方式去佐证或推翻它,是难以令人信服的,也无法成为真正的科学。宇宙学真正成为一门实验科学,是在宇宙背景辐射的测量上。1964年发现的均向性宇宙背景辐射无疑是20世纪最伟大发现之一,此一发现强烈支持了大霹雳宇宙说(big bang cosmology),使人们相信宇宙确实有个开端。背景辐射是早期宇宙遗留的产物,透过观察它我们可以了解早期的宇宙究竟是怎麽回事,从而知道宇宙的演化。另一个高峰是1992年COBE人造卫星以更高的解析度看了宇宙背景辐射,发现原来它不是那麽的均向,而是各方向彼此间有约十万分之一小小的差异,此一现象有助於了解为何宇宙有星系般结构等问题。
那当前宇宙学的发展及潜力如何呢?或许宇宙学只是门新兴科学,但它马上遇到的及要回答的都是科学界的重量级问题。最值得一提的就是”黑暗能量”以及”黑暗物质”问题:在之前已经提过,黑暗能量就是指让宇宙加速膨胀的能量,照常理判断,宇宙的物质因为万有引力的作用,应该是彼此聚集收缩的,但黑暗能量却是反着这个方向进行的,目前没有任何我们所熟知的能量可以达到这个效果,故名黑暗;至於黑暗物质的发现,是由於观察银河系的旋转曲线(rotation curve)得知,这是以绕银河系中心旋转的星球速率对离银河中心半径做图,依常理而言,提供星球旋转的重力来源,应该都是聚集在银河系中心的(因为万有引力会使得物质倾向聚集在一起),且密度愈往外递减,所以越在银河系外围的星球旋转速率要越慢才对,但由实验所得的旋转曲线看来却不是这麽一回事。
旋转曲线显示,即使在银河系外围的星球旋转的速率也和较里面的星球差不多,这暗示着银河系的物质并不是都集中在银河中心的,外围也有着大量的物质提供重力,只是我们看不见罢了,我们称这些看不见的物质为黑暗物质。由爱因斯坦狭义相对论告诉我们质能互换,所以我们可以将能量和质量一起考虑它们占整个宇宙的比重,由WMAP实验得知,黑暗能量占宇宙73%±4%,黑暗物质和我们熟知的一般物质则合计27%±4%,其中一般物质约占4%。这是很惊人的一件事情,因为我们所熟知的一般物质居然不到整个宇宙的5%,代表整个宇宙还有约95%的组成是我们从来不曾了解的,将来这不是撼动了整个物理定律,就是告诉我们全新未知的东西。
可以说现在正是一个大好机会,去了解宇宙种种的问题。物理学在理论与实验上的成就,还有仪器的进步等,都为宇宙学提供了必备的工具,可以说少了任一个,自古以来我们都无法像现在般试图去了解我们的宇宙。宇宙学也正与其他学科结合以新的面貌呈现,宇宙学与粒子物理学的结合就是最好的例子,结合了最大尺度与最小尺度的学问。宇宙是最好的粒子物理实验室,提供了最高能量的反应;而我们对粒子物理学的认识,也帮助我们更了解早期宇宙的现象,进而了解宇宙的演化,或是我们为何处於正物质的世界等问题。哥伦布发现了新大陆,证明地球是圆的之後,颠覆了人类的世界观;现在,我们也正在对宇宙提问,或许,不久的将来,我们也将有一个崭新的宇宙观!
谢选骏指出:专家也对现在的宇宙观感到了失落。
《新科诺奖得主皮布尔斯解读宇宙的起源与归宿》(2019-10-21 环球科学)报道:
10月8日,美国普林斯顿大学的宇宙学家詹姆斯·皮布尔斯因为在物理宇宙学中的贡献,与另外两位天文学家米歇尔·梅厄和迪迪埃·奎洛兹分享了今年的诺贝尔物理学奖。
本文为皮布尔斯与另外3位作者向我们讲述的宇宙波澜壮阔的演化史。经过数百亿年的演化后,今天存在于宇宙中的恒星与星系会变成怎样,宇宙的归宿又是什么?
宇宙从一团高度致密的物质演化为今天彼此相距遥远的星系
在大约一百多亿年前的某个时刻,我们现在能观测到的所有物质和能量都聚集在一个比硬币还小的区域里,随后,它开始以一种不可思议的速度膨胀并冷却。当温度下降到1亿倍太阳核心温度时,自然界的那些基本作用力开始出现,基本粒子夸克(夸克是一种参与强相互作用的基本粒子,也是构成物质的基本单元)则自由地徜徉在能量海洋里。接着,宇宙又膨胀了1000倍,我们眼下能观测到的所有物质占据的空间膨胀到了太阳系那么大。
那时,自由夸克开始被束缚在中子和质子里。当宇宙又膨胀1000倍后,质子与中子开始聚在一起组成原子核,今天的氦原子和氘原子大部分就是那时形成的。以上所有过程都发生在大爆炸后的一分钟内,此时温度仍然太高,原子核还不能捕获电子。直到宇宙持续膨胀了30万年后,中性的原子才开始大量出现,这时宇宙尺寸达到了现在的千分之一。此后,中性原子开始凝结成气体云,这些云团随后演化成恒星。在宇宙膨胀到现在尺寸的五分之一时,恒星聚在一起,形成了年轻的星系。
当宇宙尺度达到现在的一半时,恒星里的核反应产生了大多数重元素,类似地球的行星就是由这些元素构成的。我们的太阳系相对比较年轻:形成于50亿年前,那时宇宙尺度是现在的三分之二。随着时间流逝,恒星的形成过程会耗尽星系中的气体,因此恒星数目正逐渐减少。再过150亿年,像太阳这样的恒星会更稀少,对天空观测者来说,那时的宇宙将远不如现在这般热闹。
对宇宙起源与演化的认识,是20世纪最伟大的科学成就之一。这些知识来自于数十年不断革新的实验与理论。地面上和太空中的最新望远镜接收着数十亿光年以外的星系发出的光线,向我们展示宇宙年轻时的模样。粒子加速器探索着早期宇宙高能环境下的基本物理现象。卫星探测着宇宙膨胀早期遗留下来的背景辐射,展现出我们所能观测到的最大尺度上的宇宙图景。
标准宇宙模型(也称大爆炸理论)对这些海量数据的解释最为成功。这个理论主张说,宇宙从初期的致密态开始膨胀,膨胀在大尺度上近乎均匀。目前该理论没有遇到根本性的挑战,当然,它也存在一些有待解决的问题。比如,天文学家还不能肯定星系是如何形成的,但是也没有证据能否认该过程是在大爆炸框架内发生的。实际上到目前为止,从这个理论引申出的各种预言通过了所有的测试。
但是,大爆炸理论目前也只做到这种程度,还有许多重要的谜题有待揭开。宇宙在膨胀之前是什么样子的?(我们不能通过天文观测,回溯到大爆炸之前的时刻。)在遥远的未来,当最后一颗恒星耗尽了核燃料后会发生什么?没有人知道答案。
我们可以从不同的视角——神秘主义、神学、哲学或科学——来认识宇宙。在科学上,我们只相信那些经过实验或观测证实的东西,因此我们选择的是一条沉重乏味的道路。爱因斯坦创立的广义相对论确立了质量、能量、空间和时间的关系,现已被很好地验证并接受。爱因斯坦指出,物质在空间均匀分布与他的理论非常吻合。他未经讨论便假定,在大尺度上平均来说宇宙是静态不变的。
在1922年,俄国理论家亚历山大·A·弗里德曼意识到爱因斯坦的宇宙是不稳定的,最轻微的扰动也会引起宇宙膨胀或收缩。同时洛厄尔天文台的维斯托·M·斯莱弗发现了星系正在相互远离的首个证据。随后,杰出的天文学家埃德温·哈勃在1929年又证明了星系远离我们的速度与它离我们的距离大致成正比。
宇宙膨胀意味着,宇宙从一团高度致密的物质演化为今天彼此相距遥远的星系。英国宇宙学家弗雷德·霍伊尔是第一个给上述过程取名“大爆炸”的人,他的本意是想讽刺这个理论,但这个名字实在太生动了,便就此流传开来。不过这个名字将宇宙膨胀描绘得好像是空间中一点上的某个物质发生了某种爆炸,多少有些误导人。
其实完全不是那么回事:在爱因斯坦的宇宙中,空间与物质的分布是紧密联系的,观测到的星系系统的膨胀反映的是空间本身的展开。大爆炸理论的要点在于空间的平均密度随宇宙膨胀下降,而物质分布并没有可见的边缘。对普通爆炸来说,运动得最快的粒子飞向空的空间;而对大爆炸理论来说,粒子则是均匀地充满空间。宇宙膨胀对被引力束缚的星系或星系团的大小没什么影响,只是使它们之间的空间伸展了而已。在这种意义上,宇宙膨胀很像是葡萄干面包发酵。生面团类似空间,而葡萄干就像星系团。当面团膨胀时,葡萄干彼此远离,任意两颗葡萄干相互分离的速度完全取决于它们之间的面团有多少。
60年来,我们已经积累了许多支持宇宙膨胀的证据。第一个重要证据是红移——星系会发射或吸收某些特定波长的光,如果星系在远离我们,这些发射或吸收特征线将被拉长,也就是说退行速度越大,特征线就会变得越红。
宇宙在大尺度上是均匀的
哈勃通过测量发现,远处星系的红移比近处星系的红移要大。这就是现在熟知的哈勃定律,它正是均匀膨胀宇宙模型所预测的结果。哈勃定律表明,星系的退行速度等于它们间的距离乘上哈勃常数。近处星系的红移效应十分微弱,要使用相当精良的测量仪器才能检测到。而那些非常遥远的星系——比如射电星系和类星体——的红移就非常惊人了,其中一些星系的退行速度可达到光速的90%。
哈勃对宇宙图景还有另一个关键贡献。他对天空不同方向的星系计数,发现它们似乎分布得很均匀。哈勃常数在所有方向上好像都是相同的,这正是均匀宇宙膨胀的必然结果。现代巡天证实了这条基本原则:宇宙在大尺度上是均匀的。尽管近处的星系显示出成团性,不过更深的巡天还是能反映出相当的均匀性。
以银河系为例,目前银河处在一个由20多个星系组成的集体中,而这又是本超星系团延伸出的星系联合体的一部分。星系团的结构一级一级往上,一直上升到5亿光年的尺度。随着考察尺度的增加,其内平均物质密度的起伏不断减小。在接近观测极限的尺度上,平均物质密度起伏不到0.1%。
为了验证哈勃定律,天文学家需要测量星系的距离,有一种方法是观察星系的视亮度。如果某星系比另一个同类星系暗4倍,那么距离大约就是它的2倍。这一关系已在观测可及的距离范围内测验过了。
有批评者指出,看上去更小更暗的星系不一定真的距离更远。幸运的是,有明确迹象表明红移越大的星系确实距离也越大。证据来自引力透镜效应。像星系这样质量巨大且致密的天体可以形成天然透镜,由于可见光和其他电磁辐射的轨迹被弯折,任何位于它后面的辐射源都将产生一个扭曲放大的像(甚至可能是多个像)。因此如果一个星系位于地球和某些遥远天体的连线上,它将弯折这些天体发出的光线,使遥远天体变得可见。在过去的10年里,天文学家已经发现了20多个引力透镜。人们注意到,透镜后方天体的红移总是比透镜本身的高,这也定性地证实了哈勃定律。
哈勃定律之所以具有重大意义,不仅因为它描述了宇宙的膨胀,还因为它能用来计算宇宙的年龄。具体来说,大爆炸距今的时间是哈勃常数当前值与其变化率的函数。天文学家已大致算出膨胀的速率,但还没有人能精确测得其变化率。
不过人们还是可以从宇宙平均密度来估计这个量。由于引力抑制了宇宙膨胀,我们可以预期,星系相互远离的速度将比以前更慢,因此膨胀速度的变化率与引力的拖拽效应有关。引力是由平均密度决定的,如果只考虑星系里面和附近的可见物质,并以此来计算密度,那宇宙的年龄可能在100亿~150亿年之间(这个范围还考虑了宇宙膨胀率的不确定性)。
不过许多研究者认为宇宙密度要比上述计算结果的最小值大,因为所谓的暗物质的存在将产生影响,带来差别。一种观点认为,宇宙的密度足够大,因此在遥远的未来,膨胀速度将降到接近于0。在这种假设下,宇宙的年龄将降至70亿~130亿年。
为了让这些估测更加准确,天文学家都在致力于研究如何更好地测量星系的距离和宇宙的密度。估测出的膨胀时间可作为检验大爆炸理论的重要指标。如果这个理论是正确的,可观测宇宙中的所有东西都应该比从哈勃定律算出的宇宙年龄要年轻。
宇宙在永远膨胀,而物质自发地产生出来填充真空
另一个理论——稳恒态宇宙理论同样成功地对宇宙的膨胀和均匀性做出了解释。1946年,3个英格兰物理学家——霍伊尔、赫尔曼·邦迪和托马斯·戈尔德——提出了如下宇宙学理论:宇宙在永远膨胀,而物质自发地产生出来填充真空。当新产生的物质积累到一定程度就会形成新的恒星接替老的。这个稳恒态假设预言,近处的星系团在统计意义上跟远处的应该是相同的。
而大爆炸理论做出的预言则跟稳恒态理论不同,它认为如果星系是很久以前形成的,那么远处的星系应该看上去比近处的星系年轻,因为它们发出的光线需要更长的时间才能到达我们这里,这些星系应该包含更多年轻的恒星和更多还未形成恒星的气体。
从理论上说,这个检验很容易,但真正研发出足够灵敏的探测器以研究遥远的星系却花了好几代人的时间。当天文学家检查近邻射电星系时,他们在光学波段看到的是大致呈圆形的恒星系统;而远处的射电星系看上去呈拉长甚至是不规则的结构。此外,与近处星系不同,在大部分远距离星系中,可见光波段的图像通常跟射电波段的相近。
天文学家研究大质量、密集的星系团时,同样发现了近邻星系与远处星系有差别。远距星系团包含正在形成恒星的偏蓝星系;而近处类似的星系团却包含偏红星系,其中的恒星形成早就不活跃了。哈勃望远镜的观测证实,至少有部分年轻星系团中的强烈恒星形成活动是由于成员星系的碰撞造成的,而这种过程在现在非常罕见。
如果所有星系都在相互远离并且都是由早先的形态演化而来,那么符合逻辑的推论就是,它们曾经充塞在一片稠密的物质与能量之海中。事实上,在对遥远星系所知不多的1927年,比利时神甫、宇宙学家乔治·勒梅特就已经提出,宇宙的膨胀可追溯到一个极其致密的状态,他称之为远古的“超级原子”。他认为我们也许能够探测到它的遗留辐射。可是,这个辐射应该是什么样子的呢?
在宇宙非常年轻和炙热的时候,辐射很容易被各种粒子吸收或散射,因而不能沿直线传播太远。这样不停的能量交换维持着热平衡,任何特定区域都不太可能比平均水平要热或冷太多。当物质和能量处在这种状态时,就会产生所谓的热辐射谱,其中各波长的辐射强度完全由温度决定。因此,大爆炸产生的辐射可以由它的能谱辨认出来。
事实上,这个宇宙背景热辐射已经被发现了。20世纪40年代,美国麻省理工学院的罗伯特·H·迪克一直致力于改进雷达,他发明了微波辐射计——一种检测微弱辐射的设备。到了上世纪60年代,贝尔实验室开始在望远镜上使用辐射计来追踪早期通讯卫星Echo-1和Telstar。没有想到,建造该设备的工程师探测到了额外的辐射信号,随后,阿诺·A·彭齐亚斯和罗伯特·W·威尔逊鉴定出这个信号是宇宙背景辐射。彭齐亚斯和威尔逊的这个思路就源于迪克的启发,因为迪克曾建议人们用辐射计来搜寻宇宙背景辐射。
天文学家通过使用宇宙背景探测器卫星和大量探空火箭、气球、地面设备,对背景辐射作了深入研究,发现宇宙背景辐射有两个特征。一是它各向同性,这很好解释,辐射均匀充满在空间中就会产生这样的结果,正如大爆炸理论预言的那样。
二是背景辐射能谱非常接近2.726K的黑体谱。毫无疑问,宇宙背景辐射是在宇宙远热于2.726K时产生的,但科学家们早就预测到辐射看上去温度会比较低。20世纪30年代美国加州理工学院的理查德·C·托尔曼指出,宇宙背景的温度将因宇宙膨胀而下降。
宇宙背景辐射可以证明,宇宙是由致密高热的状态膨胀而来的,因为这是产生这种辐射所必需的条件。在那个致密高热的宇宙里,热核反应合成了比氢重的元素,包括氘、氦和锂。值得注意的是,由此计算出来的轻元素比例与观测到的丰度(指一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体总重量的相对份额)是一致的。也就是说,所有证据都表明,轻元素确实是在年轻炙热的宇宙中生成的,而那些更重的元素,则要在将来作为恒星内部热核反应的产物时才会出现。
轻元素合成理论是在第二次世界大战之后的科研热潮中出现的。乔治·伽莫夫、乔治·华盛顿大学的研究生拉尔夫·A·阿尔法和约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的罗伯特·赫尔曼等人通过战争时期得到的核物理数据,预测了早期宇宙中发生了哪些核过程,生成了哪些元素。阿尔法和赫尔曼还意识到,在现代宇宙中应该能找到大爆炸的残留物。
尽管这项工作中的许多重要细节有误,但它毕竟开创性地将核物理和宇宙学关联起来了。正因为研究人员证明,早期宇宙可以看成是某种核反应堆,物理学家才能精确计算大爆炸中产生的轻元素的丰度,以及它们随后是如何在星际介质和恒星内部变化的。
当前的宇宙是最适合生命发展的
我们对早期宇宙的认识还不能直接得到星系形成的完整图景。尽管如此,我们还是掌握了好几块拼图。引力将导致物质密度增长,因为它会抑制高密度区域的膨胀,使那里变得越来越密集。我们已在近邻星系团的成长中观察到了这个过程,星系可能也是在同样的过程中形成的,只是尺度要小些。
辐射的压力会抑制早期宇宙结构的增长,不过当宇宙膨胀到现在尺寸的0.1%时就不一样了。在那个时刻,宇宙温度约为3 000K,低到足够使离子和电子结合成中性的氢和氦原子。中性物质不怎么受辐射影响,可以聚集起来形成气体云,然后再坍塌成星团。观测表明,在宇宙达到现在五分之一大小时,物质已聚集成巨大的气体云,形成星系的雏形了。
当务之急是解释一个看似矛盾的问题——早期宇宙观测到的均匀性和现在星系的团块分布。天文学家认为早期宇宙密度起伏不大,因为在宇宙背景辐射中只观测到非常微小的不规则成分。到目前为止,建立与现有测量数据相容的理论还算容易,但更关键的检验还在进行中。特别是只有在观测分辨率小于1度时,不同星系形成理论所预言的背景辐射涨落才能看出显著区别。目前还无法进行这么小尺度的测量,但研究人员已经在着手准备这方面的实验了。将来就知道现在那些星系形成理论中有哪个能通过检验,想想就令人激动。
据我们所知,当前的宇宙是最适合生命发展的——在观测可及的宇宙范围内大约有1万亿亿颗太阳这样的恒星。大爆炸理论认为,生命只能存在于宇宙的某一阶段——过去它太热,未来它的资源又有限。虽然大部分星系还在产生新的恒星,但其他很多星系已经耗尽了它们的气体储备。300亿年后,星系将变得黯淡,充满了死亡或垂死的恒星,与现在相比,适合生命居住的行星将少得多。
宇宙也许会永远膨胀下去,所有的星系和恒星最终将变得又暗又冷,这就是“大降温”。另一种可能是“大挤压”,如果宇宙的质量足够大,万有引力最终将逆转膨胀,所有的物质和能量都会重新坍缩回到一点。下一个10年里,随着研究人员测量宇宙质量方法的不断改进,我们也许会知道现在的膨胀最终将演变为“大降温”还是“大挤压”。
在不久的将来,我们能对大爆炸有更深刻的理解。对宇宙膨胀率和恒星年龄的测量已经证实,恒星年龄确实比宇宙膨胀历史要短。天文学家正在利用望远镜(比如设在夏威夷岛上口径10米的凯克望远镜、口径2.5米的哈勃望远镜以及分布在南极和人造卫星上的其他新望远镜)观测背景辐射,同时开展物理实验寻找“暗物质”,这些努力也许最终能让我们知道,宇宙内物质是如何影响时空曲率(曲线某点切线方向对弧长的转动率,曲率越大,曲线的弯曲程度越大),而曲率又是如何反过来影响我们对遥远星系的观测的。
此外,我们还将继续研究那些超出大爆炸理论范围的问题。比如,为什么会发生大爆炸?在那之前有什么?宇宙是否有兄弟姊妹?(即在我们观测所及的范围之外是否还有其他膨胀区域。)自然基本常数为什么是现在这些值?粒子物理学的最新进展提供了一些有趣的解题思路,但问题在于如何用实验进一步证明。
在我们讨论这些宇宙学问题时,必须牢记一点:所有物理理论都只是真实的近似,各有其应用范围。人们总是不断将那些已被实验证实的旧理论融入到新的更宏大的理论框架中去,物理学就是这样前进的。
大爆炸理论已为大量事实所证明,它解释了宇宙背景辐射、轻元素的丰度和宇宙的膨胀。因此,未来的宇宙学理论肯定得包含大爆炸理论。宇宙学已完成了从哲学到物理学的发展,今后它获得的任何新进展,都要接受观测和实验的双重验证。(翻译/赵东海)
谢选骏指出:“宇宙永远在膨胀”,轻轻一句话,就推卸了一切认识宇宙的可能性——宇宙不仅是驷马难追的,而且是光速也难追的。面对这样的局面,我希望自己所知道的一切都是错的,否则信以为真的世界就会落入一个知识的陷阱!
【60、我掌握了宇宙大爆炸的密钥却不可能开启】
网文《大爆炸宇宙论》报道:
“大爆炸宇宙论”(The Big Bang Theory)是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化,如同一次规模巨大的爆炸。
简介
“大爆炸宇宙论”(The Big Bang Theory)认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年,比利时天文学家和宇宙学家勒梅特(Georges Lematre)首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年,美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。
现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化,如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论,认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末,对Ia超新星的观测显示,宇宙正在加速膨胀,因为宇宙可能大部分由暗能量组成。
产生原理
爆炸之初,物质只能以电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀,导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却,逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成我们如今所看到的宇宙。
“宇宙并非永恒存在,而是从虚无创生”的思想在西方文化中可以说是根深蒂固。虽然希腊哲学家曾经考虑过永恒宇宙的可能性,但是,所有西方主要的宗教一直坚持认为宇宙是上帝在过去某个特定时刻创造的。
基本假设
大爆炸理论的建立基于了两个基本假设:物理定律的普适性和宇宙学原理。宇宙学原理是指在大尺度上宇宙是均匀且各向同性的。
这些观点起初是作为先验的公理被引入的,现今已有相关研究工作试图对它们进行验证。例如对第一个假设而言,已有实验证实在宇宙诞生以来的绝大多数时间内,精细结构常数的相对误差值不会超过10^(-5)。此外,通过对太阳系和双星系统的观测,广义相对论已经得到了非常精确的实验验证;而在更广阔的宇宙学尺度上,大爆炸理论在多个方面经验性取得的成功也是对广义相对论的有力支持。
假设从地球上看大尺度宇宙是各向同性的,宇宙学原理可以从一个更简单的哥白尼原理中导出。哥白尼原理是指不存在一个受偏好的(或者说特别的)观测者或观测位置。根据对微波背景辐射的观测,宇宙学原理已经被证实在10^(-5)的量级上成立,而宇宙在大尺度上观测到的均匀性则在10%的量级。
研究历程
初始阶段
许多人不知道的是,与大爆炸理论已经成为常识的今天相比,在该理论刚刚提出之后的很长一段时间,世界科学界对其的态度是“嗤之以鼻”的。
这种奇怪的现象,是因为当时的科学界受进化论推翻“上帝创造论”的哲学思潮影响,盲目地反对传统理论,不承认如《圣经》所言,宇宙是有一个起点的。这一时期的西方科学界普遍坚持宇宙和物质是恒定不变、无始无终的。因此对于所有涉及说宇宙和万物都“有一个起点”的理论一概不予承认。包括像爱因斯坦这样的大科学家也受其影响。爱因斯坦在总结引力场方程,发现这个Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv的公式将推导出宇宙其实是一个有着从未停止的物质变化的动态宇宙,于是在该公式中又强加了一个“宇宙常数”,以维持静态宇宙的计算结果。也就是说,最初的场方程其实是这样的:∧gμv+Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv,其中常数“∧”为宇宙常数。
验证阶段
但是自从1922年美国天文学家埃德温·哈勃开始观测到到“红移现象”开始,有关“宇宙膨胀”的观点开始形成。
1929年,埃德温·哈勃总结出了一个具有里程碑意义的发现,即:不管你往哪个方向看,远处的星系正急速地远离我们而去,而近处的星系正在向我们靠近。换言之,宇宙正在不断膨胀。这意味着,在早先星体相互之间更加靠近。事实上,似乎在大约100亿至200亿年之前的某一时刻,它们刚好在同一地方,所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸的时刻,当时宇宙处于一个密度无限的奇点。
听闻此事的爱因斯坦很快来到哈勃工作的威尔逊天文台,在哈勃的带领下亲自进行了红移现象的观测。访问结束后,爱因斯坦公开承认了自己主观意识影响科学结论的错误,并去掉了场方程中的宇宙常数,于是就有了我们今天所熟知的爱因斯坦场方程(Einstein Field Equation)。
成熟阶段
1948年前后,伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。这个创生宇宙的大爆炸不是习见于地球上发生在一个确定的点,然后向四周的空气传播开去的那种爆炸,而是一种在各处同时发生,从一开始就充满整个空间的那种爆炸,爆炸中每一个粒子都离开其它每一个粒子飞奔。事实上应该理解为空间的急剧膨胀。“整个空间”可以指的是整个无限的宇宙,或者指的是一个就象球面一样能弯曲地回到原来位置的有限宇宙。
根据大爆炸宇宙论,早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体,温度极高,密度极大,且以很大的速率膨胀着。这些气体在热平衡下有均匀的温度。这统一的温度是当时宇宙状态的重要标志,因而称宇宙温度。气体的绝热膨胀将使温度降低,使得原子核、原子乃至恒星系统得以相继出现。
爆炸简史
大爆炸开始时:约150亿年前,体积无限小,密度无限大,温度无限高,时空曲率无限大的点,称为奇点。空间和时间诞生于某种超时空——部分宇宙学家称之为量子真空(假真空),其充满着与海森堡不确定性原理相符的量子能量扰动。
大爆炸后10-43秒(普朗克时间):约1032度,宇宙从量子涨落背景出现,这个阶段称为普朗克时间。在此之前,宇宙的密度可能超过每立方厘米1094克,超过质子密度1078倍,物理学上所有的力都是一种。(超对称)在这个阶段,宇宙已经冷却到引力可以分离出来,开始独立存在,存在传递引力相互作用的引力子。宇宙中的其他力(强、弱相互作用和电磁相互作用)仍为一体。
大爆炸后10-35秒:约1027度,暴涨期(第一推动),引力已分离,夸克、玻色子、轻子形成。此阶段宇宙已经冷却到强相互作用可以分离出来,而弱相互作用及电磁相互作用仍然统一于所谓电弱相互作用。宇宙也发生了暴涨,暴涨仅持续了10-33秒,在此瞬间,宇宙经历了100次加倍(2100),得到的尺度是先前尺度的1030倍(暴涨的是宇宙本身,即空间与时间本身,并不违反光速藩篱)。暴涨前宇宙还在光子的相互联系范围内,可以平滑掉所有粗糙的点,暴涨停止时,今天所探测的东西已经在各自小区域稳定下来,而这被称为暴涨理论。
大爆炸后10-12秒:约1015度,粒子期,质子和中子及其反粒子形成,玻色子、中微子、电子、夸克以及胶子稳定下来。宇宙变得足够冷,电弱相互作用分解为电磁相互作用和弱相互作用。轻子家族(电子、中微子以及相应的反粒子)需要等宇宙继续冷却10-4秒才能从与其他粒子的平衡相中分离出来。其中中微子一旦从物质中退耦,将自由穿越空间,原则上可以探测到这些原初中微子。
大爆炸后0.01秒:约1000亿度,光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降。
大爆炸后0.1秒后:约300亿度,中子质子比从1.0下降到0.61。
大爆炸后1秒后:约100亿度,中微子向外逃逸,正负电子湮没反应出现,核力尚不足束缚中子和质子。
大爆炸后10秒后:约30亿度,核时期,氢、氦类稳定原子核(化学元素)形成。当宇宙冷却到109开尔文以下(约100秒后),粒子转变不可能发生了。核合成计算指出,重子密度仅占拓扑平宇宙所需物质的2%~5%,强烈暗示了其他物质能量的形式(非重子暗物质和暗能量)充满了宇宙。
大爆炸后35分钟后:约3亿度,原初核合成过程停止,尚不能形成中性原子。
大爆炸后1011秒(104年),温度约为105开尔文,物质期。在宇宙早期历史中,光主宰着各能量形式。随着宇宙膨胀,电磁辐射的波长被拉长,相应光子能量也跟着减小。辐射能量密度与尺度(R)和体积(4πR3/3)的乘积成反比例减小,即安1/R4减小,而物质的能量密度只是简单地与体积成1/R3反比例减小。一万年后,物质密度追上辐射密度且超越它,从那时起,宇宙和它的动力学开始为物质所主导。
大爆炸后30万年后:约3000度,化学结合作用使中性原子形成,宇宙主要成分为气态物质,并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块,直至恒星和恒星系统。
量子真空在暴涨期达到全盛,之后便以暗能量的形式弥漫于全宇宙,且随着物质和辐射密度迅速减小,暗能量越来越明显。暗能量可能占据宇宙总能量密度的2/3,从而推动了宇宙加速膨胀。
观测事实
大爆炸理论的科学性令人不得不信服。最直接的证据来自对遥远星系光线特征的研究。20年代,天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)研究了维斯托·斯里弗(Vesto Slipher)所作的观测。他注意到,远星系的颜色比近星系的要稍红些。哈勃仔细测量了这种红化,并作了一张图。他发现,这种红化(红移)是系统性的,星系离我们越远,它就显得越红。
光的颜色与它的波长有关。在白光光谱中蓝光位于短波端,红光位于长波端。遥远星系的红化意味着它们的光波波长已稍微变长了。在仔细测定许多星系光谱中特征谱线的位置后,哈勃证实了这个效应。他认为,光波变长是由于宇宙正在膨胀的结果。哈勃的这个重大发现就奠定了现代宇宙学的基础。
膨胀中宇宙的性质使许多人困惑不解。从地球的角度来看,好像遥远的星系都正飞快地远离我们而去。但是,这并不意味着地球就是宇宙的中心。平均而言,宇宙不同地方的膨胀图像都是相同的。可以说每一点都是中心,又没有一点是中心(解释得最好的是一幅画:三维空间的切割)。我们最好把它想象成星系间的空间在伸长或膨胀,而不是星系在空间中运动。这一点与我们日常生活中见到的源于一点的爆炸不同。
空间可以伸长这一事实看上去似乎离奇古怪,不过这却是1915年爱因斯坦广义相对论发表以来科学家们早就熟知的概念。广义相对论认为,引力实际上是空间(严格地说是时空)弯曲或变形的一种表现。从某种意义上来说空间是有弹性的,可以按某种方式弯曲或伸长,具体情况取决于物质的排列。这个思想已为观测所充分证实。
相关概念
膨胀空间的基本概念可通过一项简单的模拟来加以理解。想象在一条松紧带上缝有一排纽扣。假定从松紧带的两端把它拉长,结果所有的纽扣都彼此远离。不论我们选择从哪个纽扣来看,它邻侧的纽扣似乎都在远离,而且这种膨胀是处处相同的,不存在特殊的中心。当然,我们在画这排纽扣时,它有一个中心纽扣,但这与系统的膨胀方式毫不相干。只要把这条带纽扣的松紧带无限加长,或环成一个圆圈,这个中心便不再存在了。
从任意一个纽扣来看,离它最近的纽扣以某种速度退行,再下一个纽扣则以两倍数度退行,依此类推。在你看来,纽扣离得越远,它退行得越快。因此这种膨胀意味着退行速度与距离成正比-这是一个极为重要的关系。借助这个图像,我们就可想象出光波是,难怪哈勃发现,红移量与距离成正比,同这个简单的图像模拟结果完全一致。
视界
大爆炸时空的一个重要特点就是视界的存在:由于宇宙具有有限的年龄,并且光具有有限的速度,从而可能存在某些过去的事件无法通过光向我们传递信息。从这一分析可知,存在这样一个极限或称为过去视界,只有在这个极限距离以内的事件才有可能被观测到。另一方面,由于空间在不断膨胀,并且越遥远的物体退行速度越大,从而导致从我们这里发出的光有可能永远也无法到达那里。从这一分析可知,存在这样一个极限或称为未来视界,只有在这个极限距离以内的事件才有可能被我们所影响。以上两种视界的存在与否取决于描述我们宇宙的FLRW模型的具体形式:我们现有对极早期宇宙的认知意味着宇宙应当存在一个过去视界,不过在实验中我们的观测仍然被早期宇宙对电磁波的不透明性所限制,这导致我们在过去视界因空间膨胀而退行的情形下依然无法通过电磁波观测到更久远的事件。另一方面,假如宇宙的膨胀一直加速下去,宇宙也会存在一个未来视界。
微波辐射(1978年诺贝尔物理奖)
早在20世纪40年代末,大爆炸宇宙论的鼻祖伽莫夫认为,我们的宇宙正沐浴在早期高温宇宙的残余辐射中,其温度约为6K。正如一个火炉虽然不再有火了,还可以冒一点热气。
1964年,美国贝尔电话公司年轻的工程师——彭齐亚斯和威尔逊,在调试他们那巨大的喇叭形天线时,出乎意料地接收到一种无线电干扰噪声,各个方向上信号的强度都一样,而且历时数月而无变化。
难道是仪器本身有毛病吗?或者是栖息在天线上的鸽子引起的?他们把天线拆开重新组装,依然接收到那种无法解释的噪声。这种噪声的波长在微波波段,对应于有效温度为3.5K的黑体辐射出的电磁波(它的谱与达到某种热平衡态的熔炉内的发光情况精确相符,这种辐射就是物理学家说熟知的“黑体辐射”)。他们分析后认为,这种噪声肯定不是来自人造卫星,也不可能来自太阳、银河系或某个河外星系射电源,因为在转动天线时,噪声强度始终不变。
后来,经过进一步测量和计算。得出辐射温度是2.7K,一般称之为3K宇宙微波背景辐射。这一发现,使许多从事大爆炸宇宙论研究的科学家们获得了极大的鼓舞。因为彭齐亚斯和威尔逊等人的观测竟与理论预言的温度如此接近,正是对宇宙大爆炸论的一个非常有力的支持!这是继1929年哈勃发现星系谱线红移后的又一个重大的天文发现。
宇宙微波背景辐射的发现,为观测宇宙开辟了一个新领域,也为各种宇宙模型提供了一个新的观测约束,它因此被列为20世纪60年代天文学四大发现之一。彭齐亚斯和威尔逊于1978年获得了诺贝尔物理学奖。瑞典科学院在颁奖决定中指出:这一发现,使我们能够获得很久以前宇宙创生时期所发生的宇宙过程的信息。
氦丰度
最后还有一个证实炽热高密度宇宙起源理论的证据。只要知道今天热辐射的温度,由热大爆炸理论很容易计算出宇宙诞生后约1秒时各处的温度约为100亿度,这对现有的原子核的合成来说也是太高了。那时物质必定被撕裂成最基本的成分,形成一锅夸克胶子汤,诸如质子、中子和电子。但是,随着这锅汤变冷,核反应就可能出现了。
采用大爆炸模型可以计算氦-4、氦-3、氘和锂-7等轻元素相对普通氢元素在宇宙中所占含量的比例。所有这些轻元素的丰度都取决于一个参数,即早期宇宙中光子与重子的比例,而这个参数的计算与微波背景辐射涨落的具体细节无关。大爆炸理论所推测的轻元素比例(这里是元素的总质量之比而非数量之比)大约为:氦-4/氢=0.25,氘/氢=10^-3,氦-3/氢=10^-4,锂-7/氢=10^-7。
实际测量到的各种轻元素丰度和从光子重子比例推算出的理论值加以比较,可以发现它们是粗略符合的。其中理论值和测量值符合最好的是氘元素,氦-4的理论值和测量值接近但仍有差别,锂-7则是差了两倍,对于后两种元素的测算存在着较大的系统随机误差。尽管如此,大爆炸核合成理论所预言的轻元素丰度与实际观测可以认为是基本符合,这是对大爆炸理论的强有力支持。到目前为止,还没有其它理论能够很好地解释并给出这些轻元素的相对丰度。同时,由大爆炸理论所预言的宇宙,其中可被“调控”的氦元素含量也不可能超出或低于现有丰度的20%至30%。事实上,很多观测结果现今也只有大爆炸理论可以解释,例如为什么早期宇宙中氦的丰度要高于氘,而氘的含量又要高于氦-3,而且比例又是常数等。
主要证据
2014年3月17日美国物理学家宣布,首次发现了宇宙原初引力波存在的直接证据。
原初引力波是爱因斯坦于1916年发表的广义相对论中提出的,它是宇宙诞生之初产生的一种时空波动,随着宇宙的演化而被削弱。科学家说,原初引力波如同创世纪大爆炸的“余响”,将可以帮助人们追溯到宇宙创生之初的一段极其短暂的急剧膨胀时期,即所谓“暴涨”。
然而,广义相对论提出近百年来,源于它的其他重要预言如光线的弯曲、水星的近日点进动以及引力红移效应等都被一一被证实,而引力波却始终未被直接探测到,问题就在于其信号极其微弱,技术上很难测量。
美国哈佛-史密森天体物理学中心等机构物理学家利用架设在南极的BICEP2望远镜,观测宇宙大爆炸的“余烬”—微波背景辐射。微波背景辐射是由弥漫在宇宙空间中的微波背景光子形成的,计算表明,原初引力波作用到微波背景光子,会产生一种叫做B模式的特殊偏振模式,其他形式的扰动,都产生不了这种B模式偏振,因此B模式偏振成为原初引力波的“独特印记”。观测到B模式偏振即意味着引力波的存在。
南极是地球上观测微波背景辐射的最佳地点之一。研究人员在这里发现了比“预想中强烈得多”的B模式偏振信号,随后经过3年多分析,排除了其他可能的来源,确认它就是原初引力波导致的。
2016年年初,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲引力波天文台(VIRGO)的科学家联合宣布,他们探测到了两个约为30倍太阳质量的黑洞在13亿年前的并合产生的引力波,这一发现被称为“世纪发现”。
理论获奖
美国人索尔·珀尔马特和亚当·里斯以及持有美国和澳大利亚双重国籍的布赖恩·施密特获得2011年度诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖评审委员会4日评价,这3名获奖者“研究几十颗处于爆炸状态的恒星即‘超新星’,发现宇宙正在扩张过程中,扩张速率不断加速”。在瑞典首都斯德哥尔摩瑞典科学院内,诺贝尔物理学奖当地时间11时45分(北京时间17时45分)揭晓。
珀尔马特、里斯和施密特的研究对象,是一些大质量恒星在演化后期伴随星核与星壳分离出现的一种现象,即超级规模大爆炸。质量相当于太阳的8至25倍的恒星以超新星爆发方式结束“生命”,而恒星外侧气体包则高速抛离,所显现的绝对光度可超过太阳光度100亿倍。分析特定类型的超新星爆发,珀尔马特、里斯和施密特所属的研究小组发现,超过50颗超新星所显现的光度比先前预期暗淡。对这一结果的解释,是宇宙正在加速扩张。这个发现,被瑞典皇家科学院称为“震动了宇宙学的基础”。诺贝尔物理学奖评审委员会认定,3名获奖者所获研究结果改变了人类对宇宙的认识。“将近一个世纪,一种公认看法是,宇宙正在扩张,是大约140亿年前‘大爆炸’的结果。”评审委员会说。“不过,发现宇宙扩张正在加速,令人惊异。”评审委员会介绍说,“如果扩张继续加速,宇宙将以冰冻状态终结。”另外,3人的研究,确认了最初由科学家阿尔伯特·爱因斯坦提出的一种理论,即他称之为“宇宙学常数”的理论。1998年,珀尔马特主持一个研究小组,施密特则主持成员包括里斯的另一个研究小组。两个小组各自努力,相互“竞争”,而观测结果可谓“不约而同”。评审委员会宣布,奖金1000万瑞典克朗(约合146万美元),珀尔马特获二分之一,施密特和里斯获另外二分之一。
现存问题
对于大爆炸后最初的几分钟,相关的观测严重缺乏,最早期宇宙物质——能量的实际形式很大程度上仍只是猜测。大一统理论预测了特定类型的粒子(如难以捉摸的磁单极子),而超弦、超对称、超引力以及其他多维理论都预测了各自原初粒子及作用力。
物质对反物质的绝对优势也是一个需要透彻说明的经验性事实。
其他主要问题都与暗物质和暗能量的产生和本质有关(通常认为量子真空是二者的主要提供方)。
现代争论
美国的的科学家在2014年9月28日用数学的方法证明了“黑洞是不存在的”。
据美国物理学家组织网站报道,美国北卡罗来纳州大学教堂山分校的理论物理学家劳拉·梅尔西尼·霍顿在在线物理学知识库ArXiv发表文章称,她已经用数学证明了“黑洞是不存在的”。一旦她的观点被科学界论证是正确之后,现代物理学对于宇宙的起源学说将可能被全部推翻。
报道指出,劳拉的理论使用了数学方法,将万有引力理论和量子力学理论和谐地融合在了一起:得出的结论就是人们“黑洞并不存在”。她和霍金都认为当恒星死亡坍塌时,会释放出霍金提出的辐射。在这个过程中,星球自身也将流失一大部分的质量,最终,死亡的星球所剩的密度不足以形成黑洞。
如果这条理论被证实是正确的,大爆炸理论可能会因此而被推翻,甚至于现代物理学对于宇宙的起源学说可能将被全部推翻,亦或是融合万有引力理论和量子力学理论的新理论中设定“黑洞不存在”。
谢选骏指出:可怜的人类命运似乎是在说,“我掌握了宇宙大爆炸的密钥却不可能开启”——因为终极能力掌握在造物主那里,人类既然被造,又何从了解创造的奥秘呢?所以,人类只能听凭命运的摆布,一切企图掌握自己命运的努力,终归只是魔鬼的诱惑,徒劳无益而且适得其反。
【61、无神论魔鬼撕裂地球】
《国际空间站老化 俄罗斯要“撇开美国单干”》(2021年4月24日 BBC)报道:
目前在近地轨道上运行的国际空间站是人类发射到轨道的第9个载人的空间站
俄罗斯国家航天集团负责人周三(4月21日)宣布,如果得到普京总统的批准,俄罗斯准备在2030年前建立自己的太空站。
俄罗斯国家航天集团总经理德米特里·罗戈津对俄罗斯媒体说,“如果按照计划能在2030年把太空站送入轨道,那将是个巨大的突破。我们有意愿在世界载人太空探索中跨出新的一步。”
俄罗斯宇航员同美国和其他16个国家的宇航员从1998年开始进行国际空间站合作。历时20多年之后,现在国际空间站已经变得陈旧,可靠性降低,令宇航员面临更大的风险。
空间站俄罗斯“单干”
4月19日,俄罗斯副总理尤里·鲍里索夫说,莫斯科将通知合作伙伴俄罗斯将从2025年开始离开国际空间站项目。
俄罗斯国家航天集团称,新空间站第一个模块的建造工作已经开始。罗戈津说,俄罗斯的空间站同目前的国际空间站有所不同,很可能宇航员不会久驻,因为空间站的轨道会暴露在更高的射线下。但宇航员可以去访问,而且还可以在空间站上让人工智能和机器人发挥作用。
虽然罗戈也提到俄罗斯会考虑允许外国宇航员访问空间站,但是他说空间站必须归一个国家所有,“如果你想把事情做好,就得自己干”。
俄罗斯的国际文传电讯社引用消息人士说,俄罗斯为空间站发射项目计划投入多达60亿美元 。
目前在近地轨道上运行的国际空间站是人类发射到轨道的第9个载人的空间站。
鲍里索夫说,国际空间站的问题源于结构和金属老化,可能会引发不可逆转的后果,甚至导致灾难。
俄罗斯国家航天集团总经理德米特里·罗戈津说,俄罗斯的空间站同目前的国际空间站有所不同,很可能宇航员不会永久驻留空间站。
俄国“背离西方”
国际空间站曾被认为是俄罗斯同美国合作最密切的一个领域。与之形成对比的是,莫斯科和华盛顿的关系一直受人权、网络攻击和其他争议困扰,并且多次产生危机。
在莫斯科宣布自己建立空间站计划后,路透社分析说,这意味着俄罗斯结束与美国在国际空间站长达20多年的合作,“掀开太空探索的新篇章”。
英国《金融时报》报道则认为,这表明俄罗斯进一步“背离西方”、转向东方。
今年3月,俄罗斯国家航天集团总经理德米特里·罗戈津同中国国家航天局局长张克俭签署俄中两国合作建设月球科研基地的备忘录,计划围绕建设月球基地进行科研合作,并推动月球和深空探测领域的合作。
美国在2019年宣布了《阿尔忒弥斯协议》(Artemis Accords),即计划在月球表面建立一个可持续的存在的基地,同时希望建立太空法律框架,为各国登月及其在月球的行为进行规范。当时俄罗斯报道指美国的计划违反了冷战时期签订的外层空间条约。
去年俄罗斯航天机构负责人罗戈津就表示过俄罗斯不打算加入在月球同美国的合作计划。
中国的空间站计划
中国曾表示希望参加国际空间站项目,但美国以技术保密、中国资金短缺等理由加以反对。
美国媒体2007年报道说,当时中国科技部副部长李学勇对记者表示,“如果我没有错的话,这个项目(国际空间站)目前有16个国家参加,我们希望成为第17个参加伙伴。”
当时记者问李学勇将来在太空中国可能变成美国的竞争者还是合作者的时候,李学勇说,中国希望同美国合作。
2011年美国众院拨款委员会商业、司法、科学及相关机构小组委员会主席弗兰克·沃尔夫提出禁止美中两国之间任何与美国航天局有关或由白宫科技政策办公室协调的联合科研活动的条款,获得国会通过和奥巴马总统批准。
之后中国开始加快推进自己的空间站项目,计划成为像俄罗斯那样靠一国之力单独完成空间站建设的国家。按计划中国宇航员能在空间站驻留一年以上的时间。
新华社报道说,按照中国的空间站项目规划,中国在今明两年将进行11次发射飞行任务,其中包括3次空间站舱段发射,4次货运飞船以及4次载人飞船发射。中国希望在2022年完成空间站轨道建设。
谢选骏指出:无神论的魔鬼把空间站当作了主权国家争霸的道具,其结果就是企图撕裂地球。但他们心有余而力不足,最后撕裂的只是他们自己。
【62、物理学家沦为神学白痴——不懂上帝可以违反自己的规定】
《物理学如何证明上帝的存在》(2021年4月25日 BBC)报道:
如果有上帝,他会遵守物理定律吗?
我现在是无神论者,但我仍然相信上帝存在。当我在一个研讨会听到下面这个首先由爱因斯坦提出的问题,我被它的深度深深打动:“如果上帝创造了整个宇宙和所有的物理定律,上帝是否遵循上帝创造的律法? 或者上帝可以超越物理定律,比如超过光速旅行,从而能够同时出现在两个不同的地方?”了解答案能帮助我们证明上帝是否存在,或者这就是科学经验主义和宗教信仰的交汇点,而且没有真正的答案?——大卫·弗罗斯特(David Frost), 67岁,来自美国洛杉矶。
当我收到这个问题的时候,我正因疫情被隔离,也立刻就被问题吸引住了。也难怪这个时机——灾难造成的艰难困苦,比如流行病,经常会让我们质疑上帝的存在:如果有一个仁慈的上帝,为什么会发生这样的灾难?上帝可能被物理定律“束缚”的想法是一个值得探索的有趣问题。物理定律也支配着化学和生物,因此也决定医学的局限性。
如果上帝不能打破物理定律,他就不可能像你想象的那样强大。但如果他能,为什么我们没有看到任何证据,表明宇宙中的物理定律被打破?
为了解决这个问题,让我们把它分解一下。首先,上帝能比光更快吗?我们就从表面上看这个问题吧。光大约以每秒3 × 105公里的速度传播,即每秒186,000英里(299,500公里)。我们在学校里学过,没有任何东西的速度可以超过光速。即使是《星际迷航》中的企业号星舰,当它的双锂晶体设置为最大时,它也不能达到光速。
但这是真的吗?几年前,一群物理学家假设一种粒子以高于光速的速度运动。幸运的是,它们被认为不可能真实存在。如果它们确实存在,它们的质量大到难以想象,空间和时间的结构将被扭曲——导致因果关系被破坏,这可能会让上帝头疼。
到目前为止,似乎还没有观察到比光速更快的物体。这与上帝并不相关。它只是强化了这样一种认识:光确实传播得很快。
量子物理学能解释一个可以同时出现在两个地方的上帝吗?
当你考虑光从一开始传播的距离时,事情就变得更有趣了。假设传统的宇宙大爆炸和光速3 × 105次方公里/秒,那么我们可以计算出,在宇宙存在的138亿年里,光大约走了1.3 × 10 23公里。更确切地说,这是可观测宇宙的存在。
宇宙膨胀的速度约为每Mpc 70公里/秒(1 Mpc = 1百万秒差距或约3000万公里),因此根据目前的估计,到宇宙边缘的距离为460亿光年。随着时间的推移,空间的体积增大,光要经过更长的时间才能到达我们。
宇宙比我们所能看到的要多得多,但我们看到的最遥远的物体是一个星系GN-z11,它是由哈勃太空望远镜观测到的。这大约是1.2 × 10 23公里,也就是134亿光年,这意味着这个星系的光需要134亿年才能到达我们这里。但当光“出发”时,该星系距离我们的星系银河系只有大约30亿光年。
我们无法观察或看到大爆炸以来成长起来的整个宇宙,因为光在不到一秒的时间内到达我们这里。一些人争辩说,我们因此不能确定物理定律是否会在其他宇宙区域被打破,也许它们只是局部的、偶然的定律。这将我们引向宇宙之外的事物。
多元宇宙
许多宇宙学家认为,可能有一个更大的宇宙存在,我们目前定义的宇宙可能只是其中一部分。一个多元宇宙,包括许多不同的小宇宙共存,但不相互作用。多元宇宙的观点得到了膨胀理论的支持——膨胀理论认为宇宙在10^-32秒之前就已经膨胀得非常厉害了。膨胀理论是一个重要的理论,因为它可以解释为什么我们周围的宇宙有着我们所看到的形状和结构。
但是,如果宇宙膨胀可以发生一次,为什么不能发生很多次呢?我们从实验中知道,量子涨落可以导致粒子对突然出现,但片刻之后就消失了。如果这种涨落可以产生粒子,为什么不能产生整个原子或宇宙呢?有人认为,在宇宙膨胀时期,并不是所有的事情都以相同的速率发生——膨胀中的量子涨落可能会产生气泡,然后爆炸形成宇宙。
但上帝是如何融入多元宇宙的呢?令宇宙学家头疼的一个事实是,我们的宇宙似乎经过了微调,适合生命的存在。在大爆炸中产生的基本粒子具有正确的属性,使氢和氘的形成成为可能——这些物质产生了第一代恒星。
这些恒星中核反应的物理定律产生了构成生命的物质——碳、氮和氧。为什么宇宙中所有的物理定律和参数恰好都能让恒星、行星和生命发展?
有些人认为这只是一个幸运的巧合。其他人说,我们不应该对神奇的物理定律感到惊讶——毕竟它们造就了我们,那么我们还会看到什么?一些有神论者认为,这表明存在一个创造这些有利条件的神。
但上帝并不是一个有效的科学解释。相反,多元宇宙理论解决了这个谜团,因为它允许不同的宇宙有不同的物理定律。所以,我们碰巧看到自己身处少数几个可以支持生命存在的宇宙之一,也就不足为奇了。当然,你无法反驳上帝可能创造了多元宇宙的观点。
这都是假设,对多元宇宙理论的最大批评之一是,因为我们的宇宙和其他宇宙之间似乎没有相互作用,那么多元宇宙的概念无法直接测试。
量子不可思议
现在让我们考虑一下上帝是否可以同时出现在一个以上的地方。我们在空间科学中使用的许多科学和技术都是基于反直觉的理论,该理论认为原子和粒子的微观世界是量子力学。
这个理论支持了所谓的量子纠缠:诡异的连接粒子。如果两个粒子纠缠在一起,当你操纵它的时候,你会自动操纵它的搭档,即使它们相距很远,而且两个粒子没有相互作用。也有关于纠缠的描述比我的更好——但这个足够简单,我可以理解。
想象一个粒子衰变成两个子粒子,a和b。子粒子的性质加起来必然等于原始粒子的性质——这就是守恒原理。例如,所有的粒子都有一种被称为“自旋”的量子特性——粗略地说,它们运动起来就像微小的指南针。如果原始粒子的自旋为零,那么两个子粒子中必然有一个自旋为正,另一个自旋为负,这意味着a和B都有50%的几率自旋为正或负。根据量子力学,在你真正测量它们之前,粒子被定义为处于不同状态的混合体。
A和B的性质并不是相互独立的,它们是纠缠在一起的,即使它们位于不同行星上的不同实验室。如果你测量它的旋转, 你发现它是正向的,然后想象一个朋友在完全相同的时间测量自旋的B,为了维持物理原理,她必须证实B的自旋是反向的。
但这就是事情变得模糊的原因。就像亚粒子A, B有50:50的机会是正的,所以当A的自旋状态被测量为正的时候,B的自旋状态“变成”负的。换句话说,自旋状态的信息瞬间在两个亚粒子之间传递,这种量子信息的传递显然比光速要快。爱因斯坦将量子纠缠描述为“幽灵般的远距离行为”,我认为我们所有人都可以理解这种相当怪异的效应。所以,至少有一种东西比光速还快:量子信息。这并不能证明或否定上帝,但它可以帮助我们从物理的角度来思考上帝——也许是一簇纠缠的粒子,来回传输量子信息。它们可以同时出现在许多地方?甚至在多元宇宙同时存在?
我脑海中浮现出这样一幅画面:上帝让星系旋转,同时也让行星自转——把信息包从一个宇宙抛到另一个宇宙,以保持万物和谐。幸运的是,上帝可以同时处理多项任务——保持空间和时间结构的运动,所需要的只是一点信念。
这篇文章已经基本回答所提出的问题了吗?我不这么认为:如果你信上帝(就像我一样),那么上帝受物理定律约束的观点就是无稽之谈,因为上帝无所不能,甚至比光速还快。如果你不信上帝,那么这个问题同样是荒谬的,因为根本就没有上帝,没有任何东西能比光传播得更快。也许这个问题真的是不可知论者的问题,他们不知道是否有上帝存在。
上帝会在旋转银河系的同时又让行星自传吗?
这确实是科学和宗教的不同之处。科学需要证明,宗教需要信心。科学家们不会试图证明或反驳上帝的存在,因为他们知道没有一个实验可以探测上帝。如果你相信上帝,那么科学家对宇宙的研究成果就无关紧要了——因为宇宙万物都被认为与上帝一致。
我们对上帝、物理或其他任何事物的看法最终都取决于视角。但让我们以一段真正权威来源的引文作为结束。不,它不是圣经,也不是宇宙学教科书,而是来自特里·普拉切特(Terry Pratchett)的《死神》(Reaper Man):
“光认为它的速度比任何东西都快,但它错了。无论光速有多快,黑暗总是先它一步到达,等待着光的到来。”
谢选骏指出:上文似乎不懂,圣经说过,上帝是个灵。上帝既然是个灵,那就超越了物理学能够看见的法则。上帝既然是个灵,那就会有“灵的国”,而不仅是“物的国”——这也许就是“多重宇宙论”的神学基础。看来爱因斯坦一类的“物理学家”,确实是些神学白痴——他所提问的内容要么是废话要么是玩笑——“如果上帝创造了整个宇宙和所有的物理定律,上帝是否遵循上帝创造的律法?或者上帝可以超越物理定律,比如超过光速旅行,从而能够同时出现在两个不同的地方?”爱因斯坦们不懂,当上帝不按牌理出牌的时候,那就叫做“神迹”或“奇迹”。据我所知,《圣经》上对此早有答案了,记录就在“约伯记”里。根据那里的记录,上帝当然可以违反他自己的规定,因为祂是全能的创造主。至于人类,连提出置疑的能力和资格也是没有的。物理学家废话连篇,大概因为他们没有读过圣经,也可能和他们的童年创伤有关吧。
【63、上帝之灵超越物理】
《宇宙中“上帝之城”是真的吗?哈勃望远镜拍到真实画面,太漂亮了》(2018-11-17 闪电侠侃球)报道:
我想你是对“上帝之城”有什么误解——确实,有一张照片被称为“上帝之城”,这是哈勃望远镜在1993年12月26日拍摄到的。可以看到在一个星系的中心,有一块高亮区域,放大后奇异的景象出现了,白色光点组成了规则的矩形,像极了我国古代的城市布局,所以被形象地称为“上帝之城”。
这张照片展现了宇宙中一片十分神秘的区域,那么图片中的到底是什么呢?可以肯定地说它根本不是城市,从其照片儿上场景的尺度观察,这个所谓的城市的规模可达上百光年,很显然不可能有这么大的城市的,其所谓的城市轮廓也是由一些发光体所组成,但是那些发光体又不可能是恒星,因为每一个光点都要比恒星大得多,即便是类星体也不会如此巨大,而且类星体的光量会比这个亮得多,更不会如此集中和排列如此规整,所以照片中的东西到底是什么?至今也没有人能解释得通。
但很多好事者也经常试图从哈勃望远镜发布的照片中去寻找神秘的现象,例如题目中谈到的“上帝之城”,就是典型的臆想和造假的例子。在1993年哈勃的系列照片中,有组深空照片,被认为是含有“上帝之城”,图片中的白斑被放大后有矩形的一些结构,就被阴谋论者认为是宇宙中神级文明的居住地。
地球上有很多人类尚未完全解释的现象,宇宙这么大存在一些人类不理解的现象不奇怪。但是“上帝之城”这么长达数十亿公里的结构,竟然没有因为引力收缩为恒星,是与人类科学完全背离的现象,也就不值得相信。
谢选骏指出:上文认为,如果一个事情呈现出“与人类科学完全背离的现象,也就不值得相信。”——这显然是一种“科学主义”或曰“科学教”的态度。当然另一方面耶稣也说过,上帝不在耶路撒冷和任何地方,而在信徒的心中——但我依然不能排除,上述“上帝之城”是神秘力量给出的一个象,一个信息,让人体会到神的伟大。
【64、物理学哲学和神学谁是谁的工具】
《方励之:哲学是物理学的工具》(深山兰 2014-12-4 贝壳村)报道:
深山兰注:1988年,方励之先生在中国出版过一本小书《哲学是物理学的工具》。书中收录的是方先生发表在许多报刊上关于科学的随笔。我找到了该书。《哲学是物理学的工具》是该书中的一篇。在该篇文章的题目下有脚注曰:“此文是为《科学家论方法》第二辑的序文,该书由周林、殷登祥、张永谦主编,内蒙古人民出版社1985年出版。”
我个人认为,方先生的“哲学是物理学的工具”的本意大概是指:在某种意义上讲,物理学家们必须借助某种哲学的思辨方法,去思考物理中的问题本质。这种启发,有时是很有效的。方先生在别的文章中明确说过:“自然科学的研究,尤其是基础理论的研究是离不开哲学的。选择方向,确定课题,寻找方法,都离不开哲学的思考”。他曾说过,我们这些涉及到量子力学的人都知道,撇开哲学,许多概念是无法思考的。
方先生已经作古。打印此文,以纪念方先生。
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我自知并不具备为他人的书题词作序的资格,特别是为这本尽列圣贤之言的书。殷、张两位编者执意要我写,我想可能是因为,他们受到当前潮流的左右,一定要找一个50岁以下的中“青”年为之“装点”一下吧!不过,“装点”方法并不是科学家的方法,不如借这个机会发表一点坦率的意见。
这“一点坦率”就是:不要迷信所谓的“最高”“指导科学研究的原则”,这种“最高原则”方法并不是科学的方法。诚然,在开始着手一项研究的时候,人们都很需要也很希望找到指导,找到可能的出发点,可能的探索方向。所以,研究者所渴望的指导,其实质就是研究方法或研究途径。一种“指导原则”无非就是提供一种方法,或一种途径,这对于任何研工作自然都是需要的。问题只在所谓的“最高”。对于“最高”之类,我们都有过直接的感受,因此对它务必十分小心。
常听说“哲学史科学研究的指导”。如果这句话的含义是,哲学可以提供有效的方法,是科学研究的有用工具,我是赞同的。如果它的含义是,哲学与科学研究的关系是指导者与被指导者的关系,我是不同意的。如果进而认为存在着指导科学研究的“最高”哲学原则,那就更是错误的。
它之所以错误,首先因为它不符合科学发展的史实。以物理学为例,它的发展曾得益于不同哲学流派,而并非万能的“最高指导”的结果。开普勒追求行星运动的和谐,是从毕达哥拉斯主义那里得到的启示;牛顿坚持经验论来发展他的理论,以致整个经典物理学的研究方法都涂有实在论的色彩;量子论的成功则应归属于实在论;广义相对论的创立有极明显的唯理论的印记;今天的物理学,正在追求着超对称、超统一,似乎又回复到开普勒对和谐的追求了。可见,当物理学在寻找作为工具和方法的哲学时,从来也不拘泥于一种“最高哲学”。因为,工具的价值就在于使用,物理学家的标准是,哪种哲学提供有用的方法就去用它。哲学与物理学之间的这种关系,爱因斯坦曾生动地描述过:
“从一个有体系的认识论者来看,他(指物理学家)必定像一个肆无忌惮的机会主义者:就他力求描述一个独立于知觉作用以外的世界而论,他像一个实在论者;就他把概念和理论看成是人的精神的自由发明(不能从经验所给的东西中逻辑地推导出来)而论,他像一个唯心论者;就他认为他的概念和理论只有在它们对感觉经验之间的关系提供出逻辑表示的限度内才能站得住脚而论,他像一个实证论者;就他认为逻辑简单性的观点是他的研究工作所不可缺少的一个有效工具而论,他甚至还可以像一个柏拉图主义者或毕达哥拉斯主义者。”
可见,对于物理学家来说,哲学是他的一种工具,就像数学也是物理学家的一种工具一样。物理学中包容着许多不同的数学贡献,却不存在一种“最高”数学。物理学中包容着许多哲学流派的贡献,但也不存在一种“最高”的哲学。实际上,大凡是真正的科学,都不会自称为“最高”的。
我很欣赏本书编者的工作,他们提供我们一分难得的科学方法论的素材,它是一分颇有价值的史料。它的价值之一就是证明,不仅物理学的方法,而且其他学科的方法都包含着不同时代人类的创造,而不是某种“最高原则”的指导的结果。
我们盼望着更地看到本书的第三辑、第四辑,希望它提供更多的史料来证明,科学研究方法中的一条,就是不盲从于什么万能的“最高”。所谓的马克思主义哲学是“指导科学研究的最高原则和方法”,这种说法本身就同马克思主义的原则不自洽的,是一种盲从和无知。马克思主义也是一个时代的产物,它不可能替代前马克思时期的整个科学创造,虽然它吸收过这些创作成果;它也不可能概括今天的整个科学。科学的本性是发展的、创造的、不断超越自身的,对于马克思主义来说,也并不例外。
谢选骏指出:共产党员方励之从物理学者的立场说“哲学是物理学的工具”,真像老母鸡说“主人的呼唤是我觅食的工具”。但是,从神学家的角度看,物理学岂非神学的工具?其实,这两者都是一种职业病。方励之的劳作,不过是把物理学家变成了一种神学家,而且是一种并不高明甚至有些拙劣的神学家。
【65、现代宇宙学对古代宇宙论的进步】
网文《宇宙论》报道:
同义词宇宙学(Cosmology,科学名词)一般指宇宙论。
宇宙论是对宇宙的研究。其亦研究人类在宇宙中的位置。
虽然宇宙学这个词是最近才有的,但人们对宇宙的研究已经有很长的一段历史了,古希腊的托勒密是宇宙学已知的最早先驱。现代宇宙学是物理宇宙学的代名词。它摒弃宗教和纯哲学概念,借助现代物理理论、数学方法和现代天文学观测研究宇宙的成分、结构和演化。
概念沿革
该词最早由德国沃尔弗使用。现代宇宙学与形而上学中的本体论的区别在于:现代宇宙学通过科学观察探求这个世界什么是真实的,其推理结果是用客观经验数据来证实的。 比如《时间简史》中,霍金详细讨论了宇宙论中的客观经验数据的观察。而形而上学本体论虽然也研究世界终极真实是什么,但其推理结果是无法用客观经验数据来证实 。
现代宇宙学是物理宇宙学的代名词,它摒弃宗教和纯哲学概念,借助现代物理理论、数学方法和现代天文学观测研究宇宙的成分、结构和演化。换句话说,现代宇宙学认为宇宙本身可以在物理学的思维框架内用物理学的语言来描述,可说是人们雄心勃勃地将物理学理论应用到最大尺度上所得到的产物。现代宇宙学成功地预言了令人难以想象的观测结果并解释了令人困惑的现象(例如宇宙膨胀,宇宙微波背景辐射,化学元素丰度,星系和星系团空间分布),是现代物理科学在解释物质世界规律这一任务上的又一次辉煌的胜利。另一方面,现代宇宙学也时时为基础物理理论的研究提供灵感和挑战,例如现代宇宙学中令人困惑的暗物质和暗能量被认为基础物理理论发展的突破口之一。诺贝尔物理学奖曾多次颁发给现代宇宙学中的进展,包括1978年颁发给罗伯特·威尔逊和阿诺·彭齐亚斯(首次观测到宇宙微波背景辐射)、2006年颁发给约翰·马瑟和乔治·斯穆特(COBE卫星的领导科学家,确认微波背景辐射的黑体辐射形式和涨落)以及2019年颁发给皮伯斯(物理宇宙学理论的奠基者之一)。
历史沿革
在过往,希腊哲学家认为天是一个天球,当中的机械原理,就成为了现时天体力学的内容。在当时,阿里斯塔克斯、亚里士多德及托勒密曾提出过几个不同的天体学理论,当中以托勒密用来解说天体运作的地心说被广为接受,直到16世纪时为哥白尼所推翻,并得到开普勒及伽利略等人提出的新日心说理论所取代。这事件成为了宇宙物理学的一个最著名的认识论断裂(epistemological rupture)的例子。
随着牛顿及其于1687年出版的《自然哲学的数学原理》的出现,长久以来有关天体的运动问题终于被解决了。牛顿为开普勒定律的机制提供了物理上的解释,而他的万有引力定律使过往难以解释的各种奇特天文现象,例如行星逆行的现象,都可以透过行星间的引力相互作用而解释。牛顿的天体学理论与先前的理论在根本上最大的分别,在于哥白尼原则只提出地球在宇宙里没有特殊地位,而牛顿却更进一步的指出:不论是天体和地球,两者皆遵守着相同的物理法则,这一点在宇宙物理学的进展来说是很重要的。
近代发展
现代宇宙学所使用的物理框架是广义相对论。广义相对论首先继承了狭义相对论的颠覆性的认识,即在物理世界中时间和空间是一个整体,根据观测者的运动状态不同,两件事发生的距离和相距的时间可以相互转化。在此基础上,广义相对论把引力纳入其理论框架,指出引力作用等同于时空的弯曲,也即物质的存在决定时空的形状,而时空的形状反过来告诉物质如何运动。从此,时空不再是物质活动的舞台,而是同样“运动着的”物理对象,它和物质之间通过爱因斯坦场方程相互影响。
如果假设物质均匀且各向同性地分布在宇宙中(即宇宙学原理),爱因斯坦的引力场方程就可以被大大简化,从而得到一组描述宇宙尺度演化的方程,称为弗里德曼方程。所有符合这一组方程的模型均为弗里德曼宇宙模型。历史上有一定影响的宇宙恒稳态理论和现在广为接受的热大爆炸宇宙模型,均是在这一基本物理框架下的模型。另一方面,人们也在发展不严格满足宇宙学原理的宇宙学理论,因为物质分布在宇宙中是有微小变化(涨落)的。
弗里德曼模型(即广义相对论加宇宙学原理)的直接推论就是宇宙的膨胀或者收缩。如果物质的总量不变,随着宇宙的收缩或膨胀,宇宙的密度就会发生改变。一些研究者认为既然时间和空间是统一的,宇宙学原理也应当要求宇宙的密度不随时间改变。稳恒态宇宙论就是为了满足这个所谓的“完美宇宙学原理(perfect cosmological principle)”的要求。这种理论是1948年由海尔曼·邦迪、托马斯·哥尔德和弗雷得·霍伊尔引入的。它假设物质不断地以准确的速率产生出来恰好维持宇宙中各处相同的平均物质密度,从而使得宇宙在一切时代都具有相同的面貌。稳恒态理论(至少它的初始形式)是一个非常大胆的理论。大爆炸理论最薄弱的一环,即初始创生的时刻被暴露出来了。既然大爆炸理论可以断言宇宙是在遥远而有限的过去一瞬间创生的,那为什么不能同样合理地断言任何时刻任何地方都在发生创造呢?
观测证据是任何理论最严格的仲裁者,它终于否定了稳恒态宇宙论的这个大胆断言。在1950年,由于进行了更精巧更有鉴别力的天文观测,稳恒态理论的提倡者逐渐修改了它的形式。因为这个理论变得越来越牵强,只剩下一些最固执的支持者还相信它。最后,稳恒态宇宙论在1965年被宇宙微波背景辐射的发现推翻了,这一发现为宇宙早期的炽热阶段提供了不容置辩的证据。稳恒态宇宙论只不过是在现代宇宙论发展过程中的一个有相当历史意义的插曲而已。
虽然人们一直敦促稳恒态理论的提出者同意宇宙膨胀开始于百亿年前的一瞬,但是关于早期宇宙行为的无数种可能的宇宙模型仍然具有活力。哥白尼宇宙学原理只能用可观测的宇宙来评判,而大爆炸理论对后者提供了极好的描述。不过,在宇宙还很年轻的早期,我们可以想象一种宇宙论和标准大爆炸模型的均匀各向同性膨胀非常不同。这种膨胀是各向异性的:在某个优先的方向上迅速膨胀而同时在另外的方向上坍缩。或者,宇宙也可能是非常不均匀的;在较密的区域可以发生局部的坍缩而形成黑洞。我们没有科学上的理由偏爱简单而规则的大爆炸模型而讨厌宇宙可能有较离奇的开端。这两种可能性同我们的物理规律都不矛盾,而天文观测也还不能鉴别它们。
尽管有无数种可能的开端,我们还可求助于人择宇宙学原理为宇宙挑出唯一的过去。按照这条原理必须承认标准大爆炸模型。因为假若宇宙以一种极不规则的方式演化,即不会有生命及人类进化出现了,其无法承载所有物理定律。所有那些混沌宇宙论经过充分长的时间以后,多半都会发展得不利于生命的存在。只有从无数种选择中挑选出来的标准大爆炸模型才能提供适合生命演化的环境。
否认人择原理的宇宙学者满足于宇宙的混沌起源。显然,这样的宇宙反推回去要花无穷长的时间,因此人们可以认为这种观点只具有学院式意义。相反,求助于人择原理的宇宙学者选择一种从初始至无穷永远保持简单的宇宙。选均匀的宇宙还是选早期混沌的宇宙,取开模型还是取闭模型,这乃是现代宇宙论面临的主要抉择。
作用
宇宙论是研究宇宙的大尺度结构和演化的学科。当我们巡视遥远的太空深处时,也就是在沿着时间上溯。我们所看到的那些最远的星系,它是很久很久以前当它们发出的光开始其漫长的太空旅行时的面貌。既然庞大的星系都曾经是年轻的,故宇宙结构如何产生的问题就同宇宙论不可分割地联系在一起。研究宇宙中可观测的结构(从巨大的星系团到太阳系)的起源属于天体演化学的领域。有待查明的根本问题包括:宇宙是何时和怎样发端的,星系是如何形成并获得我们观测到的形态及尺度分布的,恒星是如何诞生的,行星和生命是如何演化的,等等。
用例
仅仅在20年前,人们还没有什么把握来回答宇宙论和天体演化学的这些根本问题。我们对于遥远宇宙和早期宇宙的知识是如此贫乏,以至于好些很不相同的宇宙学理论似乎都可以解释观测资料。然而天文学家们作出了有关宇宙本性的激动人心的新发现,这些发现提供了压倒优势的证据支持一种宇宙学理论,即大爆炸理论。如今,人们正是在这个理论的框架内探索着宇宙论和天体演化学的根本问题。
尽管大爆炸理论还不能对所有的重大问题作出回答,可它却为我们勾画出了一幅宇宙演化的大致轮廓。在下面几章中,我们将描述那些为大爆炸理论提供了证据的发现,并将追溯宇宙从最初时刻以来的演化。可以看到,当我们试图回答宇宙论和天体演化学的某些基本问题时,新的问题和争议又会不可避免地出现。我们理论的许多细节仍然是不确定的。在这种情况下,我们可以描述一些可供选择的假说,并指出一些方向留待进一步的研究来判明。因此,我们的讨论既包含了宇宙本身的过去和未来,也包含着人类为理解它所作努力的历史和前景。
宇宙学原理
作为开始,我们要介绍一些形成任何科学的宇宙理论基础的原理。
宇宙观
自古以来,人类就不愿放弃我们在宇宙里起着中心作用的想法。先是提出了地心宇宙观,放弃地心宇宙观以后又提出了日心宇宙观。直到20世纪人们才认识到,我们的太阳不过是处在一个普普通通星系边沿的一颗普普通通的恒星。我们的星系是一个大星系团外部的一个松散星系群的一员。甚至这个星系团(即室女座星系团)同我们在宇宙中其他地方看到的真正巨大的星系团相比,也只不过是一个毫不出众的角色而已。我们在宇宙中的地位可以说是平凡到了极点。
这种用最大的光学望远镜观测得来的知识,给宇宙学者留下了一个棘手的难题。我们的观测是从宇宙中的一个特殊位置进行的,而建立一个宇宙学理论却要求一般地了解整个宇宙中物质的性质和分布。宇宙学者需要摆脱这种令人遗憾的限制,他们的办法是假设一个普适原理,这个原理要求宇宙在我们附近的部分同极遥远的区域相比没有什么差别。有很强的哲学理由来为这种普适原理辩护。举个例来说,物理学规律在全宇宙中应当是同样的;因为若不如此,实验就会不可重复,而我们的物理规律就会不成其为规律了。一个更强的要求是,大宇宙应当尽可能地简单。用可以容许的最简单模型来解释现象,这是物理学前进的自然方式。不过,宇宙学原理也有一些不同的说法。
1543年,哥白尼提出地球可能不是宇宙的中心。哥白尼学说的逻辑推广是应将我们的银河系从任何优越的空间位置挪走。于是我们得到了近代宇宙论的重要基石,即哥白尼宇宙学原理。这个原理说,我们在宇宙空间中并不处于特别优越的位置。人们研究了天文底片上的大量星系以后发现,它们的出现频率在不同方向上是颇为相似的。这一迹象表明,宇宙是局域各向同性的,从地球上看来,宇宙在不同方向上显示出相同的面貌。(从中心看一个球是各向同性的,而看一个鸡蛋就不然了。)哥白尼原理要求,宇宙在空间任何一点周围都是各向同性的。矩的反射应足以验证,点点各向同性要求宇宙在空间上也必须均匀。因为,如果宇宙是非均匀的,那么它只能在某些特定位置上显示出各向同性。
推广
某些宇宙学者曾试图把宇宙学原理推广到包括沿时间不变的概念。根据这个原理,至少在最大的尺度上宇宙是永恒不变的。于是,完美宇宙学原理说,从空间和时间中的任何一点看去,宇宙都呈现出相似的面貌。由这个假设导出的稳恒态宇宙论已被观测排除。因而,宇宙学者一般只接受宇宙学原理的较弱的形式,而我们也乐于承认,宇宙在空间(而不是时间)中是近似均匀且各向同性的。
原理
为了完备起见,我们还得谈谈人择宇宙学原理。这个原理采取的观点同完美宇宙学原理正好相反,宣称人类是在一个特定时期观察着宇宙的,尽管宇宙从空间任何点看去显得一样。假设这个特定时期是因为需要产生那些有利于生命演化的特殊条件,比方说,宇宙炽热得多或稠密得多,星系就不能形成;假如引力的强度和我们的观测值大不相同,行星系统就不能形成,或不适合于我们所知的生命形式存在。现已查明,地球的年龄和天文学家发现的最老恒星或星系的年龄相仿(顶多差4倍),这毕竟是一个惊人的符合。人择宇宙学原理用“许可”来解释这种相似性。宇宙本来可以比它实际的情形不规则和无序得多。人择宇宙学原理断言,若是那样的话,各种条件就不能容许生命存在了。因此,作为观察者,我们是生活在一个非常特殊的宇宙中,并且这个宇宙必须是均匀各向同性的。“人择”是一个非常基本的论据,因为它试图对哥白尼宇宙学原理作出解释,而后者几乎是所有有生命力的宇宙论的核心。
大爆炸理论/哈勃定律
大爆炸宇宙论认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1929年,美国天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。宇宙并非永恒存在而是从虚无创生的思想在西方文化中可以说是根深蒂固。虽然希腊哲学家曾经考虑过永恒宇宙的可能性,但是,所有西方主要的宗教一直坚持认为宇宙是上帝在过去某个特定时刻创造的。像历史学家一样,宇宙学家意识到开启未来的钥匙在于过去。
早在1929年,埃德温·哈勃作出了一个具有里程碑意义的发现,即不管你往哪个方向看,远处的星系正急速地远离我们而去。换言之,宇宙正在不断膨胀。这意味着,在早先星体相互之间更加靠近。事实上,似乎在大约100亿至200亿年之前的某一时刻,它们刚好在同一地方,所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸的时刻,当时宇宙无限紧密。
1950年前后,伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。这个创生宇宙的大爆炸不是习见于地球上发生在一个确定的点,然后向四周的空气传播开去的那种爆炸,而是一种在各处同时发生,从一开始就充满整个空间的那种爆炸,爆炸中每一个粒子都离开其他每一个粒子飞奔。事实上应该理解为空间的急剧膨胀。"整个空间"可以指的是整个无限的宇宙,或者指的是一个就像球面一样能弯曲地回到原来位置的有限宇宙。根据大爆炸宇宙论,甚早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体,温度极高,密度极大,且以很大的速率膨胀着。这些气体在热平衡下有均匀的温度。这统一的温度是当时宇宙状态的重要标志,因而称宇宙温度。气体的绝热膨胀将使温度降低,使得原子核、原子乃至恒星系统得以相继出现。
宇宙历史
从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来,通过几十年的努力,宇宙学家们为我们勾画出这样一部宇宙历史:
大爆炸开始时:150-200亿年前,极小体积,极高密度,极高温度。
大爆炸后:10-43秒 宇宙从量子背景出现。
10-35秒 同一场分解为强力、电弱力和引力。
10-5秒 10万亿度,质子和中子形成。
0.01秒 1000亿度,光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降。
0.1秒后 300亿度,中子质子比从1.0下降到0.61。
1秒后 100亿度,中微子向外逃逸,正负电子湮没反应出现,核力尚不足束缚中子和质子。
13.8秒后 30亿度,氘、氦类稳定原子核(化学元素)形成。
35分钟后 3亿度,核过程停止,尚不能形成中性原子。
大爆炸后30万年后 3000度,化学结合作用使中性原子形成,宇宙主要成分为气态物质,并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块,直至恒星和恒星系统。
理论意义
大爆炸理论揭示了宇宙演化的壮阔景象。宇宙膨胀大约开始于200亿年前。这个初始时刻及其以前的条件纯属猜测的范畴。早期宇宙非常炽热、非常致密,同时也许还是很不规则的。这种不规则性和各向异性逐渐消失了。在大爆炸后数分钟内出现了一些核反应,宇宙中几乎所有的氦就是在那时合成的。随着膨胀的进行,宇宙逐渐变冷,就像热空气边膨胀边冷却一样。宇宙背景辐射就是这个早期时代的遗迹。人们一直恰当地把它称为原始火球的剩余辐射。根据一种宇宙演化的方案,随着宇宙中物质的冷却,它终将凝聚为原星系。原星系分裂为恒星并聚在一起成为范围广阔的巨大集团。随着头几代恒星的诞生和死亡,逐渐合成了碳、氧、硅、铁这类重元素。当恒星演化为红巨星时,它们便抛出凝结为尘粒的物质。从气体和尘埃云中形成了新一代的恒星。至少在一个这样的星云里,冷的尘埃坍缩成一个环绕恒星的薄盘。尘粒通过合并彼此附着并累积成较大的物体,这些物体在彼此引力的吸引下长大,形成从小行星到大行星的形形色色天体,这些天体就构成了太阳系。
大爆炸理论引导我们追溯整个宇宙的演化,从时间的头几毫秒到地球的形成和生命的出现,再走向可能是无限的未来。
网文《银河系不是宇宙中心的三种理论证明,你支持哪一个呢?》(2019-10-19)报道:
一 对星系的无偏估计假设
西方世界过去曾相信地球是宇宙的中心。
古希腊人首次提出:太阳和月亮以及别的天球都是围绕着地球转的,那些更遥远的天球更是把地球作为宇宙创始的中心。这种观点正好应和了基督教的时代观。因为这个观点通过自然现象的观测证实了基督教宣传的“人是万物的中心,是上帝创造物中最至高无上的物种”的教义。哥白尼是最早对此提出争议的科学家之一。
如今我们所拥有的实验证据和理论学说都表明,地球,从天文角度来说,只是太阳系中的一颗普通行星罢了。在这个系统中间的其实是太阳,也是它的引力维持这个系统的运转。进一步的实验证据更表明太阳系不是我们星系的中心。
事实上,从天空我们可以看到我们星系的其他部分——银河,甚至用肉眼就能看到。直观感测到我们不是银河系的中心是有可能的。虽然我们没有任何类似前述的确凿证据佐证我们不是宇宙的中心,但我们也没有任何证据证明我们是。这类证据在目前是难以获得的,我们甚至不能确定宇宙真的有一个中心。
(如果宇宙是无限的话,那么有一个唯一的中心点是没有意义的,因为在某种意义上,每个点都可以是中心点。)但是天体物理学家可以确定的是,我们曾经错误地认为自己是太阳系的中心,所以他们在警惕着不要犯相同的错误。
在现代社会,我们在设定理论时不会考虑那些不需要的假设,而是制定一些稍主观的假设使理论更完美。以这个为起点,我们假设如果我们的星系和别的星系一样没有什么独特之处,那么由于某种不可知的因素能使我们成为宇宙中心的几率是——假如这种事情真的存在的话,和所有的星系一样——几乎为零。正是基于这样的无偏估计,现在的宇宙员们相信我们不是宇宙的中心。
二 哈勃对星系的实际观测
因为宇宙没有中心。哈勃望远镜发现星系正在以与其距离成比例的速度远离我们。(离我们越远的速度越快)宇宙中的每一点都在以固定的速率膨胀并远离其他点。膨胀不是从宇宙中的哪一个特殊的点开始的,在我们的宇宙,没有这个特殊的点。
我们知道宇宙膨胀是因为星系的红移,这就像拿着一个篮球问篮球表面上的哪个点是这个篮球的中心一样。没有哪个点可以被定义为中心。希望我的回答可以帮助你。
三 “宇宙无边界论”与“气球膨胀理论”
没有哪个点是宇宙的中心,宇宙要想有中心的话需要有一个宇宙边界,这样中心才能称之为中心,而且中心和边界的距离应该是宇宙能够膨胀的最大距离。
既然我们认为宇宙没有边界——这个观点也同样没有落实——那宇宙就没有中心。
宇宙学家通常会把宇宙比喻成一个气球的表面。当你吹气球的时候,这个气球的表面就会膨胀,我们的宇宙就是类似这样的膨胀方式。如果你在这个气球上画一系列点,你会看到当气球变大的时候,这些点会互相越离越远——正如我们观测到宇宙中的星系正在互相越离越远一样。
同样,和宇宙没有边界一样,这个气球的表面也没有边界,没有哪个点是这个气球表面的中心。所以宇宙学家们认为,宇宙就像气球的表面一样,只是它是三维的,所以宇宙的空间也许是一个正在膨胀的四维球体上的三维平面。由于我们只能感受到三维空间的事物,所以四维空间的东西是很难想象的。但是我们可以通过数学去计算它,通过数学,我们可以更加准确的观测它而不是像科幻小说一样只能靠想象与猜测。这也是为什么现在非欧几里得几何学(即“非欧几何”)逐渐受到关注的原因,因为宇宙确实不像欧几里得所说的那样是平坦的。
所以你可以认为宇宙的中心就是这个四维球体的中心,但是这里有两个值得关注的问题,一来,这个点不在宇宙上,就像球体的中心点不在球的表面上一样;二来,虽然我们都是用球体来进行讨论的,但是,它真的是一个球体吗?那是正球体?还是说是别的什么不规则的球体呢?所以宇宙的中心点真的很难定义。无论如何,“宇宙的中心”这个问题,只要这个中心点不在我们的宇宙上,那它目前就是超越人类认知极限的问题。
谢选骏指出:现代宇宙学对古代宇宙论的进步,仅仅表现在观察更加细致这一点上。除此之外的解释,依然还停留在形而上的甚至神话的状态上面。这是由人类的思维特点和语言特点决定的。
【66、相对论自欺欺人】
《人类命运早已确定,时间只是幻觉,爱因斯坦临终前说出真相》(2021-04-21 体育委员)报道:
我第一次听说时间是幻觉,还以为这是要讲释迦牟尼勒,但没想到这句话竟然是爱因斯坦说的。爱因斯坦临死前亲笔写了这样一句话。对于我们这种信仰物理学的人来说,过去,现在,未来,这之间的区别只是一种顽固又持久的幻觉。这太毁三观了。但仔细想想时间究竟这个啥,好像真的没有人能说得清。五分钟和一个小时感觉不一样,难道这种感觉就是时间吗?科学家用各种物理公式来描述客观事件,然后告诉我们事件不会因为你的主观感受而改变。但这些物理公式里面都有时间这个参数,如果时间是一种感觉,那岂不是说物理公式也都是凭感觉来的。绕来绕去,只能承认时间是幻觉,虽然听起来有点荒唐,但现实中可能真的是这个样子。
今天,我们就来聊聊时间背后的故事。1986年,科学家深入亚马逊丛林,发现了一个没有时间的部落。这个部落叫做阿蒙达瓦,部落里所有人都没有年龄,语言中也不存在年月日这种描述时间或者时间段的词汇。我们如果说这件事是去年发生的,是昨天发生的是后天将要发生的,他们是无法理解的。他们只理解白天黑夜,雨季,旱季这四个概念,他们经常改名字。比如,你弟弟出生了,你就把你的名字给你弟弟,你就获得了一个新的名字。这个名字就代表你的一个新的生活阶段开始了。
假如我们的祖先没有虚构一个时间概念出来,我们会和阿蒙达瓦人一样,只知道白天吃饭,晚上睡觉,雨季生娃,汗迹打猎。昨天,现在,明天下周,这些虚构的词汇,我们也一样无法理解。还有一个经典的案例,那就是nba的球星穆大叔,他到底有多大?这绝对是一个永恒的谜团。他来自一个没有年龄概念的非洲部落,你会在你出生的时候选一棵树在上面砍一刀,然后这个树就代表你了。当你去世的时候,不如你再把这棵树砍倒,露出里面的年轮,这些年轮就是你的墓志铭,证明你来过这个世界活了这么久。穆大叔离开非洲的时候,他的那棵树早就因为战乱不见了,所以他一直不知道自己多大。1991年参加选秀的时候,官方说他25岁,但从照片上看他明显比一般人要老很多。球迷们都会说鬼知让木大叔是从20几岁打到了40几岁,还是从40几岁打到了60几岁?看来人类并不是天生就理解时间。但我们一直没有发现时间有什么不对劲。就连牛顿这种天神级的科学家也没有发现,他也认为时间是绝对的,是一个一直在以某种恒定的速度流淌的宇宙法则,只到100多年前,情况终于发生了变化。
时间回到1902年, 一个小伙被介绍到瑞士专利局势上班,当时有一种叫做同步时间的发明概念非常火。小伙一天之内就能看到几十种同步时间的脑洞发明。有人用连杆,有人准备用无线电,甚至有人要开一家专门负责帮人对时的钟表店。让雇员每天早上拿着对好时间的手表,但最早的火车前往欧洲各地运送时间。其实这些发明的目的只有一个,那就是让欧洲各地的钟表都保持同一个时间。
当时火车已经非常发达了,但是时间始终无法同步,比如巴黎到日内瓦的火车去的时候一路上都是按照巴黎的时间来卖票发车,回来的时候了,就得按照日内瓦的时间来卖票发车,旅客们直接就混乱了,经常按照自己的钟 表跑过去,火车早就开跑了。这都是小子,要是城市之间的调度员也没有统一好时间,那就会发生火车相撞的惨案。小伙就这样天天与各种有关时间的发明打交道,一干就干了三年,他突然意识到时间是一种幻觉。
这天是1905年5月23日,而这个小伙正是爱因斯坦。这天上班的路上,他经过市中心的钟楼。听到了整点的钟声,他突然想到,如果自己以光速离开这个钟楼,那身后的钟会怎么计时呢?显然,钟反射的光也是按照光速前进的,所以他追不上爱因斯坦,这样爱因斯坦就会一直看到他离开钟楼那一瞬间的时刻。但是他自己手上的手表仍然在继续计时,他的时间并没有停止,想到这里,爱因斯坦立刻想通了一个物理悬案。这个悬案叫做光速不变,本来,物理学中所有的速度都是可以变的,比如我们站在地上去抓一颗子弹,手会被打穿。如果站在一架高速飞行的飞机上去抓子弹呢,没准你能抓住他。这是因为子弹在飞,飞机也在飞,两个速度相同的时候,子弹就相对于飞机静止了。按照常理光速也应该是一样的道理。
有一次两个科学家就决定用地球来模拟飞机光速,来模拟子弹,检测一下这个想法。我们已经知道了地球是在绕着太阳高速旋转的,这个旋转的速度大概是每秒30公里。那么在地球上测量迎面撞向地球的光,和在后面追赶地球的光,他们到达的时间应该是不同的。看结果怎么测这个到达时间都相同,测了几十年,做了无数次实验,结果都没有改变。这就相当,如果站着不动测光速后,在高速飞行的飞机上测光速光的速度竟然没有发生变化。这太诡异了,怎么解释这个现象呢,直到爱因斯坦在钟楼前顿悟了。他说,我们测量的光速不变其实是因为时间可变。为什么同时到达,是因为追赶地球的那个光,他的时间膨胀了,他的一秒钟变得更长了,时间应该被叫做时空。当你在空间上运动了你就代表你在时间上也运动了。比如,你朝我走过来,你感觉你的时间没有任何变化,但在我看来,你的时间变慢了,声音变慢了,动作也变慢了。直到你站住不动,我们的时间才同步你看我,我看你才是一样快。
怎么理解这种反直觉的结论呢?这个叫做布莱恩格林的物理学家继续讲了这样一个故事。按照爱因斯坦的时空观,我们就得到了一个思维失控的块状宇宙,在这个宇宙模型当中。每一个横切面都代表整个宇宙的三维空间,下一个前面就是这个三维宇宙的未来一瞬间。上一个切面,则是它的过去一瞬间,就像一个快门,我们理解中的现在,这一时刻可能同时包含在办公室的时钟指到了十二点,老猫从窗台上跳了下来,1000公里外的鸽子从广场上飞起来了,38万公里外的月球被陨石撞击了,100光年外的某颗恒星爆炸,等等等等,这些事件都同时发生在一个前面上,也就是一个三维宇宙当中,而这一时刻之后的所有切片,都是早就已经存在了。
就像一部放映机,宇宙继续放映。从38亿年前的宇宙大爆炸到银河系形成,再到45亿年前地球诞生,恐龙灭绝一直到今天。我们每时每刻都已经在这个块状宇宙当中被注定了,未来,现在,过去都是前面而已,没有区别。而时间流淌过去消失未来一一展开,这只是我们的幻觉。回到过去,看到未来,这都是很容易实现的情景,只需要在空间中移动,时间也就移动了。比如宇宙这里有一个外星人,在他100光年外的地球上还有另一个地球人。现在他们都坐着不动,他们的时间是相同的。因此他们就在同一个切片上。但如果这个外星人骑上他的自行车,开始向远离地球的方向移动,那么他的移动将减慢时间的流动。这个时候,他们的时间就不再相同了。这也就意味着你把切片的切刀倾斜了。虽然只倾斜了一点点,但被放大到100亿光年的空间尺度上以后,外星人将看到这个地球人的过去好几百年。这个时候,外星人会认为地球上正在发生几百年以前的事情。外星人会看到小时候的那个地球人,会看到地球人正在登月,正在爆发战争等等的历史切片。但是当外星人调转车头开始向着地球移动,那么这个切片又向未来倾斜了。这个时候,外星人看到的地球是几百年以后的样子。
在理论上,这些正的斜的穿越时空的切片都是合理的,但在现实中我们只感觉到现在。我们觉得过去的时空消失了,未来的时空还没有出现。而事实上,过去,未来其实都和现在是一样真实一样存在的。好吧,故事发展到这里,已经不是时间是不是幻觉的问题了,而是整个宇宙都是一块宿命的面包。时间幻像,宇宙宿命,这简直就和释迦牟尼在说故事一样。真希望爱因斯坦搞错了,真的有点难以接受这块宿命宇宙的面包,但现实爱因斯坦好像真的没错。时间来到1971年两个物理学家为两只原子钟购买了机票。当把原子钟带上了飞机,这是当时最精准的时钟,运行2000万年误差不会超过一秒。如果爱因斯坦理论没有错,那么这两台原子钟在天上飞起圈以后会和地面上的原子钟 产生时差。这个时差就证明飞行的过程让时间变慢了,果然落地后两台原子钟慢了4/10亿秒。
初代的gps卫星上天的时候定位精度只有1000米左右。但现在卫星还是那个卫星,原理还是那个原理,为什么定位进度会提高到一米了?其实影响定位最大的因素就是时间,只要时间足够准确,定位将无限准确。卫星定位的原理大概是这样的,你手机里有一个gps芯片,它会向外释放一段电磁波,电磁波也是一种光,也按光速飞行。这段电磁波中只有一个信号,那就是他现在的时间,然后天上有一个卫星接收到了这个信号。卫星也产生一个信息,这个信息是卫星接收到信号的时间。两个时间相减再除以光束就是芯片离卫星的距离,卫星的轨道已知,那芯片的第一个位置也就确定了。同时,第二第三第四颗卫星也在重复这个过程,芯片的第二第三第四个位置也就被确定下来。所有的位置画圆相交,就得到了百分之百精确的芯片位置。理论上,如果每一个卫星里都有一个极其准确的原子钟,芯片也在地面上被一个极其准确的原子钟授时,那这样不会产生偏差,那误差从哪里来呢。果然,科学家们按照爱因斯坦的时空公式校准过gps算法以后,精确度马上从1000米提升到了一米。
2016年天空二号实验飞船上已有几台中国研发的能源冷原子钟。据说,这些冷原子钟已经可以精确到从宇宙大爆炸到现在138亿年,误差不超过一秒。这也就意味着未来中国的北斗定位系统可以精确到毫米级别。可能就在明年后年,即使是到了重庆那种魔幻的3D城市,导航也能知道你在第几层的高架上面,想想都觉得有点恐怖啊。爱因斯坦果然神通广大。
爱因斯坦推测,如果有一个天体,他的引力足够大,大到连光都被他吸出了,逃不出来了。那么这个天体里面时间就禁止了,天体外面越接近它时间越慢,这个天体就叫做黑洞。1915年,爱因斯坦通过计算预测了黑洞的样子,但现实当中没有人见过黑洞,黑洞的样子只是一个理论预测。究竟什么时候人类才能拍摄到一个黑洞呢?
直到2019年,人类首次拍到了一张黑洞的照片,果然又和爱因斯坦预测的一模一样,看来爱因斯坦又对了。NSNA有两个的宇航员斯科特凯里和马克凯里,他们是一对同卵双胞胎,拥有一样的基因主。NSNA让斯科特去太空中住了一年,马克留在地球上,然后分析他们的基因主变化。大家有没有觉得斯科特明显兵马克看上去要年轻呢?这会不会是速度变快,时间变慢的最直观表现呢?果然,拿着分析哥俩的基因以后发现斯科特的端粒明显变长了,端粒是染色体末端的一个结构。普通情况下的年纪越大,端粒会越短。但是在返回地球两天以后,斯科特的端粒恢复到了正常长度。紧接着斯科特的体内分之93的基因都恢复到了正常,但还有百分之七的基因发生了永久性的变异。
如果爱因斯坦全对了,那一定存在一个放映机,是他在控制宇宙不可逆地向前播放。但我们从物理理论中找不到这个放映机的任何线索,竟然放映机不存在,是不是可以证明爱因斯坦不对了?恰恰相反,这反而更进一步证明爱因斯坦的正确,因为放映机极可能就是我们的大脑,是我们主观感受中的一个机制。正是这个机制让我们感觉时间在流淌,宇宙在向前播放。其实宇宙并没有播放,所有的前面都静静地躺在那里,过去,现在,未来没有区别,大脑的幻觉让我们觉得时间在流淌。为什么会有这种幻觉了?要是能用某种方法让这种幻觉停止了,那不就是所谓的超越过去现在未来三时的智慧吗?
故事回到最开始的那句话,1955年3月,爱因斯坦写下他的时候,他非常的悲伤,因为他的好朋友贝索刚刚去世了。当年正是贝索把黑斯坦介绍了专利局去工作的。爱因斯坦把这封信寄给贝索的儿子,他相信时间是幻觉,贝索的去世是注定的。紧接着一个月以后,4月18日,爱因斯坦也从宇宙切片上消失了。但是他告诉我们,一切都是注定的,我们每个人都在三十八亿年前宇宙大爆炸的那一瞬间都已经死亡了。或者说我们每一个人都还没有出生。无数个切片就在那,时间只是幻觉,宇宙早已注定好了。今天的故事就分享到这里,谢谢大家。
谢选骏指出:爱因斯坦既然知道时间是一种主观感觉,那么他的相对论就是自欺欺人的了。相对论为何自欺欺人?因为相对论已经沦为绝对论了!爱因斯坦为何要把相对论变成绝对论呢?因为他要科学一统的世界。这样科学家们才可以夺取神学家们的饭碗。由此可见,相对论的自欺欺人,就源于科学家们的要饭吃。
【67、新的地球中心】
《太阳对月球的引力是地球对月球引力的两倍多,为什么月球没有被太阳吸引走?》(2019-05-19关注问题)报道:
地月日是典型的三体问题,但当最小天体本身质量被忽略时,用数学的方法可以证明,存在五个稳定的点,让最小的天体与第二小的天体保持同步,这就是拉格朗日点。
(首先高一物理知识复习一下:距离物体越近,引力越强,公转线速度越快,轨道周期越短)
白线为等等效重力势能线,绿点为五个拉格朗日点。注意该图严重夸张未按比例绘制L1为拉格朗日1号点,它距离太阳更近,但后方的地球抵消了一部分向心加速度;L2为拉格朗日2号点,它距离太阳更远,但前方的地球增加了一部分向心加速度。L1、L2距离地球都是150万公里。
在拉格朗日点上,太阳和地球的引力之和正好可以保证物体以地球的公转速度绕日,从而与地球保持同步。它们之外,地球引力都不足以保持小天体同步,小天体将在绕日轨道上距离地球越来越远。有一种常见的科普,把拉格朗日L1解读为引力抵消,这是非常错误的说法,日地引力平衡点距离地球更近。
由于在L1、L2处地球引力已经可以保证小天体跟随地球不飞走,所以比它们更接近地球的地方,地球将提供多余的向心加速度,让小天体可以边环绕地球边环绕太阳。不严谨地,150万公里内(不严谨,切线与垂直方向略有区别)的球状空间,即希尔球内,物体可以有稳定环绕地球的轨道,最大环绕周期约7个月。一个物体离开地球希尔球,就可以被认为离开了地球引力圈。
实际情况下,由于受到其他重力扰动,所以顺行轨道(自西向东转)卫星在希尔球1/3以内才能长久稳定。对于地球就是50万公里,月球远地点40万公里,能保持在其中。逆行轨道(自东向西)可以距离更远一些,这是因为逆行轨道符合“距离太阳近时速度更快、距离太阳远时速度更慢”的一般轨道要求,而顺行轨道却不符合。
当然事实上,月球的引力相对于地球根本不能忽略,所以实际上的情况是地球和月球共同绕着地月公共质心旋转。这个质心再环绕太阳(其实是太阳系公共质心)旋转。月球是太阳系第5大卫星,更是相对于行星最大的卫星。若不是公共质心还在地球内,月球就该被视为伴星了。
这并不是一个限制性三体问题,三体问题其实是无解的。此处不再多言,反正我也解不出来。
PS:之前提到过,五个拉格朗日点都可以保持物体同步,所以另外三个拉格朗日点也可以。其中L4、L5是自稳定的点(物体受到干扰远离这个点会自发地绕着它旋转,不会越离越远),它们领先或落后行星60度,在这里可以存在“准卫星”。对于地球而言,3753 Cruithne - Wikipedia 克鲁特尼小行星是典型的例子,我们将这种并不环绕行星却共轨保持同步的准卫星称为“特洛伊小行星”。
而L3点,这个点不稳定,稍有扰动就会越离越远。但它永远被太阳遮蔽而无法看到,所以是科幻作家的最爱,科幻作家很喜欢在这里虚构一个“反地球”。
《左侧为日心说的反地球,右侧是地心说的》(2017-12-06)报道:
太阳对月球的引力是地球对月球引力的2倍多(太阳对月球的引力是地球对月球引力的2倍左右,我就不计算了,这是事实,楼上也有人算过,就是简单地利用万有引力公式F=GMm/r^2,代入数据即可),为什么月球没有被太阳吸引走?这个问题其实很简单,我们可以先这样想:地球质量约是月球的81倍,太阳对地球的引力应当是对月球的81倍,而月球对地球的引力数值上等于地球对月球的引力,也就是太阳对地球的引力是月球对地球的162倍,那为什么地球没有被太阳吸走呢?于是这个问题中地球与月球面临着同样的尴尬:他们相互之间的引力不足以使他们在一起,初看起来,他们分别都应该被太阳吸走。也就只需考虑地月系这个整体,或者说他们的质心围绕太阳运行的合理性了。日地平均距离约1.496亿公里,地月系的运行速度应该等于地球的公转速度即30km/s,轨道半径等于日地距离,质量取地月系总质量,周期为一个太阳年。利用万有引力公式F=GMm/r^2=mv^2/r=m(2π/T)^2r进行非常简单的计算会发现地月系处在目前的状态是非常合理的。
那么为什么把地球或月球分开看时会得到似乎与实际矛盾的结论呢?其实正如楼上好几位也提到的,月球确实也同时绕着太阳运行,这一点非常关键,但我觉得楼上的都说得比较模糊。我恰好在《大众天文学》第二篇第三章找了两张图,此外注意到与月地平均距离约38.44万公里,或者大约是日地距离的1/390。
其实月球也在近似地围绕着太阳作圆周运动的。既然是圆周运动,那么必然会有一个指向太阳的力来作向心力啦。
然后我们又知道,月球是在吸收地球的自转能,缓慢地离开地球的,那么当月球远离到多远时会不顾一切地扑向太阳的怀抱呢?事实上,我们可以参考“希尔球”的概念——环绕在天体周围的体积,那里被它吸引的天体受其控制,而非被它绕行的更大天体所控制。月球落在地球150万公里半径的希尔球内(这个数值恰好是第二拉格朗日点L2距离地球的距离)。此外考虑到辐射压等各种干扰因素,希尔球半径附近的轨道是不会长期稳定的,有时在其1/2到1/3半径处就是极限了,而月地距离38.44万公里,现阶段并且在相当长的一段时间后的月球是非常符合条件的。
当然,也可以用月球落在引力势阱等其它方式来解释。不管月球的起源如何,同源说,灾变说还是俘获说,月球的初始条件:其线速度,方向,质量和位置决定了其命运。如果你非要问为什么月亮所具有的初始条件可以使得地月系可以稳定地存在并绕着地球旋转,或许只能用人择原理来解释了:若非如此,你现在根本就不会看到她!
原来在百度知道和搜搜问问答题,初来知乎,还请海涵。(编辑于 2014-04-19)
对太阳而言,行星及其卫星就是一对或一堆双子星,在计算大致效果的引力和环绕轨道时,是要将他们合并计算的。
分别计算的话就必须考虑月球是如何被俘虏到地球的卫星轨道的,这是有初始势能的,反正据估计,月球以后会脱离地球的范围,地球绕太阳轨道会向内缩一大圈。
月球实际上就是以绕太阳旋转为主啊……
月球不过是在绕太阳公转的同时,顺便绕地球公转罢了……
谢选骏指出:说的也是——在我看来可以说,“地球不过是在绕银河公转的同时,顺便绕太阳公转”罢了。但是,银心又在绕谁公转呢?太阳不是中心,银心也不是中心——宇宙有没有中心没有人知道。唯一可知的中心,就是“观测者中心”——这就是“新的地球中心”说。
【68、新的地心说】
《旋涡星系》报道:
旋涡星系典型的例子:风车星系(也称为梅西尔101或NGC 5457)——
旋涡星系是星系的类型之一,是哈伯在1936年最初的描述是星云的领域,并且列在哈伯序列,成为其中的一部分。多数的旋涡星系包含恒星的平坦、旋转盘面,气体和尘埃,和中央聚集高浓度恒星,称为核球的核心。这些通常被许多恒星构成的黯淡晕包围着,其中许多恒星聚集在球状星团内。
旋涡星系是以它们从核心延伸到星盘的螺旋结构命名。螺旋臂是恒星正在形成的区域,并且因为是年轻、炙热的OB星居住的区域,所以比周围明亮。
大约三分之二的旋涡星系都有附加的,形状像是棒子的结构,从中心的核球突出,并且螺旋臂从棒的末端开始延伸。棒旋星系相较于无棒的表兄弟的比率可能在宇宙的历史中改变,80亿年前大约只有10%有棒状构造,25亿年前大约是四分之一,直到目前在可观测宇宙(哈伯体积)已经超过三分之二有棒状构造。
在1970年代,虽然从地球在银河系中的位置很难观察到棒状结构,但我们的银河系已经被证实为棒旋星系。在银河中心的恒星形成棒状结构,最令人信服的证据来自最近的几个调查,包括斯皮策空间望远镜。
包含不规则星系在内,现今宇宙中的星系有大约60%是旋涡星系。 它们大多是在低密度区域被发现,在星系团的中心则很罕见。
结构
棒旋星系 UGC 12158。
旋涡星系包含五种截然不同的元件:
1、平坦、由恒星(多数是新创造的)和星际介质组成的转动盘面。
2、像椭圆星系,在中央由年老的恒星组成的核球。
3、由恒星组成,近似球形的晕,其中许多恒星在球状星团内。
4、在核球内非常中心位置的超大质量黑洞。
5、近似球形的暗物质晕。
相对重要的是,就质量、亮度和大小,从一个星系到另一个星系都有不同的组成分的变化。
螺旋臂
螺旋臂是恒星从螺旋和棒旋星系从中心向外扩展的区域。这些长且薄的地区类似于螺旋,因此称这种星系为旋涡星系。当然,不同的旋涡星系类型有独特的螺旋臂结构。例如,Sc和SBc星系,有非常宽松的螺旋臂,而Sa和SBa的星系的螺旋臂则紧紧地包裹着(参考哈伯序列)。无论那种分类,螺旋臂都包含很多年轻的蓝色恒星(由于高质量密度和高的恒星形成率),使螺旋臂非常明亮。
星系核球
核球是庞大、紧凑的一群恒星,通常是指在许多旋涡星系中央聚集的恒星结构。
使用哈伯分类,Sa星系的核球通常由那些古老、红色、金属量低的恒星组成。更进一步,Sa和SBa星系的核球往往都很大。相较之下,Sc和SBc星系的核球小得多,且是由较年轻的,蓝色的恒星。一些核球具有和椭圆星系(缩小到较低的质量和亮度)相似的性质;其余只是看起来有较高密度的盘面中心,性质类似于圆盘星系。
许多核球被认为是超大质量黑洞的宿主。这些黑洞都未曾被直接观测到,但是有许多存在的间接证据。例如,在我们的银河系,被称为人马座A*的天体就被认为是一个黑洞。黑洞的质量和核球中恒星的离散速度之间有紧密的关联性:M-sigma relation。
星系扁球体
旋涡星系中的大量恒星,要么接近单一的平面(星系平面),要不或多或少的以传统的圆轨道围绕着星系的中心(星系核心),或者在一个环绕着星系核心的扁球体。
然而,有些恒星居住在扁球晕或星系扁球体,星系晕的一种。这些恒星的轨道行为是有争议的,但是它们被描述为逆行或高度倾斜轨道,或著根本不在规则的轨道上运行。晕星可能来自陷入的小星系,它们进入旋涡星系并被吞噬。例如,人马座矮椭球星系正与银河系合并,观测显示银河系的光晕从中获得了一些恒星。
NGC 428是一个棒旋星系,位在鲸鱼座的方向上,距离地球4,800万光年。
不同于圆盘星系,晕中似乎有自由的尘埃。更进一步的比对,星系晕中的恒星是第二星族星,比在星系平面中的第一星族星表兄弟,老得多,金属量也低(类似于在核球的部分)。星系晕也包含许多球状星团。
晕星的运动不会经常有机会穿越过星系平面,但在接近太阳的附近有大量被认为属于星系晕的红矮星。例如,卡普坦星和葛罗姆布里吉1830。由于他们不规则的环绕着星系中心运动,当他们接近中心附近时,经常会展现出异常高的自行。
在2013年和2014年的论文中提出证据指出大约所有星系中的半数,实际上都有扁球体的平面结构。
最老的旋涡星系
在档案上最古老的星系是BX442。他的年龄是110亿岁,比之前发现的还要年长20亿岁。研究人员认为该星系的形状是受到同伴的矮星系引力影响造成的。基于这种假设的电脑模拟显示,BX442的螺旋结构至少持续了大约1亿年。
螺旋结构的起源
螺旋臂是爆炸恒星之家。
贝蒂尔·林德布拉德是1925年研究星系自转和螺旋臂形成的先驱。他意识到由于星系盘面的角速度随距离星系中心的距离而变(通过标准太阳系类型的引力模型),星星排列成永久不变的螺旋臂的想法是站不住脚的。当星系旋转时,径向的螺旋臂(像辐条)会迅速的弯曲。在星系自转几圈之后,螺旋臂就会越来越弯曲,并且紧密的缠绕在一起,这称为缠绕困境。在1960年代晚期的测量显示,在螺旋臂中的恒星速度远远高于牛顿力学预期与银河中心距离的速度,但仍不足以解释螺旋结构的稳定性。
自1960年代,有两个主要的星系螺旋结构的假设模型:
1、恒星的形成是由星系的密度波在盘面中引发的。
2、SSPSF模型 – 恒星是由在星际介质的激震波造成的。
这些不同的假说不必互相排斥,因为不同类型的螺旋臂可能会需要不同的解释。
密度波模型
贝蒂尔·林德布拉德提出螺旋臂存在的区域是密度(密度波)增强,恒星和气体运动得比星系其它地区慢的区域。密度随着气体的进入而增加,受到挤压而诞生新的恒星,其中一些是生命期较短的蓝色恒星,使得螺旋臂较为明亮。
星系螺旋臂的解释
这种想法由林家翘和徐遐生在1964年发展成为密度波理论。
林-徐理论的历史
第一个被接受的螺旋臂结构理论是林家翘和徐遐生在1964年提出的,试图解释以不同速度回绕着星系的气体和恒星,在大尺度结构的螺旋状排列只有小振幅波动的固定角速度。他们建议螺旋臂是旋转的密度波表现:假设恒星的轨道是略呈椭圆形,而恒星轨道方向的相关变化,即椭圆方向的变化随着与星系中心距离(从一个到另一个)的增加而平稳的变化,就像图中所显示的。很显然的,椭圆轨道在某些区域靠在一起产生了螺旋的效果。恒星不会停留在我们现在看见的位置,但是在运行时会在它们的轨道位置上通过螺旋臂。
密度波造成恒星形成
对于密度波造成恒星形成,存在如下的假设:
气体进入密度波,使得该处的质量密度增加。造成星云坍缩(金斯不稳定性)的标准取决于密度,更高的密度使星云坍塌成为恒星。
当压缩波通过时,它会触发恒星在螺旋臂的最前缘形成。
当星云被螺旋臂扫掠过时,它们互相碰撞,并驱动激波穿过气体,这反过来导致气体坍缩成为恒星。
在螺旋臂有更多年轻的恒星因为有更多的年轻恒星(并且是大质量的明亮恒星),因此螺旋臂显得特别明亮。这些质量大、明亮的恒星死亡的也快,这会在波后面的恒星分布留下黑暗的背景,因而使波可以被看见。因此,恒星不会留在我们现在看见的位置,不会跟着波移动,恒星呈现的只是它们在运行轨道上的位置。
引力对齐轨道
查理斯·法兰西斯和埃里克·安德森显示从对20,000颗本地恒星(300秒差距以内)之间的引力如何相对互动的观察,这些恒星沿着螺旋臂运动,描述相互的引力如何导致轨道在对数螺线上对齐。当理论适用于气体时,气体云之间的碰撞,生成分子云,并在其中形成新恒星,并解释朝向宏观对称双螺旋的发展。
螺旋星云
"螺旋星云"曾是用以描述可见的螺旋结构星系的术语,像是涡状星系,是在理解这些物件存在于我们的银河系外之前使用的。此类物件是独立在银河系之外的星系,或在我们的银河系之内类似的星云。这个问题是 威尔逊山天文台的哈罗·沙普利和利克天文台的希伯·柯蒂斯 1920年大辩论的主题。在1923年开始时,爱德温·哈伯[17][18]观测了包括仙女座星云在内的几个星系的造父变星,证明它们事实上全都在我们的银河系之外。"螺旋星云"一词便已经被废弃。
银河系
银河系一度被认为是普通的旋涡星系。天文学家在1990年代才开始怀疑它是棒旋星系,他们的怀疑在2005年由斯皮策空间望远镜的观测证实,并且显示银河系中心的短棒比先前怀疑的更大。
银河系的螺旋臂——根据WISE的资料。
在实验室产生的类似螺旋臂结构
当硫酸钾置于烧杯中和水一起加热,并受到控制形成漩涡时,晶体生成时形成多条类似螺旋臂的结构。
硫酸钾溶液中形成一种螺旋结构。
著名的例子
仙女座星系
风车星系
向日葵星系
三角座星系
涡状星系
相关条目
分类
活动星系核
圆盘星系
矮星系
矮椭圆星系
矮椭球星系
星系颜色-星等图
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中间旋涡星系
透镜星系
环星系
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其它
银河座标系统
银冕
星系的形成和演化
星系集团和星系团
星系列表
最近的星系列表
塔利-费舍尔关系
星系自转问题
星系年表
谢选骏指出:“地球是人类进行宇宙观测的唯一中心”——这就是我所说的“新的地心说”。在这个地心说的观测限制之下,人类无法看清银河的形状,只能从推理得知一二。这就引起了许多争议,再演盲人摸象的传奇。
【69、星际物质是死亡的诅咒】
网文《星际物质》报道:
威斯康辛的Hα地图是从地球的北半球观测可见到部分的星际物质分布。在天文学,星际物质(ISM)是存在于星系的恒星系统之外,在太空中的物质和辐射。这些物质的形式包括电离的气体、原子、和分子,以及宇宙尘和宇宙射线。它们填充了星际空间,并且顺利地融入周围的星系际空间。能量以电磁辐射的形式占据相同体积的星际辐射场。
星际物质无论是原子、分子或离子,都以物质的温度和密度区分出不同的相。星际物质主要由氢组成,其次是氦,还有相较于氢是微量的碳、氧和氮。这些相的热压力彼此处于大致平衡的状态。磁场和湍流运动也提供星际物质的压力,而通常比热压力更为重要。
以地球的标准来看,所有相的星际物质都极为脆弱。冷的、稠密的星际物质,主要成分以分子的形式出现,并且密度达到每立方厘米106分子(每立方厘米100万个分子)。热的、弥漫的星际物质主要是离子化的原子,密度可能低至每立方厘米10-4个离子。相较于地球海平面大约是每立方厘米1019个分子,以及高度真空实验室每立方厘米1010个分子(100亿个分子),是极度真空的的密度。依质量区分,星际物质的99%是各种类型的气体,只有1%是尘埃的颗粒[2]。在星际物质的气体中,91%是氢原子,8.9%是氦原子,只有0.1%是比氢和氦重的原子[3],在天文术语中称为金属。以质量区分,70%是氢,28%是氦,1.5%是重元素。在星际物质中的氢和氦主要是太初核合成的结果,而重元素则是恒星演化过程中淬炼的结果。
正是因为星际物质在恒星和星系尺度之间的作用,使它们在天体物理学中起著至关重要的作用。恒星在星际物质中最密集区域内形成,最终通过行星状星云、恒星风和超新星用物质和能量补充进星际物质内,有助于分子云的形成。这种恒星和星际物质之间的交互作用,有助于确定星系号近期气态含量的速度,从而确定其恒星形成活动的寿命。
航海家1号在2012年8月25日抵达星际物质,成为进入星际物质的第一个人造物体。研究星际尘埃和等离子的任务预计将进行到2025年。与它是孪生的航海家2号在2019年11月也进入了星际物质。航海家1号是进入星际物质的第一艘人类制造的太空船。
成分 比率
体积 Scale height
(pc) 温度
(K) 密度
(粒子/cm3) 氢的状态 主要的观测技术
分子云 < 1% 80 10–20 102–106 分子 电波和红外线分子发射和吸收线
冷中性物质(CNM) 1–5% 100–300 50–100 20–50 中性原子 H的21公分线吸收
温中性物质(WNM) 10–20% 300–400 6000–10000 0.2–0.5 中性原子 H的21公分线发射
温离子物质(WIM) 20–50% 1000 8000 0.2–0.5 离子 Hα发射和 脉冲星色散
H II区 < 1% 70 8000 102–104 离子 Hα 发射和 脉冲星色散
冕气体
热离子物质 (HIM) 30–70% 1000–3000 106–107 离子(金属也高度电离)X射线;高电离的金属吸收线;主要是紫外线
三相模型
Field,Goldsmith & Habing (1969)提出两个相位平衡的静态模型来解释星际物质的观测特性。其建模的星际物质包括由中性和分子氢云组成的冷致密相(T< 300 K),和由稀有的中性氢和离子气体组成的温星际云相(T ~ 104 K)。McKee & Ostriker (1977)添加了一个动态的第三相,表示被超新星冲击和加热而非常炎热(T~ 106 K)的气体,并构成星际物质的大部分体积。这些相是加热和冷却可以达到平衡状态的温度。他们的润为为过去三十年的进一步研究奠定了基础。然而,相的相对比例及其细节仍然不为人所知。
创生之柱的三维结构
位于本地星际云边缘附近的太阳和距离约4光年,在邻近的G云复合体中的南门二(半人马座α)。
星际物质是湍流,因此在所有尺度的空间上都充满了结构。恒星诞生于巨分子云复合体的深处,通常只有几个秒差距的大小。在它们生存和死亡的期间,恒星和星际物质之间有实质的互动。
来自年轻恒星群(通常有巨大甚至超巨大的电离氢区围绕着)的星风和超新星创造的激震波注入巨大的能量至周围的环境,从而导致超音速的湍流。结果是可以观察到不同大小的结构,像是星风泡和热气体的超级气泡,是在X射线望远镜或电波望远镜的星图中的湍流。
太阳目前正在通过本地星际云中一个密度较低的本地泡的低密度区域。
与行星际物质的交互作用
星际物质从太阳系的行星际物质结束的地方开始。太阳风的速度在距离太阳90~100天文单位的终端震波处减慢到次音速。在终端震波之外的区域称为日鞘,是星际物质与太阳风交互作用之处。航海家1号(在1998年后成为距离地球最远的人造物体)在2004年12月16日穿越过终端震波,在2012年8月25日穿越过太阳圈顶后,不久就进入星际物质,第一次提供直接侦测星际物质的条件(Stone 等人 2005)。
星际消光
星际物质还负责消光和红化,来自恒星的光会被降低光强度和移动占主导地位的可观测波长的光。这些影响是光子被散射和吸收引起的,并使得在黑暗的天空中可以用肉眼观察星际物质。在银河系(一个均匀的恒星盘)的光带上有一个明显的裂痕,是由分子云吸收在数千光年内的背景星光造成的。
远紫外线被星际物质中的中性成分有效吸收。例如,氢原子的典型吸收波长为121.5奈米,是莱曼α的转换。因此,几乎不可能看见来自距离地球数百光年的恒星发射出这个波长的光。因为大部分的光在旅行到地球的过程中,都在通过中性氢时都被吸收掉了。
加热和冷却
|星际物质通常远离热力学平衡。碰撞建立了速度的马克士威-波兹曼分布,通常用于描述星际气体的温度是动力学温度,它描述所观测到的粒子温度具有热力学平衡的马克士威-波兹曼速度分布。然而,星际辐射场通常比热力学平衡中的物质微弱许多,是高度稀释的;一般它大致与A型星(表面温度~10,000K)相同。因此,星际物质中的原子或分子的能阶很少会依据波兹曼公式填充(Spitzer 1978,§ 2.4)。
根据星际物质的温度、密度和电离状态,不同的加热和冷却机制,决定了气体的温度。
加热机制
低能量宇宙射线加热:
为加热星际物质所提出的第一个机制是用低能量宇宙射线加热。宇宙射线是一种能够穿透分子云深处的有效加热源。宇宙射线通过电离和激发将能量传输给气体,并通过库伦交互作用使电子被释放。因为低能量宇宙射线(通常是数百万电子伏特)比高能量宇宙射线多很多,所以很重要。
粒子光电加热:
炙热恒星的紫外线辐射可以将尘埃粒子的电子移除。光子被尘埃粒子吸收,一部分能量用于克服潜在的能量屏障,并从粒子中移除电子。这种潜在屏障是由电子和粒子电荷的结合能(功函数)造成的。光子剩余的能量部分赋予弹出电子的动能,通过与其它的粒子碰撞加热气体。尘埃粒子典型分布的大小是 n(r) ∝ r3.5, 此处r是尘埃粒子的半径。假设,弹射的尘埃粒子表面积分布为πr2n(r) ∝ r1.5。这显示最小的尘埃粒子主导了这种加热的方法。
光致电离:
当电子脱离原子获得自由(通常是吸收紫外线光子而获得释放,它离开时携带的动能是Ephoton Eionization。这种加热机制在电离氢区占主导地位。但在弥漫的星际物质中,因为缺少中性碳原子,可以忽略不计。
X射线加热:
X射线从原子和离子移出电子,并且这些电子可以引起二次电离。由于强度通常较低,因此这种加热仅在温暖、原子密度较低的物质中有效(因为柱密度很小)。例如,在分子云中,只有硬X射线才能穿透,X射线的加热可以忽略。这是假设该区域不靠近像超新星遗迹这样的X射线源。
化学加热:
当两个氢原子(可以在尘埃颗粒表面移动)相遇时,可以结合成一个氢分子(H2)。这个过程可以产生4.48电子伏特的能量,分布在氢分子的旋转和振动模式上的动能,以及加热尘埃粒子。这种动能,以及通过碰撞从氢分子受激发转移的能量,使气体加热。
颗粒-气体加热:
气态中的原子和分子与尘埃颗粒高密度的碰撞可以转移热能。因为紫外线的照射,这在电离氢区(HII)并不重要。在电离的弥漫物质中因为密度低,它也不重要。在中性弥漫物质中的颗粒总是在低温状态,由于密度低也不能有效的加热气体。
在密度和温度非常高的超新星遗迹中,通过热交换加热颗粒就非常重要。
在巨大的分子云中(特别是在高密度时),通过颗粒-气体碰撞加热占有主导地位。由于光学深度低,远红外线辐射可以深入。尘埃颗粒通过这种辐射加热,在与气体碰撞时可以传输热能。加热的效率可以由给出的调节系数测量:
{\displaystyle \alpha ={\frac {T_{2}-T}{T_{d}-T}}}{\displaystyle \alpha ={\frac {T_{2}-T}{T_{d}-T}}}
此处的T是气体的温度,Td是尘埃颗粒的温度,T2是气体原子或分子碰撞后的温度。由(Burke & Hollenbach 1983)测量的系数是α = 0.35。
其它的加热机制:
存在各种的宏观加热机制,包括:
云气的重力塌缩
超新星爆炸
星风
电离氢区扩张
超新星遗迹创造的磁流体力学波
冷却机制
精细结构冷却:
除了热气体区域和分子云的深处,在星际物质的大多数区域中,精细结构冷却过程占主导地位。它发生的效率最高,丰富的原子具有接近基态能阶的精细结构能阶,例如:在中性物质的C II和O I,和在电离氢区的O II、O III、N II、N III、Ne II、和Ne III。碰撞使这些原子激发到更高的能阶,最终,它们会通过光子的发射来消除激发状态,将能量带出这个区域。
经过允许的管路冷却:
在较低的温度下,可以通过碰撞填充至比精细结构能阶更高的能阶。例如,碰撞将氢激发至n = 2能阶,会导致莱曼-α光子的发射回到基态。在分子云中,被激发的一氧化碳旋转线非常重要。一旦分子被激发,它最终会回到最低能量状态的基态,发射光子可以离开该区域,使云气冷却。
电波传播
极高频(EHF band)在大气中的衰减db/Km是频率的函数。由于水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)等大气成分,在一些特定频率造成的吸收峰值是一个问题。
从≈10KHz(极低频)到≈300GHz(极高频)的电波在星际空间的传播不同于地球表面,有许多不存在于地球的干扰和使信号失真的来源。电波天文学大量依赖补偿不同的传播效应,以发现所期望的讯号。
发现
在1904年发现星际间钙的波茨坦大折射镜,是在1899年建成的一架口径80公分(31.5英寸)和50公分(19.5英寸)不加盖的双筒望远镜。
在1864年,威廉·哈金斯使用光谱确定星云是由气体构成。哈金斯有一个私人天文台,它的8英寸望远镜镜头是由阿尔文·克拉克制造,配置了光谱仪,使他能有突破性的观测。
在1904年,使用波茨坦大折射镜发现星际物质中的钙。天文学家约翰内斯·哈特曼从对猎户座的双星参宿三(猎户座δ)的光谱观测中,确定在星际空间中有元素钙。
斯利普尔(Slipher)在1919年进一步证实星际空间存在气体,然后在1912年斯利普尔确认了星际尘埃。通过这种方法,星际物质的整体性质在一系列的发现和假设中得到了证实。
星际空间的知识史
赫比格-哈罗110天体穿越星际空间的喷流气体。
几个世纪以来,星际物质的性质一直受到天文学家和科学家的关注。然而对星际物质的理解和发展,他们首先不得不先认识"星际"空间的基本概念。这个术语似乎首次出现在Bacon (1626,§ 354–5)的文稿中: "星际滑雪者…哈斯…与群星有如此的亲和力,在其间的旋转,就有如恒星般。" 稍后,自然哲学家罗伯特·波义耳(1674)论述说"天空中的星际部分,在一些伊比鸠鲁学派的模型中必须是空的。"
在现代的电磁学发展之前,早期的物理学家假设存在一种无形的乙太做为携带光的媒介。推测这种乙太也存在星际空间中,就像Patterson (1862)写道:"这种射流充满星际空间,就像乙太充满星际空间。"
深空摄影成像技术的出现让爱德华·巴纳德制作出暗星云在背景星场上的第一批剪影图像,而首先实际探测到星际空间的冷扩散物质是约翰内斯·哈特曼在1904年使用光谱仪拍摄的吸收谱线影像。在对参宿三的光谱和轨道的历史研究中,观察来自这颗恒星的光,哈特曼意识到其中一些光在到达地球之前被吸收。他报告说来自钙的"K"线吸收似乎非常微弱,但近乎完美的锐利,并报告在393.4奈米的钙线有令人相当惊讶的结果:没有由于恒星的轨道运动引起谱线的周期性位移。这条谱线的固定性质使哈特曼得出造成这条吸收线的气体并不存在于参宿三的大气中,而是位于这颗恒星视线方向之间某个地方的一个孤立物质云中。这一发现开启了星际物质的研究。
在一系列的调查中,维克托·安巴楚勉引入了现在普遍接受的概念,极星际物质以云的形式存在。
继哈特曼确定星际钙吸收之后,钠被Heger (1919)在检测房宿四(天蝎座β)和参宿三发现在589.0和589.6奈米的"D"线吸收是固定的。
Beals (1936)后续对参宿一(猎户座ζ)和参宿二(猎户座ε)中钙的"H"和"K"线的观测,揭示了光谱中的双重和非对称轮廓。这些指向猎户座视线方向的星际研究是非常复杂的。非对称吸收轮廓是多条吸收线叠加的结果,每条吸收线都对应于相同的原子变迁(例如钙的"K"线),但发生在具有不同径向速度的星际云中。由于每个云有不同的速度(朝向或远离观测者/地球),因此每个云的吸收线因为多普勒效应,相对于静止谱线的波长,不是蓝移就是红移。这些证实物质不是均匀分布的观测结果,是星际物质内部有多个离散云的第一个证据。
这个长达一光年的星继气体和尘埃结类似于毛虫 。
越来越多有关星际物质的证据,导致Pickering (1912)评论说:虽然星际吸收的物质能只是乙太,但其选择性吸收的性质,就如雅各布斯·卡普坦指出的,是气体的特征,自由气体分子当然存在,因此它们可能不断地被太阳和恒星驱离。
在同一年,维克托·赫斯发现了宇宙线,这种高能带电粒子从太空向地球倾泻而下,导致其他人猜测他们是否也渗透到星际空间。第二年,挪威探险家兼物理学家克里斯蒂安·伯克兰写道:"假设整个空间充满了电子和各种带电的离子在飞翔,这似乎是我们观点的自然结果,我们就得假设演化中的每一个恒星系统都会将带电体送入太空。因此认为宇宙中大部分的物质不是在太阳系或星云中被发现,而是在"空"的空间里。这似乎并非不合理。" (Birkeland 1913)。
Thorndike (1930)指出"很难相信恒星之间的巨大空隙是完全空无一物的。地球的极光并非因为太阳发射的带电粒子而被激发。如果数百万颗恒星也一样的喷发出离子,是毫无疑问的事实,星系内就没有绝对的真空。"
2012年9月,NASA的科学家报告说在受到星际物质(ISM)的影响,多环芳香烃(PAHs)通过氢化、充氧和羟基化的转换,形成更复杂的有机化合物- 朝向氨基酸和核苷酸(分别为蛋白质和DNA的原料)的道路跨出了一步。此外,由于这些转换的结果,多环芳香烃失去原有的光谱特征,这可能是检测星际冰和宇宙尘缺少多环芳香烃的原因之一,特别是冷、稠密云或原行星盘上面的分子层。
在2014年2月,NASA宣布一个重大升级的数据库用于追踪宇宙中的多环芳香烃(PAHs)。科学家认为,宇宙中超过20%的碳可能与多环芳香烃有关,是外星生物起源的起始材料。多环芳香烃似乎在大爆炸后不久就形成了,在宇宙中广泛的分布,与新恒星和系外行星有关。
在2019年4月,科学家与哈伯太空望远镜合作的报告,确认在星际物质的空间中有大型复杂的电离分子,发现了巴克明斯特富勒烯(C60,也称为"巴克球")。
成分
星际物质包括星际气体和星际尘埃。星际气体包括气态的原子、分子、电子、离子等,主要由氢元素组成,其次是氦,其元素丰度与恒星基本一致。星际尘埃是直径大约为10-5厘米的固体颗粒,包括冰状物、石墨、硅酸盐等,弥散在星际气体当中,质量大约占星际气体的10%。
银河系中的星际物质主要分布在旋臂中,占到了银河系总质量的10%,密度大约为每立方厘米一个氢原子,这种密度其实很低,在人造的真空中都无法达到。
《银河系星际介质原来长这样,像烟雾一样弥漫,湍流暗中涌动》(2021-01-26 姿势分子)报道:
今天我们看到的银河系,是一个拥有着上千亿颗恒星的巨大星系,在宇宙无数星系中,它的质量和规模也属于鹤立鸡群。
不过,不论是这几千亿颗恒星还是它周围无数的行星,抑或是其他恒星死亡后形成的致密星,说到底都是由弥散在银河系内星际介质构成的分子云所形成的。
直到今天,银河系内仍然遍布着大量的星际介质,它们与恒星有着非常纠葛的关系。星际介质是恒星的营养来源,通过大量星际介质的坍缩,就会形成一颗颗照耀在宇宙中的恒星;当恒星死亡时,它们又会将大量的物质回馈到宇宙空间,这些物质又继续孕育下一颗恒星,如此往复循环。
这就像是一个轮回,星际介质和恒星互相成就对方,为对方孕育摇篮。而且,它们之间的关系,将会在未来产生深远的影响。
因此,对于这些星际介质及其相关机制,科学家们始终非常关注。最近,海德堡大学天文学中心理论天体物理学研究所(ITA)的Christoph Federrath教授率领着他的团队,利用计算机模拟了星际介质及其形成分子云的过程,以及湍流在这个过程中所起到的作用,或将帮助我们更好地理解这种轮回过程。
近些年来的研究表明,星际介质并非完全均匀地在星际空间分布,而是以一种类似于烟雾流动的湍流形式弥散。这种湍流不仅影响恒星的形成速率,同时影响着恒星能够获得多少质量。这个恒星质量决定了恒星的各个属性,甚至还能够影响周围会有怎样的行星形成,这当然也决定了行星是否能够孕育生命,因此对它的研究至关重要。
和烟雾的湍流一样,星际介质湍流中较大股的部分也会倾泻成许多的小股。其中的不同之处在于,星际介质湍流的密度非常低,每立方厘米只有1-100个粒子。正是由于这个因素,星际介质的粘度也非常低,这就使得湍流能量可以级联到更小的尺度。在这个过程中,湍流的速度也会出现梯度,从某些区域的超音速降低到附近的音速级别。
(图片说明:本次研究的模拟过程截图)
在这种情况下,主宰气体云的将不再是这些湍流,而是引力。而这个临界值何时、以怎样的方式出现,就决定了气体云中密度相对较高的核心的大小,而这个核心就会在未来形成恒星。
尽管科学家推测出了这样的过程,但由于星际介质的复杂性,我们在看到一片星际介质湍流的时候,还是无法判断它会在哪里发生,这片区域的形状及范围如何。
来自海德堡大学的Rafl Klessen教授参与了本次研究,他介绍说:“这个物理过程中的复杂性超乎想象,它们之间的相互作用只能在计算机模拟的协助下才可以研究。”为此,他单独领导着一个团队,利用莱布尼茨超级计算中心的设备进行了这次模拟。
(图片说明:本次研究中模拟出银河系内星际介质的一部分截图,其湍流结构非常明显,其中不同的颜色代表不同的密度)
研究人员在论文中指出,他们的这次模拟结果非常成功,与此前的理论非常匹配。通过模拟,他们不仅找到了从超音速到音速过渡的区域并且还成功地量化了其形状和范围。此外,他们发现二者之间的交界处并不那么泾渭分明,而是在一个很大的尺度下过渡的。
令人兴奋的是,在与银河系内真实存在的气体云进行对比后,他们发现自己的模拟结果也确实非常符合,再一次印证了这次模拟的准确性。
(图片说明:哈勃太空望远镜拍摄的船底座星云,这里的恒星风和大质量恒星的电离辐射导致了分子云中湍流的形成)
Klessen说:“从理论上讲,这个过渡区决定了致密核心在星际气体云中被发现的概率。于是我们将自己的预测结果和在银河系气体云IC5146中的观测相对比,得到了极高的一致性,这个结果非常令人兴奋。”
在听说了这项研究的成果后,加州大学伯克利分校天文学系的Christopher McKee和新泽西州普林斯顿高级研究所的James Stone也专门撰文表示:“恒星的形成是天体物理学中的核心,不仅导致了我们在宇宙中观察到了多样性的恒星,也(间接)促成了黑洞和行星的形成、重元素的出现,还通过辐射、恒星风以及超新星爆发促使星际介质能量增加,甚至影响了星系的形成。”
(图片说明:这是位于小熊座的北极星耀斑,距离我们490光年,星际气体和尘埃在这里绵延数十光年,还有许多相互纠缠的丝状结构,未来会形成恒星。本次研究的模拟结果与北极星耀斑进行了对比,匹配度非常高,验证了模拟的准确性)
简单来说,银河系内绝大部分天体或者天体结构的形成,都有可能受到了这个天体物理学过程及其演化机制的影响。正是因为这个过程和驱动它的湍流如此重要,科学家们才孜孜不倦地对其进行研究。
而另一方面,由于这个过程过于复杂,远远超出了人类的计算能力范围。因此,科学家只能通过计算机的模拟并将其与实际观测相对比,才能解决这个问题。
凭借着计算机的强大计算能力,他们终于实现了关于银河系星际介质和湍流的迄今为止最严格、最详细的模拟过程,并且取得了很大的成功,这对于未来科学家们理解银河系内天体的形成至关重要。
可以肯定的是,未来超级计算机将会越来越多地加入到这种前沿的科学研究中来。因此,计算机的发展也就显得至关重要,更强大的计算力能够保证更精确的模拟结果。不仅仅是天文学,其他各个领域的科学理论发展,未来或都将寄希望于超级计算机的进步。因此我认为,星际物质可能是人类动物园的最后边界线,一旦能够穿越它,得到的不是自由,就是死亡。
谢选骏指出:旅行者探索器发现,星际物质中充满了致命的辐射。这实际上是人类无法穿越的死亡屏障。即使配备了有效的防护屏,能否始终生活在这样的人造屏障之下,依然是人体难以承受的一大挑战。
70、星际介质可能成为宇宙朝圣的祝福
《太空探索:太阳系以外的神奇世界 “旅行者”号为你揭开秘密》(BBC Space 2020年10月18日)报道:
太阳及其行星形成的太阳圈与星际空间的星际物质相碰撞时会产生弓形激波。
太阳系之外的星际空间对于地球上的人类一直是神秘的黑暗真空,其秘密现在终于被首批离开太阳系的人造物体——两艘无畏的宇宙飞船所揭开。
太阳系的边缘,远离太阳的保护,似乎是一个寒冷、空旷、黑暗的地方。很长一段时间,人类一直以为,太阳系及离我们最近的恒星之间的这片广阔空间是一个可怕的虚空。
直到最近,太阳系的边缘还是人类只能从远处窥视的神秘太空。天文学家对此往往也是匆匆掠过,宁愿将望远镜对准邻近的恒星、星系和星云等发光的物质上。
但过去几年间,20世纪70年代建造并发射的两艘航天器已飞到了我们称之为星际空间的这个陌生区域,传回的影像让我们首次瞥见这个神秘空间的真面目。作为首批离开太阳系的人类建造物体,两艘航天器正在探索远离地球数十亿英里的未知领域。在此之前还没有任何宇宙飞船飞到如此遥远的太空。
两艘航天器还揭示出,在我们太阳系的边界之外,存在着一个虽然肉眼看不见,但物质却相当活跃、混沌而激荡的区域。
研究太阳系外围区域的新西兰基督城坎特伯雷大学的天文学家米歇尔·班尼斯特(Michele Bannister)说,“观察电磁波谱的不同部分,你会发现,那部分空间与我们肉眼看到的黑暗大不相同。在这里,电磁现象相互作用,相互推动,相互纠缠激荡,非常活跃。你可以想象一下尼亚加拉瀑布急冲而下形成的湍急河水。”
但与尼亚加拉大瀑布下奔涌翻滚的水不同,太阳系外圈的湍流是太阳风的结果。所谓太阳风,是太阳持续喷射到太阳外围的超高速带电粒子流,或称等离子流,在到达太阳系边缘时会减速崩溃,混合到在星系间流动的气体、尘埃和宇宙射线,即所谓“星际介质”之中。超新星爆炸所产生的宇宙射线四面八方喷射到星际空间。
在过去的一百年,主要依靠射电望远镜和X射线望远镜的观察,科学家们已经勾画了一幅关于星际介质的组成图片,揭示了星际介质是由极度分散的电离氢原子、宇宙尘和宇宙射线,以及密度很大的星际分子云所组成。分子云是新的恒星诞生之所。我们的太阳系就是45亿年前一个巨大的分子云坍塌形成。
但在我们太阳系之外的星际介质的确切性质在很大程度上一直是个谜,主要是因为整个太阳系,即太阳及其八大行星,和一个称为柯伊伯带的极其遥远的微型天体密集圆盘状区域,都被包裹在一个巨大的由太阳风形成的保护泡中,这个如同气球一样的泡泡被称为太阳圈(heliosphere,也翻译为日球层)。当太阳带着其行星在银河系快速运动时,这个太阳风形成的大气泡就像一块无形的盾牌一样抵挡着星际介质,把大多数有害的宇宙射线和其他物质挡在了太阳系外面,保护了地球的生命。
但太阳圈(日球层)救命的特性也让研究这个气泡之外的星际空间变得更加困难。甚至从我们所处的太阳系内部也很难确定太阳圈的大小和形状。
约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的博士后研究员艾伦娜·普洛沃尼科娃(Elena Provornikova)说,“这就像你在自己的家里,想知道房子是什么样子,必须到外面去看一看,才能真正判断出来。要知道太阳圈到底是什么样,唯一方法是走出太阳系,然后回头看,要从太阳圈之外去拍摄它的图像。”
这可不是一项简单的任务。与整个银河系相比,我们的太阳系就像比漂浮在太平洋中央的一粒米还要小的东西。然而,太阳圈(日球层)的外边缘仍然是非常的遥远,以至于两艘航天器“旅行者1号”和“旅行者2号”从地球起飞后,花了40多年时间才到达这里。
以较直的路线穿过太阳系的旅行者1号在2012年率先进入星际空间,接着旅行者2号在2018年也进入星际空间。目前,两个航天器分别离地球约130亿英里和110亿英里,还在继续向外飞离,进入离太阳系更远的外太空。两艘航天器在飞离太阳系之同时,也发回地球更多数据。(要想知道旅行者号更多信息,请阅读BBC文章《旅行者号:人类最伟大的太空任务》。英文链接)
如一辆汽车大小的两艘旅行者号航天器在1977年发射升空,现正从远离太阳系的星际空间向地球发回探测数据。
这两个已经“年逾不惑”的太空探测器揭示了太阳圈和星际介质之间的边界的真面貌,这为我们了解太阳系是如何形成的以及地球上生命何以能够存在提供了新的线索。实际上,我们太阳系的边缘并不是一个清晰的边界,而是搅动着旋转的磁场、碰撞的恒星风暴、高能粒子风暴和旋转辐射的活跃混沌带。
太阳圈气泡的大小和形状会随着太阳风输出的变化而改变,也会随着太阳系穿越星际介质的不同区域而改变。当太阳风上升或下降时,也会改变太阳圈气泡所受到的外在压力。
2014年,太阳的活动激增,生成了一场席卷行星际空间的太阳风暴。风暴以每秒800公里的速度首先冲击水星和金星。两天之后,穿越1亿5千万公里,太阳风暴包围了地球,但很幸运的是,我们地球的磁场能够阻挡太阳风,保护地球生命免受太阳风的强大辐射破坏。
一天后,这波强大的太阳风暴从火星呼啸而过,穿过小行星带,朝着遥远的气态巨行星(木星、土星、天王星)而去。两个多月后,又扑向海王星,海王星的轨道距离太阳近45亿公里。
经过6个多月的时间,这股太阳风暴终于到达了距离太阳130多亿公里,被称为“终端激波”的空间。在这里,推动太阳风的太阳磁场已变得很微弱,以至于星际介质的压力与太阳风相互作用,使得风暴速度减缓。
到达终端激波带的太阳风暴速度减慢到不及之前的一半,犹如大西洋飓风减弱为热带风暴。2015年底,这场太阳风暴追上了体积如一辆小型汽车、形状不规则的旅行者2号。旅行者2号中由缓慢衰变的钚电池驱动、“高龄”四旬的感应器勘测到了这场太阳风暴,发现太阳风等离子体量暴增。
然后探测器将数据传回地球,即使是以光速传输,也要花18个小时才能到达地球。天文学家之所以能收到旅行者号的信息,多亏了巨大的70米高的碟形卫星阵列和先进的技术,这些技术在旅行者号1977年离开地球时是还是无法想象的,更不用说发明了。
太阳不断向外抛射称为太阳风的高能粒子流。太阳风会因太阳活动的强弱而加剧或放缓。
这场太阳风暴与旅行者2号相遇时,这个太空探测器还在我们的太阳系中。一年多后,太阳风暴最后的垂死余风也追上了早在2012年已进入星际空间的旅行者1号。
这两个太空探测器穿越太阳系走的是不同路线,一个位于太阳系黄道平面上方30度的方向,另一个则位于黄道下方30度。2014年爆发的这场太阳风暴在不同的时间及不同的区域与两个旅行者号前后相遇,这为研究太阳风层顶(heliopause,也翻译为日球层顶,即太阳风遭遇星际介质而停滞的边界)的性质提供了有用的线索。
旅行者号传回的数据显示,这个称为太阳风层顶的湍流边界有几百万公里厚,覆盖着表面积达数十亿平方公里的太阳圈(日球层)。
太阳圈(日球层)也大得出乎意料,这表明银河系这部分的星际介质密度比人们想象的要低。太阳在银河系的星际空间中运行时会切割出一条路径,就像一艘船在水中航行留下一个“弓形波浪”一样,在它后面也形成一个尾迹,可能带有一个或多个类似于彗星形状的尾巴。两艘旅行者号都是从太阳圈气泡的“鼻子”处起飞,因此没有提供任何太阳圈尾巴的数据。
普洛沃尼科娃说,“根据旅行者号的数据估计,太阳风层顶大约有一个天文单位厚。但这不是太阳圈真的表面。这是一个有着复杂活动的区域。我们不知道那里发生了什么。”一个天文单位代表地球和太阳之间的平均距离,为9300万英里。
在这个太阳系和星际空间之间的边界区域,不仅有太阳风和星际风(interstellar wind,来自星际空间的粒子流)相互冲撞拉扯产生的湍流,而且太阳风和星际介质的粒子似乎还会交换电荷和动量。结果,部分星际介质会转化为太阳风,从而能增加太阳圈气泡向外的推力。
虽然一场太阳风暴可以提供有趣的数据,但令人吃惊的是,太阳风暴似乎对太阳圈气泡的总体大小和形状的影响却很小。看来,圈外发生的事情比圈内发生的事情对太阳圈的影响要重要得多。太阳风随时间的增强减弱都不会对太阳圈气泡产生明显的影响。但如果太阳圈气泡进入银河系某区域,则所遇的星际风密度的大小会影响太阳圈增大或是缩小。
但是有关包围和保护着我们太阳系的太阳圈气泡,至今仍然有很多问题还未得到解答,例如这个由太阳风形成的气泡是宇宙中特别之现象还是一种模式。
普洛沃尼科娃说,增加对太阳圈的了解,就会增加对人类在宇宙中是否为孤独的智慧生命这一问题的认识。她说,“对自己所在星系所做的研究将告诉我们,其他恒星系统中生命发展会需要什么条件。”
这在很大程度上是因为太阳风阻挡星际介质进入太阳系,也阻止了来自太空深处威胁地球生命的辐射和致命的高能粒子(如宇宙射线)的撞击。宇宙射线是来自太空,接近光速的带电高能次原子粒子。当发生恒星爆炸、星系坍缩成黑洞以及其他灾难性的宇宙事件时,就会产生宇宙射线。在我们太阳系之外的星际空间充满了不断喷射的高速次原子粒子,对一个缺乏保护的星球,其威力將造成致命的辐射破坏。
普林斯顿大学太阳物理学研究员、也是第一个根据旅行者号收集的星际数据撰写博士论文的科学家杰米·兰金(Jamie Rankin)说,“旅行者号数据明确地告诉我们,其中90%的宇宙辐射被太阳过滤掉了。如果没有太阳风的保护,我不知道我们人类是否还能生存。”
美国太空总署(Nasa)另外三个太空探测器很快将进入星际空间,加入旅行者号的行列,不过其中两个探测器因为已经耗尽了能量,不再传送数据回地球。在太阳圈的巨大边界上,这些微小的点只能提供有限的信息。幸运的是,更广泛的观察可以在离我们地球之家较近的空间进行。
太空总署2008年发射一枚绕地球运行的微型卫星“星际边界探测器”(Ibex),用来绘制太阳圈与星际空间相接的边界图。Ibex探测到从星际边界喷射而来被称为“高能中性原子”的粒子带。
兰金说,“你可以把Ibex测绘想象成某种测量恒星视向速度的‘多普勒雷达’,而旅行者号就像地面气象站。”兰金使用来自旅行者号、Ibex和其他方面的数据来分析较小规模的太阳风暴。她目前正在根据2014年开始的太阳风暴数据撰写一篇论文。已经有证据表明,旅行者1号越过太阳圈边界时,太阳圈正在缩小,但旅行者2号越过边界之时,太阳圈却在扩大。她说,“这是一个相当动态的边界。Ibex的3D图竟捕捉到这一发现,实在了不起,这让我们能够同时追踪到事件发生时旅行者号当场的反应。”
Ibex揭示了太阳圈边界究竟有多活跃。Ibex第一年发现了一条巨大的高能中性原子带蜿蜒穿过太阳圈边界,这个中性原子带会随时间变化,在短短6个月时间一些特征会出现和消失。这条带状区域位于太阳圈层顶的前端,在这里太阳风粒子会被星系磁场反射回太阳系。
旅行者2号飞离太阳系时测量到宇宙射线的暴增。太阳圈气泡挡住了宇宙射线进入太阳系,从而保护了地球的生命。但是旅行者号的长征故事还很漫长。虽然两个航天探测器已经离开了太阳圈(日球层),但仍然在太阳的势力范围之中。例如,用肉眼仍能够看到太阳的光,认得出太阳。而且我们太阳的引力也远远超出了太阳圈,能够拉住一个由冰、尘埃和太空碎片组成的非常稀疏而巨大的球体云团。这个云状天体称为奥尔特云。
尽管漂浮在遥远的星际空间,奥尔特云中的物质仍然围绕太阳运行。虽然太阳系一些彗星即来自奥尔特云,但发射探测器到3千亿到 1万5千亿公里的奥尔特云,也实在是太遥远了。
这些极其遥远的天体,自从太阳系形成以来就几乎没有改变过,它们可能掌握着行星如何形成,以及生命为何能够在我们的宇宙中出现等这一切问题的解答之钥。随着每一波新数据的出现,也随之出现新的谜团和问题。
旅行者1号2012年进入了星际空间,离开太阳已100个天文单位,但还要飞300年才能抵达巨大无比的奥尔特云。
普洛沃尼科娃说,可能有一层氢气覆盖了部分或全部的太阳圈,其对太阳圈的作用尚未被破译。此外,太阳圈似乎正在穿越银河系中一个由远古宇宙事件遗留下来的粒子和尘埃组成的星际云团,即天文学所谓的本星际云团。本星际云团对太阳圈边界,以及生活在其中的我们地球生命有何影响,也仍然有待研究。
普洛沃尼科娃说说,本星际云团“可以改变太阳圈的大小和形状。它可能有不同的温度,不同的磁场,不同的电离体和所有这些不同的参数。这令人非常兴奋,因为这是一个未知数很多的领域,而我们对太阳和本星系(即银河系)之间的相互作用还知之甚少。”
但无论怎样,这两辆体积宛如小汽车、由金属螺栓连接在小型抛物面天线上的旅行者号探测勇士,在我们探索太空的旅程中,将为我们的太阳系充当先锋,率先勇敢闯入一个陌生而未知的太空领域,揭示其秘密。
谢选骏指出:星际介质可能成为宇宙朝圣的祝福——这既然可能是一道“到此为止”的终点,也可能是一道“由此开始”的起点。但是无论如何,只要相信上帝,这里就是一个祝福;如果不信上帝,这里就是一个诅咒了。
【71、星际移民,骗子先行】
《天体学家提出星际移民的新方案:人类或将在未来15年内殖民谷神星》(2021-01-21)报道:
谷神星(Ceres)是太阳系中最小的、也是唯一位于小行星带的矮行星我们是否应该在矮行星谷神星周围建造一颗人类栖息地的“巨型卫星”?这听起来很有想象力。
现在,太空探索机构和充满幻想的亿万富翁们,比以往任何时候都更专注于在地球轨道之外为人类寻找一个新的家园。火星是一个明显的候选者,因为火星距离地球比较近,昼夜循环24小时(火星自转周期24小时37分钟。火星的一天或者说日照时间比地球上的一天长30多分钟),大气中二氧化碳含量丰富。因此,太空探索家认为,任何殖民这颗红色星球或其他行星的表面,都是非常富有想象力的行动。
现在,近日发表在预印本数据库《arXiv》上的一篇新论文提出了一个创造性的相反建议:抛弃殖民这颗红色星球(火星)的想法,转而在矮星谷神星周围建立一个巨大的漂浮栖息地。
在这篇尚未经过同行评议的论文中,芬兰赫尔辛基气象研究所的天体学家佩卡·詹胡宁 (Pekka Janhunen),描述了他对由数千个圆柱形航天器组成的“巨型卫星”的设想,所有这些都连接在一个圆盘状的框架内,永久性地围绕着谷神星运转,因为谷神星是火星和木星之间的小行星带中最大的天体。詹胡宁写道,这些圆柱形栖息地中的每一个都可以容纳超过50000人,支持人造大气,并通过自身自转的离心力产生类似地球的引力。(这一概念最早于20世纪70年代提出,被称为奥尼尔圆柱体)。
人类能否星际移民?专家希望殖民谷神星而非火星,并提出具体方案。但是,为什么是谷神星呢?詹胡宁写道,谷神星与地球的平均距离与火星相当,这使得人类星际旅行相对容易——但这颗矮行星也有一个巨大的元素优势。詹胡宁指出,谷神星含有丰富的氮元素,这对发展环绕轨道的定居点的大气层至关重要(地球的大气层大约含有79%的氮)。与其在这个小小的星球表面建立一个殖民地——谷神星的半径大约是地球的1/13,不如让星际移民者利用太空电梯,将原材料从这个星球直接运送到他们的轨道栖息地。这种轨道生活方式也将解决詹胡宁在火星表面殖民地的构想中所发现的一个最大的问题之一:低重力对健康的影响。
在一封电子邮件中,詹胡宁告诉记者:“我担心的是,因为火星表面的重力约只有地球的大约1/3(38%),在火星上生活的儿童,将无法发育成像地球上健康的成年人那样的肌肉和骨骼。因此,我寻找一种替代方案,既能提供类似地球的重力,又能提供一个相互联系的世界的替代方案。”即便如此,一位外部研究人员指出,詹胡宁的提议也有它自己的警告,这可能会对一个成功的谷神星殖民地产生不利的影响。
1、欢迎来到新世界
天体学家提出星际移民的新方案:人类或将在未来15年内殖民谷神星,根据詹胡宁的提议,谷神星巨型卫星的每个圆柱体,都将通过旋转产生自己的重力;每个圆柱状的栖息地长约6.2英里(10公里),半径为0.6英里(1公里),每66秒完成一次完整的旋转,以产生模拟类地球引力所需的离心力。詹胡宁指出,一个圆柱体可以轻松容纳5.7万人,它可以通过强大的磁铁与相邻的圆柱体固定相连,这种磁铁的作用就像磁悬浮中使用的磁铁一样。
詹胡宁教授认为,这种相互联系表明了巨型卫星生活的另一大优势:新的栖息地圆柱可以无限期地添加到殖民地的边缘,从而允许近乎无限的扩张。詹胡宁说道:“火星的表面积比地球小,因此它不能为大量人口和经济扩张提供空间。”另一方面,谷神星的栖息地可以提供从一个到数百万个、甚至无数个,其潜力可以说是无限的。
2、看到星际移民的未来了吗?
除了圆柱体和它们巨大的圆盘框架外,这个“蚁群”状星际殖民地的主要特征是拥有两个巨大的玻璃镜子,与圆盘成45度角,以便将足够的自然阳光反射到每个栖息地。詹胡宁指出,每个圆柱体的一部分将用于种植农作物和树木,种植在5英尺(1.5米)厚的土壤层中,土壤的原料来自谷神星。自然的阳光会让它们茁壮成长。(与此同时,每个圆柱体的城市部分将依靠人造光来模拟类似地球的昼夜循环,不过,詹胡宁教授并没有提到定居地的氧气来源。”
这个漂浮的、圆柱状的乌托邦社会听起来有点古怪,但它也有许多支持者。早在2019年,亚马逊首席执行官和私人太空公司蓝色起源的创始人杰夫·贝佐斯,曾在华盛顿特区的一个活动上发表演讲,谈论建造类似于詹胡宁所描述的“谷神星殖民地”的优点。不过,贝佐斯对这样一个殖民地能否在我们有生之年建设完成表示怀疑,他问观众,“我们要如何建立星际殖民地?我不知道,这个房间里也没人知道。”然而,詹胡宁教授显然更为乐观。在给《生活科学》的一封电子邮件中,他说第一批人类定居者或将在未来15年内开始殖民谷神星。
3、人类真的有望殖民谷神星?
美国佛罗里达理工学院研究行星宜居性的天体生物学助理教授马纳斯维·林甘(Manasvi Lingam)认为,移民谷神星的提议提出了一个“貌似可行的合理替代方案”,以取代在火星或月球表面定居,但仍然未能考虑其中的一些关键考虑因素。林甘教授指出:“我想说有三个主要的注意事项,第一个问题是除了氮元素以外,还有没有考虑其他的基本元素?”
林甘认为,上述论文中没有提到的一个关键元素是磷。人体必需依靠磷来产生DNA、RNA和ATP(细胞中一种重要的能量储存形式)。地球上的所有生物——包括殖民者可能希望在它们漂浮的栖息地生长的任何植物——都以这样或那样的方式需要磷元素,但詹胡宁教授的提议中,显然并没有提到从何处或如何获取这一关键元素。
林甘教授强调,第二个需要注意的问题是技术,从谷神星上收集氮和其他原材料需要开采该行星的表面,并从岩石中提取这些关键元素。如果没有部署在谷神星上的自动采矿车队,再加上要引导他们找到最有生命力的富含营养物质的矿藏的卫星,这一行动几乎是不可能实现的。林甘认为,詹胡宁教授提出星际移民的新方案是有道理的,但从技术上讲,我们还没有达到那一步;就在最近,美国国家航空航天局(NASA)的一个火星探测机器人被宣布“死亡”,因为它未能将自己埋进火星表面仅16英尺(5米)的地方,从而结束了为期两年的任务。
这些技术限制指向了林甘教授的第三个警告,即上述方案的时间框架。詹胡宁的提议表明,在谷神星开始采矿22年后,这颗巨型卫星的第一批轨道栖息地可能会完成。但这一估计是在假定解决方案的可用电力供应每年呈指数增长的情况下得出的,这种增长是立即开始的,不会因技术或后勤问题而停滞。林甘教授透露,这一估计“并非不可想象的”,但不应被视为理所当然。林甘说道:“22年的时间尺度可能是最优条件下的下限,但我认为实际花费的时间尺度可能要长得多。”
谢选骏指出:无论是马斯克,还是詹胡宁,都属于“星际移民,骗子先行”的典型——马斯克像是马克思,詹胡宁像是谵胡佞……他们的目的,与其说是星际移民,不如说是地球圈币,为此不惜自己钻入墓地。
《谷神星长什么样?NASA“黎明号”航天器曝光了它的样子》(2021-05-21 天文在线)报道:
2007年9月,NASA“黎明号”航天器开始了一场历史性的旅程——先造访巨大的小行星灶神星,然后前往距离地球最近的矮行星——谷神星。这次任务旨在研究位于火星与木星之间的主小行星带内的两个最大的天体。灶神星和谷神星都是多样化的、完整的天体,它们提供了太阳系早期历史的科学快照,为了解像地球这样的行星是如何形成的提供了一个新的视角。在长达11年的任务中,“黎明号”传回地球的数据令人难以置信。
但也正是这些数据让科学家们有机会比较这两个形成方式大相径庭的类行星的世界,并且还发现了更多与太阳系构造块相关的资料。从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射后,“黎明号”宇宙飞船向火星巡航,在那里它得到了重力辅助以支持其提升速度,到达通往灶神星的正确的轨道上。2011年5月,在黑暗的太空中漂流了17亿英里(28亿公里)后,“黎明号”才捕捉到灶神星的身影,拍摄下这颗强有力的小行星的第一副图像。
这张令人惊叹的图像是黎明号最后一次从75万英里外的地方接近灶神星时拍摄的:在有斑点的黑色背景下,这颗小行星仿若一颗距离遥远的白色小珍珠。2011年7月,黎明号进入环灶神星轨道,成为第一艘在小行星带中环绕天体运行的航天器。它拍摄了数百张图像,发现灶神星这颗明亮的小行星是一个被深坑和巨大的山脉所覆盖的粗糙世界。这张高分辨率的特写图像首次暴露了这颗小行星南半球的情况——你可以看到许多大大小小的陨石坑散落在它的表面,也可以看到奇怪的凹槽或延伸在灶神星的赤道周围的沟槽。
这些巨大的特征可能是古代巨大的碰撞形成的伤疤,每个凹槽估计至少宽6英里!灶神星上最引人注目的特征之一是一组在北半球找到的被戏称为雪人的冲击坑。这张全彩图像展示了三个不同大小和形状的陨石坑。这些陨石坑的边缘相互连接,形成了一个巨大的宇宙雪人的形象。“黎明号”航天器围绕这颗不寻常的小行星在轨飞行了近一年,并传回了数百幅壮丽的图像。但它也证实,灶神星不同于其他已知的在火星与木星之间运行的小行星,而更像一颗其他行星,甚至是地球的卫星。
收集到的特写数据显示,灶神星确实是构成行星的石块,也被称为原行星,正如科学家们之前所怀疑的那样,它由铁芯、地幔和岩壳几层构成。人们一直认为,水星、金星、地球和火星最初也是像灶神星那样开始的,后来形成了我们今天看到的巨大世界。在研究灶神星近一年后,2012年9月,曙光号离开了这颗神秘的原行星,开始了其任务的下一阶段,即前往我们最近的矮行星——谷神星的漫长旅程。在经过大约两年半和31亿英里(49亿公里)之后,曙光号终于抵达了这个矮行星世界,并开始捕捉数以百张令人惊叹的特写图像。
2015年3月,曙光号成为第一个围绕两个天体运行过的航天器,也是第一个访问矮行星的航天器,刚刚击败了更为著名的新视野号,后者当时正在执行去冥王星的任务,并且在几个月后才到达那里。曙光号在8400英里远的地方拍下了这张图像,发现谷神星是一个坑坑洼洼的冰冻世界,隐藏着一段迷人的历史。谷神星是迄今为止小行星带中最大的天体,其直径为588英里(946公里)。它的巨大尺寸和圆形形状意味着它有资格成为一颗矮行星,但不是一颗主行星,因为它未能清除其轨道上的小物体。
这颗矮行星上布满了无数小的杨环形山,由于其表面下有一层冰,这些陨石坑似乎会随着时间的推移而变得平滑。谷神星上更吸引人的陨石坑之一被称为欧卡托陨石坑,它是这颗矮行星上最亮的一个点所在。这张图片为我们提供了一个正上方的鸟瞰图,显示出中心的一个明亮圆顶,它被命名为谷神星光斑。这些亮点被认为是由古代影响暴露出来的汽化冰的盐沉积物,或者是富含氨的粘土,根据科学家的说法,这表明谷神星最初形成于外太阳系,并在数十亿年前迁移过来。然而,这些理论都没有得到证实。谷神星上一个惊人的巨大特征是一座孤独的山,它被命名为阿胡那山(Ahuna Mons)。研究人员怀疑这座山实际上是一座死亡的冰火山,它曾经喷发出冰,而不是像我们在地球上看到的热岩浆。
也有证据表明它曾被其他冰火山环绕包围,但随着时间推移这些冰山缓慢地流回地表,仅留下了阿胡纳山自己。谷神星看起来像是一个留有伤痕的,男爵的世界,覆盖着迷人的特征与发现,比如形成阿胡纳山的流冰,加上陨击坑内可能存在的盐分,表明一个古老的全球性海洋也曾存在于谷神星的地壳之下,并且它可能至今仍在那里。黎明号的惊人发现揭示了谷神星不仅仅是一个支配小行星带的天体,而是一个丰裕的,不断进化的世界,它能够让我们了解到大量有关太阳系和我们的星球起初形成方式的知识信息。
2018年11月,在太空的11年结束后,NASA宣布黎明号已燃料耗尽,探索灶神星和谷神星的使命现已结束。黎明号成功捕捉到了上千张此前从未见过的这些神秘世界的特写照片,并帮助对一些太阳系最热门的问题作了进一步的回答。黎明号传回的大量数据将使科学家们忙上几十年,因为他们要分析这些信息,并且毫无疑问这将会有更令人难以置信的发现。尽管黎明号航天器耗尽了燃料,但它将以不受控但稳定的状态继续环绕谷神星运行另一个50年,然后撞到一颗矮行星的表面。不过到时候它将作为我们宏伟太空探索史的另一个遗迹在冰冷的世界中漂流。
相关知识:
谷神星(小行星名称:谷神星)是位于火星和木星轨道之间的主要小行星带中的最大天体,直径940公里(580英里),是唯一一颗大到足够被自身引力所环绕/流体静力平衡的小行星,尽管灶神星或者可能其他小行星在过去也是如此。这使得谷神星既是公认最小的矮行星也是海王星轨道内唯一的一颗。
已知的第一颗小行星是谷神星,1801年1月1日由朱塞普·皮亚齐( Giuseppe Piazzi )在巴勒莫天文台发现。它最初被认为是一颗行星,但位于相似轨道内的许多其他天体被发现之后,谷神星于19世纪50年代被重新归类为小行星。此后它被归类为C型小行星,同时由于黏土矿物的存在,也被归类为G型小行星。
《谷神星(天文天体)》报道:
谷神星(Ceres),是太阳系中最小的、也是唯一位于小行星带的矮行星。由意大利天文学家皮亚齐发现,并于1801年1月1日公布。
2006年,国际天文学联合会将谷神星重新定义为矮行星,谷神星曾被认为是太阳系已知最大的小行星。
简介
谷神星(Ceres),是太阳系中最小的、也是唯一位于小行星带的矮行星。由意大利天文学家皮亚齐发现,并于1801年1月1日公布。2006年,国际天文学联合会将谷神星重新定义为矮行星,谷神星曾被认为是太阳系已知最大的小行星。
谷神星很可能是一个分化型星球,具有岩石内核,地幔层包含大量冰水物质,现探测到星球表面有大量载水矿物质。初步推测水占谷神星体积的40%。谷神星还能通过太阳能获得能量,因为它距离太阳仅2.8个天文单位,相比之下,木卫二和土卫二一距离较远,分别是5.2和9个天文单位。
谷神星位于火星和木星轨道间的小行星带中,此前研究已确认其内部存在大量的冰。欧航局在《自然》杂志上报告说,他们利用赫歇尔望远镜首次在谷神星上发现了水蒸气,这些水蒸气来自谷神星表面颜色较深的区域。水蒸气的量并不大,约为每秒6千克,但这一发现对于证实谷神星上有水意义重大。研究人员推测,水蒸气冒出的具体原因可能有两个:一是太阳照射使谷神星表面的冰被迅速加热所致,二是谷神星内部仍有能量。科学家推测可能拥有液态水的海洋。
2014年12月18日,美国行星科学研究所科学家李剑扬说:“我并不认为在天体生物学方面谷神星不如其它潜在宜居性的星球。生命存在需要3个基本条件——液态水、能量来源和某些化学成分(碳、氢、氮、氧、磷和硫磺等),谷神星均占一定优势。”
发现过程
1801年新年的晚上,意大利神父朱塞普·皮亚齐(Giuseppe Piazzi,1746年7月7日~1826年7月22日)还在聚精会神地观察着星空。突然,他从望远镜里发现了一颗非常小的星星,这颗行星在几天的观测期内不断变动位置。可是,当皮亚齐再想进一步观察这颗小行星时,他却病倒了。等到他恢复健康,再想寻找这颗小行星时,它却不知所踪。皮亚齐没有放弃这一机会,他认为这可能就是人们一直没有发现的那颗行星。
天文学家对皮亚齐的这一发现持有不同的看法。有人认为皮亚齐是正确的;也有人认为这可能是一颗彗星,关于这颗行星的说法不在少数,天文学界议论纷纷。
几个月过去了,人们的争论也没见分晓。可是,这场争论却引起了德国数学家高斯的注意。高斯想,既然天文学家通过观察找不到谷神星,那么,是否可以通过数学方法找到它呢?许多天文学家对高斯的这一提法不以为然。天文学家都找不到谷神星,难道高斯还能把它算出来吗?朋友们也劝他不要把自己的时间和才智浪费在这一毫无希望的问题上。
年轻的高斯却有自己的看法。他认为,天文学是离不开数学的。如果没有雄厚的数学知识,是不可能成为一个出色的天文学家的。在天文学发展史上,情况也正是如此。开普勒正是凭借着自己的数学才能,才发现了行星运动的三大定律。牛顿也是凭着渊博的数学知识,才发现了万有引力定律。
在高斯之前,著名数学家欧拉曾经研究出了一种计算行星轨道的方法。可是,这个方法太麻烦。高斯决心去寻找一种简便易行的方法。在前人的基础上,高斯经过艰苦的运算,以其卓越的数学才能创立了一种崭新的行星轨道计算理论。他根据皮亚齐的观测资料,利用这种方法,只用了一个小时就算出了谷神星的轨道形状,并指出它将于何时出现在哪一片天空里。
1801年12月31日夜,德国天文爱好者奥伯斯,在高斯预言的时间里,用望远镜对准了这片天空。不出所料,谷神星再一次奇迹般地出现了!
高斯的计算方法成功了。高斯从笔尖上寻找到的这颗行星,在隐藏了整整一年后,成为人类的最好的新年礼物。这一礼物向人们显示了数学在科学研究中的巨大作用。
在发现小行星之前,皮亚齐原是找寻Francis Wollaston的恒星列表中所记载的Mayer 87星,但他在表中所述的位置找不到该星。及后他找到一颗会移动的星,最初他认为这是颗彗星。
皮亚齐持续观测至2月11日,但他的发现却未受注意,之后该小行星已公转至太阳背面而无法观测。及后德国数学家高斯凭著皮亚齐的三次观测结果去估计其轨道,并于翌年由Franz Xaver,Baron von Zach和奥伯斯成功寻回该天体。另一位天文学家波得认为火星与木星轨道之间的位置理应有行星,而谷神星正是该颗他认为的未知行星,但它的体积比起其他大行星要小得多,因此威廉·赫歇尔(Friedrich Wilhelm Herschel,1738年11月15日~1822年8月25日)后来把这类天体称为“小行星”(asteroid)并由此延伸出一个标准,即要确定一个天体是否为行星,这个行星的体积必须比谷神星要大。
天文观测
当谷神星在近日点附近冲时,它的视星等可以达到+6.7等,一般认为对裸眼来说这样的光度还是太暗而难以见到,但视力特别锐力的观测者可能可以看见这颗矮行星。谷神星在2012年12月18日的视星等可以达到+6.73等。亮度可以达到这种程度的小行星还有灶神星、智神星(在罕见的近日点冲)和虹神星[64]。谷神星在合的时候光度是+9.3等,相当于使用10X50的双筒望远镜可以看见的最暗天体。因此,当他在地平线上的任何时刻,只要天空够黑暗,都可以用双筒望远镜看见它。
1984年11月13日,在墨西哥、佛罗里达和加勒比海之间,观测到谷神星的恒星掩星。
1995年6月25日,哈勃空间望远镜的紫外线观测得到分辨率达到50千米的影像。
2002年,凯克望远镜使用调适光学得到分辨率30千米的红外线影像。
2003年底及2004年初,哈勃太空望远镜首度摄得谷神星的外貌,发现它相当接近球形,而且表面具有不同的反照率,相信拥有复杂的地形,有天文学家甚至推测谷神星的具有冰质的幔及金属的核心。
2003年和2004年使用哈勃空间望远镜观测,得到分辨率30千米的可见光影像(最好的资料) 。
2015年,美国宇航局的“黎明号”探测器仍然运行在谷神星的轨道上,科学家发现谷神星上存在一座巨大的山脉,从外形上看,酷似埃及的金字塔。金字塔山脉的高度为6000米,这里还有一些巨大的撞击坑,分别为北半球的Occator撞击坑位和南半球的UrvaraYalode盆地。
星球探测
“黎明”号
2015年2月19日,“黎明”号在4.6万公里的高度上拍摄到谷神星的全貌,科学家发现图像中存在一个神秘的亮点。在最新的任务中,美国宇航局已经将神秘亮点列为首要观测的目标之一,有研究认为这是谷神星上的冰物质反射光。
“黎明”号探测器正在使用离子推进器进入半径为1.3万公里的圆轨道,这个高度上能够观测到谷神星表面的冰和岩石撞击坑的景观,因此神秘亮点的奥秘也将被揭开。
虽然“黎明”号降低了轨道高度,但现在还无法进行成像,直到太阳光再次照射到探测器下方的谷神星表面时才可获得高质量的图像。在众多令人着迷的观测目标中,神秘亮点非常引人注目。哈勃太空望远镜在10年前对谷神星进行观测,但直到现在我们才获得了最清晰的谷神星图像。“黎明”号本次轨道调整将延续到4月14日,变轨完成后将进行一次导航定位,此后我们将对谷神星进行全面观测,揭开谷神星上的各种谜团。
谷神星的直径大约为950公里,与地球或其他类地行星相似的地方在于其赤道比南北两极的距离要宽一些。4月23日之后,“黎明”号将按计划抵达RC3轨道,这是一个新的圆轨道,并开始为期一年的探测,拍摄数以万计的谷神星表面图像。“黎明”号其实还有故障在身,它的四个反作用轮中有两个已经损坏,科学家通过陀螺仪进行状态稳定,这会导致“黎明”号失去一些原计划的任务。
在RC3轨道上,每个像素可覆盖1.3公里跨度的谷神星地表面积,目前最好的照片分辨率仅为4.3公里,因此要想拍摄到更优质的照片,就需要在合适的角度利用反射光线提高照片的清晰度。截止4月7日,探测器与太阳和地球构成了等腰三角形,距离为2.89个天文单位。
“黎明”号2007年发射升空,它的主要目标是先后探访小行星带的两个主要天体——灶神星和谷神星。“黎明”号2011年进入灶神星的轨道,2012年离开灶神星,并于2015年抵达谷神星轨道。美航天局介绍说,10月31日和11月1日两天,“黎明”号没有按计划通过“深空网络”与地面控制人员进行通信联系。项目科学家分析后认为,“失联”是由于探测器的燃料已耗尽,它无法再调整控制自己的天线进行正常的通信联络,也无法调整自己的太阳能电池板朝向太阳充电了。2018年11月4日,美国航天局的“黎明”号小行星探测器近日与地面控制人员失去联系。项目科学家表示,“黎明”号已因燃料耗尽而“寿终正寝”。
“黎明”号探测器由先进的离子推进器驱动,迄今它的飞行里程已高达69亿公里。它是第一个造访太阳系两颗天体的无人探测器。美航天局在新闻公报中说,它发回的有关灶神星和谷神星的观测图像和数据,对于理解太阳系的历史和演化至关重要。
探测历程
2006年,国际天文学联合会将谷神星重新定义为矮行星,谷神星曾被认为是太阳系已知最大的小行星。
2007年9月27日,NASA发射黎明号太空船,在2011年探测灶神星,然后在2015年抵达谷神星,迄今还没有太空船曾经拜访过谷神星,执行这项任务的黎明号太空船将会先进入高度5,900千米的轨道环绕谷神星,经过5个月的研究之后,太空船会先将高度降低至1,300千米,然后再经过5个月才降至700千米。这艘太空船携带的仪器包括框架相机、可见光和红外分光仪、伽玛射线和中子侦测仪。这些将用来审视这颗矮行星的形状和元素丰度。从在火星表面和轨道上环绕的太空船所发送的无线电讯号,观察火星受到谷神星的运动所诱导的摄动,曾经被用来估计谷神星的质量。
2014年1月,欧洲航天局一项最新研究首次确认,谷神星上有水蒸气冒出。
2015年1月,“黎明”号正从太阳的背面露出(之前它一度位于地球与太阳连线的另一侧,无法与地球通讯),与地球重新建立了无线电联系。
工程师已经为下一阶段的绕飞任务进行了编程,这个阶段称之为“谷神星”逼近阶段。“黎明”号距离“谷神星”大约64万公里,正以725千里/时的速度接近。接下来,当“黎明”号进入谷神星的轨道后,就标志着人类使用一枚探测器成功绕飞两颗天体(之前,“黎明”号已经完成了“灶神星”的绕飞任务,并成功脱离引力束缚)。
黎明号探测器很快会进入谷神星附近,科学家认为谷神星上存在岩质表面,那些令人好奇的白色斑块到底是什么?也有研究指出白色斑块可能是谷神星上地下水逃逸到太空的过程中被冻结在表面上所形成,科学家有望在谷神星上发现大面积的冰层,美国宇航局对谷神星的探索将是一个新的里程碑。
2015年1月27日,NASA发布“黎明”号于1月25日拍摄的谷神星照片,拍摄时距离谷神星147,000英里(237,000公里)远,大约43个像素宽,比哈勃望远镜2003、2004年拍摄的照片高30%的分辨率。
2015年美国东部时间3月6日07:39(北京时间20:39),黎明号开始被谷神星引力场捕获,此时飞船距离谷神星约6.1万公里。
随后JPL美国东部时间8:36(北京时间21:36)接收到来自飞船发回的信号,确认黎明号飞船状况一切正常,其安装的离子发动机也工作正常,飞船成功进入环谷神星轨道,成为首个矮行星的人造卫星。
原计划2018年飞掠智神星的任务因为之前的故障(离子发动机故障延误航程)而无法前往,黎明号将伴随智神星一直绕飞下去。
2018年11月,美国航天局的“黎明”号结束小行星探测使命,与地面控制人员失去联系。
地理位置
谷神星的归类已经变更过很多次,并且都是天文学家们的意见不和造成的。约翰·波得相信谷神星就是那颗在火星和木星之间,距离太阳4.19亿千米(2.8AU)的“失踪行星”。谷神星被赋予一个行星的符号,在更多小行星被发现之前,谷神星(还有智神星、婚神星和灶神星)有将近半个世纪都以行星之名列在天文学的书表之中。
然而当其他的天体陆续在同一范围内被发现,人们慢慢了解到谷神星只是许许多多相似类型天体的一位而已。威廉·赫歇耳在1802年创造小行星(类似恒星的天体)这个名词来称呼这种天体,并写道“它与恒星们是如此的难区别,使用最好的望远镜也会以为是小行星”。作为第一颗被发现的小行星,以现代的小行星编号系统被列为小行星1号谷神星。
在2006年,关于冥王星是不是“行星”的辩论,引发了谷神星是否也应被重新归类为行星的问题。在国际天文联合会正式定义行星之前,行星曾被定义为“一个天体符合:(a)有足够的质量,能以自身的重力克服刚体力,因此能呈现流体静力平衡的形状(接近圆球体);(b)在轨道上围绕一颗恒星公转,而且不是一颗行星或行星的卫星”。若依照这种定义,谷神星将会是从太阳系内侧按次序排列的第五颗行星。但是,这个定义并没有被接受,而且一个新定义于2006年8月24日生效:“一颗行星符合(a)和(b),而且必须将邻近轨道上的天体清除”。根据这样的定义,谷神星就不是一颗行星(因为它在小行星带上的轨道布满了千千万万颗小行星),并且归为“矮行星”(同时还有冥王星和阋神星),但并未说明它是否还是小行星的问题。天文学里也存在着小行星带彗星这种双重身份的天体,因此也不排除一颗矮行星可以有其它的名称。
谷神星是迄今小行星带中最大的天体,但随着凯柏带及其天体的发现,比谷神星大的天体也随之被找到,包括(28978)小行星(Ixion)、(50000夸奥尔星)(Quaoar)、小行星(Orcus)以及2003 UB313(阋神星)等,而新发现的最远天体(90377)塞德娜星(Sedna)也可能比谷神星大,它可能来自奥特云内层。冥王星有时也会被认为是凯柏带天体。
在过去,谷神星曾经被认定是小行星家族中最大的小行星。这一家族的小行星共享着相似的轨道元素,表示这些小行星有着共同的起源,是在某一段时间经过碰撞后形成的。但是,发现谷神星的光谱特性与家族中其他成员的不同,因此这个家族已经更名为吉菲昂族,是依据家族中序号最小的1272 吉菲昂命名的。谷神星看来是这个家族的侵入者,恰巧有着相似的轨道元素,但来源是不同的。
谷神星的自转周期(谷神日)是9小时4分。
起源演化
谷神星可能是尚存的原行星(萌芽期的行星),于45.7亿年前在小行星带中形成。虽然大多数内太阳系的原行星包括所有(月球-火星大小的天体)不是和其他的原行星合并成为类地行星,就是被木星弹射到太阳系外,谷神星相信是留存下来较为完整的 (另一颗可能是原行星的是灶神星,它的体积更小,并在固化后曾遭受重大的撞击,损失它自身~1%的质量),一个替代的理论则认为谷神星形成于古柏带,稍后才迁移到小行星带。
谷神星的地质演化取决于形成期间和之后可用的热源:来自微星吸积的摩擦力、各种不同放射性元素的可能包括短半衰期的元素(像是Al)。这些被认为已足以使谷神星在形成后不久分异为岩石的核心和冰的地函。这种过程可能导致表面被水火山和地质构造重塑,消除了古老的地质容貌。由于它比较小,谷神星会比较快的冷却而有效的阻止导致早期地质结构重整的过程。任何在表面上的冰都会逐渐升华,留下各种的水合矿物,像是黏土和碳酸盐。
今天,谷神星似乎是一颗地质处于非活跃状态的天体,表面可能因受到撞击的影响。大量的水冰存在于其组成内,使得谷神星内部可能有一层液态水的存在,这个假设的层或许可以称为海洋。如果有一层液态水存在,相信他会藉于古体的核心和冰地函之间,就像在理论上存在于欧罗巴的海洋一样。海洋的存在更有可能将溶质(即盐、氨、硫酸或其它的防冻剂等成分)溶解在其水。
神秘亮点
谷神星表面几处神秘亮点可能喷射水蒸汽羽流至太空,暗示着这颗矮行星拥有的地质活动十分活跃。
美国宇航局黎明号探测器接近谷神星时拍摄一些图像,科学家在月球和行星科学讨论会上指出,最新拍摄图像显示谷神星亮点可能是冰水物质,将为揭晓该星球表面之下潜藏物质提供重要线索。
德国马克斯·普朗克太阳系研究所安德里亚斯·纳逊斯(Andreas Nathues)博士说:“这种羽流在谷神星的一天之中不断变化,在白天期间,羽流会变得更亮,在黄昏时刻,羽流变得昏暗,进入傍晚,羽流完全消失。”
最初哈勃望远镜发现的神秘亮点再次出现在近期黎明号探测器拍摄的图像中,虽然科学家猜测这些亮点包含高反光冰水物质,但黎明号探测器还未近距离进行充分观察,目前最新数据表明这些亮点很可能是冰水。
目前最亮的亮点被科学家称做“5号特征”,从白天不同时间和角度拍摄照片显示很可能与羽流物质有关,该区域位于一个80公里直径陨坑底部。纳逊斯说:“我们认为这种亮点是某种释气现象,我们需要高分辨率图像数据来证实。”
并不是所有人都很快接受初步的羽流解释,美国华盛顿大学比尔·麦金农(Bill McKinnon)称,你从未看到具有亮点的羽流,霜冻和雪落在谷神星表面,但是我们需要进一步观察。
谷神星体积较大,外状呈圆形,富含大量水,是小行星带一颗奇特天体,科学家猜测谷神星存在次表层海洋或者冰冻水层,作为矮行星,它更像是一颗行星或者冰卫星,而不是天文学家之前所理解的小行星。
彩色照片
2015年4月6日,美国宇航局发射的“黎明”号探测器,在经历了近8年,超过50亿公里的星际探索后,成功抵达谷神星轨道。今天,美国宇航局正式公布了“黎明”号拍摄的谷神星表面彩色照片。
这张照片就是“黎明”号传回的谷神星近照。通过图片的颜色,科学家可以分析出谷神星表面的不同物质结构构成,从而推测出这颗直径950公里的矮行星的演化过程。尽管人们在200年前就发现了谷神星的存在,但此前从未有探测器到访。因此,“黎明号”项目被寄予厚望。
最新发现
2015年6月19日消息,据国外媒体报道,NASA的黎明号在谷神星上有了新的发现。谷神星是位于火星与木星之间的小行星带中体积最大的天体。
早些时候,黎明号开始了朝向谷神星的征途。该探测器随后在巨大的火山口上发现了一处面积巨大的神秘反射点,人们普遍认为该处地点蕴藏着大量的水、冰或泥浆。
众多观察人士猜测,谷神星上的亮点可能是目前或过去外星人停留在这颗矮行星上的证据。现在,探测器已经抵近该天体,距离为2700英里。虽然该反射点所为何物仍不清楚,但黎明号已经观测到更多的亮点,同时还有一处金字塔状物体,NASA预测该物体高3英里。该照片于6月6日拍摄,并于本周三公开。
也许,无论现在还是过去,谷神星在某些未知生命形态的眼中都非常具有吸引力。
我们期待黎明号传回的进一步数据,以便搞清楚谷神星上究竟存在些什么。
2017年2月18日消息,前往谷神星 Ceres 的 Dawn 探测器有了惊人的发现——利用探测器的可见光与红外线光谱仪,他们发现了表面上竟然有简单有机物的存在,分布在一个名为 Ernutet 的陨石坑内及其四周,方圆约 1000 平方公里的范围内。考虑到科学家完全没有预期会发现有机物,这是相当庞大的量呢。光谱仪寻找的是碳-氢键,推测表面上最多的应该是甲基与亚甲基化合物。科学家推测它们是在谷神星本身上生成的,而非由其他星体载运到谷神星表面。我们已经知道谷神星上藏水量不少,配合碳酸化合物和土质,在阳光照射下,有可能出现往更复杂的有机化合物前进的条件。
谷神星表面神秘亮斑可能是陨坑冰阱中的水冰
据英国每日邮报报道,受木星和土星引力,以及谷神星轴倾斜度的影响,这颗矮行星存在着显著变化。目前,科学家发现谷神星陨坑中神秘亮斑的形成之谜,在一项最新研究中,美国宇航局研究人员发现亮斑形成的一些沉积物质,很可能是水冰,猜测是谷神星最大轴倾斜度时期,在陨坑中长期未照射太阳光所形成的。
谢选骏指出:谷神星上的水和有机物质,是其亮点。也正是因为有了这些亮点,才使得“星际移民”的骗局得以成形。
【72、星链制造太空垃圾】
《SpaceX星链开放使用了:每月99美元,速度50兆起》(2020-10-28)报道:
SpaceX第13批60颗星链卫星上天 整流罩3次使用
当地时间10月27日,据美国媒体CNBC报道,SpaceX正在扩大其星链( Starlink)卫星互联网服务的测试服务,已向有兴趣注册该服务的用户发送了邮件。
CNBC报道称,邮件透露了星链的收费标准:99美元/月,此外用户还需支付499美元的去购买用户终端、安装三脚架、路由器的星链套件。同时,SpaceX还在谷歌应用商店(Google Play)和苹果应用商店中推出了星链应用。
邮件显示,星链团队表示,随着星链系统的增强,在接下来的几个月中,网速将在 50Mb/s 到150Mb/s 之间,网络延迟在 20MS 到 40 MS 之间,还会出现短暂的无法连接。
今年6月,SpaceX曾发布过用户注册卫星服务意向表。不到两个月,SpaceX就表示,全美国有近70万人表示对其服务感兴趣。
星链计划由特斯拉和SpaceX CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)于2015年提出,通过SpaceX 构建的近地轨道卫星群,去为世界上的每一个人提供高速互联网服务。该计划设想在2020年代中期之前部署由12000颗卫星组成的巨型网络,SpaceX在2018年时曾预估,历时十多年的星链部署项目总成本约为100亿美元。马斯克曾估计,星链每年可以带来300亿美元的收入,大约是SpaceX核心火箭预估业务年度最高收入的10倍。
迄今为止,SpaceX已经发射了将近900颗星链卫星,虽然仅占能全球覆盖总数的一小部分,但足以开始在包括美国西北部在内的某些地区提供服务。目前,该公司已开始与星链卫星覆盖的少数农村地区合作,例如华盛顿州。
SpaceX在其星链应用程序的说明中称:“根据星链‘无所不能测试版’计划,初始服务目标是2020年在美国和加拿大,2021年之前迅速扩展到人口稠密的全球范围。”
《马斯克“星链”计划又获重要进展》(2021-04-27)报道:
周二(4月27日),美国联邦通信委员会(FCC)批准埃隆·马斯克的SpaceX为星链(Starlink)卫星使用离地面更近的轨道,以改善全球互联网的宽带速度和延迟,同时更容易将轨道碎片降至最低。
FCC声明说:“经审查,我们同意SpaceX的意见,即修改轨道将改善SpaceX服务的用户体验,包括解决极地地区经常服务不足的问题。我们的结论是,其地面站天线的较低仰角和其卫星的较低高度会改善网络速度和延迟,使用户体验更好。”
FCC在周二批准了SpaceX的请求,降低了2814颗卫星的高度,让它们在540-570公里范围内运行。该部门称,围绕SpaceX的变更“不会造成重大干扰问题”,并拒绝了Dish Network、亚马逊子公司Kuiper以及其他卫星公司的反对意见,这些公司指控让SpaceX改变轨道高度会对其他系统造成过多的干扰。
“我们的行动将允许SpaceX对其卫星群的部署实施以安全为重点的改变,以便在整个美国提供宽带服务,方便那些生活信号不足地区或没有信号的地区的用户”,FCC称。
星链是SpaceX推出的国际卫星互联网服务计划,该计划旨在通过布置近地轨道卫星,为所以有清晰的天空视野的地区提供互联网络。
根据星链计划的官网,该计划正在国内和国际上提供测试版服务,并准备在2021年发展到接近全球的人口覆盖。
“星链非常适合于全球范围的信号链接有挑战的地区。不受传统地面基础设施的限制,星链可以向那些信号不可靠或完全无法访问(网络)的地方提供高速宽带互联网”,官网声明指出。
《马斯克的星链到底都能干啥,马斯克的聪明你想不到》(2021-04-15 科学放大镜)报道:
天才和他的卫星“麻袋”
世人应该重新定义一下马斯克这个人了,因为他做的事以往从来没有人做过。特斯拉智能电动车超越百年汽油车企成为世界第一;SpaceX的猎鹰九号火箭成功回收反复使用;龙飞船载人航天成功。还有早期马斯克在硅谷做的一些事,互联网应用改变了人们的生活方式,可能与后来太空飞行相比,没有那么的炫酷,所以被人们遗忘了,那就是地图搜索服务、互联网银行和电子支付。这些正经有我们太熟悉的企业和大咖玩得正嗨。而马斯克很早就告别了硅谷捞金的理工男,而成为科学家、工程师、商人、世界首富、太空探索者、火星居民,在人类历史上还没有谁将这几个身份组合在一起。今天我们来说说这个人类最古怪的最成功的天才的一个项目:星链。
这个计划是从2019年到2024,累计发射4.2万颗地球卫星,通过这张星网提供互联网服务。这个计划很像是科幻小说,炫酷的科幻之余,你会想,这不就仅仅是上个网吗,何必如此大动干戈,现在的地网不是很好吗?再有您有没有一种感觉,这4.2万颗卫星,特别像一个大麻袋,将地球结结实实地装了进去。这张网在科幻之后,让人有种不安的焦虑。
两个误区
关于这张星链之网,我认为人们有两个误区。第一:有人说马斯克的星链仅仅就是为了提供地网不能够覆盖的沙漠、海洋、人烟稀少区域的互联网服务。请不要看轻马斯克的商业智慧,有没有搞错,靠人烟稀少的区域,沙漠海洋无人区中的人使用互联网来赚钱?如果全部就是这样,一个会计从简单的财务报表上就可以彻底否了这个项目。这个服务仅仅是一小部分。
第二:很多人总是拿摩托罗拉把裤子都赔掉的铱星计划与星链计划比,说明星链没有前途,地面网才是经济实用有发展的。铱星计划有两个问题,最重要的是卫星发射与维护的高成本,二是速度与时延。马,永远也想不清楚汽车为什么比他跑得快,现代科技更快地推动马与汽车的更迭。马斯克的可回收火箭,一箭多星,让人类发射卫星与此前相比,成本已经降到白菜的价格。北美地区的星链落地测试,网速超过地网,延时完全可以接受。
星链的三层价值
那么,马斯克的星链到底能干什么,要干什么?星链计划可以从三个层面来理解。第一已经发生的,第二我们想象应该有的用途,第三我们想象不到的角度去想。
第一,已经发生的就是僻远地区、沙漠、海洋地网覆盖不到的区域的互联网接入服务。
第二,马斯克的颠覆是从来不留情的,他从来就没有对汽油车有一丝的留情。所以,我们可以想到的,星链在未来很有可能取代地网,终结地面电信运营商这个行业,犹如汽油车终究会成为历史。道理很简单,商业的规模效应,4.2万颗卫星,覆盖全球,是任何一个地面网都做不到的规模。相信在商业层面,很难有地网能够与之竞争。
未来的手机,或者马斯克自己造,或者手机新标准全都是具有接收卫星信号的功能。有人会说,卫星手机过于笨重等等,此处,不要受技术限制,不要让现在的科技阻碍了你对科技的想象。把现在一部智能手机的功能,按大哥大年代的技术安装,恐怕得是一个大楼的体积。这张网对于ICT,信息与通信领域,还有对于智能手机的颠覆是必然的。
第三,我们站在想不到的角度去想。如果你看过马斯克的传记《硅谷钢铁侠》,你就会明白,这哥们的目标从来都不是地球。他的逻辑是用科技服务人类未来的生活,赚到钱,用于星际殖民,并且成为第一个地球火星人。星链会是马斯克一个巨大的捞金器,在这张巨网上可以做的赚钱事太多了。同时,更为重要的,它可以作为未来星际通信,太空ICT领域的实验场,毕竟星际通信没有陆地当然就没有地方架设基站了。这个星链,顺便还可以成为人类数据的最大收集器,这里可想象的空间就更大了,大家慢慢想。
关于这一领域的竞争,有一个十分古怪的状况是:没有竞争。由于马斯克具有了独门的绝技,可反复使用的火箭技术,星链几乎是在一个没有竞争对手的领域在布局。
谢选骏指出:币圈掮客马斯克,把他的黑手伸进了太空领域——此举制造了多少太空垃圾!星链是为了圈币,星链是为了圈币的设计。但是留下的太空垃圾一地鸡毛却无人搭理——国际流氓从此升级为宇宙流氓了。
【73、行星撞击决定人类的命运】
《彗星触发地球生命的诞生吗?有机分子是关键》(2016-03-08 光明网)报道:
Comet C/2006 P1 麦克诺特大彗星,拍摄于2007年的澳大利亚——
据英国广播公司(BBC)网站报道,彗星是源于太阳系边缘的小天体。长期以来这类看上去朦朦胧胧的云雾状天体一直带有某种神秘色彩,并在很多文化中被赋予各种象征意义。而随着对彗星本质认识的加深,科学家们开始怀疑这类天体可能与地球上生命的最初出现存在着某种关联。
生命的起源
大约46亿年前,一团旋转着的尘埃气体盘中逐渐诞生了今天我们生活的太阳系。初生的地球是荒芜而干燥的,最早的生命究竟是如何出现的?这个问题一直没有得到完全的解答。我们所知的生命无法在缺乏水和有机分子的环境下存在,后者是构成所有生命形式的基本材料。一个被普遍持有的观点是所有这些关键组件都是由彗星撞击地球时所带来的。
大撞击
彗星的主要成分是尘埃和水冰。天文学家们已经对不同彗星所含有的水体成分进行了考察,确定其水体同位素成分是否与地球上的水体一致。最新的研究成果表明,彗星不太可能是地球上水体的主要提供者。因此,这一结果就意味着地球上的水可能还有其他的来源,比如小行星。当然,在能够给出确定的结论之前我们还需要仔细审视更多的案例。
欧空局“菲莱”探测器拍摄的67P彗核表面图像
催生复杂生命形式的种子
所有地球生命都是由复杂的有机分子组成的,其中包括构成蛋白质的氨基酸、构建DNA的碱基以及类似糖分一类的碳水化合物。
科学家们对于早期地球上能够拥有足够多样化的化学物质,从而能够构建出这样的复杂化合物表示怀疑。
而彗星却是一个现成的有机分子库。彗星上广泛存在一些简单化学物质,如二氧化碳和甲醇。在2014年着陆67P彗星彗核表面的欧空局“菲莱”着陆器在彗核表面发现了16种不同的有机分子。这些分子可能曾经在形成地球上最初的氨基酸和碱基以及糖类的阶段发挥了重要作用。美国宇航局的科学家们此前还在怀尔德-2号彗星的尘埃中识别出一类完全成型的氨基酸成分:甘氨酸。
在太阳系历史早期曾经经历过一段严重的大撞击时期,即所谓“晚期大撞击时期”(LHB),在这一时期有大量的小行星和彗星撞击地球。科学家们相信在这段时期内有大量有机物质由彗星被带到了地球上。
在实验室中,科学家们不断实验着使用“人造彗星”撞击“人造行星”可能产生的结果。实验表明,在高速撞击条件下,彗星上的简单有机化学物质将会结合并产生一些复杂的氨基酸成分。并且当这些氨基酸被掺入彗星原始成分之后,研究人员观察到在撞击之后出现了肽链结构,这是迈向蛋白质合成的方向。
以上这些实验室工作只是对于真实的彗星与地球之间撞击情景的粗略模拟。但即便如此,它仍然启发很多科学家产生这样的设想,即并非是彗星带来的水,而是彗星带来的有机分子,在地球上最初生命的诞生过程中起到了关键性的作用。
谢选骏指出:不论是小行星带来的水,还是彗星带来的有机分子,似乎都暗示了,“生命起源于撞击”。既然生命起源于撞击,按照我的“兴于斯必亡于斯”的理论,生命也将亡于撞击。人类依靠毁灭了恐龙的小行星撞击而兴起,也将毁于一次类似的小行星撞击。其实,还有一个更难避免的危机,那就是“银河年”所带来的宇宙辐射——据说两千多万年一次的周期,会带来物种的更新换代……90%规模的死亡灭绝和死里逃生的败部复活。
【74、寻找智慧生命就是为了消灭智慧生命】
《最新太空望远镜寻找“三体星”以远的智慧生命》(2018年9月11日 BBC)报道:
詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)有一个直径6.5米,分成18面镜片的主镜。
中国作家刘慈欣轰动一时的科幻小说《三体》中描写了住在距离太阳系4光年外的半人马座里面的"三体星"文明。现在美国航天局计划发射能够探测39光年以外智慧生命迹象的太空望远镜。
这部曾获科幻文学作品的雨果奖,英译本成为畅销书的《三体》里面还提到描述宇宙丛林法则的"黑暗森林"理论以及宇宙社会学,引起读者极大兴趣。
BBC科学撰稿人尼科尔斯博士(Jonathan Nichols)说,美国宇航局的詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)一旦进入轨道位置,在距离地球150万公里处围绕太阳运行,将带来一场天文学革命。不过即使按照目前的计划,能在2021年发射这种红外线太空望远镜,这个时间也比原定计划晚了14年。
美国航天局说,这种望远镜能够"回溯时间,看到早期宇宙中形成的第一个星系。似乎这还不够,科学家现在甚至推测说,最终将接替著名的哈勃空间望远镜的新型望远镜带有有6.5米的金色反光镜和极其敏感的照相机,因此它还具有另外一个神奇的功能。
如果地球上的所有生命明天消失,那么我们的大气层也会发生变化。
詹姆斯·韦伯空间望远镜还能够探测到外星生命迹象,能够测出是否绕行附近恒星的行星大气是否由于生命存在而发生了改变。
尼科尔斯博士说,尽管如此,在2011年这个项目几乎被美国政府取消。主要的原因可能是其高昂的费用。预计望远镜的费用将高达100亿美元,而不是最初计划的10亿美元。
华盛顿大学的研究人员建议利用这个望远镜进行"生命探测"观察,他们对此前景感到振奋。
如何探测外星生命
华盛顿大学的天文学家约书亚·克里桑森-托顿(Joshua Krissansen-Totton)及其研究小组成员在研究这种望远镜是否能够在附近恒星周围的行星大气中探测到所谓的"生物标记"。
克里桑森-托顿说,“我们能够在今后几年中进行这种探测生命的观察。因为JWST望远镜对光线十分敏感,它能够测到所谓的"大气化学不平衡”。
这个术语十分拗口,但尼科尔斯博士说,这是个由来以久的概念,著名的英国科学家詹姆斯·洛夫洛克和美国天文学家卡尔·萨根都提到过这种概念。
其原理是,如果地球上的所有生命明天消失,那么我们大气中许多气体就会经过自然的化学反应,大气会缓慢地恢复到不同的化学混合。
但是地球上的有机物不停地阻止地球大气回到这种状态,因为有机物生存其间不停地向大气排放废气。
因此寻找氧气迹象(或其化学相关物臭氧)一直被认为是发现生命的途径。但是也不能依赖以下假设,即外星生命和我们一样按照同样的生物学法则生活。
外星生命可能不一样。因此评估大气化学不平衡,寻找其它气体,弄清从某个行星大气"正常"状况偏离的程度,这可能是发现某种外星生命的关键。
环绕另外一个恒星运行的行星的大气构成可能用光测量,在这颗行星穿过地球和它的恒星中间的时候,仔细测量星光的微弱变暗程度就能弄清其大气构成。
光线不同的波长,颜色和强弱能够显示行星大气的不同气体的的化学构成。
尼科尔斯博士说,2017年发现TRAPPIST-1恒星曾引起轰动,因为当时人们发现这颗恒星周围有7个像地球大小的行星
比"三体星"更远
如果用望远镜观测名为TRAPPIST-1的像木星大小的恒星的行星,克里桑森-托顿对此作了模拟数据研究。这是一颗距离太阳系39.6光年的恒星。而在《三体》小说中想象的距离太阳系最近的外星文明只有4光年之遥。
尼科尔斯博士说,这个恒星在2017年曾引起轰动,因为当时人们发现这颗恒星周围有7个像地球大小的行星,其中几个行星上面还有液态水,因此可能有生命存活的可能性很大。
华盛顿大学的研究人员预计,詹姆斯·韦伯空间望远镜能探测到那个恒星的第四个行星TRAPPIST-1e的大气中甲烷和二氧化碳的多少,测量方法是根据不同气体对不同波长光线的影响,测出气体的多少。
克里桑森-托顿解释说,一旦做过上述测量,就能提出以下问题:测量的结果能不能用任何已知的非生物过程来解释?
他说,行星大气,包括地球的大气,受到许多非生物过程的影响,诸如火山活动。因此如果TRAPPIST-1e行星的大气被发现反常,而且研究人员可以排除非生物的影响,然后他们就能宣布存在外星生命。
詹姆斯·韦伯空间望远镜这种"新一代太空望远镜"以美国航天局第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名。詹姆斯·韦伯在1961-68年曾主持阿波罗计划等一系列美国重要的太空探测项目。
刘慈欣在《三体》中也对费米悖论做了自己的解读,他把宇宙比作"一座黑暗森林,每个文明都是带枪的猎人"。
詹姆斯·韦伯空间望远镜是以美国航天局为主,欧洲和加拿大太空机构参与合作的联合项目。尼科尔斯博士是英国莱斯特大学的行星专家以及2018年英国科学联合会的媒体研究员。
宇宙生命与科幻
2009年发射的开普勒宇宙太空实验室发现,银河系中和地球大小相近的行星,以合适的距离,围绕着同太阳大小相仿的恒星旋转的行星可能有十多亿。而广袤的宇宙里面有1000亿个类似银河系的星系。照此推理,宇宙中像地球这样适合生命居住的行星应该多得不能胜数,但人类为什么还没有找到外星人呢?
这个问题就是费米悖论(Fermi paradox)的意思,即宇宙中外星生命存在可能很高的估计以及缺乏外星生命存在的证据之间存在不能解释的矛盾。
有调查说,过半地球人相信有外星人存在。以外星人为题材的科幻作品,诸如外星人,火星人,异物,阿凡达等电影,以及中国畅销科幻小说《三体》都吸引了大量票房和读者。
但是最近研究人员说,人类可能是可认知宇宙中唯一的智慧生命。这个结论让然会让科幻迷,外星文明的粉丝大失所望。多国研究人员最近发表的研究涉及费米悖论(Fermi paradox)以及为什么宇宙中似乎只有人类存在的问题。研究人员现在认为,人类在我们自己的银河系中是唯一生命的几率高达30%。
刘慈欣在《三体》中也对费米悖论做了自己的解读。他把宇宙比作"一座黑暗森林,每个文明都是带枪的猎人",像幽灵一般在林中潜行的猎人,担心被别人发现,彼此恐惧… 因此宇宙文明只要彼此发现,最可能发生的事情不是打招呼问好,而是要消灭对方以求不被消灭。
谢选骏指出:看来,科学家寻找智慧生命具有极其阴险的歹毒用意——寻找智慧生命就是为了消灭智慧生命!难怪革命成功之后亲密战友马上自相残杀,难怪“阶级斗争一抓就灵”——阴险的革命、歹毒的战友。老百姓也是如此,大家仔细想想,是不是同样的道理?
【75、亚氏一窍不通、西方千年停滞】
《人类中心简史》(2021年04月16日 秦朔朋友圈)报道:
现代天文学的传统起源于古希腊。公元前530年,毕达哥拉斯(Pythagoras)认为自然界(包括天体)的运行是有秩序的,可以通过理性来理解,而不是不可理喻的。
实际上,源自希腊语的英文单词cosmos(宇宙)就是chaos(混乱无序)的反义词。
人类对于自己在宇宙的地位的理解过程反映了人类的某些根本特质。
公元前350年,亚里士多德(Aristotle)在其著作《论天》中阐述了他对宇宙的理解,天体是静止的、不变的,圆形的、静止的地球在宇宙的中心。
公元150年,托勒密(Ptolemy)编撰了《天文学大成》(Almagest),体系化地阐述了地心说,地球居于中心,日、月、行星和恒星围绕着它运行。托勒密的体系非常复杂,计算方法也非常复杂,但是推算出来的天体运行的位置和实际位置十分接近。此书在中世纪被尊为天文学的标准著作;从13世纪到17世纪左右,地心说也一直是天主教教会公认的世界观。
1543年,波兰天文学家、数学家、神父哥白尼出版《天体运行论》,提出日心说。早在1508年,哥白尼就开始构建他的日心说模型,到1530年已经全部完成。但是为了避免遭受教会迫害,他一直到去世前几个星期才完整发表他的理论。
实际上,哥白尼并不是第一个提出日心说的人,早在公元前220年,也就是亚里士多德提出地心说之后130年,就有一个叫亚历斯塔克斯(Aristarchus)的人质疑地心说,提出了日心说,不过没有被人们接受。
到后来,地心说被天主教教会接受为教义,任何人提出质疑都被认为是对上帝的挑衅,很容易受到宗教迫害,所以历史几乎没有记录下几个质疑者的名字。
科学革命开始后100年,1600年,布鲁诺因为捍卫、宣传、发展哥白尼日心说而被作为“异端”烧死在罗马鲜花广场。
注重观测的伽利略继续捍卫哥白尼日心说,他在给朋友的信中表达了自己的观点:日心说实际上与圣经文本如“他(耶和华)奠定了大地的根基,永远不要移动它”等并不矛盾,圣经是信仰和道德的权威,但不是科学的权威。
1615年,伽利略关于日心说的著作、言论被提交给罗马宗教审判庭,他被认为试图重新解释《圣经》,和新教相似。他接受了教会的训诫,表示放弃捍卫哥白尼。1633年,他再次被审判,被要求“反对、诅咒和憎恨”日心说;教会禁止出版他的任何作品,包括他将来可能写的任何作品;他被终身软禁。
从亚里士多德提出地心说到地心说最终被推翻,两千年间,太阳和所有其他天体都围着地球转,地球是宇宙的中心,不相信这一点的人被认为不应该活在这个地球上。
随着科学革命呼啸向前,地球实在无法再呆在太阳系中心了,只得让位于太阳。然而太阳系总归是银河的中心吧?银河应该就是宇宙的全部了吧?
1907年,哈佛天文台的聋哑女计算员(那时候还没有计算机)亨丽特·李维特(Henrietta Swan Leavitt)发现了造父变星周光关系,人类终于找到了一种测算宇宙天体间距离的方法,后来的天文学家完善了这套方法,并用它确定了宇宙的规模和结构。
天文学家们发现,太阳系并不是银河的中心,而是位于边缘,在银河系的第三旋臂(猎户旋臂)上,银河系的中心在人马星座的方向。银河也不是宇宙的全部,银河之外还有很多很多星系,被称为河外星系,河外星系的数量成千上万亿。离银河系最近的肉眼可见河外星系——大麦哲伦星系和小麦哲伦星系距离我们银河系有16万多光年。银河系也不是宇宙的中心。宇宙在不断地膨胀。也不知道宇宙之外是否还有宇宙。
人类在这个浩渺得无法想象的宇宙中渺小到无法想象,然而人类曾经认为自己就是宇宙的中心。人类或许可以自称是地球上最牛的物种,但是自称是宇宙的中心,未免太妄自尊大了。地球不是太阳系的中心,太阳系不是银河的中心,银河不是宇宙的中心。
可见,人类作为一个整体有着妄自尊大的毛病;此外,它的组成部分,比如部落、种族、民族、国家也同样有这个毛病,还有完全以虚拟想象的故事为联结纽带的组织,宗教。
几乎每一个部落都曾经认为自己是世界的中心,包括与世隔绝的孤岛塔斯马尼亚岛上生存繁衍了上万年、在库克船长抵达后短短一个世纪被有组织有计划地灭族的塔斯马尼亚人。
人类学研究中有一个名词叫“塔斯马尼亚岛效应”,在没有外部技术输入、且人口过低的情况下,某些地区的技术水平会被永远锁死在某一水平,甚至还会发生倒退。当然,就算塔斯马尼亚人没有退化,也敌不过库克船长们的坚船利炮,就像很多其他地方的人们一样。
几乎每一个种族、民族都曾经认为自己是世界的中心,是最优秀的种族、民族。走得最远的是纳粹,纳粹认为,远古时代,智人能够胜出就是优胜劣汰的结果,人出现后分化成几个不同的人种,“优异”的智人淘汰了尼安德特人等“低劣”的人种,统治了世界。
现在智人已经分化出几个不同的种族,而雅利安人拥有各种最优秀的特质,具有让人类进化为超人的潜力。不能让犹太人、黑人等劣等种族繁衍和雅利安人通婚,污染这个“人类的希望”的种族,而导致智人灭绝。所以必须将这些种族消灭。
纳粹一边白天享用着美食、晚上念诵着《圣经》的经典章句“我赐给你们一条新命令,乃是叫你们彼此相爱,我怎样爱你们,你们也要怎样相爱”,一边将几百万犹太人送进毒气室,眼睛都不眨一眨,眉头都不皱一皱。
他们的胃口和睡眠一点都没有受到影响,因为他们根本没有把犹太人看成是和自己一样的人。就像库克船长看到塔斯马尼亚人时根本就不认为他们是人一样。
二战前的日本纳粹也十分膨胀,有日本生物学家专门改写了生物学教科书,从生物学的角度论证了日本人比其他种族的人优异,特别是比日本周边的种族(如中国人)优异。这也是日本纳粹杀人不眨眼的心理基础。
然而,20世纪中叶兴起的基因科学发现,所谓的雅利安人、犹太人、黑人、塔斯马尼亚人、日本人、中国人都是同一种人,他们之间的差异远远不至于形成不同人种。
实际上,不需要基因科学,人们也应该知道这个道理。马和驴子杂交出骡子,骡子和骡子无法生出后代,所以马和驴子不是同一个物种。但是雅利安人和犹太人、白人和黑人没有这种生殖隔离,混血儿和混血儿之间依然具有生育能力。显然,大家都是一个人种。然而,总是有人希望“我们”比“他们”优异,而且是生来就优异,不需要后天努力的那种优异。
不幸的是,现代基因科学发现,所有种族的人的基因差异十分微弱,而且没有优劣之分。实际上,从人口比例来讲,犹太人是获得诺贝尔奖最多的种族。但是在科技大发展之前,人少就是最大的劣势。现在则不同了,几百万人的以色列在十几亿穆斯林的汪洋大海中如一叶小舟,然而凭着最先进的科技,对周边一切明察秋毫,威慑控制,依然能安然度日。
几乎所有的国家都曾经认为自己是世界的中心、是最牛的国家。亚洲的各大帝国更是如此。1775年时,亚洲占了全球经济总额的80%,光是印度和中国就占了全球生产量的2/3。相比之下,欧洲简直不值一提。然而,在1500年至1750年间,西欧意气风发,地理大发现后到处攻城掠地,每到一个新的地方就宣布这块土地归自己所有,成为“外部世界”(指南北美洲和各大洋)的主人。
欧洲人之所以能成功征服美洲、在海上称霸,一个主要原因是亚洲帝国对这些地方根本不感兴趣,或者说对自己国家以外的地方都不感兴趣。地中海的奥斯曼帝国、波斯的波斯帝国、印度的莫卧儿帝国、中国的明清,坚信这个世界是以亚洲为中心的,完全没有打算和欧洲人争夺美洲或大西洋(3.170, 0.05, 1.60%)、太平洋(3.450, -0.01, -0.29%)的新航道。
当时,甚至像苏格兰、丹麦这种国力不振的欧洲王国都曾经几次前往美洲探索征服,但亚洲这些强大的帝国却无动于衷。在中国发行的地图上,一直要到1602年才终于出现了美洲,还是欧洲传教士画的。
整整300年,欧洲人逐步主宰了美洲、大洋洲、大西洋、太平洋,互相之间为了争夺地盘时不时发生冲突。他们积累了大量财富和资源,能力大增,最终入侵亚洲,击败了亚洲各大帝国,坐地分赃。等到奥斯曼、波斯、印度和中国回过神来,惊觉形势不对时,早已无力反抗。
几乎每一个宗教都认为自己是世界的中心,直到现在有一些教派的信众还认为,如果他们不祈祷,地球就会停止转动。一神论的宗教为了证明到底谁是主宰世界的唯一的神,几千年来发动了无数场战争,无数人惨死,最后也没能证明哪个神最牛。
到了现代社会,这种证明的企图已经失去意义。如果天不下雨,人们不再向神祈雨,而是诉诸灌溉系统;如果生病了,人们不再去教堂、神庙,而是去医院,吃抗生素、打疫苗,有时都忘了向神祈祷。全球的教堂、神庙各有特色,但医院都差不多。穆斯林占领一个异教地区后会捣毁当地的教堂,但不会捣毁当地的医院,因为还需要这些医院救治他们的伤兵。对于异教社会,他们什么都要消灭,除了抗生素和美元。
总之,人类作为一个整体有着妄自尊大的毛病,它的组成部分,比如部落、种族、民族、国家也同样有这个毛病,还有宗教。它的终极组成单元,个人也有这个毛病。
认知心理学家研究发现,人有过于自信的倾向,觉得自己最牛、最厉害。大多数的人认为自己高于中位数身高,大多数的人认为自己开车比大多数人更娴熟更安全,大多数的人认为自己比大多数人更有运动才能,大多数的人认为自己比大多数人更能与人相处……
这种过于自信的倾向在投资者中更为严重,大多数投资者认为自己能够比大多数投资者更了解股市,赚更多钱。这个心理倾向加上选择性记忆的心理倾向(只记得自己赚钱的例子),是韭菜代代兴旺、绵绵不绝的基础。
行为金融学对这个问题有系统的研究,除了过于自信,其他主要的几种非理性倾向是判断偏差、从众、厌恶损失、好面子,等等。这些系统性的心理倾向加在一起,一个人要做出理性的投资决策简直难于上青天。所以,投资成功的关键是克服人性的弱点,至于经济、金融知识和技能还都在其次。经济学的前提假设是理性经济人,然而这种人在现实生活中几乎不存在,或者只存在一小会儿。
人的这种非理性可以说是与生俱来的,婴幼童完全以自己为中心,不会从他人的角度看问题。
三山实验是心理学家皮亚杰做过的一个著名的实验。实验材料是一个包括三座高低、大小和颜色不同的假山模型,实验首先要求儿童从模型的四个角度观察这三座山,然后要求儿童面对模型而坐,并且放一个玩具娃娃在山的另一边,要求儿童从四张图片中指出哪一张是玩具娃娃看到的“山”。结果发现幼童无法完成这个任务。他们只能从自己的角度来描述“三山”的形状。
三山试验证明了儿童的自我中心主义,即儿童完全以自己的身体和动作为中心,从自己的立场和观点去认识事物,而不能从客观的、他人的观点去认识事物。
当然,大多数人长大后就不再完全以自我为中心了,知道玩具娃娃看到的山是什么样子,知道这个世界不是围着自己一个人在转。不过有些人在这方面的发展停滞在五六岁的阶段,一直是个超级自我中心者,到老都是个“巨婴”。
这种巨婴现象在种族、民族、国家、宗教中也频频出现,自我中心,不顾事实,唯我独尊,“我们的种族、民族、国家在最中心、发展最早、最牛”。
了解了这些背景,再看最近大家关于三星堆的争论,就不奇怪了。有一种观点认为,神秘的三星堆文明的故事是这样的:西亚一支逃逸的部落通过某条路线来到了四川盆地,殖民了当地的部落,带来了先进的青铜器冶炼等技术,创建了三星堆文明;后来,当地部落打败了这些殖民者,焚烧、掩埋了所有代表殖民者权力的器物,遗弃了三星堆,整个部落迁移到了金沙,这就是古蜀国的前身,后来古蜀国被秦所灭。
古蜀国被秦所灭这段历史有文字记载,应该不会有错了,但是古蜀国的起源这段故事,这个版本是否为真,很难确定。不管怎样,这个版本的真实性、可信性不比其他版本高,也不比其他版本低,但是这个版本激起了人们的强烈抗议。
原因有三:
1、这个故事版本认为三星堆文明是独立出现的,这挑战了传统“华夏正统”观念,牵涉到“如何看待中华文明”的问题。在许多国人的观念里,中华文明是从商周(甚至有人说是从夏)一直流传至今,商周文明最早在河南一带,在河南外面的土地都是蛮夷,没有文明才对;
2、这个故事版本认为这个“蛮夷文明”不比“华夏文明”晚,只会更早,这更叫人受不了;
3、这个故事版本认为这个文明来自西亚,而不是本地发展出来的,这简直叫人忍无可忍,难道中国这块土地上最早的文明竟然不是本地文明,而是外来文明?这个故事也太大逆不道了。
然而,就算真的是这样,又如何呢?没有人规定文明必须是本地产的,实际上现在地球上的人这个物种都不是本地产的,除了非洲。
非洲智人三次走出非洲,前面两次没能走出多远,第三次枝开叶散,走到了全世界,包括当时的北京。他们把北京人(亦称北京山顶洞人,属于直立人)都吃光了(周口店的山洞里还有他们的头颅,早知道,真不应该把他们命名为北京人),成了现在我们中国人的祖先。
不仅是中国人,全世界的人(除了非洲人)的祖先都不是本地人,都是第三次走出非洲的非洲智人。
这一点也让很多人难以接受,但是上世纪中叶获得大发展的基因科学提供了实锤证据,不能不接受。全世界的人都源自250万年前埃塞俄比亚一个叫Lucy的老奶奶(Lucy是人类学家给她取的名字)。
不过埃塞俄比亚没有喋喋不休地宣称“我最早、我最牛、我是世界的中心”,颇有自知之明。2020年,埃塞俄比亚GDP为1000多亿美元,人均GDP约为1000美元,主要出口商品是咖啡、油籽、黄金、皮革制品和活体动物。比起我们中国,他们弱爆了。2020年,中国GDP是15.55万亿美元,世界第二;人均GDP10,000多美元,世界第59。
当然GDP只是经济总量的概念,并不能反映经济发展的质量,更不能反应整个社会发展的其他“软”的方面,比如教育、医疗,更不能反应一个社会将来发展的动力——创新能力。但是,不管怎么说,我们很少看到中国人移民去埃塞俄比亚的,只看到埃塞俄比亚和很多其他国家的非洲兄弟们成群结队地来到中国。
不过,埃塞俄比亚是非洲有望成为下一个制造业中心的国家,因此也被西方媒体称作“非洲版的中国经济”。世界银行2021年度经济展望报告指出,在接下来的两年间,经济增速最快的三个国家将依次是南美洲的圭亚那和非洲的卢旺达、埃塞俄比亚。
全人类祖母的故乡在250万年后或将再次迎来发展的春天。或许它终于可以炫耀一把了:“我最早、我最牛、我是世界的中心!”
谢选骏指出:“公元前350年,亚里士多德(Aristotle)在其著作《论天》中阐述了他对宇宙的理解,天体是静止的、不变的,圆形的、静止的地球在宇宙的中心。”——亚里士多德对于天文的这种描述,可谓胡说八道——可是他竟然对此自信满满。由此可见,亚里士多德的学问真是一窍不通。亚里士多德的逻辑学、政治学、伦理学、修辞学,基本上也是这样的东西——都是绝不可靠的推理的产物。
网文《亚里士多德(古希腊著名思想家)》报道:
亚里士多德(Aristotle 公元前384~前322),古代先哲,古希腊人,世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一,堪称希腊哲学的集大成者。他是柏拉图的学生,亚历山大的老师。
公元前335年,他在雅典办了一所叫吕克昂的学校,被称为逍遥学派。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物,恩格斯称他是“古代的黑格尔”。作为一位百科全书式的科学家,他几乎对每个学科都做出了贡献。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗,以及雅典法律。亚里士多德的著作构建了西方哲学的第一个广泛系统,包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。
《形而上学》奠定西方哲学思想
《形而上学》是亚里士多德在公元前335年的重要著作,奠定了当时西方思想理论。二十世纪,形而上学成为逻辑实证论者们争论的议题,提出形而上学是用孤立、静止、片面的观点观察世界的思维方式。
赞同奴隶制
他赞同奴隶制及女性所受的不平等待遇,认为这是自然界的安排。提出具有时效性思想如,立法者应该把主要精力放在教育青年上。
提出重物较轻物下坠快错误观点
亚里斯多德认为较重物体的下坠速度会比较轻物体的快,这个错误观点直到16世纪,意大利科学家伽利略通过实验推翻。
个人经历
公元前384年,亚里士多德出生于色雷斯的斯塔基拉。这座城市是希腊的一个殖民地,与正在兴起的马其顿相邻。他的父亲是马其顿国王腓力二世的宫廷御医,从他的家庭情况看,他属于奴隶主阶级中的中产阶层。17岁时,他赴雅典在柏拉图学园就读达20年,直到柏拉图去世后方才离开。也许是受父亲的影响,亚里士多德对生物学和实证科学饶有兴趣;而在柏拉图的影响下,他又对哲学推理发生了兴趣。
他于公元前367年迁居到雅典,曾经学过医学,还在雅典柏拉图学院学习过很多年。公元前366年亚里士多德被送到雅典的柏拉图学院学习,此后20年间亚里士多德一直住在学院,直至老师柏拉图去世。
从18岁到38岁——在雅典跟柏拉图学习哲学的二十年,这一时期的学习和生活对他一生产生了决定性的影响。苏格拉底是柏拉图的老师,亚里士多德又受教于柏拉图。在雅典的柏拉图学园中,亚里士多德表现的很出色,柏拉图称他是“学园之灵”。但亚里士多德可不是个只崇拜权威,在学术上唯唯诺诺而没有自己的想法的人。他同大谈玄理的老师不同,他努力的收集各种图书资料,勤奋钻研,甚至为自己建立了一个图书室。
公元前347年,柏拉图去世,亚里士多德在雅典继续呆了两年。由于学园的新首脑比较赞同柏拉图哲学中的数学倾向,令亚里士多德无法忍受,便离开了雅典。此后,他开始游历各地。
离开学园后,亚里士多德先是接受了先前的学友赫米阿斯的邀请访问小亚细亚。赫米阿斯当时是小亚细亚沿岸的密细亚统治者。亚里士多德在那里还娶了赫米阿斯的侄女为妻。但在公元前344年,赫米阿斯在一次暴动中被谋杀,亚里士多德不得不离开小亚细亚,和家人一起到了米提利尼。
公元前343年,亚里士多德又被马其顿的国王腓力浦二世召唤回故乡,受国王腓力二世的聘请,担任起当时年仅13岁的亚历山大大帝的老师。当时,亚里士多德四十二岁。根据古希腊著名传记作家普鲁塔克的记载,亚里士多德对这位未来的世界领袖灌输了道德、政治以及哲学的教育。同时,亚里士多德也运用了自己的影响力,对亚历山大大帝的思想形成起了重要的作用。正是在亚里士多德的影响下,亚历山大大帝始终对科学事业非常关心,对知识十分尊重。
公元前335年腓力浦去世,亚里士多德又回到雅典,并在那里建立了自己的学校。学园的名字(Lyceum)以阿波罗神殿附近的杀狼者(吕刻俄斯)来命名。在此期间,亚里士多德边讲课,边撰写了多部哲学著作。亚里士多德讲课时有一个习惯,边讲课,边漫步于走廊和花园,正是因为如此,学园的哲学被称为“逍遥的哲学”或者是“漫步的哲学”。亚里士多德在这一期间也有很多著作,主要是关于自然学和物理方面的自然科学和哲学,而使用的语言也要比柏拉图的《对话录》晦涩许多。他的作品很多都是以讲课的笔记为基础,有些甚至是他学生的课堂笔记。因此有人将亚里士多德看作是西方的第一个教科书作者。
亚历山大去世后,雅典人开始奋起反对马其顿的统治。由于和亚历山大的关系,亚里士多德不得不因为被指控不敬神而逃到加而西斯避难。他的学园,则交给了狄奥弗拉斯图掌管。
就在这个时局动荡的年代里,亚里士多德重返雅典,在那里一住就是二十年,即从亚历山大出发远征的前一年到亚历山大去世的那一年。
亚里士多德来到雅典,可能肩负有说服雅典人服从马其顿的政治使命。亚里士多德在雅典受到了很多的优待,除了在政治上的显赫地位以外,他还得到了亚历山大和各级马其顿官僚大量的金钱、物资和土地资助。他所创办的吕克昂学园,占有阿波罗吕克昂神庙附近广大的运动场和园林地区。他在这里创立了自己的学派,这个学派的老师和学生们习惯在花园中边散步边讨论问题,因而得名为“逍遥派”。当亚历山大去世的消息传到雅典时,那里立刻掀起了反马其顿的狂潮,雅典人攻击亚里士多德,并判他为不敬神罪,当年苏格拉底就是因不敬神罪而被判处死刑的。但亚里士多德最终逃出了雅典。
公元前322年,亚里士多德因身染重病离开人世,终年六十三岁。去世的原因可能是一种多年积累的疾病所造成的。同时还存在他被毒死,或者由于无法解释潮汐现象而跳海自杀致死的猜测。
成就著作
1.逻辑学:《范畴篇》、《解释篇》、《前分析篇》、《后分析篇》、《论题篇》、《辩谬篇》,以上六篇逻辑学著作总称《工具论》。
2.形而上学:《形而上学》。
3.自然哲学:《物理学》、《气象学》、《论天》、《论生灭》。
4.论动物:《动物志》、《动物之构造》、《动物之运动》、《动物之行进》、《动物之生殖》、《尼各马克伦理学》、《158城邦制》。
5.论人:《论灵魂》、《论感觉和被感觉的》、《论记忆》、《论睡眠》、《论梦》、《论睡眠中的预兆》、《论生命的长短》、《论青年、老年及死亡》、《论呼吸》、《论气息》。
6.伦理学和政治学:《尼各马可伦理学》、《优台谟伦理学》、《政治学》、《雅典政制》、《大伦理学》、《欧代米亚伦理学》、《论美德和邪恶》《经济学》。
7.美学著作:《修辞学》、《诗学》、《亚历山大修辞学》。
理论
亚里士多德把科学分为:
1.理论的科学(数学、自然科学和后来被称为形而上学的第一哲学);
2.实践的科学(伦理学、政治学、经济学、战略学和修饰学);
3.创造的科学,即诗学。
哲学
亚里士多德虽然是柏拉图的学生,但却抛弃了他的老师所持的唯心主义观点。柏拉图认为理念是实物的原型,它不依赖于实物而独立存在。亚里士多德则认为世界乃是由各种本身的形式与质料和谐一致的事物所组成的。“质料”是事物组成的材料,“形式”则是每一件事物的个别特征。就像是有一只鼓翅乱飞的鸡,这只鸡的“形式”是它会鼓翅、会咕咕叫、会下蛋等。当这只鸡死时,“形式”也就不再存在,唯一剩下的就是鸡的物质。
柏拉图断言感觉不可能是真实知识的源泉,亚里士多德却认为知识起源于感觉。这些思想已经包含了一些唯物主义的因素。亚里士多德和柏拉图一样, 认为理性方案和目的是一切自然过程的指导原理。可是亚里士多德对因果性的看法比柏拉图的更为丰富,因为他接受了一些古希腊时期对这个问题的看法。
他指出,因主要有四种,第一种是质料因,即形成物体的主要物质。第二种是形式因,即主要物质被赋予的设计图案和形状。第三种是动力因,即为实现这类设计而提供的机构和作用。第四种是目的因,即设计物体所要达到的目的。
亚里士多德本人看中的是物体的形式因和目的因,他相信形式因蕴藏在一切自然物体和作用之内。开始这些形式因是潜伏着的,但是物体或者生物一旦有了发展,这些形式因就显露出来了。最后,物体或者生物达到完成阶段,其制成品就被用来实现原来设计的目的,即为目的因服务。他还认为,在具体事物中,没有无质料的形式,也没有无形式的质料,质料与形式的结合过程,就是潜能转化为现实的运动。这一理论表现出自发的辩证法的思想。
亚里士多德在哲学上最大的贡献在于创立了形式逻辑这一重要分支学科。逻辑思维是亚里士多德在众多领域建树卓越的支柱,这种思维方式自始至终贯穿于他的研究、统计和思考之中。他在研究方法上,习惯于对过去和同时代的理论持批判态度,提出并探讨理论上的盲点,使用演绎法推理,用三段论的形式论证。
天文
亚里士多德认为运行的天体是物质的实体,地球是球形的,是宇宙的中心;地球和天体由不同的物质组成,地球上的物质是由水气火土四种元素组成,天体由第五种元素“以太”构成。
物理
亚里士多德关于物理学的思想深刻地塑造了中世纪的学术思想,其影响力延伸到了文艺复兴时期,虽然最终被牛顿物理学取代。
亚里士多德的著作论述过力学问题。他已经具有正交情况下力平行四边形的概念。他解释杠杆理论说:距支点较远的力更易移动重物,因为它画出一个较大的圆。他把杠杆端点重物的运动分解为切向的(他称为“合乎自然的”)运动和法向的(“违反自然的”)运动。亚里士多德关于落体运动的观点是:“体积相等的两个物体,较重的下落得较快”,他甚至说,物体下落的快慢精确地与它们的重量成正比。这个错误观点对后世影响颇大。后来法国人N.奥尔斯姆等给出正确的见解,但没有加以验证。16世纪末S.斯蒂文和伽利略不仅从理论上说明,而且用实验证实了亚里士多德的错误。
亚里士多德还认为:“凡运动的事物必然都有推动者在推着它运动”,但一个推一个不能无限地追溯上去,因而“必然存在第一推动者”,即存在超自然的神力。这里的运动是指一般意义下的运动,也包括力学运动在内。
亚里士多德关于落体运动的论述见于《论天》(De Caelo),他在另一著作《物理学》(有中译本,1982年商务印书馆出版)中曾多次应用他的落体定律。这是一本关于自然哲学的著作,主要讨论运动。
亚里士多德认为地上世界由土、水、气、火,四大元素组成。其中每种元素都代表四种基本特性(干、湿、冷、热)中两种特性的组合。土=干+冷;水=湿+冷;气=湿+热;火=干+热。
亚里士多德认为白色是一种再纯不过的光,而平常我们所见到的各种颜色是因为某种原因而发生变化的光,是不纯净的,这种结论直到17世纪大家对这一种结论坚信不移,为了验证这一观点,牛顿把一个三棱镜放在阳光下,阳光透过三棱镜后形成了红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫七种颜色组成的光带照射在光屏上,牛顿得到了跟人们原先一直认为正确的观点完全相反的结论:白光是由这七种颜色的光组成的,这七种光才是纯净的。
生物
在动物科学方面,他的一些意见仅在19世纪被确信是准确的。他对五百多种不同的植物动物进行了分类,至少对五十多种动物进行了解剖研究,指出鲸鱼是胎生的,还考察了小鸡胚胎的发育过程。
他是将生物学分门别类的一第一个人,并为之写出了专门著作(如动物分类,动物繁殖等等),他首先发现了比较法的启发意义并理所当然地被尊称为比较法的创始人。他也是详细叙述很多种动物生活史的第一个人。他写出了关于生殖生物学和生活史的第一本书。他特别注意生物多样性现象以及动植物之间的区别的意义。
虽然他没有提出正式的分类(法),但是他按一定的标准对动物进行了分类,而且他对无脊椎动物的分类比两千年后林奈的分类更合理。在生理学上他大都采用了传统观点因而并不出色。和他的前辈比较起来,他是一个坚定的经验主义者。他的推论总是植根于他过去的观察。他在《动物繁殖》(De generatione animalium 760b28)一文中曾明确表示从感官所得到的信息(知识)是首位的,超过理智思考所能提供的信息。在这一方面他和经院哲学家中的亚里士多德派完全不同,后者认为单凭推论就能推论出一切问题。
亚里士多德的显著特点是追究原因,他并不满足于仅仅提出“怎样”的问题,而且还提出“为什么”的问题,这在当时来说是非常了不起的。为什么有机体从一个受精卵发育成完整的成体?为什么生物界中目的导向的活动和行为如此之多?他清楚地了解仅仅构成躯体的原材料并不具备发展成复杂有机体的能力。必然有某种额外的东西存在,他称之为eidos。和柏拉图所下的定义完全不同,亚里士多德的eidos是程序目的性原则,在他的思想中这词所表示的意思和现代生物学家的遗传程序所表达的完全一样。
和柏拉图相反,亚里士多德认为自然物按本身的性质而行动,所有的自然现象都是作用过程或过程的表现。由于任何过程都有目的,所以他认为对目的的研究是研究自然的主要组成部分。因此对亚里士多德来说,一切结构和生物性活动都有其生物学意义,或者就像我们所说的,有其适应意义。亚里士多德的主要目的之一就是解释这些意义。亚里士多德的“为什么”问题在生物学史上具有重要的启示作用。“为什么?”是进化生物学家在其研究中所提出的最重要的问题。
亚里士多德坚信世界基本完美无缺从而排除了进化的观点,他的先进思想只是近几十年才得到充分肯定。他在过去几个世纪中之所以声名狼籍有几个原因。一个原因是托马斯主义者奉他为他们的权威哲学家,后来当经院哲学声誉扫地时,亚里士多德就受了牵连。另一个更重要的原因是在十六,十七世纪科学革命时期中几乎全部着重点都放在物理科学上。
逻辑
他的学术领域还包括早期关于形式逻辑理论的研究,最终这些研究在19世纪被合并到了现代形式逻辑理论里。亚里士多德认为分析学或逻辑学是一切科学的工具。他是形式逻辑学的奠基人,他力图把思维形式和存在联系起来,并按照客观实际来阐明逻辑的范畴。亚里士多德把他的发现运用到科学理论上来。作为例证,他选择了数学学科,特别是几何学,因为几何学当时已经从泰勒斯想对土地测量的经验规则给予合理说明的早期试验阶段,过渡到后来的具有比较完备的演绎形式的阶段。但是,逻辑学的三段论法对实验科学确实毫无用处的。因为实验科学所追求的目标是发现,而不是从公认的前提得到形式证明。从元素不能再分割为更简单的物体的前提出发,在1890年未尝不可提出一个正确的已知元素表,但是到1920年,再运用这个前提就会把一切放射性元素排除在外。前提既然已经改变,“元素”一词的意义也就改变了。但是,这个事实并不能证明三段论是没用的,也不能就此认定现代物理学是错误的。
在形而上学方面,亚里士多德的哲学和神学思想在伊斯兰教和犹太教的传统上产生了深远影响,在中世纪,它继续影响着基督教神学,尤其是学术传统的天主教教会。
希腊和中古时代的科学界在亚里士多德的权威下,运用演绎法把许多错误的权威说成是绝对正确的,并用欺骗性的逻辑形式进行了许多错误的推论。
教育
亚里士多德认为理性的发展是教育的最终目的,主张国家应对奴隶主子弟进行公共教育。使他们的身体、德行和智慧得以和谐地发展。在教学方法上,亚里士多德重视练习与实践的作用。如在音乐教学中,他经常安排儿童登台演奏,现场体验,熟练技术,提高水平。在师生关系上,亚里士多德不是对导师一味言听计从,唯唯诺诺,而是在继承的基础上敢于思考、坚持真理、勇于挑战。他那“吾爱吾师,吾尤爱真理”的品格,鼓舞着他把柏拉图建立起来的教学理论推进到了一个更高的水平。
亚里士多德的教学思想是建立在他的人性论、认识论及其对于儿童身心发展考察的基础之上的。他把人的灵魂分为两个部分,一是非理性灵魂,其功能是本能、感觉、欲望等,二是理性灵魂,其功能是思维、理解、认识等。他认为在人的认识过程中,灵魂的主要功能是感觉和思考。灵魂借助于感觉器官而感知外界事物,那被感觉的东西是不以人的意志为转移的,从而承认感觉在认识过程中的地位和作用。但是,他又认为感觉在这里只起到一种诱发的作用,真理和知识只有通过理性的思考才能获得。因此,亚里士多德的教学目的是发展灵魂高级部分的理性。
他的伦理学,虽然自始至终都具有深刻的影响,后来也随着新兴现代美德伦理的到来获得了新生。
亚里士多德为其哲学学校设立了“百科全书”式的课程。他主张学生在德、智、体、美等方面全面发展,且在不同时期各有所侧重。幼儿期以身体发展(体育)为主;少年期以音乐教育为核心、以德、智、美为主要内容;高年级要学习文法、修辞、诗歌、文学、哲学、伦理学、政治学以及算术、几何、天文、音乐等学科。但不管怎样,重心都应放在发展学生的智力上。他特别强调音乐在培养儿童一般修养上的作用。认为音乐具有娱乐、陶冶性情、涵养理性三种功能,它能使人解疲乏、炼心智、塑造性格、激荡心灵,进而通过沉思进入理性的、高尚的道德境界。在体育教学中,他不同意教师只让学生进行严酷甚至痛苦的训练,要教“简便的体操”和“轻巧的武艺”,着重于让儿童身体正常发展。
政治
同柏拉图一样,他认为城邦高于公民,但是他也主张人有自己的权利,要求实现城邦和公民利益的平衡。他还确立了公平的正义和交换的正义的均衡正义原则。一方面对于不同出身、财产、地位、能力的人要平等对待,另一方面对于特殊的任务也可以给予特殊的优待。为此他非常推崇民主制和君主制的结合,在立法问题上实行民主,行政上实行君主制。他希望借此在维护城邦整体利益时保证公民的各种利益,并提出了分权学说。
《政治学》是古希腊思想家亚里士多德最重要的政治学论著。
其他
他还是类型学大师,依据统治者人数多少和是否维护全体公民利益把城邦分为六大类。并论证了各种整体的演变,其演变是逐渐变坏,其原因则是那种综合的正义原则被破坏。
亚里士多德是现实主义的鼻祖。不同于他的老师柏拉图以自己假定的理想国衡量现实,他主张从现实的国家出发,防止国家堕落和促进国家的发展。他对人性和理性持怀疑态度,主张法治,而法律的来源也不是人的理性或者学者的思考,而是来自于历史和传统中为人们所遵循和认知的东西,也就是历史的理性。他对变法和改革持一种十分谨慎的态度,非到万不得已不宜改革。
社会影响
作为一位百科全书式的科学家,亚里士多德对世界的贡献很大。他还是一位真正的哲学家,他对哲学的几乎每个学科都作出了贡献。
在哲学方面, 亚里士多德的思想对西方文化根本倾向以至内容产生了深刻的影响。在上古及中古时期,他的著作被译成拉丁文、叙利亚文、阿拉伯文、意大利文、希伯来文、德文和英文。以后的希腊学者研究及推崇他的著作,拜占庭的学者也是如此。他的思想是中世纪基督教思想和伊斯兰经院派哲学的支柱。伊斯兰世界最重要的思想家阿威罗伊,将伊斯兰的传统学说与亚里士多德的理性主义融合成自身的思想体系。最有影响的犹太教思想家迈蒙尼德,用理性主义解释犹太教义,在调和科学、哲学和宗教方面取得了重大成就。
亚里士多德显示了希腊科学的一个转折点。在他以前,科学家和哲学家都力求提出一个完整的世界体系,来解释自然现象。他是最后一个提出完整世界体系的人。在他以后,许多科学家放弃提出完整体系的企图,转入研究具体问题。
随着亚里士多德作品的不断被发现,中世纪出现了一个研究亚里士多德主义的新时代,学者们以此作为求得各方面真知识的基础。
人物语录
· 优秀是一种习惯。
· 法律是没有激情的理性。
· 遵照道德准则生活就是幸福的生活。
· 幸福属于满足的人们。
· 幸福就是至善。
· 幸福在于自给自足之中。
· 人生颇富机会和变化。人最得意的时候,有最大的不幸光临。
· 人生最终价值在于觉醒和思考的能力,而不只在于生存。
· 在不幸中,有用的朋友更为必要;在幸运中,高尚的朋友更为必要。在不幸中,寻找朋友出于必需;在幸运中,寻找朋友出于高尚。
· 羽毛相同的鸟,自会聚在一起。
· 真正的朋友,是一个灵魂孕育在两个躯体里。
· 事业是理念和实践的生动统一。
· 教育的根是苦的,但其果实是甜的。
· 谬误有多种多样,而正确却只有一种,这就是为什么失败容易成功难、脱靶容易中靶难的缘故。
· 在科学上进步而道义上落后的人,不是前进,而是后退。
· 凡善于考虑的人,一定是能根据其思考而追求可以通过行动取得最有益于人类东西的人。
· 上帝所做的、胜过一切想象中的幸福行为,莫过于纯粹的思考,而人的行为中最接近这种幸福的东西,也许是与思考最密切的活动。
· 人在达到德性的完备时是一切动物中最出色的动物;但如果他一意孤行。目无法律和正义,他就成为一切禽兽中最恶劣的禽兽。
· 对于美德,我们仅止于认识是不够的,我们还必须努力培养它,运用它,或是采取种种方法,以使我们成为良善之人。
· 习惯实际上已成为天性的一部分。事实上,习惯有些像天性,因为“经常”和“总是”之间的差别是不大的,天性属于“总是”的范畴,而习惯则属于“经常”的范畴。
· 德可以分为两种:一种是智慧的德,另一种是行为的德,前者是从学习中得来的,后者是从实践中得来的。
· 真正的美德不可没有实用的智慧,而实用的智慧也不可没有美德。
· 人类是天生社会性动物。
· 怜悯是一个人遭受厄运而引起的,恐惧是这个遭受厄运的人与我们相似而引起的。
· 政治学并不制造人类,然而它使人类脱离了自然,并驾驭他们。
· 有人问:写一首好诗,是靠天才呢?还是靠艺术?我的看法是:苦学而没有丰富的天才,有天才而没有训练,都归无用;两者应该相互为用,相互结合。
· 吾爱我师,吾更爱真理。
· 有战争才能带来和平。
· 法律就是秩序,有好的法律才有好的秩序
· 对上级谦恭是本分,对平辈谦逊是和善,对下级谦逊是高贵,对所有人谦逊是安全。
· 幸福来源于我们自己。
· 智慧不仅仅存在于知识之中,而且还存在于运用知识的能力中。谎言自有理由,真实则无缘无故。
人物评价
亚里士多德一生勤奋治学,从事的学术研究涉及到逻辑学、修辞学、物理学、生物学、教育学、心理学、政治学、经济学、美学、博物学等,写下了大量的著作,他的著作是古代的百科全书。
他的思想对人类产生了深远的影响。他创立了形式逻辑学,丰富和发展了哲学的各个分支学科,对科学等作出了巨大的贡献,是最早论证地球是球形的人。
亚里士多德的某些思想显得有些极端。例如,他赞同奴隶制及女性所受的不平等待遇,认为这是自然界的安排,当然,这些思想是他所处时代的写照。但是,亚里士多德的许多思想,今天看来依然具有时效性,如:“贫穷是革命与罪孽之母”、“立法者应该把主要精力放在教育青年上;忽视教育必然危及国本。”亚里士多德关于教育的思想显然是超前的,在他生活的年代还没有公共教育。
亚里士多德:思想家玩地理,主宰地理学1000多年
亚里士多德将地球分为五个气候带:两个极地,两个温暖的、可居住的地区分布在赤道两侧,还有一个顺着赤道延伸、因为酷热而无法居住的中央地带。这种划分依据巴门尼德的思想,也是第一次尝试建立气候人种志。
谢选骏指出:亚里士多德玩地理,主宰了地理学1000多年,结果弄死了地理学,不仅误人子弟,而且致使西方科学停滞千年!亚里士多德还玩逻辑学、政治学、伦理学、修辞学,主宰了1000多年,结果就宰了1000多年,难怪西方的逻辑学、政治学、伦理学、修辞学停滞了千年!
【76、合作共赢就是互相吞噬】
《研究人员发现了地球最早的生命证据》(BBC 2017年3月1日)报道:
古代生命:这些微生物化石同现代微生物类似
科学家发现了他们所说的可能是地球上生活过最早有机物的化石。
这些在加拿大岩石上发现的微小的条状,圆块和管状物体的年代可以上溯到42.8亿年前。
这段时间是地球形成以后很久,但是比此前一直认为地球上出现最古老生命的证据还要早数十亿年。
研究人员在自然杂志上发表了他们的调查报告。
魁北克岩石上的含有铁成分的微型管状物是古代生命的证据
英国大学学院的马休·多德研究了这些化石,他认为这个发现有助于理解生命起源。"这个发现回答了人类一直提出的最大的问题,那就是:我们从哪里来以及我们为什么存在?"
而在目前得到承认的地球最古老的生命证据是在澳大利亚西部发现的34.8亿年前的岩石。马休·多德说,这些有机物来自一个遥远的时间,据认为那时候火星表明有液态水,火星还有和地球相似的大气层。"如果我们在那个时候的地球上发现有生命诞生并且进化,那么火星上有生命开始的可能性也有。"
地球诞生数亿年后地球上就开始有生命出现
如果是那样的话,大学学院的帕皮尼奥博士说最近美国宇航局在地球表面的探测器可能是在错误的地方寻找生命迹象。
地球诞生以后"仅仅"几亿年后就出现生命的说法很有意义,因为目前科学家们在辩论地球生命出现是罕见事件还是在条件合适的情况下生物出现是普遍现象。
《科学家在中国陕西发现最早人类祖先化石》(BBC 2017年1月30日)报道:
根据化石复原的Saccorhytus像,尺寸大约为1毫米——由英国、中国和德国科学家组成的一个国际研究小组在《自然》杂志发表研究报告说,他们发现了迄今所知的最古老的人类祖先的痕迹。
科学家说,他们是在中国的陕西省发现这些化石的,化石保存完好。
这些科学家还说,这个微小的海洋动物生活在距今4.5亿年前,是已知最早的通过进化途径转变为鱼,再最终进化成人类的生物。
研究小组说,这个被称为Saccorhytus的动物是所谓“后口动物”(deuterostomes) 这个种类中的最原始的一个成员,而“后口动物”是包括“脊椎动物”(vertebrates)在内的许多物种的共同祖先。Saccorhytus的尺寸只有大约1毫米,据信生活在海床下的沙粒之间。
Saccorhytus有一层薄薄的相对柔韧的肌肉和皮肤——科学家没有找到任何这种动物有肛门的证据,这显示他们在消化食物后用同一个出口排泄。
在参加这项研究的英国、中国和德国科学家之中,有英国剑桥大学教授莫里斯(Simon Conway Morris)。莫里斯教授对BBC说,如果用肉眼看这些化石,就是一些黑色的沙粒,但是显微镜观察所显示的细节令人震惊。他说,“我认为,作为早期的后口动物,这种动物代表着很多物种的原始的开端,其中包括我们自己。”
中国西安西北大学教授舒德干说,“Saccorhytus为我们了解从鱼最终到人类的进化过程的最初阶段,提供了非常重要的信息。”
在此之前,科学家所发现的“后口动物”最早的生活年代为5.1亿到5.2亿年前,这时的动物已经开始分化为人类祖先所属的脊椎动物和海星与海胆这类动物。但是,科学家很难确定上述这些动物的共同祖先是什么样的。
最新研究显示,这个共同祖先的身体是对称的,这也是包括人类在内的许多物种继承下来的共同特征。科学家说,Saccorhytus最醒目的特征是它相对于身体的明显很大的大嘴。
科学家认为,这可能是因为它需要吞食食物颗粒或其他生物。
谢选骏指出:古代生物吞食食物颗粒或其他生物发展起来;人类不仅吞食食物颗粒或其他生物,而且还要通过蚕食残害同类而获得进化——其途径之一就是“合作共赢”。合作共赢的最高形式就是共产主义的死亡营地——汉奸宣扬这种“合作共赢”是“高级生物的宿命”、“人类的必由之路”……其实是回到了“地球最早的生命形式”。
【77、引力透鏡还是地球人的感觉】
网文《引力透鏡》报道:
引力透鏡,引力場源對位於其後的天體發出的電磁輻射所產生的會聚或多重成像效應。因類似凸透鏡的匯聚效應,因而得名。引力透鏡效應是阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論所預言的一種現象,由於時空在大質量天體附近會發生畸變,使光線在大質量天體附近發生彎曲(光線沿彎曲空間的短程線傳播)。如果在觀測者到光源的視線上有一個大質量的前景天體則在光源的兩側會形成兩個像,就好像有一面透鏡放在觀測者和天體之間一樣,這種現象稱之為引力透鏡效應。對引力透鏡效應的觀測證明阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論確實是引力的正確描述。
簡介
有些情況下,起引力透鏡作用的天體是一個星系,它對光的彎曲作用能產生類星體或其他星系等更遙遠天體的多重像。有些天文學家認為,多達2/3的已知類星體可能由於引力透鏡效應而增加了亮度。研究引力透鏡對遙遠類星體光線的影響,有助於解決關於宇宙年齡和宇宙當前膨脹速率的爭論。
當銀河系中一個暗天體正好在一較遠恆星(如麥哲倫星雲中的一顆恆星)前經過,使得它的像短暫增亮,就是較小規模的引力透鏡效應。單個恆星造成的這種引力透鏡有時叫做「微透鏡(Microlensing)」。1979年,天文學家觀測到類星體Q0597+561發出的光在它前方的一個星系的引力作用下彎曲,形成了一個一模一樣的類星體的像[2]。這是第一次觀察到引力透鏡效應。1993年,天文學家利用微透鏡效應觀測到銀河系中存在一種暗物質(dark matter),稱做MACHOs(massive compact halo objects,緻密暗天體)。
現象
引力透鏡可以增亮背景天體,從另一方面說,背景天體也可以起個手電筒的作用把中間天體給「照亮」,大家可能有概念,星系和星系團的質量大部分是暗物質提供的,暗物質雖然不發光,但它的引力作用和我們常見的物質是一樣的,所以通過分析引力透鏡(尤其是引力透鏡弧)我們就能探知所有物質的質量分布,並非常準確地測量星系團等的質量。這種測質量的方法的優越性是不言而喻的: 不必做太多假設就能把所有物質的質量全包括進來。並且這一點對我們探測非常遙遠的天體和事件非常有利,包括高紅移的星系,類星體,伽瑪射線等等。它們發出的光線在穿越時空到達我們之前的漫漫長旅中,可能會在中間遇到星系或星系團,星系或星系團做為透鏡使得背景天體成了像。在這種情況下像可以有多個,有些像是增亮了,為我們研究背景天體和上百億年前的宇宙提供了機會。屬於不同像的光線偏折程度不盡相同,所以它們實際走過的距離是不一樣的,所以如果背景天體由於某種原因發生光變,幾個像之間的光變就有早有晚,通過分析這些像和時間延遲,我們還能得到對宇宙學的一些參數(比如哈勃常數)的限制。
應用
前面提到的都算比較強的引力透鏡現象了,實際上還有一種叫弱引力透鏡現象。弱的意思就是表現不出前面說的好幾個像,背景天體也基本上沒被增亮多少,就象是在沒引力場的情況下加了一點擾動。但是背景天體的形狀被稍稍拉長了一點點(專業術語叫切變),比如一個原本投影是圓的星系被稍微拉扁了一點兒。由於這種效應實在是太小了,而且星系本身也有圓有扁,所以我們要從大量的數據中做統計分析。這種分析能告訴我們星系裡物質(包括暗物質)是怎麼分布的,宇宙中物質分布起伏如何等等,還能對一些宇宙學參數給出限制。這對於我們研究宇宙密度的擾動譜和結構形成很有用。
《地球上的透镜现象存在于宇宙,中国科学家研究出来两个已被证实——超新星爆发的能量和光亮能跟一个星系相比》(萌熙月- 太空舞步 (发行版).mp3)报道:
SN Refsdal(雷夫斯达尔)超新星第六像的发现和精确预测,是引力透镜和广义相对论的再一次重大的肯定,也是对科学家长年探索最好的鼓励。这项重大发现,有力的证实了人类已经能够预测93.4亿年前,距离14亿光年以外发生超新星出现的位置和时间,从而证明了人类可以利用物理定律,确切的预言将来发生的天文景观。因为在宇宙这大范围下,物理定律要是出现一丝儿差错与改变,科学家都将不可能完成这个艰巨任务。
什么是引力透镜?
引力透镜是德国物理学家Albert.Einstein(阿尔伯特·爱因斯坦)提出的广义相对论预言的一种时空折射透镜效应,它的定义是引力场源对处于它后方的天体散发出电磁辐射而产生的集聚或多重成像现象。因为时空在质量巨大的天体周围会发生改变,让光在发生扭曲。假如观察者与光源之间有一个质量庞大的天体,在光源两边就会看到两个天体的像,就像在观察者和天体之间放了一面透镜,所以这个效应物理学家称为引力透镜效应。
引力透镜效应是爱因斯坦的广义相对论的有力证明。
大质量的天体让时空发生弯曲
科学家与物理学家研究引力透镜效应能帮助解开对于宇宙年龄和宇宙目前膨胀速率的难题。
引力透镜现象出现的两个或几个成像的天体
1979年,天文学家第一次观测到引力透镜效应,类星体Q0597+561的光线在其前面的一星系引力下发生扭曲,生成了一个完全相同的星体的像。1993年,天文学家再次在微透镜效应的帮助下,成功的观测到了银河系中心的一种暗物质——MACHOs(致密暗天体)。当时银河系当中一暗天体恰好在一个比较远恒星前方路过,让它短暂的擦肩而过出现了明亮的光芒,这就是微透镜效应(单一恒星形成的这种引力透镜效应物理学称为”微透镜Microlensing“)。
引力透镜效应下出现的另一个像
中国天文台的博士生和科学家文中略带领的科研小组在国际巡天数据库SDSS中观测到了星系团强引力透镜系统,这是国内第一次在天文数据库中发现的引力透镜效应。国内科学家在理论的基础上研究引力透镜现象与宇宙学的运用,获得了国家自然科学二等奖。美国科研小组也公布了这个成果,并用光谱望远镜观测证实了2例引力透镜数据。
科学家们曾预言了一个超新星出现的区域位置,2015年10月开始利用哈勃望远镜持续观察MACS J1149+2223星系团,等待啊等待,2015年12月11日,超新星旋转着优美的舞姿如约而来,令人兴奋的是,位置正好在预言的位置之上。
网文《MACS 1149-JD星系》报道:
2012年9月20日,美国马里兰州约翰-霍普金斯大学(Johns Hopkins University)科学家率领的国际科研团队发现了这个名为MACS 1149-JD的星系。估计这个星系的形成时间仅比宇宙大爆炸晚不到2亿年,距地球132亿光年。
美国马里兰州约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的科学家率领的国际科研团队通过美国宇航局的哈勃太空望远镜和斯必泽(Spitzer)太空望远镜发现这个星系。到2012年为止,科学家已经发现了100多个在宇宙诞生大约6.5亿至8.5亿年后形成的星系。而MACS 1149-JD星系的发现是一个重大的突破。该星系距离地球有132亿光年的星系,是迄今2012年发现的最遥远和古老的星系。
科学家接收到的来自MACS 1149-JD星系的光,实际上是在宇宙形成的最早期阶段发出的。该星系的光线抵达美国国家航空航天局的空间望远镜之前已经旅行了132亿年之久。
MACS J1149+2223的超星系团强大引力场使得周围时空发生扭曲,形成了巨大的“引力透镜”,使得一个背景星系的昏暗光线放大了15倍,该星系被认为很有可能是迄今为止发现的最遥远星系。
意义解读
科学家认为MACS 1149-JD星系存在的宇宙时期是非常值得关注的,宇宙经历了一段被称为“黑暗时期”的演化阶段,在此之后宇宙诞生了第一批星系并出现了可见的星光。因此发现早期宇宙中的MACS 1149-JD星系打开了探索最深、最遥远宇宙历史的一个窗口。
MACS 1149-JD星系或是最遥远的星系,未来的研究工作将涉及对该星系的观测,并希望发现早期宇宙中最早的天体以及宇宙的‘黑暗时期’是如何结束之谜。
技术说明
斯皮策红外空间望远镜和哈勃空间望远镜探测到的光线来自于年龄仅相当于现在3.6%的早期宇宙。从技术上看,该星系的红移值达到了9.6,即Z=9,6。当物体移动时发出的电磁波谱向红光方向移动,所体现的是该物体运动方向正远离我们,由于宇宙的膨胀,天文学家通常使用红移值或者来表示宇宙的距离,即哈勃红移,有些研究中也用退行速度来表征红移。科学家发现该星系不同与以往在早期宇宙中所观测到的天体,较为明显的是后者一般体现在单一波段上,但MACS 1149-JD星系则通过五个不同的波段进行观测。
基于斯皮策红外望远镜和哈勃望远镜的观测数据,天文学家认为MACS 1149-JD星系的年龄小于2亿岁,而且质量和星系盘都较小,非常紧凑,只有我们银河系质量的1%。
谢选骏指出:所谓的“引力透鏡”其实不是宇宙的本相,而是地球人的感觉。地球人为了自己在地球的生存,不得不鼠目寸光,就像地下的鼹鼠一样。后来他凭借治疗近视眼老花眼的镜片类似的望远镜片开始展望外太空了,就被弄得晕头转向了。后来他又发明了“立此存照”的照相机,于是他发现了“时空扭曲”的“引力透镜”,于是更加狼狈不堪了。
网文《引力透镜效应》报道:
根据广义相对论,引力透镜效应就是当光在星系、星系团及黑洞等具有巨大引力的天体附近经过时,会像通过凸透镜一样发生弯曲,根据变化了的光线在光谱外波段呈现的不规则程度,可以推算发光星系的年龄和距离。
引力透镜效应1979年,天文学家观测到类星体Q0597+561发出的光在它前方的一个星系的引力作用下弯曲,形成了一个一模一样的类星体的像。这是第一次观察到引力透镜效应。
引力透镜效应是爱因斯坦广义相对论所预言的一种现象,由于时空在大质量天体附近会发生畸变,使光线在大质量天体附近发生弯曲(光线沿弯曲空间的短程线传播)。对引力透镜效应的观测证明爱因斯坦的广义相对论确实是引力的正确描述。
在有些情况下,起引力透镜作用的天体是一个星系,它对光的弯曲作用能产生类星体或其他星系等更遥远天体的多重像。有些天文学家认为,多达2/3的已知类星体可能由于引力透镜效应而增加了亮度。研究引力透镜对遥远类星体光线的影响,有助于解决关于宇宙年龄和宇宙当前膨胀速率的争论。
当银河系中一个暗天体正好在一较远恒星(如麦哲伦云中的一颗恒星)前经过,使得它的像短暂增亮,就是较小规模的引力透镜效应。单个恒星造成的这种引力透镜有时叫做“微透镜”。1993年,天文学家利用微透镜效应观测到银河系中存在一种暗物质,称做 MACHOs(massive compact halo objects,致密暗天体)。
谢选骏指出:被望远镜头给拖出地球(类似地洞)的人类(类似鼹鼠)被宇宙所震撼了,于是用“广义相对论”一类的说法来描述自己的盲目经历——他们不懂,说到底引力透鏡也只是地球人的感觉。
【78、犹太教徒污染月球】
《这次,它们承受住了825m/s的撞击》(2021-05-23 原理)报道:
2019年,以色列发射了月球航天任务“创世纪号”。这项任务原本计划在月球表面软着陆,它被寄予厚望,因为一旦成功,它将成为第一架由私营机构资助的登陆月球的探测器,而以色列也会成为全球第四个有探测器在月球表面软着陆的国家。
但不幸的是,就在准备登陆月球的几分钟前,探测器与地球失去了联系,失控地撞向了月球。
原本这是一次令人遗憾的失败,但随后却引发了一些额外的顾虑。因为探测器还携带了一批特殊的“乘客”,在这次撞击事件中一起坠在了月球表面。
这些“乘客”能在接近绝对零度的条件下生存,能承受超过水的沸点的热量。它们丝毫不在意太空的真空环境,对人类致命的辐射剂量对它们来说是“小菜一碟”。这些生物也被称为缓步动物,还有一个更为人熟知的名字:水熊虫。
由于水熊虫超强的生存能力,它们的坠落引发了对月球表面污染的担忧。一些科学家相信,这种生物一定有能力在撞击事件中生存下来,而更多人都很好奇,想知道这些缓步动物面临的情况究竟如何。
受到这一事件的启发,一组科学家进行了实验,让这种微小的生物以子弹一样飞快的速度受到撞击。在一定程度上,这种动物确实可以存活。实验也对它们在太空中生存的能力,以及其他星球上孕育生命的可能性提出了新的限制。研究已于近日发表在《天体生物学》。
研究人员希望以一种相对道德的方式进行实验。他们给约20只水熊虫喂食了苔藓和水后,将这些小动物冷冻了48小时,使它们进入休眠,也就是一种被称为“tun”的状态。在这种状态下,水熊虫的新陈代谢降低到了正常活动的0.1%。
随后,他们把两到四只水熊虫装在一个空心尼龙子弹中,并用二级轻气炮以不断增加的速度射出,将子弹射向数米开外的一个沙质标靶中。二级轻气炮是一种用于物理实验的工具,它可以让子弹达到相当高的初速度。
在实验中,科学家发现这种生物能够承受每秒825米的撞击,在瞬间冲击压高达1.01 GPa的情况下存活;但当速度达到每秒901米(瞬间冲击压达1.14 GPa)时,它们便无法幸免于难,会在事故中变成一团浆糊。
实验中的一些水熊虫。(a)(b)为实验前的水熊虫。(c)展示了在每秒728米的撞击实验后存活下来的水熊虫。(d)为每秒901米的撞击实验后留下的水熊虫碎片。| 图片来源:Traspas, A. & Burchell, M. J. / Astrobiology (2021)
科学家认为,这一结果基本可以帮我们确认,“创世纪号”上的缓步动物应该不太可能存活。尽管着陆器被认为是以每秒几百米的速度坠毁的,但它的金属框架撞击地面时产生的冲击压应该远高于1.14 GPa。
这项研究同样对“泛种论”(panspermia)提出了新的限制。这一理论认为,一些生命形式可能在不同星球之间转移,在行星或者卫星遭受撞击后,碎片残骸连同“生命偷渡者”飞溅到太空,并最终抵达新世界,从而使生命在宇宙中传播。
但一些科学家认为,这项研究很好地说明了,复杂的多细胞动物并没有那么容易被转移。换句话说,对动物来说,地球就像是一座生物地理的孤岛,动物就是岛上不会飞的鸟,被困在这里了。
但也有人表示,泛种论确实“很难实现”,但并非完全不可能。陨石撞击地球的速度通常会超过每秒11千米。在火星上,它们至少能以每秒8千米的速度撞击。这些速度确实远高于缓步动物能够生存的门槛。
不过,陨石的某些部分在撞击时可能会经历较低的冲击压,水熊虫或许存在“一线生机”。此外,根据先前的研究,与水熊虫相比,一些微生物能够承受更高强度的冲击,甚至有机会在每秒5千米的撞击中生存下来。
谢选骏指出:如果真是这样,那么以色列来的犹太教徒就结结实实地污染了月球了!
【79、有些人企图用外星人代替上帝】
《过半人相信有外星人?听听丘吉尔如何说》(2017年12月10日 BBC)报道:
英国政治家温斯顿·丘吉尔在二次大战前夕曾经撰文讨论过外星人的问题
调查显示将近一半地球人相信有地球外生命,而且希望同他们取得联系。一个在24个国家进行的调查有助于解释为什么《星球大战》系列电影历经40年经久不衰。
在《星球大战8:最后的绝地武士》公映前夕,调查人员发布了调查报告。调查显示(Star Wars: The Last Jedi)26,000个受访者中47%的人相信"宇宙中存在其他的智慧生命的文明"。
地球外生命又被称为外星生命,指地球以外的,可能不源于地球的生命。这种假想的生命形式可能是低级的原核生物,也可能是比人类文明程度更高的外星文明。
科学家努力不懈寻找外星人
从20世纪中期开始就一直有寻找外星生命迹象的努力,这包括寻找现在的地球以外生命和地球历史上的外星生命记录,其中一小部分是寻找外星智慧生命。
英国著名政治家丘吉尔就曾经撰文讨论过是否可能存在外星人生命的问题。这位政治家的论断和推理似乎得到了21世纪的太空望远镜数据的印证。
当被问到是否相信"其他星球存在某种形式的生命"的时候,61%的人认为在其他星球有生命存在。荷兰民意调查机构Glocalities的调查人员说,大约1/4的人说他们不相信地球以外有生命存在。
doctor who——BBC电视剧《神秘博士》中的外星人飞船——在相信宇宙中还有其他智慧生命的人当中,60%的人认为人类应该寻求同外星人文明取得联系。这并非首次关于人们对外星人看法的调查,在德国,英国和美国的调查也显示出相同的比例。不过研究人员认为,这是全球范围内规模最大的同类调查。
研究负责人马丁·兰伯特说,"相信智慧外星人文明的人很多有助于解释为什么《星球大战》电影系列广受欢迎","相信智慧外星人文明存在的人不在少数。"
调查发现,俄罗斯相信智慧外星人生命的人最多,比例高达68。墨西哥和中国的相信外星人存在的人的比例仅次于俄罗斯。荷兰人排在最后,只有28%的人相信有外星人。
这项在2015年12月到2016年2月进行的调查用15种语言在不同国家对公众进行调查,调查受访者代表了全世界62%的人口和80%的经济总量。
虽然外星生命的概念,特别是地球外的智慧生命,仍然是个未知数,但是对人类文化形成了巨大冲击,这主要反映在科幻小说中。科幻小说通过运用科学可概念,构想了各种地球外生命的可能性,激起了公众对外星生命的兴趣。
其中最有意思的辩论就是试图同地球外智慧生命沟通是否明智。有人主张采取积极方法同地球外智慧生命取得联系。但也有人反对努力同外星文明沟通,他们认为技术比地球人更先进的外星文明很可能会奴役地球人,或者彻底毁灭地球人。
英国政治家温斯顿·丘吉尔曾经撰文讨论过外星人的问题。丘吉尔是二十世纪最著名的战争领导人和多产的作家,但是他对科学和技术也表现出浓厚兴趣。
在二战前夕丘吉尔曾经为报纸撰文谈到外星生命的问题,文章的标题是"人类在宇宙中孤独存在吗?"丘吉尔文章的思路反映了所谓的"哥白尼原则",即宇宙无边无际,很难相信地球人的地位是独一无二的。
丘吉尔的推理反映了现代关于太空生物的辩论的内容。他认为"繁衍"能力是生命的主要特性。他还指出所有已知生命体都需要水,因为细胞和生命体主要包含水分,当然理论上也不排除包括其他种液体的生命体。
丘吉尔最后作结论说,太阳系以外许多行星当中应该有许多大小合适,正好能在表面保持水,可能还有某种大气层,有些很可能跟他们的恒星保持合适距离,因此能够保持合适的温度……
数十年过后,在1990s年代开始科学家开始发现太阳系以外存在大量行星。2009年发射的开普勒宇宙太空实验室发现银河系可能有多达10亿个和地球大小相近的行星,以合适的距离,围绕着同太阳大小相仿的恒星旋转。
谢选骏指出:外星人的可能存在,与外星人已经到达地球并且施加影响——这完全是两回事情。但是,出于某种动机,有些人一定要把两者混淆起来……因为有些人企图用外星人代替上帝。
【80、宇航员的生活为何邪恶】
《我那不愉快的48小时宇航员生活》(BBC 2017年2月13日)报道:
目前已有200多位宇航员有幸访问过国际空间
在狭窄、接近无重力的、没有新鲜空气的国际空间站工作将近一年后,美国宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)和俄罗斯宇航员米哈伊尔·科尔尼延科(Mikhail Kornienko)在去年春天回到地球时看起来仍然非常健康。他们在空间站刚刚完成了一个为期340天的任务,这是近年来最长的太空之旅之一。
目前只有200多位宇航员有幸访问过国际空间站,而完成太空旅行的人则多达数百人,他们只是其中两位。总体来看这些数字并不多,但世界上很多人正在为未来的太空之旅行业投入数十亿美元,他们希望我们之中有更多的人有朝一日可以跟随宇航员的脚步。
然而,体验宇航员的生活并不总是必须到太空旅行。人们可能会惊讶的发现世界各地有几十个人在地球上花了几个月,甚至一年多的时间,生活在特殊建造的密闭空间,模拟太空中的生活。这些模拟舱位于中国、夏威夷、俄罗斯等地,使研究人员能够研究长期隔离和禁闭对准备长途太空旅行的人的影响。
虽然我们可以从宇航员在国际空间站以及之前的空间站的工作生活经验中收集大量信息,但是随着各国航天局把目光投向火星,宇航员面临的挑战将随之改变。到火星的飞行任务意味着需要在太空呆上大约三年,其中包括六到八个月的去程,几个月火星地表生活的时间,以及六到八个月的返程。如此长途旅行预计会给那些被选中的人带来多个心理挑战。
在火星地表步行就需要穿一套完整的太空服。这正是夏威夷太空探索仿真与模拟计划(Hi-Seas)的参与者正在模拟的情况。
为了弄清这是怎么回事,我花了48个小时努力过和宇航员一样的生活,试图跟上国际空间站上机组人员的时间表。结果证明,他们一天的工作非常紧凑。我醒过来,喝了咖啡,然后吃一些直接装在袋子里的普通的食物,然后锻炼,工作,并重复这一模式,直到一天结束。我每天两次刷牙后还必须把漱口水吐在毛巾里。
国际空间站上平常的一天是这样开始的:早上6点或6点30分起床(国际空间站使用世界协调时间(Coordinated Universal Time)或格林威治标准时间)。美国宇航员、医生凯尔·林格伦(Kjell Lindgren)2015年在国际空间站上度过了141天,进行了两次太空行走。他说每天早上他做的第一件事就是阅读每天的新闻简报和两页长的前一日工作总结,然后刷牙,吃早餐。到上午7点30分左右,每个宇航员会与他们各自的任务控制中心开一个每日规划例会,以计划未来一天的日程以及提出任何问题。
"一天中其余的时间非常紧张——日程安排精确到五分钟,"林格伦说,"在一天内,我们可能会做研究,维修空间站,或拍摄自然灾害的照片。我们有一小时的午餐时间和两个半小时的锻炼时间。
国际空间站宇航员日常工作日志示例:
上午7点(格林威治标准时间) - 起床,戴上臂带为生物节律(Bio Rhythms)实验记录心电图数据
上午7:05 - 起床活动(宇航员完成早晨的卫生习惯,吃早餐等)
上午8:30 - 早晨每日规划例会:宇航员与世界各地的控制中心(美国宇航局(NASA),俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、欧洲空间局(Esa)、加拿大太空局(CSA))简要讨论当天活动的时间安排
上午8:45 - 早晨准备
上午9点 - 电脑更新
上午9:05 - 在生物节律硬件上交换数据收集卡
上午9:25 - 准备进行维修用的设备
上午10:25 - 在跑步机上锻炼
上午11:25 - 个人二氧化碳监测数据收集
下午12:15 - 窗口遮光板关闭
下午12:25 - 空白(休息时间——通常不会有这么多,但他们周末也工作,所以弥补一些时间)
下午1:10 - 以太网网线交换(Ethernet cable swap)
下午1:15 - 摄像机设置(为地面控制中心记录维修工作)
下午1:25 - 填写评估食物频率的营养实验问卷
下午1:35 - 午餐
下午2:35 - 自由时间
下午3:05 -高级阻力锻炼(高级阻力锻炼装置——一种微重力版本的举重)
下午4:35 - 给AMO2设备拍照,发送至地面
下午4:40 - 在节点1中安装真空接入端口,为将要停泊的来访飞行器提供真空
晚上7点 - 材料科学研究的计算机配置检查
晚上7:20 - Orbital-6 Cygnus飞行器货物清单
晚上7:35 - 每周宇航员办公室/宇航员会议
晚上7:55 - 睡前(晚间活动的时间,如晚餐等)
晚上8:25 - 每周飞行主管/宇航员会议
晚上8:45 - 晚间每日规划例会(宇航员与地面团队讨论白天完成的工作和明天的计划)
晚上9点 - 睡前活动继续
晚上10:30 - 睡觉
*来源:美国国家航空航天局——宇航员蒂姆·科普拉(Tim Kopra)的日志示例
在晚上7点或7点30分,每个宇航员都要开一个晚间会议总结一天的工作。"那以后的时间就属于我们自己了,"林格伦说, "我们会吃晚饭,可能会一起看电视节目,回复电子邮件,给地球拍照。然后到10点或11点就准备睡觉,为第二天做准备。"在他执行任务期间,林格伦和其他宇航员有幸在地球公映前观看了雷德利·斯科特(Ridley Scott)的电影《火星救援》(The Martian)。
在我做宇航员的一天中,我忙于采访研究人员,阅读学术论文,为这篇报道做笔记和观看国际空间站最近拍摄的视频。当然,最困难和最棒的部分之一是每天至少锻炼两个小时(我把锻炼分成两次一小时的间歇有氧训练、举重和瑜伽)。
当然,宇航员必须每天锻炼至少两个小时,以抵消微重力的物理效应,这体现在骨密度的降低,肌肉量和心血管调节能力的降低。在微重力环境下锻炼必须有创意——宇航员可以将自己绑在带有阻力的运动自行车上,或者在某些情况下,为了"举重"自行组装阻力机。
"我们已经开发了一套相当不错的应对措施来对抗失重的影响,所以我们能够保持有氧运动的能力、骨密度以及肌肉力量,"林格伦说,"但它不是完全针对失重的疗法。有一些肌肉就是没有反应。只要站立起来,你就会用到脊椎里小块的姿势肌,而这是和下蹲或硬举时的锻炼方式不一样的。
加拿大宇航员克里斯·哈德菲尔德(Chris Hadfield)展示了在太空清洁牙齿的正确程序。
日本宇航员山崎直子在2010年前往国际空间站进行了一项为期15天的组装和供给任务。她说返回地球时对自身的重力感到惊讶。"我记得我觉得头重的像是顶了一块石头。甚至手里拿一张纸也感觉很重,"她说。虽然山崎在回到地球一个小时后就能够行走,但是在微重力条件下呆的时间更长的人通常需要几周、甚至几个月才能重新适应地球的重力。
近年来,研究人员已经把注意力转向微重力如何导致宇航员视觉敏感度下降。 "宇航员回来以后发现他们的视觉发生了一些变化,"林格伦说,"这是一个重要的问题,但我们尚不清楚其中的原因。
专家猜测由于微重力导致体液向上移动,眼睛周围的压力会增加,这可能会影响视力。体液的变化甚至可能引起味觉的变化。
太空食物
对我来说,食物是我在隔离生活期间最难熬的部分之一。
国际空间站上有三类食物——加热食用的熟湿的袋装食物、用热水冲泡的脱水食物以及真空包装以保持稳定的直接食用的耐贮物品。宇航员也曾在微重力环境下成功种植过植物,但是在太空大规模种植植物可能还很遥远。
2015年8月,宇航员斯科特·凯利和凯尔·林格伦首次在国际空间站享受采用在空间里种植的蔬菜水果制作而成的新鲜沙拉。
因为我无法获取真正的太空食物,所以我去了本地的户外用品商店,储存了脱水饭菜。但让人惊讶的是,提前选择饮食非常困难。我不知道如何设计一个两天的菜单,也无法预测我会想吃什么。第一天后,我发现自己开始幻想新鲜的农产品。设想一下这样生活几个月会是什么状况。
结果证明,这些都是科学家正在应对的最大的问题。专家关心的不仅是如何确保在火星任务期间有足够多的食物——一个想法是在载人飞船到达之前或之后发射货物飞船——还有如何让宇航员更有可能吃到他们喜欢的食物。
卑尔根大学(University of Bergen)心理学教授、"火星500计划"(Mars500)的主要研究员格罗·桑德尔(Gro Sandal)说:"在食物方面的偏好变得非常重要。" 火星500计划是俄罗斯与中国、欧洲航天局合作计划进行的一项为期520天的火星模拟考察项目。她说,一些机组成员极度讨厌食物,以至于研究人员担心他们会绝食,所以不得不提出新的选择。
夏威夷太空探索仿真与模拟计划的项目经理布莱恩·考德威尔(Bryan Caldwell)说,宇航员报告称在太空里他们对食物的偏好和口味经常改变。专家猜测这一现象是因为体液在微重力环境下的移动,并在一项70天的研究中对这些变化的影响进行了研究,这个项目中的参与者要求在床上躺下来模拟失重的情况。
脱水餐
即使在没有微重力影响味蕾的情况下,本文作者蒂凡尼还是很难买到自己中意的脱水餐。
"我们想知道失重如何像鼻塞一样影响嗅觉和味觉,"他说,"我们仍在分析结果,但似乎虽然卧床休息者体液的再分布并没有对嗅觉造成很大影响,但是它的确对食物的喜好有影响。
在国际空间站上,食物已经成为一种社会货币,它是与来自其他文化的站友建立关系的一种方式。"在那里,不同文化和国籍的宇航员混合在一起,"山崎说,"我们之前有一些联合训练,但每天晚上聚在一起吃饭很有帮助。我们交换太空食物,这有助于我们相互沟通。"
水果
太空补给飞船定期带来的新鲜水果对空间站的宇航员来说不啻于为山珍海味。
这给要去火星的旅行者带来了一个好消息。虽然在往返火星的旅行过程中,食物选择可能会十分有限,但是一旦到达火星表面,人们就可以比较正常的给自己做饭。他们还可以根据在他们到达之前发送的储存食物创制菜谱。夏威夷太空探索仿真与模拟计划八个月禁闭研究的参与者团队甚至还在制作一本菜谱书,详细介绍他们在隔离期间创作的创意食谱。
天空中一颗普通的星星
国际空间站上的宇航员可以欣赏地球的壮丽景色,与地面上的家庭和支持团队的通信也几乎没有延迟。船员不断更替,还有补给定期从地球送来。但是前往火星的宇航员将面临更为极端的隔离。
除了任务时间长得多之外,与地球的通信将有大约20分钟延时。这将意味着宇航员得到任务控制中心或任何家人的响应会有40分钟的延迟。在夏威夷太空探索仿真与模拟计划任务以及火星500计划中都模拟了这个延迟时间。
乔斯林·邓恩(Jocelyn Dunn)等六名宇航员参加了夏威夷太空探索仿真与模拟计划任务,在八个月的时间里,他们住在一个圆顶的房子里。这栋两层建筑有约900平方英尺的共享生活空间和小的单人房间。实验还模拟了火星的熔岩地貌。参加者每次冒险走到外面都会穿上太空服。他们肩负团队中的地质考察任务。
"对我个人来说,沟通是出乎意料的困难,"邓恩说,"不只是因为时间延迟,而且因为它只是通过电子邮件。我们已经成为一个快速的,以短信为主的社交方式,但令人惊讶的是,一些人并不擅长保持联系。这尤其困难,因为你的社交网络可以对你是谁有重要影响。
此外,在火星上看地球,地球就像是天空中一颗普通的星星。这可能导致研究人员所谓的"地球离开视线的现象",并可能增加孤立感。对宇航员的调查表明,从太空欣赏地球的美丽和脆弱的经验是多么重要。研究表明,经验可以使人们减少个人主义,更注重普遍性和精神世界。
太空
从空间站上看到我们的星球可以从根本上改变宇航员的人生观
"从那个角度看地球改变了去过那里的每个人的人生,"林格伦说,"你真的会有机会看到我们所在的这颗不可思议的星球,它不同于你可能看到的一切。虽然你可以看到宇宙,那会使人们感觉自己的渺小。但是你会意识到,在你的视觉和经验中,没有任何东西比得上地球。
他说这种经验让他意识到地球是人类的太空船,而人类是船员。"我花了30%的时间维持空间站,这个飞船为我们提供氧气和食物,保护我们免受辐射。"他解释道,"而当你回头看地球时,你会想到这是人类的太空船。船员和人类的道理是一样的——我们必须互相照顾。"
缺少这些景色可能会对太空旅行者的体验产生负面影响。再加上禁闭就可能给人很大的压力。
禁闭的压力
对我来说,到第二天,和脱水食物一起被困在房子里的新奇感已经消耗殆尽。丈夫回家发现妻子的脾气异常暴躁。正如我在家的枯燥实验一样,禁闭的单调性实际上可能是人们在火星之旅中面临的最大挑战之一。
邓恩在参加夏威夷太空探索仿真与模拟计划的过程中收集了自己的生物样本来跟踪压力水平。她说她低估了禁闭对自己体验的影响。
"人们不会仔细考虑禁闭的问题,"她说,"他们会考虑隔离的问题——你身边没有那些你通常会拥有的东西,但禁闭至少同样困难,如果不是更艰难的话。你不能在周末离开这里,你不能改变景象和人。我真的想念走在街上的感觉,自发的去做一件事或发现新的东西。
宇宙
我们不清楚当宇航员距离地球家园数百万英里时,隔离的问题将会变的多么严重。
邓恩作为主要研究员加入了研究团队,对去年8月结束的夏威夷太空探索仿真与模拟计划进行为期12个月的后续研究。她现在正在分析项目参与者的压力水平的变化情况。"人们进来时的压力水平非常高,因为这是他们第一次来到这里,他们感到兴奋。但随着他们开始适应环境,这种兴奋感就会减退。"她说, "然后随着时间的推移,压力开始再次攀升,尽管确切的时间和方式每个人情况不同。
因为宇航员长期居住在一起,压力的增加也可能导致社会冲突的增加。例如,2010年美国宇航局撰写的一份对宇航员日记的分析报告称,在任务的下半期,人际关系的问题平均增加了20%。
虽然并不总是这样,至少有一些研究人员观察到了一种被称为"第三季度现象"的事件——在太空任务进行到一半之后的某一时刻,攻击性和情绪爆发出现增加。
从2010年7月至2011年11月的火星500计划是迄今为止时间最长的太空模拟研究。研究人员发现,随着时间的推移,参与者的善意出现减少,一些参与者退出了与他人的互动。在5月到8月之间尤其如此,这被认为是"第三季度",因为参加者计划在11月离开房间。
宇航员们被封闭在太空舱里,火星500计划的一些宇航员在后期逐渐出现离群索居的倾向。
"我们发现,当人们长时间处于禁闭状态时,某些时候似乎对心理功能来说更为重要,特别是当你所受的刺激非常有限的情况下,"桑德尔说,"过了一段时间,你会变得很容易被激怒,任何种类的声音或刺激给你的感受可能都会太过强烈。它会让你感到不舒服。这是我们在火星500计划中观察到的。当然会有个体差异,但有些宇航员大幅度的减少了与人的互动。我把它解释为一种保护自己的方式。"
他们还观察到一些宇航员出现的所谓"切断联系"的心理现象。他们会脱离环境并躲入自己的内心世界。 "所以他们像是在保护自己,进入了内心世界,"桑德尔解释说,"我们在南极洲的孤立研究中也发现了这一现象。"
当然,在极端情况下会存在个体差异,这正是夏威夷太空探索仿真与模拟计划和其他研究人员尤其要分析的。长期空间任务的选人参数将是至关重要的,而且地球上的培训可能需要花费几年时间。
尽管存在挑战,但是航天局吸引第一批申请人参加火星任务应该不成问题。即使是在地球上进行隔离研究的研究人员也可以从志愿者那里得到数百份申请。这些志愿者渴望了解长期太空任务是怎么一回事。
一些民间项目也确信普通人也会想去火星旅行。伊隆·马斯克(Elon Musk)的太空探索科技公司(SpaceX)希望把游客送到火星,而荷兰的非营利组织MarsOne也打算在那里建立一个永久的人类殖民地。
就我而言,在两天结束后,我走出了屋子,从一个新的角度欣赏新鲜的空气和食物。我还不会那么快就报名去太空旅行。
谢选骏指出:宇航员的生活为何不能愉快?因为他们心中没有神!而在我看来,不以朝圣为目的的太空旅行,不仅肮脏,而且邪恶!这样的活动别说48小时,一分钟都会留下污点,而且足以致命!相反,如果以朝圣为目的,那就与神合一了。与神合一本身,就涤除了一切不净,并且达到了生命的完满。
【81、宇航员恶意制造的太空垃圾】
网文《从太空中看地球,地球是什么样的呢?》报道:
ISS(国际太空站)宇航员们描述了他们从俯视的角度看到的地球:晨昏交界线在缓慢地移动,而地平线上的暴雷在落日时投下长长的影子。整个星球充满生机,城市灯火璀璨,流星在下方飞翔,帘幕般的极光在舞动……种种美与灵动,真的无与伦比。
但与此同时,我们的星球看上去也极为脆弱。我们头顶湛蓝的星空不再亘古不变,反而填满了其他的物质。从太空望去,大气层就像一层薄薄的膜,包裹着地球。宇航员们从震撼中瞬间清醒过来,意识到这看起来薄如纸片的膜,正是地球上的生物远离死亡、远离来自太空的伤害的重要倚仗。
不仅如此,宇航员们还能看到腐蚀的土壤、被砍光的森林……经年累月环境的破坏,正是我们对地球的所作所为。当你从外太空看到这一切的时候,更能深切感受到人类身上的责任。改变对未来有危害的做法,进入一个更具可持续性的时代。这很难,但是我们必须着手解决。
2018年4月22日,是第49个世界地球日(Earth Day)。这是一个专为世界环境保护而设立的节日。让我们一起参与到环保运动中,通过绿色低碳生活,改善地球的整体环境吧!
谢选骏指出:宇航员们说的好听,其实正是他们带头制造了太空垃圾,就像登山运动员们污染了山区。这是因为他们心中没有神,心中没有神,就只有恶意了。充满了恶意的人,除了制造垃圾,干不出别的事情。
【82、宇宙的“目的”就是上帝的戏剧】
《宇宙的“目的”,也许是黑洞》(2014-05-05 文/George Dvorsky)报道:
宇宙不就是一堆物质、能量、时间和空间的堆积,怎么会有目的?的确,它没有意识和主动的目的,但在自然定律的作用下,所有宇宙的集合体确实有可能正在向某个方向演变——而有一个假说认为,这个方向,也许是产生越来越多的黑洞。
我们很容易把宇宙想作是一间没有意义的仓库,里面装满了行星和恒星之类的天体。但现在出现了一个有趣的理论,认为宇宙不仅是我们看到的那么简单;多元宇宙正在设法达到一个“目的”,而黑洞在其中起到了不可或缺的作用。
这个理论称为“宇宙自然选择论”(Cosmological Natural Selection),提出者李·斯莫林(Lee Smolin)是圆周理论物理研究院的研究员,也是滑铁卢大学的理论物理副教授。他的理论认为,从实际效果来看,宇宙就是一个黑洞发生装置,或者说,它是一个为了产生尽可能多的婴儿宇宙而进行了优化的系统。
产生黑洞的重要方式是超新星爆发——而要想有超新星爆发,你需要很大的恒星。
斯莫林在他的著作《宇宙的寿命》(The Life of the Cosmos)中主张,即使在最大的尺度上、对于没有生命的实体,达尔文式的演化机制也一样适用。宇宙是一个能够复制自身的单元,所以它也要面对选择的压力。因此,宇宙的几乎一切行为,都会趋向于复制自身的方向。
“这个理论可以解释我们的自然规律是如何脱颖而出的。”斯莫林告诉我们,“如果这个理论正确,那么宇宙的各项参数就一定是调节到了让黑洞的数目尽可能多的状态。”
宇宙奇点和婴儿宇宙
黑洞,还有黑洞所产生的宇宙奇点,都在斯莫林的理论中居于中心位置。黑洞是一片特殊的时空区域,在其中,用来测量引力场或温度的度量值达到了无限。黑洞也是广义相对论失效的区域,这使得一切预测都不再可能。经典的广义相对论认为,每一个黑洞内部都有一个奇点。然而弦论和圈量子引力论却认为,黑洞中的奇点是可以去除的;如果是那样,我们或许就可以预测其中的那片时空区域在未来的演化了。
斯莫林指出:“掉入黑洞的物体不会就这么撞上宇宙奇点并停止演化,时间也不会就这么终结。时间将会继续流动,掉进黑洞的任何物体都有一个未来,而它们置身其中的那片区域,我们称之为‘婴儿宇宙’。”
当一个黑洞形成时,它的“末端”或许不终结在一个点,而是形成一个和我们已知宇宙分离的新时空。
斯莫林还认为,这些婴儿宇宙不会受到母宇宙中任何事件的影响,母宇宙无论是永远膨胀还是热寂消亡,婴儿宇宙都将继续演化下去。
他介绍说:“根据现在的测算,黑洞会在辐射中不断蒸发——所谓的‘霍金辐射’——直到它们和宇宙微波背景辐射的温度形成均衡。”但是他认为,这个过程和视界的性质有关,而蒸发的也仅仅是视界而已。
“婴儿宇宙也许会和原来的那个宇宙发生前所未有的接触,但是这究竟会不会发生,还要取决于量子引力论的种种细节。”斯莫林说道。
一个达尔文式的模型
就像达尔文的变异和选择理论,斯莫林也猜想婴儿宇宙会和哺育它们的母宇宙略有不同。宇宙的这个“变异”,也就是自然参数的略微修改,可能会塑造出一个全新的宇宙,和母宇宙相比,它的复制能力可能更强,也可能更弱。
如果每一个宇宙都是许多其它宇宙的“父母”,那么某种意义上可以和生物界的繁殖类比。
比如,如果宇宙学常数和光的速度略微修改,或者引力定律变得太弱或者太强,所形成的新的宇宙就可能无法有效地聚集大量物质、形成巨大恒星。在这样一个宇宙里,物质可能不会聚集成恒星,星系也可能无法形成。
根据这个模型,一个经过演化、产生黑洞的能力达到最佳的宇宙,就是一个“适者”宇宙。这或许可以解释我们观察到的这个宇宙何以会产生大量巨星――因为每一颗巨星都有可能成为一个婴儿宇宙。
也许每一个天鹅座X-1这样的黑洞,都是一个新生婴儿宇宙的脐带。
眼下,这个宇宙变异的理论只是一个纯粹的猜想。斯莫林也承认:“这还是一个假说。”
但话虽如此,斯莫林还是认为弦论或许能为它提供支持。“弦论也许和我的假说有点关联,”他说,“弦论描述的是一幅由不同宇宙学参数构成的景观,它们互相之间有着不同的相变——而这正是我在设法解释宇宙学常数的变异时想举的例子。”
斯莫林还不确定一个黑洞可以产生几个婴儿宇宙,他的猜想是每个黑洞产生一个。“这个问题的答案最终要取决于量子引力论。”他说。
生命是一个副产物?
我们问斯莫林,按照他的说法,宇宙中出现生命是不是一个意外?人类和所有其他生物会不会只是一个副现象、只是一个更加宏伟的事件中的副产品?
“如果宇宙自然选择假说是正确的,那么宇宙中存在生命、适宜生命的现象,就只是宇宙通过调节自身产生大量巨恒星、从而产生黑洞这个事实的结果。”
但是他随即补充说:“‘如果’这两个字是一定要加上的。”
此前曾有科学家提出相反的意见,在他们看来,宇宙对于生命友好得出奇,自然规律仿佛是为了制造生命而特别调节出来的。有人甚至认为,这就是宇宙的最终“目的”——它的种种条件,都是为了哺育出生物个体而设置的。(这就是所谓的“生命宇宙假说”,biocosm hypothesis。)
哲学家同样喜欢鼓吹所谓的“人择原理”,这条原理认为,要分析宇宙和宇宙中发生的一切,就一定要考虑到观察者(也就是智能生物)的存在。我们人类难免受到“观察选择效应”的制约,也就是说,我们只可能观察到那些对于生命友善的宇宙。
按照人择原理,我们看到的宇宙必然是适合生命存在的,不然的话,我们就不会出现,自然也没法去看宇宙。
斯莫林却对这些观点不以为然,他主张宇宙学家在研究和理解宇宙性质的时候,应该将生命排除在外。他还指出,人择原理根本不能为任何可以验证的实验提出可以证伪的预测。
另一方面,他又表示宇宙自然选择理论“完全可以做到这一点”。
而且,宇宙的各种定律,连同宇宙中的所有物质,都可以不必参考生命的存在就能解释。
他说:“我们生活的这个世界里充满了大量的碳和氧,也充斥着大量适宜生命的恒星,这并不是一个巧合。”宇宙中存在碳和氧之类适宜生命的元素,这个现象不必靠亲生物的理论也完全能够解释。斯莫林的解释是,这些元素使得宇宙中能够形成足够大的恒星,而这些恒星又能够形成黑洞。
他指出,人择原理的支持者提出的那些证据,都可以做出人择原理之外的解释。
批评
不用说,斯莫林的这个宏伟理论受到了许多批评。这毕竟是一个非凡的观点,而非凡的观点往往都会受到特别严格的考察。
比如宇宙学家乔·西尔克(Joe Silk)就认为,我们观察到的这个宇宙,远远谈不上是黑洞的理想制造者。他认为,其他“版本”的宇宙或许更能胜任这份工作。
同样,亚历山大·维连金(Alexander Vilenkin)也指出,如果宇宙学常数的数值有所增加,黑洞的形成速度还可以再提高一些。斯莫林假设自然界的各项常数都已经调节到了最适合产生黑洞的数值,他认为这个观点是错误的。
鲁迪格·瓦斯(Ruediger Vass)则认为,斯莫林将宇宙的演化和达尔文式的演化相提并论,这本身就是个错误。他指出,斯莫林的那些宇宙的适应性,并不受到它们各自环境的制约,而是取决于它们各自产生的黑洞数目。虽然这些宇宙的繁殖速度各不相同,它们之间却并不构成竞争;而在他看来,竞争才是任何达尔式演化的关键。
如果这些宇宙并不受限于有限资源、不会在生存竞争中相互淘汰,那么确实和生物界的达尔文理论有重要的差异。
斯坦福大学菲利克斯·布洛赫讲座教授、理论物理学家莱纳德·苏斯金(Leonard Susskind)在“边缘”(Edge)论坛上这样写道:
斯莫林认为,自然界的各种常数都是由适者生存的法则决定的,最适合繁殖的就能胜出。那些造成最大繁殖速度的特性将会在各个宇宙中普遍存在,而且,我们极有可能就生活在这样的一个宇宙之中。至少他的观点就是如此。然而,这样的逻辑却会推出可笑的结果:如果我们的宇宙是永恒膨胀的,那么根据这个理论,它的宇宙学常数就是最大的,因为宇宙的繁殖速度不外乎是它的膨胀速度。
我们向斯莫林询问了这些质疑,他说其中的许多都在《宇宙的寿命》中做了探讨。而他的下一本书《时间的重生:从物理学的危机到宇宙的将来》(Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe),也将对许多质疑做出应答(书中还会驳斥时间是一个幻觉的观点)。另外,斯莫林也尽可能对质疑都一一做了回复(他和苏斯金的完整辩论在这里,他对维连金的反驳在这里。)
说到底,这些质疑并没有使他产生动摇。
“我的感觉是虽然有几个人想要驳倒这个观点,但是他们都没做到。”他告诉我们,“我不是说我的观点就是正确的,只是证明它错误的尝试都没有成功。”
他停顿了片刻,然后以较快的语速继续说道:
“我认为最重要的一点在于,我的这个观点是一个科学的观点。观点本身的内容并不是关键,它当然也挺意思,但是更重要的,它阐明了一个更加普遍的观点,那就是如果你想解释宇宙,你就必须解释自然规律为什么是这样、而不是那样的。我的看法,这个问题是可以用科学的方式解答的。从这一点出发,我们就能够预测自然规律到底是始终如一、还是不断演化的。这就是我的中心论点。”
至于宇宙演化的确切机制,他认为某个特定的模型或场景可能正确,也可能错误。重要的是,我们只有解释了自然规律为什么是它们现在的样子、解释了它们是否在时间中发生演变的时候,我们的科学才算是完整的。
“至于我自己的这个宇宙自然选择理论,它还只是一个假说,它的地位相当于达尔文和孟德尔的那些假说——他们两位在提出自然选择原理的时候,还不知道DNA和基因的分子表达呢。”
谢选骏指出:说“宇宙的‘目的’,也许是黑洞”——这就像是说“生命的‘目的’,也许是死亡”。这是明显的不对称!那么,对称的说明应该是什么呢?我认为应该说——“宇宙的‘目的’就是上帝的戏剧”。如果真有“目的”,那就必有“上帝”。因为,没有创造的意志就不可能具有目的!所以,宇宙的“目的”,不可能黑洞。黑洞最多只能叫做宇宙的“墓地”,也许是摇篮——但绝不构成任何意义的意志。
【83、宇宙的结构好像进行着神的觐见礼】
网文《超星系团》报道:
超星系团(Superc luster)是在宇宙的大尺度结构中,比星系团和星系群更大的结构。可观测宇宙中的超星系团约有1,000万个。
若干星系团集聚在一起构成的更高一级的天体系统,又名二级星系团。本星系群就同附近的50个左右星系群和星系团构成本超星系团。星系团聚合成超星系团的现象叫作星系的超级成团或二级成团。超星系团的质量范围为1015~1017太阳质量。
简介
若干星系团集聚在一起构成的更高一级的天体系统,又名二级星系团。本星系群就同附近的50个左右星系群和星系团构成本超星系团。星系团聚合成超星系团的现象叫作星系的超级成团或二级成团。通常在一个超星系团内只含有2~3个星系团。拥有几十个成员星系团的超星系团是不多的。超星系团往往具有扁长的外形,长径范围为60~100百万秒差距,长短径之比平均约为4:1;这种扁形结构可以说明超星系团通常有自转。超星系团内的成员星系团的速度弥散度大约为每秒1,000~3,000公里,但各成员星系团之间的引力相互作用要比星系团内各成员星系之间的引力作用弱得多,因而有人认为超星系团可能是不稳定的系统。超星系团的存在,表明宇宙空间的物质分布至少在100百万秒差距的尺度上是不均匀的。至于是否所有的星系团都是不同大小的超星系团的成员,由于观测资料的极其不足和分析方法上的困难,这个问题还远未取得一致意见。此外,还有人认为超星系团可以进一步成团,形成三级星系团以至更高级的星系集团。
20世纪80年代后,天文学家发现宇宙空间中有直径达100百万秒差距的星系很少的区域,称为巨洞。超星系团同巨洞交织在一起,构成了宇宙大尺度结构的基本图像。本星系群所在的超星系团称为本超星系团。较近的超星系团有武仙超星系团、北冕超星系团、巨蛇-室女超星系团等。
现存的超星系团显示在我们宇宙内的星系分布是不均匀的;多数的都聚集在一起成为群和集团,每个小集团的星系从50个至数千个不等。这些群和集团与其他星系形成更大的被隔绝的结构,称为超星系团。
在本质上曾经被认为是最大的结构,超星系团被了解是有时被称为"超星系复合体"的更大的片状或墙的巨大结构的下一层级,他们可能跨过数十亿光年的空间,超过了可见宇宙的5%。超星系团本身可能跨越数亿光年的距离,星系的典型速度约为1000公里/秒。哈柏定律暗示这些典型星系的速度是在1/H的哈柏时间大约只有3千万光年时的速度,近似于当时的宇宙年龄。当这些距离以人类的术语表达时,它远小于超级星系团。在膨胀的宇宙中,一个天体的距离d相当于他现在的速度v乘上它所经历的时间t,但在时间相较于1/H不算小时天体的距离会被低估。上面的演算依然需要提出一些想法来修正,在正常的过程中从星系的形成或消散这些结构需要多少的时间,这都显示他们有更大的年龄。当我们观察到超级星系团和更大的结构时,我们得知这些超级星系团被创造时的宇宙情况。在超级星系团内的自转轴方向也给予我们洞察在早期宇宙历史中星系形成的过程。
还没有由超星系团组合成的集团(极超星系团或超超星系团)被发现,是否存在比超星系团更大的结构也还在争辩中(参见星系纤维)。根据宇宙微波背景辐射的数据,宇宙中的物质在大尺度下是均匀分布的。似乎不存在比“星系纤维”更庞大的构造。超星系团之间有巨大的空洞,在空间中只有少量的星系存在。即使超星系团被证实是最大的结构,超星系团的总数依然留下结构分布的可能性,相信超星系团在宇宙中的数量应该在一千万个。
超星系团经常会被分割成被称为星系云的小集团。
包括本星系群在内的超星系团
1937年,霍姆伯格在分析了双重星系和多重星系的分布后认为,存在着一个"总星系云",尺度范围100百万秒差距。这是本超星系团最初的概念。二十世纪五十年代中,沃库勒重新提出关于本超星系团的概念,并为后来的研究证实。沃库勒认为,本超星系团的长经为30~75百万秒差距,它是许多星系云和星系团的集合体,包括本星系群,室女座星系团,大熊星系团以及50个左右较小的群和团。它们共同构成一个巨大的扁平状天体系统其中亮于13.5等的明亮星系集中在天空中的一个大圆上,这个大圆称为超星系赤道,大圆的极坐标在国际天文学联合会银道坐标系中是银经47°.37,银纬+6°.32。超星系团的中心在室女星系团附近银经283°银纬+75°。对沿超星系赤道的星系视向速度的分析表明,本超星系团可能正在自转和膨胀,银河系绕团中心的公转周期约为1000亿年。
邻近的超星系团
本超星系团——包含本星系群(其中包括银河)的超星系团。室女座星系团位于中心,所以有时也称为室女座超星系团。
长蛇-半人马超星系团——他由两个瓣状组成,通常将整个视为一个超星系团,有时也会将整体的个别部份分别称为长蛇超星系团半人马超星系团。
英仙-双鱼超星系团
孔雀-印地安超星系团
后发座超星系团——形成CfA侏儒,CfA2长城星系纤维的中心
凤凰座超星系团
玉夫座超星系团
武仙座超星系团
狮子座超星系团
沙普利超星系团
继本超星系团之后,发现的第二个超星系团。
较远的超星系团
双鱼-鲸鱼超星系团
牧夫座超星系团
时钟座超星系团
整个的超星系团是时钟-网罟超星系团
北冕座超星系团
天鸽座超星系团
宝瓶座超星系团
宝瓶B超星系团
宝瓶-摩羯超星系团
宝瓶-鲸鱼超星系团
牧夫A超星系团
雕具座超星系团
天龙座超星系团
天龙-大熊超星系团
天炉-波江超星系团
天鹤座超星系团
狮子A超星系团
狮子-六分仪超星系团
狮子-室女超星系团
显微镜座超星系团
飞马-双鱼超星系团
双鱼座超星系团
双鱼-白羊超星系团
大熊座超星系团
室女-后发座超星系团
遥远的超星系团
天猫座超星系团
至少有两个星系团RXJ 0848.9+4452(z=1.26)和RXJ 0848.6+4453(z=1.27)
天文发现
不久前,美国天文学家发现了一个特大的“超星系团”。这引起了人们的注意。大家知道,太阳系之外还有两三千亿颗恒星,共同组成了“银河系”;银河系之外还有千千万万个河外“星系”。这些星系往往两个一组,三五个一群地分布在宇宙空间,天文学家把它们叫做“星系群”。还有比星系群更大的集团——十几个乃至上千个星系聚在一起,叫做“星系团”。如果若干星系团再组成一个体系,就称它为“超星系团”。一般的超星系团只有二三个星系团,很少超过几十个星系团;空间范围大约几千万至几万万光年。
美国宇航局派遣一架U—2飞机,在地球北半球高空测定宇宙微波背景辐射的过程中,发现了一个特大的超星系团,延伸到20万万光年的空间。与我们今天可观测的100亿光年的空间深度相比,这个超星系团占据了很大一个部分。一位天文学家感叹道:宇宙在如此巨大的范围中还存在一定的结构,真是令人拍案叫绝啊!
你看,宇宙物质的分布,从太阳系、银河系、星系团(群)到超星系团,仿佛构成一个又一个“阶梯”。有人猜想,在超星系团之上还可以有“超”超星系团、“超超”超星系团……不过迄今天文学家因限于观测手段的局限,尚无法对此进行验证。
测定宇宙微波背景辐射,可用来检验宇宙学中的“原始火球”理论。这个理论认为,宇宙是一二百亿年前由一个超密、超压的“原始火球”在一次大爆炸中形成的。特大超星团的发现,说明这次大爆炸并不是如大多数宇宙学家设想的那样,按均匀、各向同性的方式进行的,而是按不均匀、非各向同性的方式进行的。
星系分布
LSC的星系数值密度以室女座星系团为中心呈现与距离平方的关系掉落,显示这个星系群不是被随意选出来的。总之,明亮的星系(绝对星等大于13的)大多数集中在少数的星系云(星系团组成的集团)内,98%的被发现在11个云中(以明亮星云数量递减的顺序排列):猎犬座星系团、室女座星系团、室女II(向南方延展)、狮子II、室女III、巨爵(NGC 3672)、狮子I、小狮(NGC 2841)、天龙(NGC 5907)、喞筒(NGC 2997)和NGC 5643。位于盘面的明亮星系,三分之一属于室女座星系团,其余的都属于猎犬座星系团和室女II云,加上有些可能属于NGC 5643的。在晕中的明亮星系也集中在少数几个星系云内(94%分布在7个云中)。这样的分布显示超星系团盘面的"大部分地区都是巨大的空洞" 。能够用来与观测的现象比拟的是肥皂泡的结构。稍平的星系团和超星系团能在泡沫的交会处找到,它们是巨大的泡沫,在太空中接近球形(直径的数量级在20-60 Mpc)的巨大空洞。 场纤维的丝状结构似乎占了优势。1个例子是长蛇-半人马超星系团,最靠近LSC的超星系团,它从大约3千万秒差距之处延伸至6千万秒差距。
宇宙论
大尺度动力学
自从1980年代就很明显的呈现不仅是本星系群,包括远在5千万秒差距之外的所有物质都以大约600公里/秒的速度朝向矩尺座星系团(Abell 3627)运动。 当天文学家测量出相对于宇宙微波背景辐射(CMB)的运动时,莱登-贝尔等人(1988年)猜测有个"巨引源",但是他的本质为何仍然难以理解。
暗物质
LSC的总质量M ≈ 1 x 1015M太阳和总光学亮度L ≈ 3 x 1012L太阳。这样产生的质-光比大约是太阳的300倍,与其他的超星系团的图型是一致的。(作为比较用,银河系的质-光比是2.7)这种比率是宇宙中存在着大量的暗物质受欢迎的一个主要论点。
普朗克在检测微波天空的时候,通过桑耶维夫-泽尔多维奇效应,这是宇宙微波背景下一种特有的效应,在宇宙空间庞大的物体环境下,拍摄了星系团的首张照片。欧空局任务的XMM-牛顿和随后的普朗克的检测之间的联合行动,揭露了其中的有一个知情未知的超星系团的存在。
这副图展示了由普朗克和XMM-牛顿(X射线辐射)检测到的超星系团。
宇宙中的物质是以高度密集的方式分散,恒星聚集成星系,星系紧密的聚集在一起,在广阔空旷的空间中形成巨大的一团。星系团可以承受一千个星系,它们布满了闪亮着明亮的X光线的热气;它们大多数由暗物质构成。
普朗克的首要目标是获取古代宇宙的图片,也就是宇宙微波背景(CMB),因此它有高质量的9个频道,光谱范围从30到857GHz。这样一个广阔的光谱范围不仅有利于移除所有CMB中的污染源,从而能捕获早期宇宙的原始图像,它还使得普朗克成为优秀的星系团搜寻者。
事实上,这九个频道,是由普朗克团队基于一个特殊的现象,被叫做桑耶维夫-泽尔多维奇效应(SZE)而精心选择出来的。当CMB光子再朝我们运动时遇到了星系团时所经历的能量的改变就叫桑耶维夫-泽尔多维奇效应。因此,即使在星系团红移的情况下,SZE仍是一种检测星系团的独特工具。
“当宇宙大爆炸的分子化石穿越宇宙时,它便于它遇到的物质发生相互作用:比如当它穿越一个星系团,CMB中子便打散了构成星系团的热气中的自由电子。”法国奥尔赛空间数据研究所的纳比拉·阿加南说道,他是调查SZE团和二次各向异性的普朗克科学家的领导成员。“这些碰撞以一种特殊的方式重新分配了光子的频率,这使得我们能将CMB信号中的干预群分离出来。”
因为热电子比CMB中子更有活力,所以两者之间的相互作用导致了中子分散到更高的能量。这意味着,当朝着星系群的方向看CMB时,人们能看到相对低能量中子的不足,和高能量分子的富余。这个区分不足和富余的临界频率是217GHz。普朗克频道探测到低于和高于这个临界频率的光谱,而其中他们中间的那个频率恰好就是217GHz。
“依靠这个前所未有的光谱范围,普朗克可以检测到星系团的正信号和负信号,因此定位整个天空这些星系团,以及测量他们的物理属性,普朗克是个十分有用的工具。”普朗克项目科学家扬塔伯说道。普朗克拍摄到的首批图片包括一些天文学家一直的星系团,比如彗髪,一个很热的附近的星系团,还有也很近的星系团阿尔贝2319。
普朗克的设计是专门针对检测散落天空的星系团的SZE信号的,因为它并不适合深度调查,它的分别率太低无法探测出这些星系团的细节,尤其是一些新发现高红移的星系。
为了确定他们的身份,科学家们利用欧空局的X射线观察-XMM-牛顿。“由于它高敏感型,使得XMM-牛顿是继续完成普朗克检测到的星系团的最佳工具。”领导普朗克团队利用XMM-牛顿进行之后的研究的莫妮可阿诺说道。正是这两种ESA任务之间的协同作用使得天文学家能够使用XMM-牛顿来证实之前普朗克检测到的的确是星系团,并且它还发现它其实是个更大的结构:是个超星系团!
“XMM-牛顿观察显示其中一个星系团其实是个由三个独立巨大的星系组成的超星系团,而普朗克并没有检测到这一点。”
“这两个任务之间的协同作用显示了巨大的成功,XMM-牛顿将继续普朗克的检测来确定这个星系团的本质到底是什么?”XMM-牛顿项目科学家诺伯特说道。
“这是第一次通过SZE检测到超星系团的存在,这个重要的发现给超星系团的研究打开了一扇全新的窗户。”
这个新发现的超星系团的SZ信号来自于三个独立星系团的信号总和,其中可能还有另外的集群间丝状结构起作用。这也给大规模气体分布提供了重要的线索,这对追踪暗物质的分布也是至关重要的。
普朗克首次天空调查始于2009年8月中旬,于2010年6月结束。普朗克将会继续收据数据到2011年底,在此期间它会完成所有的天空扫描。
谢选骏指出:1、天文学家们感叹宇宙在如此巨大的范围中还存在一定的结构,真是令人拍案叫绝啊!你看,宇宙物质的分布,从太阳系、银河系、星系团(群)到超星系团,仿佛构成一个又一个“阶梯”。……2、当天文学家们测量出相对于宇宙微波背景辐射(CMB)的运动时,莱登-贝尔等人(1988年)猜测有个"巨引源",但是其本质为何仍然难以理解。……3、但是在我看来,天文学家们却不懂得——上述宇宙的结构好像进行着觐见礼。这是宇宙规模的朝圣历程。我把这叫做上帝的奇迹。上帝让我们到这世界上来,就是为了让我们能够参与见证这样的神迹。4、你有多大的眼睛,就能看到多大的神迹!
【84、宇宙的巨大可能是一个假象】
《新研究提出争议:宇宙是像床单还是像气球?》(2019-11-12 羊城晚报)报道:
一项新研究称,我们的宇宙不是像床单那样呈扁平状,而可能是弯曲的,如同一个充了气的巨大气球。这是11月4日发表在英国《自然·天文学》杂志上一篇新论文的结论。
新说法:宇宙像气球一样是“封闭的”——该研究称,他们是考察了来自宇宙微波背景(CMB)——即宇宙大爆炸的微弱回声——的数据后得出的结论。但并非所有人都对此结论感到信服:这项新研究结果基于2018年发布的数据,不仅与多年来的传统看法不符,也与最近另一项依据同一组CMB数据集的研究结果相矛盾。
据这篇新论文称,如果说宇宙是弯曲的,那么它的弯曲度是和缓的。这种和缓的弯曲度对于我们的生活、太阳系甚至银河系的运转并不重要。但是,走出所有这一切,前往我们银河系区域之外很远的地方,进入茫茫黑暗中,最终——在沿直线行进的时候——你将会绕个圈子,回到出发的地方。
宇宙学家称这一概念为“封闭宇宙”。它已经存在了一段时间,但不符合有关宇宙运行方式的现有理论。因此,它在很大程度上遭到了排斥。而目前得到更多支持的是“平坦宇宙”理论,即认为宇宙无边无际地向每一个方向伸展,自身不构成回路。
“宇宙在扩张”目前已达成共识
据这篇新论文的作者说,迄今为止对CMB进行的最准确测量得出的数据存在异常,这为“宇宙终究是封闭的”提供了确凿的、但并非绝对结论性的证据。论文的作者包括英国曼彻斯特大学宇宙学家埃莱奥诺拉·迪瓦伦蒂诺、意大利罗马大学宇宙学家亚历山德罗·梅尔基奥里以及美国约翰斯·霍普金斯大学宇宙学家约瑟夫·西尔克。
梅尔基奥里表示,开放和封闭宇宙之间的区别有点像是“拉伸的床单”与“充气的气球”。不管是哪一种情况,宇宙都是在扩张。当床单扩张时,每一个点都会沿直线远离其他所有的点。当“气球充气时,其表面上的每一点也会远离其他所有的点,但是气球的曲率使得这种运动的几何特征变得更为复杂。
梅尔基奥里说:“打个比方说,这意味着如果有两个光子在封闭宇宙中平行移动,那么它们最终会相遇。”而在开放的平坦宇宙中,这两个光子——在不受干扰的情况下——将会沿着平行轨迹行进,永远都不会相互作用。
梅尔基奥里说,宇宙膨胀的传统模型也暗示宇宙应该是平坦的。根据这一模型,把太空的扩张倒回最开始的时候,即宇宙大爆炸后最初的10-25秒,随着太空从它发源的那个极其微小的点中生发出来,你将会看到令人难以置信的指数级扩张的时刻。这种超快速扩张的物理特性指向一个平坦的宇宙。他说,这就是大多数专家认为“宇宙是平坦的”的首要原因。
梅尔基奥里说,如果宇宙不是平坦的,就得对这个创世机制的物理学进行“微调”,以便使它能够环环相扣,在此过程中不得不重新进行其他无数的计算。而这篇新论文的作者写道:“这最终也许是不可避免的。”(沈鹏)
谢选骏指出:宇宙的巨大可能是一个假象——这是用来俘虏人们感官的一个“局”。因为人们所看到的其实是弯曲的,因此也就是一层一层的螺旋式的千层饼幻象——宇宙其实是一个封闭的球体,就像地球那样。而人们只能在里面打转,却以为这是一个无穷动。其实,这只是一个“照花前后镜,花面交相映”的视觉错误!
【85、宇宙的外面是上帝的作品】
《宇宙的外面是什么?科学家做出预估,人类已不敢想象》(2021-05-20 秀颖)报道:
宇宙是看不见摸不着的,但是人人都身处在宇宙中,因为宇宙是所有的空间,时间和物质的总称。主流上对于宇宙的了解源于138亿年前的一次奇点的大爆炸。科学家表示,曾经奇点的温度极高密度极大。最终膨胀到极限时发生了爆炸,而如今其实宇宙还一直在膨胀过程中。
宇宙的直径大约在920亿光年,由于宇宙膨胀的速度是远超了光速的,因此人类很可能永远都无法知晓宇宙的边界外是什么样的。人类受到速度的限制,离开太阳系都极为困难,更何况飞出宇宙,逃脱宇宙的控制。但梦想总是要有的,毕竟宇宙中还存在着很多种速度,是远超光速的,爱因斯坦曾经提出的虫洞一说,认为当空间扭曲到一定的数值时。是可以产生时空的塌缩的。如果人类能够寻找到虫洞,可以瞬时间的实现两个不同的空间的穿越。
只是为什么人类一直执着于飞出地球,飞出太阳系,飞出银河系,甚至逃离宇宙的限制呢?主要原因还是因为人类对于自己的认知和了解太过于浅薄了,人类想知道为什么会诞生于地球上,以及人类是否是宇宙中最孤独的存在,哪怕,人类知晓银河系中都存在着无数颗的和地球环境类似的情景,但就目前而言,人类并没有在宇宙中发现到任何一颗有文明的星球,并与其产生交流沟通。随着人类文明科技的提升,人类对于宇宙求知欲也达到了一定的高度。虽说人类无法真正离开太阳系,但人类依旧可以通过现有的事实依据,去窥测几百万年后的地球将会发生什么,以及几百万光年,几千万光年外的空间是什么样的。科学家对此就给出了宇宙和宇宙外的推测。结果答案让人细思恐极,完全不敢想象。
科学家一直猜测宇宙的直径并非是920亿光年,甚至可能上升到了1560亿光年。无论是第一个数值还是第二个数值,都让人感到畏惧,因为人类在其中扮演的角色实在是太过于渺小了。即便是太阳系,甚至是银河系都是不值得一提的,因此宇宙中宇宙外,但凡发生任何让人类完全无法预料的事情,都有可能成为事实。
比如宇宙的外面,还有一个更大的宇宙在包裹着我们所生存的宇宙空间。就像人类最初被包括在地球上的时候,人类并不知道地球外还有太阳系。人类的视角能够看到的空间并不多,所以人类被太阳系,银河系等更大的空间所局限住了。在人类的视野中,宇宙极其浩瀚辽阔,人类以为宇宙是最神秘未知的。可也许在更大的空间里,宇宙同样也是不值得一提的。尽管人类不愿相信,不敢承认。但这很有可能是事实!
甚至宇宙中所有的星系并列存在,或许早就已经向人类揭露了更为广阔的空间里,宇宙同样也是并列存在的。因此,如果人类未来有幸真的能够到达宇宙的边界处,会看到宇宙的许多相邻的邻居宇宙。人类用了相当漫长的一段时光才征服了宇宙。并不代表人类若是身处到其他的宇宙空间中,也可以征服其他的宇宙法则。然而,人类相比较宇宙而言,显然人类的时光要更为短暂一些。人类还需要花费多长的时间才能走遍每一个不同的宇宙,最终再去了解千万个亿万个宇宙外的空间又是怎样的呢?
一直以来,人类对于自己为什么会诞生于地球上都充满了疑问,也有很多种奇思妙想的解释,比如人类是从猿猴一步一步进化而来的。而随着人类文明的提升,也有越来越多科学家指出,人类的文明或许并不是一场巧合,而有可能是一场必然。人类只不过是宇宙规则中的一个渺小的体现而已。
无论是地球上的文明的孕育,还是其他星系中文明的诞生,可能都是由幕后的操控者决定的。甚至细入到人类文明发展的每一个阶段。就像人类制作出的电脑的CPU系统一样。那宇宙或许很可能就是制定法则的一方。宇宙会让人类看见宇宙的外面是什么样的吗?这样一想,未免有点细思恐极了,不知道大家对于宇宙的猜测都是如何的呢?
谢选骏指出:宇宙的外面是什么?科学家做出胡扯的预估,人类却已不敢想象——但我却知道,“宇宙的外面是上帝的作品”,岂有他哉?
【86、宇宙黑洞与佛家哲学】
“非过去非未来非现在”,这就超越了时间,而不是仅仅坐上了时间机器进行古今穿越。
但是,哪里可以做到这一点呢?据说在宇宙黑洞里。
1.26秒是一束光从月球到达地球所需要的时间。一个小时由60分钟组成。宇宙已经138亿岁了。也许你认为所有这些都是事实,因为这些都可以用滴滴答答的钟表来证明。
然而,我在《思想主权》里说过,“时间是人们对于空间的认识形式。”时间只存在于时钟和日历上。
时间既不是真实存在的,也不是我们的主观幻觉,所以它可以变慢、暂停,甚至不存在。
“非过去非未来非现在”,这就可以说是“黑洞哲学”。
尽管人类对时间哲学的理解已经有上万年历史,但仍然没有找到一个令人满意的答案。为了了解探索神秘的时间,一代代人踏上了探索时间的旅程。
“现在”有几秒?
人能感知时间的流逝,但人们所说的“现在”,实际上是时间以一个恒定的速度往未来移动时,过去和未来之间的某一个点。人类经历的时间可以利用工具测量,比如使用时钟、日历。
自17世纪中期,荷兰物理学家惠更斯成功发明第一个摆钟开始,“计时”的进度不断提高。钟表利用运动,把时间的流逝转换成容易测量的量。
那么,人类知觉里的“现在”有多久呢?
原则上,“现在”是稍纵即逝的一个点,但根据一些说法,人类对时间流逝的感觉中,“现在”大约有2.7秒。在这之前的一切都是历史,其余的都属于未来。
谁的时间走得最快?
据说在某些状况下,时间流逝的速度并不总是一样的。这种现象被物理学家称为时间膨胀。
影响时间行走速度的不仅有引力,还有物体的运动速度。如果人类一直围着地球高速运行,时间上也会出现“跨越”。比如说,待在太空最久纪录的保持者帕达卡,这名俄罗斯宇航员花了大约879天的时间生活在环绕地球的轨道上,在这期间,太空船上的时钟和地球上的时钟之间累积的时间差约为0.02秒。换句话说,帕达卡是来自0.02秒后的未来人,他应该算是“时间旅行者”了。
没有时间的地方
宇宙任何地方都存在时间吗?其实不然,科学家认为黑洞中心是一个没有时间的地方,这个空间被压缩到最小的点,是一个拥有无限密度的时空点——奇点。
这里是难以想象的,因为黑洞本身具有非常巨大的引力,任何光子都没能逃离它的“魔力”,因此没有人能看得到它的内部,即使是利用世界上最强大的望远镜。
时间会不会停止或者消失呢?宇宙学家认为时间和宇宙的死亡密切相关。如果宇宙在未来发生了“大崩塌”,即里面所有的物质就好像跌入了黑洞一般,坍缩到一个点,那么宇宙也就终结了,同时,这也是时间的尽头。
但还有另一版本的时间“死亡”设想,它是由英国物理学家罗杰·彭罗斯提出的。他预言数亿年后,宇宙会走向“热寂”——所有的恒星耗尽了燃料,黑洞也耗尽了能量,所有的物质都衰亡了。届时空间将不存在任何原子,时间也将不复存在。
彭罗斯提出的这个版本的时间终结和一个人的死亡很像:人是由数十亿个细胞组成的,而细胞又由原子和分子构成。这些没有生命的成分以奇迹般的方式组织起来,创造了生命。而人类走向死亡后,身体又变成了一堆原子。
宇宙也许也一样,或许是宇宙的组成部分创造了时间,没有这些组成部分,宇宙就没有过去,没有现在,也没有未来。
……
谢选骏指出:“非过去非未来非现在”,在时间的彼岸、时间的死亡地带,这就可以说是“黑洞哲学”了。
佛言:“善现!弥勒菩萨摩诃萨得阿耨多罗三藐三菩提时,当以色非常非无常、非乐非苦、非我非无我、非净非不净、非寂静非不寂静、非远离非不远离、非缚非解、非有非空、非过去非未来非现在,宣说如是甚深般若波罗蜜多。”(大般若波罗蜜多经卷第二百九十二,初分着不着相品第三十六之六)
谢选骏指出:“佛言”?一言以蔽之曰,“黑洞哲学”也。
【87、宇宙结构与人心结构是同一的】
《什么是星系群什么是星系团,天体到底有几层结构?》(时空通讯)报道:
各种科普文章中常有星系群、星系团的介绍,弄得吃瓜群众晕头转向,那么什么是星系群,什么是星系团呢?
实际上,星系团和星系群是同一级别的天体结构,都是星系上一级“领导”。
天体结构从小到大,地球是最小的基层结构。
人们把宇宙天体从小到大定为梯级结构,是为了更好的理解宇宙,把宇宙划分为各种势力范围,以便讨论问题有一个统一的范围。
最小的结构当然是地球了。地球包括了大气圈、水圈、地壳、地幔、地核五个层次,这里就不一一解释了。
地球上面就是地月系统。包括了地球和月球两个天体,地球是老大,月球是跟班。月球围绕着地球公转,地球携带着月球围绕着太阳公转。
然后就是太阳系。这里太阳是当然的老大,占有了整个太阳系99.86%的质量,携带着八大行星,若干颗矮行星,几百颗卫星,无数个小行星和尘埃,以每秒约225公里的速度围绕着银心公转,转一圈约2.5亿年。
太阳则是银河系里的一颗中小型恒星,银河系约有恒星2000~4000亿颗,是一个中等的漩涡-棒旋星系,是本星系群中的一员。
星系群和星系团是同一级别的天体结构,都是一堆星系的集合体。
星系群包含的星系比较少,因此叫团好像有点名不副实,就叫群。如果要说它们之间是什么关系,就是兄弟关系,我们本星系群是小老弟。
本星系群包含约50个左右星系,仙女座星系是老大,质量约银河系两倍,银河系是老二。这个群没有引力中心,因此除了老大老二,其余的星系都小,就分别围绕着这两个大哥级星系伺候着,成为卫星星系。
有一个老三叫三角座星系稍大点,是不是属于仙女座的卫星星系尚未有定论。
银河系和仙女座星系由于引力作用,以每秒钟约100多公里的速度正在相互靠近,根据这个趋势,在未来40亿年内两个星系会发生碰撞合并。
本星系群属于本超星系团的一员。本超星系团统辖着约50~100个星系团(群),其中的老大是室女座星系团,包含有星系2500个以上。因此与本星系群同级别的室女座星系团就是老大哥。它可以长兄为父,但它永远也不是本星系群的老爹。
人家一个星系团顶俺们本星系群50个,所以俺们本星系群知趣的在一个边缘地带,围绕着室女座星系团引力源旋转,转一圈约1000亿年。
本星系群尺度约1千万光年,本超星系团覆盖约1亿光年的天区。
本超星系团再上一级结构叫做拉尼亚凯亚超星系团。实际上,由于引力作用聚合在一起的天体结构一般就到超星系团这一级了。
再上一级结构,比如拉尼亚凯亚超星系团,就不是以引力为中心的天体结构了。
这种结构是根据星系的视向速度定义的。这个方法是2014年9月由夏威夷大学布伦特·塔里,和法国里昂第一大学的海伦·库尔图瓦所领导的团队提出的。
拉尼亚凯亚超星系团包含星系约10万个,覆盖范围约5.2亿光年,质量约太阳的10^17倍,或者约银河系的10万倍。
我们本超星系团就是坐落在这个有点像羽毛庞大结构上的一个小圈圈。
近年来,科学界还有人逐级往上弄出了更大的天体结构。
如长达10亿光年,宽1.5亿光年的双鱼鲸鱼座超星系团复合体,拉尼亚凯亚超星系团只是其中60个集群中的一个。
还有,斯隆长城,尺度13.8亿光年;巨型超大类星体群,尺度40亿光年;海格力斯-科罗拉·伯里阿里斯长城,尺度100亿光年等等。
这些结构并非紧密的引力结构,它们之间的相关性并没有统一的根据,尚在争议和研讨中。
现在科学界比较多认同的是到本超星系团这一级。
谢选骏指出:人是如何发现宇宙结构的?依靠人们内心的结构。
网文《拉尼亚凯亚超星系团》报道:
拉尼亚凯亚超星系团(英语:Laniakea Supercluster,简称LaniakeaSC)是银河系、太阳系和地球所处的超星系团。2014年9月,夏威夷大学的布伦特·塔利(Brent Tully)和法国里昂第一大学的海伦·库尔图瓦(Helene Courtois)所领导的团队发表了一种通过星系的视向速度来定义超星系团的新方法,并由此定义了拉尼亚凯亚。按照新的定义,以往我们所知的室女座超星系团只是拉尼亚凯亚的一部分而已。
概要
拉尼亚凯亚超星系团内包含约10万个星系,范围达到约1.59亿秒差距(5.2亿光年)。质量相当于太阳的1*10^17倍,或者是银河系的10万倍,我们的银河系就位于这张宇宙之网的一条“流苏”上。拉尼亚凯亚超星系团几乎与巨大的时钟座超星系团相同。拉尼亚凯亚超星系团包含以下三个部分,而这三个部分先前被认为是各自分离的超星系团:
室女座超星系团,银河系所在的超星系团。
长蛇——半人马座超星系团,包含了拉尼亚凯亚超星系团的重力中心,巨引源(也称“大引力源”)。
孔雀——印地安超星系团
拉尼亚凯亚超星系团内最巨大的星系团包含室女座星系团、长蛇座星系团、半人马座星系团、阿贝尔3565、阿贝尔3574、阿贝尔3521、天炉座星系团、波江座星系团和矩尺座星系团。整个超星系团由大约300到500个已知的星系团和星系群组成,而实际数字可能更高,这是因为部分天区被银河系的隐匿带遮蔽而无法被观测。
超星系团是宇宙中最大的结构之一,并且其边缘难以判断,尤其是由内向外观测时。发现拉尼亚凯亚的团队使用电波望远镜将本星系群的星系运动绘制成分布图。在特定超星系团内,所有星系的运动都会朝向超星系团的质量中心。而在拉尼亚凯亚超星系团,星系都朝向它的重力中心,巨引源移动,因此也影响了银河系所在地本星系群和其他超星系团内的星系。
发现方式
分析星系运动,并将本动速度和宇宙膨胀效应分离的新方式为维纳滤波。该方式用于有明确天体位置资讯的时候,可以分析出3亿光年(9200万秒差距)的范围,并显示其流动模式。加上这个限制,可知道拉尼亚凯亚超星系团正对着夏普力超星系团移动,因此夏普力和拉尼亚凯亚这两个超星系团可能是更复杂结构的一部分。
宇宙流
夏威夷大学的科学家们记录了银河系周围8000多个星系的位置和剔除宇宙学红移之后的相对运动。在下图中,朝向我们而来的星系标为蓝色,远离我们而去的星系标为红色。这样,他们建立起一个“宇宙流”的模型(如右图)。在下图这个模型中,我们可以看到,在拉尼亚凯亚超星系团的中心,距离地球1.5亿~2.5亿光年的地方,有一个神秘的区域,相当于数万星系质量的引力中心,所有星系都朝向它而去。我们称它为“巨引源”(Great Attractor)。在大约几亿光年外的数百万个星系都受到巨引源的影响。
位置
宇宙目前已知的最大结构是大尺度纤维状结构——就像一张巨大的网,而这些纤维组成了宇宙中空洞的边界。宇宙的空洞中,几乎空无一物。“纤维”则是由超星系团所组成。邻近拉尼亚凯亚超星系团的其他超星系团有夏普力超星系团、武仙座超星系团、后发座超星系团、英仙-双鱼超星系团。这些超星系团和拉尼亚凯亚超星系团之间的边界在拉尼亚凯亚超星系团被确认存在时仍无法清楚地判定。
拉尼亚凯亚这个词来自于夏威夷语,意为“无尽的天堂”。这个名称是由任教于卡比奥拉尼社区学院的夏威夷语副教授 Nawa'a Napoleon 所建议的。这个名称是向利用天文知识在太平洋中航行的波利尼西亚人致敬。
谢选骏指出:从“拉尼亚凯亚超星系团”可以看出,欧洲中心主义的时代已经结束了。这也证明了“宇宙结构与人心结构是同一的”。
【88、宇宙为什么不能永存?】
《人类为什么不能永存?》(2021-04-12 怪奇菌)报道:
十八世纪下半叶,蒸汽机的出现引领着人类走上了和之前数千年截然不同的道路。在短短数百年的时间里,人类不仅实现了翱翔蓝天的夙愿,甚至还完成了走出地球的壮举。
然而,就在人类纵情享受着发展所带来的便捷和舒适时,可能很少有人会去注意一个非常现实的问题:这辉煌灿烂的人类文明可能注定不能永存。
为什么?
宇宙每时每刻都想毁灭人类
提起宇宙,可能大部分人脑海中浮现的都是浩瀚、无垠、辽阔、壮美这样的形容词,但很多人不知道的是,看起来浩瀚无垠、壮美瑰丽的宇宙其实危机四伏,一些细小的变化就有可能给人类带来灭顶之灾。
早前,霍金曾不止一次地表达出对小行星撞击的忧虑,而这种忧虑并不是杞人忧天。根据相关机构统计,每年大约有几十万个陨石撞入地球,虽然真正到达地表的不多,但这证明了地球确实存在这种潜在威胁。
就人类现在的科技水平来看,如果6500万年前灭绝恐龙的那颗陨石多来几次,人类的结局只有一个——毁灭。
让人害怕的是,虽然不知道人类是否会因为小行星而毁灭,但未来必然还会有小行星撞击地球,而这个小行星的体积不会比6500万年前那颗小。
如果人类有幸躲过小行星的侵袭,先别急着高兴,因为还有比小行星撞击更恐怖的宇宙事件正在暗中蓄力,试图以迅雷不及掩耳之势给人类致命一击,这个宇宙事件就是号称“静默杀手”的——伽马射线暴。
诞生于恒星爆坍塌的伽马射线暴,其实本质上是一种高度聚焦的爆炸。因为它范围极窄并且指向性很强,所以一般仪器很难提前观察到它的存在,而一旦观察到就意味着灾难很快就会降临。
来到地球后,它首先会和大气中的氧、氮发生反应,使得大气层失去原先的保护能力,地表紫外线强度直接爆表。在强辐射和强紫外线的“洗礼”下,地球生物的DNA将会被彻底破坏,最终走上灭亡之路。
太阳毁灭
如果人类足够幸运,在几十亿年中既没有受到大体积的小行星撞击,同时也没有被伽马射线暴侵袭,那么也先别急着高兴,因为还有一个非常重要的东西同样决定着人类不能永存,它就是太阳系的核心——太阳。
从某种意义上来说,太阳是我们所消耗的能量的主要来源,像风力、煤、天然气其实都是太阳能的另类存在或存储方式,所以对包括人类在内的地球生物来说,一旦失去了太阳就意味着走向灭亡。
按照科学家们对太阳的研究,太阳此时已经走到了其生命旅程中的一半,它现在大约还剩下50亿年的寿命。
在真正“寿终”之前,它会由现在的主序星演变成红巨星,其体积和光度相比之前都会显著增加(半径比主序星阶段大几十到几百倍)。
这主要是因为太阳在将其核心内部的氢元素都耗尽之后(全部变成氦),核聚变的速率开始下降,引力占据了上风。
此时拥有氦核和氢外壳的太阳,在自身重力的作用下开始收缩,内部压强、密度和温度因收缩而上升,最外层的氢也开始“燃烧”,这一过程带来的结果是外壳膨胀、内核收缩。
在大约1亿摄氏度的高温高压下,内核的氦原子核聚变成了碳原子核,恒星为了适应这种剧变反应,不得不相应调整自己的结构。
结构稳定之后,核心区的氦在慢慢消耗,氢的“燃烧”逐渐向更外层推进,这时恒星的体积将膨胀的极大。
通过对各种模型的研究,科学家们认为当太阳变成红巨星后,它体积的最外侧将会吞没地球轨道,也就意味着地球将会被变成红巨星的太阳吞噬,昔日的养育者变成了恐怖的灭世者。
不过,人类显然看不到太阳吞噬地球这可怕的一幕了,因为大约10亿年后太阳的光度将会比现在高10%左右,高温将会蒸发地表所有液态水,人类根本无法在这种恶劣的环境下生活。
如果到时人类还不能进行星际殖民,那么只能跟液态水一样被高温炙烤,最后彻底走向消亡。
那么如果届时人类已经能够走出地球、走出太阳系,是不是就意味着高枕无忧了呢?答案还是否定的。
走出地球也无法永存
其实不仅人类跟“永存”无缘,就连宇宙都不敢说自己能够永存。换句话说,宇宙也会有寿终正寝的一天。
为什么如此笃定?这一切都要从被誉为物理学第一定律的“熵增定律”开始说起。
熵增定律,也叫“热力学第二定律”。它是德国科学家鲁道夫·克劳修斯在1850年提出的理论,用于表示孤立系统中热量总会从高向低传导的不可逆过程,以及事物总会从有序向无序发展的过程。
按照“熵增定律”,当宇宙中的“熵”达到最大值时,宇宙中的所有能量全部会转化成热能、所有物质都将达到热平衡,此时的状态被称为“热寂”。
谢选骏指出:人类为什么不能永存?可笑的问题。要是人能永存,那么人如何诞生呢?别说人不能永存,就是宇宙也不能永存。为什么宇宙也不能永存?因为宇宙再大,却也和渺小的人一样,都是被造的。被造的,当然无法永的。而且越有活力的,存在的“时间”越短。这还算是被造者的幸运,否则不可承受的命运,也将定会碾碎他们。
【89、宇宙殖民地之“人民主权”就是“魔鬼主权”】
《宇宙殖民地》报道:
宇宙殖民地(Space colony ,Space settlement,Space city ,Space habitat:又称“太空殖民地”、“宇宙殖民岛”、“宇宙岛”、“空间城”、“宇宙都市”、“太空城市”、“太空居民点”等)是在十九世纪的科学界提出目标是在宇宙空间中建立一个仿似地球,且适合人类居住空间,成为太空移民的热门方案。
宇宙殖民地定义
现在的模式一般是在1969年美国普林斯顿大学教授Gerard K.O'Neil所提出方案定型,计划因种种原因未具体实现,但在许多科幻作品如机动战士高达、超时空要塞、星界的纹章、拉瑞·尼文的已知空间(如环形世界)系列中已被引用。
概要
构想中早期的宇宙殖民地被设置于地球与月球轨道之间,万有引力互相平衡的区域,即法国天文学家拉格朗日所计算的拉格朗日点。在殖民地内部重现地球的自然环境,并借由自转的离心力来模拟重力的作用。
自然环境
构想中的宇宙殖民地中可以模拟地球中的大气,先进的类型有平原、高山、河川、河流、海洋等,造成自然的水循环,而且会种植植物,以吸收二氧化碳及提供氧气,还会饲养各种的动物,造成食物链,为人类提供食物和水等必需品。所有的东西都能自我循环,使人们能在模拟地球环境下生活。
能源来源
宇宙殖民地主要的能源来自太阳能,由于太空环境中不受地球大气影响,可直接吸收太阳能,因此利用太阳能已能提供足够的能源。
如果在远离太阳的轨道上,可以改用核能或反物质。
构想起源和目的
宇宙殖民地的构想起源自十九世纪科学界,在人类实现了宗教和神话中种种不可思议的事物后,开始对圣经中的诺亚方舟或神学寓言中天空之城,冀望在字面上实践,也有希望作为逃避未来发生的世界性大灾难和战争的场所,提出了人以活着的肉体逃离尘世的念头。
但实际上只有极少数人有兴趣实践,因为世俗主义的盛行和对大自然的热爱,而厌恶把人类为了灵性挤身于较小的人造场所过著纪律的生活,而希望在地球上解决问题,或至少在其他行星上开拓。
到冷战时期,当时曾经被视为解决地球人口爆炸以及自然资源枯竭等问题的解法之一,但随着冷战结束,各国对航天开发的投资减少,以及先进国家出生率降低等变化,直到目前为止仍未具体实现。
各种设计方案
虽然太空居民点并未实现,但有很多方案其实已经很成熟,理论上当代可以建造,主要是财力和配套的前哨性设施并未完成,但另一些完全是科幻的产物。
当代科技的设计
在宇宙殖民地 (高达世界)中的多是这类,最大的是“岛三型”即桶型的居民点,是名符其实的“宇宙大都会”,主要在U.C.出现。
其他还有较小的可称为“太空乡镇”环型的“岛二型”,如2001太空漫游的太空基地,也成了旧版微软Windows的默认桌布的太空背景。更小有的球形“岛一型”,可算是现代太空站的延长。
科幻故事的设计
宇宙都市船或宇宙方舟:本身兼具星舰机能,适合于长途航行的宇宙殖民地,首创于法国作家贝尔纳(Bernal)的小说《人、魔鬼和世界》中太空船。近作有日本卡通Macross 7中的同名飞船,同国小说和星界的纹章的亚维皇都阿布利雷号,英国作家亚瑟·查理斯·克拉克的与拉玛相会系列中的外星人飞船都市拉玛。
人造行星:极大的宇宙殖民地,可以完全模拟地球环境,以这个为主题的有田中芳树的《灼热龙骑兵》的各个新行星。
宇宙要塞:有很坚固防卫的军事性宇宙殖民地,一般以星际大战的死星为代表。
戴森球和环形世界:这是比以上的其他方案更神奇的设计,是美国科学家戴森,构想出一群包围太阳的居民点,把吸收到的阳光都可以利用,人们以其命名为“戴森球”,后来同国的科幻小说环形世界中,外星人把其连合成一个环状结构包围其恒星,有比恒星体积还大人工的小宇宙规模了的居住空间。还有个别科学家提出极先进的外星人,可以把星系核心的巨型黑洞包围来建造“超级戴森球”,吸取其惊人的放射线为能源,可算是究极的太空居民点。
计划优缺点
作为太空移民的方案,常和另一方案即把行星地球化比较,在短期内也有和开发海洋和极地等比较。
优点
作为太空移民的方案,一般认为太空殖民地有很多优点。
比把行星地球化容易,也没有其伦理和政治问题。
可以有较多轨道和位置选择,也可以随建造者的需要而设计外观和内部,如果采用核能或反物质做能源甚至可以不需要阳光,可以作为星舰(恒星际太空船)或建立在太阳系外围轨道。
不受制于天然星体的大小和重力,即使很小也可以做成和地球相似的重力和气压。
相对于一般像地球的行星,本身对外的天然重力较低,可以很易离开也没有大气阻隔而很易进入。
因为是空心的意味可以用少数的小行星材料,就足够建造超过现代地球表面积的居住区。
不需要像开发海洋和极地会破坏地球生态。
缺点
宇宙殖民地计划中也有不少的缺点:
效益不大,只胜于直接把其他行星地球化,但未必胜过开发地球海洋或极地,现实中解决居住地不足,只需要填海建立人工岛就够短期需要了。
科技水平要求高,现时没有大推力运载火箭去运输这设施的组件,而且即使每日运输一件组件也最小要多年的时间和粍费成亿上兆美元。所以需要先行在月球和小行星上建立前哨基地,又要在地球轨道上建立制造组件的太空工厂和转运港,甚至需要天梯和登天塔之类可以不藉火箭直接到太空的建筑物,这些建设本身也像太空城市一般是长期有人。意味要受严格训练和资历宇航员,充当普通劳工为了富裕的未来太空移民,做危险和艰苦的工作,况且现太空站仍然未能适合长期工作。
而且就算一个宇宙殖民地可容纳2000万人口,对于世界人口每年以一亿的速度成长的现状,就要每年增加5个殖民地。其建设所需的矿物等资源只可能从月球以及近地小行星开采,建设与移民所需的经费等问题以目前的技术水平来观察,也不足以支持宇宙殖民地成为有效率的人口问题解决方案,最多只能作为未来富裕人士兴建的理想化新居,或作为太空探索科研和太空产业的基地。
主要倾向于推广太空城市的概念,多是出于就习惯于较小空间的社会的科幻作家,如日本和英法等,且居民出入都需要经过气闸引起交通管制上的不便。对于喜欢宽敞空间感的人,更易接受把行星地球化的方案,而兴建有匹敌行星宽敞空间的人造行星(极大的太空居民点),所需要的技术和财力资源等,相信比把行星地球化还高。
小型的简单居民点的空气循环和防漏气的能力都成疑问,可能需要经常分解小天体的矿石或冰来补充。
航天主题
航天综述
航天史(太空竞赛·航天事件和事故·航天动力学·航天项目一览与年表)
航天应用
地球观测卫星(间谍卫星·气象卫星)·太空探索·太空旅游·卫星导航系统·太空建筑学·太空移民·太空游客
载人航天
综合
宇航员·生命保障系统
风险
太空航行对人体的影响·失重(航天适应综合症) ·宇宙射线·太空天气
计划
东方计划·水星计划·上升计划·双子座计划·联盟计划·阿波罗计划·航天飞机计划·神舟飞船·和平号空间站·国际空间站·星座计划
其它
舱外活动
航天器
运载工具·航天飞机·无人航天器·航天器推进·运载火箭·载人航天器
目的地
弹道飞行·轨道飞行(地球同步轨道·地心轨道) ·行星际航行·恒星际航行·星系际旅行
发射方式
一次性和可重复发射系统 ·宇宙速度·直接起飞·非火箭发射·航天发射中心·发射台
航天机构
欧洲空间局·印度空间研究组织·日本宇宙航空研究开发机构·美国国家航空航天局·俄罗斯联邦航天局·中国国家航天局·中华民国国家太空中心
其它
个人太空旅行·空间气象·拉格朗日点·宇宙与生存
NASA令人着迷的太空殖民梦想
斯坦福圆环:相对而言,斯坦福圆环是科学家们提出的所有太空殖民概念中最可行的。这个长达一英里的圆环中可生活1万人。这个圆环的内环中将在顶部安装镜子,以此将阳光反射到外层的居民区。通过不断的旋转,它也能够为居住在其中的人们提供人造重力。但是由于美国国会削减预算,斯坦福圆环最终无法变成现实。
伯纳尔球体:伯纳尔球体是美国宇航局在1975年提出的第二个殖民地计划。它的设计理念类似于斯坦福圆环,但是它是圆柱形而非环形。它也采用了一系列可调节的镜子为大约1万位居民提供阳光。1977年乐观派人士就预测,到20世纪90年代它或许就能完成,到时候预计每两年就能制造一个新的伯纳尔球体。毋庸置疑的是,项目资金的短缺导致这一太空梦想最终流产。
奥尼尔圆柱体:普林斯顿物理学家Gerard K. O’Neill也是美国宇航局太空殖民项目背景下的梦想家,他提出了一种奥尼尔圆柱设计。这种20英里宽的圆柱形构造将在地球轨道中容纳一百万人。20世纪70年代美国宇航局科学家们将它称为3号岛,意思就是说它将成为21世纪的第三代太空殖民地。在美国宇航局的预想中,人们将世世代代居住在殖民地中,而且甚至能够选择他们所喜爱的气候。
火星殖民地:除了设计可行的太空殖民地之外,20世纪70年代的美国宇航局还致力于探索星际旅行。在1969年完成登月任务之后,他们就把目标定为了火星。虽然在20年代美国国会把所有的计划都缩减了5亿美元资金用于国防开支,但是美国宇航局仍然成功的将无人探测器送入太空,并且飞经金星、木星和水星。现在美国宇航局已经重新开始了载人火星飞行计划,并计划在本世纪30年代登陆火星。
探索火星
美国宇航局日前再次放出公布“重磅消息”预报:将于美国东部时间9月28日上午11点30分宣布有关火星探索的重要科学发现,解开火星部分之谜。40多年来,火星一直是美国太空探测的重点目标之一。在不断向火星发射探测器的同时,美国也在研究人类“远征”火星的可能性。此次美国宇航局公布重要发现,是否意味着人类“殖民”火星的时代已经到来?
从上世纪60年代开始探索火星,到此次获得“重大发现”,美国宇航局(NASA)一共向火星发射了21颗探测器,其中15颗几乎取得了完全的或超出计划的成功。
那些年,NASA发射的探测器
NASA火星探索的首次成功是在1964年,当年“水手4号”航天器飞越火星,传回了21张模糊的火星特写图片。1971年,美国“水手9号”成为有史以来第一枚成功进入环绕火星轨道的探测器。此外,还有“海盗1号”,“火星探路者”号释放的第一辆火星车“索杰纳”,寿命已超过十余年“火星奥德赛”飞船等等。
现阶段,2011年11月升空“好奇号”火星车,正和超期服役12年的“机遇”号火星车一起在火星表面进行探索,并不断向地球传回数据。
私人公司豪言:让人类“殖民”火星
在发射探测器“实地”探索火星的同时,人们也逐渐将目光转向人类火星旅行。目前,众多私人公司纷纷计划自己的火星之旅。
已经开始招募火星永久居民的荷兰“火星一号”公司想要在2023年实现殖民火星的目标,并计划在2018年向火星发送一个着陆器。不过,“火星一号”公司计划的实际可行性引发了人们质疑。有科学家表示,这个计划“很不靠谱”,很可能是一场商业炒作。
相对于荷兰公司放出的豪言,美国亿万富翁、人类首位太空游客丹尼斯·蒂托发起的“灵感火星”计划听起来则更靠谱。该计划耗资10亿美元,预计在2021年将一对夫妇送上太空,绕火星飞行一圈。
科学家太空地球两头忙:为登陆做准备
相对于私人公司的火星计划,科学家们给出的登陆火星时间更为保守。美国宇航局的计划是,在本世纪30年代让人类登陆火星。为了实现这一目标,科学家们正在太空和地球“双管齐下”,为人类远征火星做准备。
在太空里,国际空间站的两名宇航员正在进行一项“一年任务”实验,在国际空间站停留342天,探索人类长途太空旅行的可能性。与此同时,国际空间站里的其他宇航员则在太空种起了蔬菜,研究人类在前往火星的旅途中如何在食物上自给自足。
与此同时,科学家也开始在地球上模拟在火星上过日子。今年8月,6名科学家进入了位于美国夏威夷冒纳罗亚火山山麓上一个“居住舱”,他们将在那里“闭关”生活一年,体验与世隔绝的火星生活。
发展
390年前,一伙清教徒朝圣者开着“五月花”轮船,乘风破浪,闯入“新大陆”,开启了美洲殖民史。390年后的现在,有一伙地球人,准备驾驶太空“五月花”浪迹星际,移民星球,冲出太阳系,遥遥百年历程,一去不复返。
据英国《每日邮报》9月9日报道,美国航空航天局(NASA)和美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在开展一项名为“百年星舰”(Hundred Year Starship)的宇宙探索和移民计划,此计划于9月7日获得美国前总统比尔·克林顿的支持,并得到国防部高级研究计划局的资助,9月13日的休斯敦研讨会,标志着这一现代星际“五月花”计划的开启。
初级目标:移民火星
据美国《科学日报》库尔扎韦尔·阿尔报道,谷歌创始人拉里·佩奇数周前曾问询过NASA埃莫斯研究中心主任西蒙·沃登,他问单程前往火星的移民计划,究竟要花多少钱?西蒙回答说大概需要百亿美元。拉里则问他能否控制到30亿美元以下。
谷歌创始人的询价与报价,代表了民间资本对这一项目的兴趣。这一“百年星舰”计划最终将成为商业旅行和民间探险计划,官方的公共财政资金,几乎没有多少投入。
从目前公布的官方资金投入来看,NASA只“捐出”了十万美元,而国防部高级研究计划局大气一些,但也只动用了百万美元的“公款”。一个庞大的宏伟计划,最终只花了纳税人区区一点小钱,不可思议。
西蒙说这一计划现在目标明确,就是移民到其他星球,开辟殖民地。“20年前(谈到这一话题时)你还得低声耳语,生怕酒吧里有人向你开火。”西蒙感慨道。
美国一份免费学术杂志《宇宙学报》曾称,载人太空探索计划的预算,大部分花在了“如何把人安全运回”上,如果直接把人送上星球,然后跟他们挥手道别,稍后再由飞船提供补给,或移民星球的人类开发星球矿物资源,与地球进行“星际贸易”,这样的计划,将不会花到多少钱。
谁会是第一批“移民”
“星舰计划”不是“阿波罗计划”,到太空晃几个小时就折回去了。“星舰计划”中的“一去不复返”,意味着宇航员要永久地告别地球上深爱的亲人和熟悉的生活环境,意味着要在一个陌生星球冒险终老和繁衍后代。
火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布,没有稳定的液态水体。火星大气既稀薄又寒冷,沙尘悬浮其中,每年常有尘暴发生。火星南方是古老、充满陨石坑的高地,北方则是较年轻的平原。
同其他行星相比,火星最像地球。火星的友善条件,成为人类对外星殖民的首选地。
据英国媒体报道,“百年星舰”计划合作单位、美国伊卡洛斯星际组织负责人亚当·克鲁尔说,他们的第一个目标是火星,或是火星的两个卫星。计划的两大挑战是新的推进系统与定居火星的生命维持系统。“我们将致力于打造持续百年太空飞行的星际飞船,以及可行性星际技术,最终使人类受益。”按照计划,飞船将搭载适合人类长期生活在宇宙的生命维持系统,到达目标星球后,在那里建立一个人类星际殖民地。
“百年星舰”的首任机长,有望是女宇航员梅·杰米森,她于1992年成为第一个黑人女宇航员,现年55岁。杰米森表示:“我愿意为人类星际探索活动献身。”
但杰米森不会是星球上第一批“移民”,她的任务是驾驶“星舰”,送太空移民到目标星球,在太空穿越百年,努力冲出太阳系,并终老于“星舰”。理论上,那些被送上太阳系星球上的移民定居者,仍有机会被其他宇宙飞船“接回家”。 亚当·克鲁尔说:“星舰机组人员开始星际旅行时,必须明白他们要耗费一生时间才能抵达另一个外星世界。所以星际旅行更像是一项巨大的社会实践,星舰必须像一个可以完全自给自足的小城市。”为了这个目标,星舰设计自重至少在百吨以上。
埃莫斯研究中心主任西蒙·沃登说,美国预计2030年将把4名志愿者送上火星。沃登表示,招募志愿者的前期工作,早在2010年时就已经展开。
美俄竞赛,俄处下风
美俄太空竞赛,在苏联时期就已经展开,从1960年起,苏联率先放出咄咄逼人的火星探测计划,连续数年发射多个探测器,然而射出去的火星探测器,几乎均告失败,而美国在落后数年之后,迅速赶超,数次成功地把火星探测器送进火星预计轨道。2009年,中国也加入进来,但中国的“萤火一号探测器”,却因2011年11月9日俄罗斯运载火箭发射失败而坠毁,功败垂成。
2010年6月3日,俄罗斯开始在莫斯科进行世界首个模拟火星之旅实验,6名来自俄罗斯、中国、法国等国的志愿者在狭小的模拟密封舱内生活了520个日夜,这个时间,差不多是现有航天技术下地球与火星之间折返的时间。
然而,这个实验的成功,毕竟只是在地球表面上的模拟实验,至今除了俄罗斯一个探测器曾从火星表面短暂传回一些数据之外,所有俄罗斯的火星探测均未达到最终目的。目前俄罗斯最成熟的技术,仅是把宇航员送上地球外太空轨道上的国际太空站。
2012年8月6日,美国宇航局首辆核动力火星车在红色的火星表面成功着陆,将展开为期两年的火星探测任务。
《洛杉矶时报》9月9日报道称,科学家普遍担心“好奇号”火星车钻探到水,假如真的接触到液态水,火星水将可能被地球微生物“污染”,在火星上发现的“生命”,可能就是地球的“污染杂交物”,或这些污染物最终“灭绝”了火星上的“原住生命”,这将是极不道德的。美国的一名行星保护官员抱怨说:“他们不应先斩后奏,钻探到水后才告诉我们。我们应负责任地遵守我们自己的规定。”
美国不仅成功地展开了火星探测,而且已经率先制定和践行“火星伦理规则”,为后来者确定了行事标准,牢牢把控住了火星探测与定居移民的主导权和话语权。
美国曾想重启“阿波罗计划”,重返月球,但耗资巨大,于是采取实用主义,全力攻关最适宜人类居住的火星。可以说,美国此番展开民用和商业“星舰计划”,已经把其他竞争者远远甩在了后面。
冲出太阳系之远景
半人马阿尔法星(Alpha Centauri),是组成黄道12星座中的半人马座的主星之一,只有天狼星和大角星比它更明亮。半人马阿尔法星距太阳4.3光年,是太阳最近的邻居。假如人类有朝一日冲出太阳系,半人马阿尔法星球无疑是人类最先访问的地方。如果人类能以光速飞行,那么,至少要花4年时间才能到达。而按“星舰”设计的四分之一光速极限速度,人类理论上至少要花20年才能到达半人马阿尔法,一来一往,最少要花50年,一个20岁的青年从地球出发,归来至少是个年届70的古稀老人。
美国国防部高级研究计划局一名官员在一份声明书中说,“百年星舰”不只是一艘载人宇宙飞船,其突破性的技术与革新,将使星舰不同凡响。而星舰的不同之处还在于,它是单程的。
9月13日的研讨会吸引了全美所有重量级太空科学家参与,这一计划令美国重拾“伟大国家”和“上帝选民”的荣誉感,这是毫无疑问的。“百年星舰”将像成功着陆于火星的“好奇号”探测器一样配备核动力。当“百年星舰”抵达半人马星座之时,“百年星舰”上的人员,已经开始繁衍后代了。如果这些先行者能在其他星系中开拓人类殖民地,人类将与太阳系之外的天体生命握手,这样的远景,令人激动。
谢选骏指出:走投无路的欧洲殖民者后裔,在糟蹋完了地球资源后不思悔改,又想进一步染指太空、污秽宇宙——他们的“宇宙殖民地”何其邪恶!他们及其二鬼子所说的“人”,其实就是“魔鬼”的同义词。他们所说的“人民主权”,其实就是“魔鬼主权”。
【90、宇宙终极之谜在于上帝】
《27年前哈勃望远镜拍到的“上帝之城” 是假的吗》(学术较真 2021-02-18)报道:
以著名天文学家爱德文·哈勃命名的哈勃空间望远镜(HST)是天文史上最重要的仪器,它于1990年发射升空,此后一直围绕着地球运动,至今已过30个年头,期间为人类拍摄到了许多颠覆我们宇宙观的著名照片,如“创生之柱”、“蝴蝶星云”、“上帝之城”等等。
其中,“上帝之城”这张照片是哈勃望远镜在发射升空之后的第三年(1993年)在茫茫宇宙中拍摄到的。当年,该照片一度震撼了整个人类科学界,全世界人民都为之欢呼不已。从照片中可以看到,“上帝之城”位于一个巨大的星系当中,十分明亮耀眼,像一座庞大的跨度足有上百光年的白色城市一样矗立在太空深处,让人不敢相信自己的眼睛。
在这张照片被拍到后的第二年(1994年),它便被发表到了《世界新闻周刊》上以供人们观赏。然而,这张照片的真实性却受到了很大的质疑,所谓的“上帝之城”很有可能并非真实存在的。难道它是假的?当人们对该照片中的“上帝之城”进行细致入微地观察时,也许会发现比较明显的PS痕迹,毕竟直到现在它所在星系的具体位置也没有被明确。传说中的“上帝之城”或许确实是由哈勃望远镜拍摄的,但它只是哈勃望远镜拍摄的一个普通星系,后来经过某些人的后期合成才变成这个样子。
试想一下,倘若跨度上百光年的“上帝之城”真实存在于宇宙之中,那么生活在这座巨城中的生物不知道会有多么庞大!它们的身躯很有可能比宇宙中最大的恒星还要大,如此庞大的生物是不可能存在的,至少以人类目前的认知是这样。“上帝之城”距离地球那么遥远,而我们却能观测到它,说明它的亮度要远远高于宇宙中的所有恒星,这也是有点不切实际的。
在讨论这张照片真实性的过程中,有些人觉得是哈勃望远镜的项目组为了缓解当时的资金压力而吸引别人眼球的一个手段;也有部分人认为它是出自某些人之手的拙劣的PS照片,就像NASA在2016年春节制作的“星云福”那样。要说“上帝之城”不可能存在,但宇宙却总有奇迹发生,只是人类对宇宙知之甚微而已。那么,你认为“上帝之城”到底存不存在?
谢选骏指出:上文以地球生物的尺寸去想象宇宙上帝,太太太可笑了。
《细思极恐,一个人类永远都不太可能知道答案的问题,宇宙终极之谜》(2021-05-21 宇宙时空)报道:
在我们的孩童时期,相信年幼的我们对周围事物有很多疑惑,比如做一只狗会有什么样的生活呢?鱼会不会感觉到痛呢?
等我们再长大一些,疑惑也越来越多。难道宇宙大爆炸仅仅是个意外吗?上帝真的是存在的吗?如果存在的话,为什么世界上这么多的无辜的人和动物要遭受一些可怕的事情?
还有,我们的生活真的是被计划好的吗?未来是还没被决定的呢,还是说未来是已经写好了的,只不过我们看不见?我们有自由的意志吗?我到底是谁呢,仅仅是一台生物机器吗?
我为什么会有意识,意识又是什么东西呢?机器人以后会有意识吗?
相信在某一天,我们会有这些问题的答案。但是目前看来,大部分这些问题带给我们的困扰与日俱增,但是探索这些问题答案的过程真的也很有趣,因为它带你到了知识的边缘,你永远不知道你将在那里发现什么。
但有一个问题或许我们永远不知道答案,那就是世界上(姑且这么称呼)有多少个宇宙呢?
当我们坐飞机旅行时,会向外俯瞰那些山川和沙漠,然后会猜测我们的地球到底有多广袤无垠。但是接着我们每天都可以看见一个东西的出现,它可以装进一百万个地球(太阳),看起来真的是不可思议般的大。
但是在浩瀚的宇宙中,太阳也不过是针孔大小而已(甚至更小),是银河系上千亿颗星星的一员,正如你可以在晴朗的晚上看到满天的星星好似淡淡的白雾。
然而更令人惊叹的是,通过天文望远镜我们可以探测到大约一千亿星系。所以如果每个星星都是沙子中的一粒的话,仅仅银河系就有足够的星星填满一个10米长10米宽1米深的沙滩。而整个地球上的沙滩甚至也不能代表宇宙中所有的星星,这样的一个沙滩会大约蔓延几亿公里长。
但是还有不少物理学家相信还有比现在的宇宙更大的,大到完全没法想象。那些我们可以观测到的上千亿星系可能只不过是总数的很小一部分,因为空间现在仍然在加速膨胀,绝大部分的星系正在以一个比光还要快的速度离我们而去,他们的光永远不可能达到地球!
但是,事实上我们地球上的物理现象是和那些遥远的看不见的星系有着很密切的关系,尽管我们看不到那些星系,但可以把它们看作宇宙中的一部分,它们组成了一个巨大的宏伟建筑物,所有的建筑物里的物质都遵循相同的物理定律,由相同的微粒组成,原子,电子,质子,夸克和中微子等。
然而,物理学界最近的理论显示,包括弦理论,告诉我们世界上可能会有数不完的其他宇宙,由不同于我们的宇宙的微粒组成,遵循不同的物理定律。大部分的宇宙可能永远不能产生生命,或者生命在一纳秒内存在然后消失了。
但是,无论如何,它们组成了巨大的多元宇宙,可能一共有11维,在我们的想象力之外创造着奇迹。
领先的弦理论预测一个多元宇宙可以组成10的500次方个不同的宇宙,那是1的后面有500个0!这个数字是如此之大,以至于我们可观测宇宙中的每个原子都有自己的宇宙,所有宇宙中的所有原子都有自己的宇宙,经过两次同样的循环,你得到的仍然是总数的一小部分,大约是10的180次万分之一!
但是即便这个数字与另一个数字相比也是小数目,它就是无限!部分物理学家认为时空连续到几乎是无限的,它包括了无限的所谓的子宇宙和所有的可能!
量子理论给了我们一个全新的视野,这个理论证明了所有的疑惑,但是证明和解释起来却非常的困难。有些物理学家认为要解释疑惑就必须想象世界上有无数的平行宇宙,在每个瞬间都在像产卵一样分化,这些宇宙中有很多会跟我们所在的世界很相似,并且会有多个你的副本,在这些宇宙中,你会以荣誉学位毕业,如愿娶到自己的梦中情人;而在另一个宇宙的你活的或许不是那么好。
当然,你可能会说这都是废话,这里唯一有意义的回答是,世界上有多少宇宙的答案是一个,仅仅一个宇宙,那就是我们的。有一部分哲学家和神学家会说即便我们的宇宙也是幻觉,不真实存在的。目前没有一个完整的有说服力的答案,我们只知道这个答案介于0到无穷大之间!
谢选骏指出:说到底,宇宙终极之谜还是在于上帝——只要宇宙终极之谜没有答案,人类就永远无法脱离上帝。而当宇宙终极之谜有了答案,那不就是最后的审判了吗。
【91、越了解宇宙,蠢货就越不能理解上帝】
《越了解宇宙,我就越不能理解上帝》(2021-04-12 夫论科学)报道:
我们并不确切知道,神是什么时候进入我们人类系统的,但我们确切知道,这个世界上有很多人相信神,相信上帝的存在。不过越了解宇宙,我就越不能理解上帝了。
基督教徒被认为对人类怀有崇高的关切,凭着信心行善爱人,上帝是以人为本的,他以自己的形象创造了人类,为了人类牺牲了自己的儿子。也就是说,上帝是以人为中心来创造这个世界的,并让人类来管理这个世界,其他宗教也大抵如此,神高度重视人类,一切都围绕我们在运转。
而事实显然不是这样,根据数十年来的宇宙观测数据,我们可见的宇宙大小至少有930亿光年,两万亿个星系,而每个星系又包含几千亿颗恒星,每颗恒星又有大小不等的若干颗行星,我们的地球就是宇宙中一个普通的棒旋星系中一颗微不足道的黄色小太阳轨道上的第三颗行星。而且宇宙已经有137亿年的历史了,我们人类在其中的历史不过几十数百万年,这还包括苦难漫长的蒙昧时期,我们真正认识上帝他老人家不过只有一两千年。
既然上帝是以人为本的,他只需要创造一个小小的宇宙就行了,比如太阳系这么大的地方,干嘛还要费大力气去创造很多我们人类可能永远都无法抵达和认知的地方呢?难道仅仅是出于审美的需要?如果他真的高度重视我们,需要我们为他管理这个世界,他为什么不创造一个更为友好的宇宙,赋予我们更强的能力呢?比如说可以让更多行星宜居一点,让我们可以以光速飞行,从而更为高效地管理这个世界。
但事实上这个宇宙非常荒凉,太阳系那么多行星矮行星,我们找不到一颗环境稍微友好一点的;我们要去到那儿,也得耗费巨大的力量;我们不但不能光速飞行,我们连飞行都不行,只能在地上攀爬,最快能达到的速度只不过是光速的万分之一,要去到他创造的另一个恒星系,需要十万年的时间,这让我们如何为他妥善地管理这个世界?
既然我们期望上帝创造的宇宙,和现实的宇宙差异如此之大,我们该如何解释上帝的存在呢?也许唯一的解释就是他并不存在。当然上帝创造这个世界有可能是为了更崇高的目的,比如这个宇宙中还有许许多多不同的生命形式,甚至智慧生命,但这样一来,我们人类就并不是他最为特殊关注的了,又怎么能说他把这个世界交给了我们来管理呢?
谢选骏指出:蠢货说了,“越了解宇宙,我就越不能理解上帝”——这是为什么呢?这是因为蠢货没有通读圣经,而且更加没有读通圣经。读通了圣经,上面的问题就都不是问题了!
【92、殖民宇宙是盲人摸象】
(一)《人类最终的活路是不是只有殖民宇宙?》(张猛)报道:
首先说结论,是的!
首先从安全的角度来说,困守地球一角就等于把鸡蛋放在一个篮子里,风险极大,恐龙就是前车之鉴,一颗小行星砸过来文明立马终结。要想安全就要扩散,一窝聚在一起的蚂蚁很好灭,但是分散在整个山头的蚂蚁就很麻烦!霍金为什么要人类尽早殖民太阳系就是这个道理。
其次从资源的角度来说,地球毕竟太小资源不能支撑起人类的发展壮大,太阳系广漠无垠,人类要及早利用地球资源点燃更大的火把,去深空开发木星的氢能作为聚变燃料,去开发小行星的矿产!
最后从人类的本能来说人类之所以为人类就是有着极强的探索欲求知欲,走出地球进入太空就如同小孩子刚刚走出了摇篮连家门甚至卧室的门都没出!我们生存的意义就是探索发现去追求真理,以前是这样现在是这样,未来同样是这样!
(二)《未来启示录》(拼图者的文章)报道:
从生到死都在拼一张图,这张图就是“我”——我们一直以为殖民宇宙跟殖民美洲大陆一样,都是科幻电影误导。以为戴个面罩就能生活在其他星球上了。我举个例子,一个行星比地球大10倍,虽然它也在行星宜居带里。你能上去住吗?你可能考虑的只是又多了N倍的土地可以开发房地产了。其实你的重力也大了10倍,没有任何宇航服能帮你消减这个重力。于是在地球上100斤的你在那个星球上就是1000斤。你的骨头撑的住吗?这只是一个简单的例子,想在宇宙中找到跟地球完全一样的星球几乎是不可能的,就算找到了……算了我也懒得解释了,你可以自己考虑怎么过去,它的寿命能有多长。
一个有生命的外星球的环境对于我们来说就是致命的。因为我们的DNA都是为自己母星量身定做的,就是自己的母星我们还不是想住哪就住哪——何况一个公转,自转,与恒星距离,磁场,气压等等无数东西都不同的外星呢。
不过人类的未来也不用太担心,人类的未来肯定会比现在更好,更自由。甚至摆脱了死亡的阴影。具体的要解释就太多了。如果你有耐心可以看看我写的未来启示录。
(三)爱曼联的物理狗
这道题得分两种情况讨论:
第一种是地球资源枯竭,不再适宜居住。那么这种情况下,人类只能移居其它星球,并开发别的星球的资源。
第二种是地球资源未枯竭。这又有两种可能:
人类合理控制了人口,真正实现可持续发展。在这种情况下殖民宇宙并不是必须,但是人类的好奇心会驱使人类不断做这方面的研究,可能会有极少数人选择移居其它星球。
人类实现了可控核聚变,拥有了无限能源。可控核聚变使得人类拥有了深空探索的能力,如果地球人口过多,可能会有一些人选择乘坐飞船,向其它恒星出发。
但是,如果人类有朝一日的第三第四次世界大战消灭了地球上八成人口,土地还能够使用,水源还能使用的话。干啥还要宇宙殖民呢。
地球是人类的摇篮,只要人类脑瘫,就能一直躺在摇篮里。
(只为削减人口而发动的战争,出于人类延续的大义它应该是正义的,出于单纯杀伤的目的它应该迅速的,出于武器使用的经济性它应该是低污染的,出于杀灭对象的选择它应该是公平又不公平而最终又公平的。)
(四)(其他种种盲人摸象法)
1、只要能够殖民宇宙的那一天到来,人类就会去的。不用操心。只要殖民宇宙有利可图,人类就会殖民。不是活路不活路的问题。欧洲殖民者也不是因为没有活路才去殖民的(至少最先出发的那一批不是)。但是要认识到殖民的风险。怎样处理殖民地和主星球的关系、殖民地有异族怎么办等等都是问题。最好先吸取一下历史教训,做好理论准备再去。
2、这还得看人类技术能发展到什么程度了,这个“能”不是想不想的问题,也就是说现在我们并不能打包票一定能发展出让人类在外太空中可持续发展的技术,如果不能我们只能困守地球了。如果能,那向外扩散就是必然的,这是生物的本能,也不是想不想的问题了。
3、殖民宇宙只是增加人类存活几率,最终应该没活路,根据费米悖论。
4、我觉得人类最终活路是解决一个问题,人类是一个共同体。从有人类开始,就无法在自我种族中完全融洽的相处,无数的战争暴力。当然我也承认这是为了争夺资源,为了更好的活下去,甚至战争推动人类进程发展。但是,如果人类一直无法形成共同体,同进同退,就算再换一个地球,资源依然会被掠夺,依然会有战争。那时要不是人类毁灭自己,要不就是陷入无限内耗被其他因素毁灭(外星人,如果有的话。或者是我们亲手创造的机器人)——这也就是为什么现在很多人担心过度的发展机器人,未来会被反杀。因为人类正是看到了机器的一致性,设计好的程序就一定会被无误的执行。人类之所以这么设计可能也是为了弥补人类自己的不足。当然,可能这也不是个bug,而是设计者有意为之,就好像如果人类可以创造有思维的机器时会把不能伤害人类写入程序。所以或许人类不会形成共同体永远不会解决,因为它不想,不然会威胁到自己。正如人类给机器写入不能伤害人类的程序一样。
5、不是,是精神文明更好的发展。这个答案太对了!人类最终能不能殖民宇宙还不好说,但人类毁灭地球,把自己先灭绝的能力是已经有了!按现在部分人类这个尿性,干不过新冠宁可发动核大战也不肯认错!就这种精神文明程度!根本不配殖民宇宙,先干死自己到是大概率事件啊!
6、最终是集体意识提升,人类提升维度。现在人类是最低维度3维。
7、不一定,生物有可能不能适应光速/超光速航行。
8、不是,是灵性的提升,往更高维度发展。
谢选骏指出:上述三条大的言论、七条小的言论,都是盲人摸象的殖民宇宙。盲人摸象着殖民宇宙!人类的未来就如此危险。“盲人骑瞎马,夜半临深池”——此之谓乎!
【93、只有朝圣之旅可以铭记】
《已飞228亿公里,最远人造物发回的最后照片,值得人类深思!》(2021-04-17 钟铭聊科学)报道:
1990年2月14号,刚完成了主要探测任务的旅行者1号正在拍摄一张照片,这张照片的数据回传地球后,科学家把它绘制出来,并且对外公布。照片一经公布就引起了轩然大波,整个天文学界的科学家感到震撼,甚至可以说是引人深思,它也成为了迄今为止天文学史上最重要的照片之一。那这到底是咋回事呢?
距离地球最远的人造物
故事还要从旅行者1号说起。旅行者1号是美国宇航局(NASA)研制的无人探测器,它是在1977年9月5号发射升空的,它最开始的任务是造访太阳系的4颗气体巨行星,分别是木星、土星、天王星和海王星。通过精密的计算和安排,使得旅行者1号可以只用12年的时间就拜访完这四颗行星。
在拜访了四颗气态行星之后,旅行者1号开始朝着驶离太阳系的方向进发,除了一部分的延伸任务之外,它最终的使命就是尽可能地远离太阳系,去到其他的恒星系,甚至是银河系的中心。而在旅行者1号当中,搭载着一张极其重要的唱片,也被称为:旅行者唱片。
这张唱片当中录制了55种人类的语言,以及各种关于人类的信息。科学家是在想,如果有朝一日,旅行者1号离开了太阳系,在浩瀚的宇宙被外星人所截获,那么外星人就可以利用这张唱片来了解人类,甚至找到人类。
暗淡蓝点
现在旅行者1号已经是距离人类最远的人造探测器了,他曾经执行过一个特殊的任务:在探索完行星后,大概是处在距离地球64亿公里的开外的位置,根据指令向后回看整个太阳系的八大行星,并为它们一一拍照,最终通过程序编辑成了一张太阳系的全家福。这张照片是迄今为止,距离地球最远的位置,朝着地球拍摄的照片,没有之一。
地球在这张照片当中,仅仅有只有0.12个像素点,只是一个几乎可以忽略不计的蓝点,这张照片也被取名为:暗淡蓝点。在整个人类历史上,这张照片也可以说是意义非凡。因为它让人类意识到,人类到底有多么渺小。
人类的渺小
地球对于人类而言,已经是十分巨大的存在,在地球上生活着70亿的人口。但是地球就真的那么大吗?
如果我们把视野拉到整个太阳系。旅行者1号是在1990年拍摄的这张照片,在这张照片中已经几乎看不到了。而现在它还在往驶离太阳系的方向前进,距离地球达到了228亿公里,如果此时再回望地球,可能压根什么都拍不到。
更让人绝望的是,它还没有离开太阳系,它至少还需要几万年的时间才能离开太阳系。也就是说,仅仅是在太阳系内,地球就是完全可以忽略不计的存在。
可是太阳系就够大了吗?那也错了,太阳系位于银河系之中,可是银河系类似于太阳这样的恒星就有1500亿~4000亿颗。太阳系只是其中微不足道的存在。对于银河系而言,太阳系也是可以忽略不计的存在。
那银河系就够大了吗?估计你也能想到,银河系其实在整个宇宙尺度里也是可以忽略不计的存在。在银河系往上一级的宇宙结构是本星系群,在本星系群当中类似于银河系这样的星系有几十个。
而本星系群处于室女座超星系团当中,在室女座超星系团当中,至少有100个以上类似于本星系团这样的宇宙结构,至少有4.7万个类似于银河系这样的星系。
可是室女座超星系团就足够大了吗?不是的,比它大的有的是,人类可以观测到的最大尺度是可观测宇宙,直径是930亿光年,在这当中有2万亿个左右类似于银河系这样的星系。
可观测宇宙只是人类理论上能看到的最大范围,它并不是宇宙,它只是宇宙的一小部分,宇宙要远比它大得多。按照现在的科学推测,宇宙很可能是无限大的。
懂了吗?
人类相对于宇宙之渺小,已经远超过人类的想象力,是数个“忽略不计”的指数级叠加。“暗点蓝点”这张照片以及旅行者1号的几十年飞行告诉我们,人类之渺小,恐怕连太阳系的“五指山”都无法逃脱。
谢选骏指出:这就是朝圣之旅的根基所在——不论你愿意还是不愿意,你的科学和商业都毫无价值,只有你的朝圣之旅可以铭记。
【94、中国人自己就是外星人】
《罗斯·安德森:“星辰大海”绝非空话,中国很可能第一个发现外星人》(2017年11月22日观察者网)报道:
今年一月,中国科学院邀请中国著名科幻作家刘慈欣访问坐落于西南地区(贵州省平塘县大窝凼洼地)的射电望远镜。这座射电望远镜采用当今世界最先进的技术,其直径几乎是波多黎各丛林中的美国阿雷西博射电望远镜的两倍。中国的这座巨型球面望远镜是全世界最大的望远镜,甚至可能是全宇宙最大的望远镜。虽然它的敏感度足以侦测到不发射讯号的间谍卫星,但它的主要用途还是科学探索,其中包括一项非同寻常任务:它是地球首个用于监听外星文明讯息天文台。如果未来十年真有信号从九重天外传来地球,中国很可能将第一个捕捉到它。
《大西洋月刊》12月版刊文:“如果(与外星人)首次接触的是中国,会怎样?”
在某种意义上,中科院邀请刘慈欣参观这座射电望远镜是意料之中的事,因为他在中国的宇宙探索事业上有非同寻常的发言权,连中国国家航天局有时候都会就某些科考项目向他提出咨询。刘慈欣是中国的科幻教父,许多中国作家都会在他的姓氏之前加个“大”字以示尊敬。在过去几年里,中科院的工程师们一直把射电望远镜建设的最新进展通报给刘慈欣,除了各种图示以外还附有留言,感谢刘慈欣作品给他们带来的启发。
但从另一个角度来看,邀请刘慈欣参观这座射电望远镜又是个奇怪选择。他的作品中许多地方都在告诫人类,与外星文明的首次接触存在风险。他在书中警示,也许“其他外星文明”将在不久的未来出现,而这可能导致人类的灭绝。他在英文版《三体》的后记中写道:“也许再过一万年,人类注视的那片星空依旧空旷而寂静,但也许明天我们醒来就会发现地球轨道上停着一艘月球般大小的外星飞船。”
贵州大窝凼洼地射电望远镜的球面结构
近年来,刘慈欣已经跻身全球知名作家之列。2015年,他的小说《三体》获得雨果奖最佳长篇故事奖,这是首部摘得科幻界最高桂冠的翻译作品。美国前总统奥巴马曾告诉《纽约时报》,在他被政务烦的焦灼不堪之际,这本书(三部曲的第一部)给了他一种宇宙视角。刘慈欣告诉我,奥巴马甚至通过工作人员找他讨要过第三部的样本。
在第二部的末尾,书中的一位主人公阐释了整个三部曲的核心思想:任何文明都不该向宇宙宣告自己的存在。因为其他文明一旦探测到你的存在,就会把你当作自身扩张的威胁,因而所有文明都会消灭掉竞争者,直到遇上拥有更高科技的文明成为被消灭的对象。这种残酷的宇宙观被称为“黑暗森林法则”,它把宇宙中的每个文明都看作隐匿在森林暗处的猎人,静静等待对手发出声音暴露目标。
刘慈欣的《三体》故事情节开始于20世纪60年代末,当时正值文革期间,一名年轻女性向附近的星系发出了一条信息。接收到该信息的文明由此展开长达数百年的侵略地球的远征。但由于红卫兵放纵的恶行使这位女性对人性感到绝望,她认为人类不配继续生存下去,因而对人类面临的危险毫不介意。人类世界可能发生的科技爆炸让外星文明担心,比如人类曾在发明连发步枪后的百年以内就发明了原子弹,地球可能在外星生物到来之前就获得科技突破,因此在前往地球的途中,这个外星文明向地球发射了“智子”,以扰乱我们的高能粒子加速器,阻止我们在战争物理学上取得进展。
科幻小说有时被称为未来文学,但历史隐喻也是其突出特征之一。艾萨克·阿西莫夫的《基地》系列就是基于古罗马的架构创作的,弗兰克·赫伯特的《沙丘》的某些情节则借鉴了阿拉伯游牧部族贝都因人的历史。刘慈欣不愿将他的作品与现实世界联系起来,但他曾经告诉我,他的创作的确受到了地球各文明历史的影响,“尤其是原住民与科技更发达的文明之间的碰撞。”这样的遭遇曾出现在19世纪,整个亚洲的“中央王国”中国,被欧洲的海洋帝国用坚船利炮敲开了门,此后备受蹂躏,地位一落千丈,堪比古罗马的沦陷。
今年夏天,我前往中国参观了新落成的天文台,但首先我去北京见了刘慈欣。闲谈时我们聊起《三体》改变成电影的事。他略显无奈地说:“这儿的人希望它能成为中国版的《星球大战》。”这部耗资巨大的电影在2015年就完成了拍摄,至今仍处于后期制作阶段。此前曾出过整个特效团队大换血的消息。刘慈欣说:“在拍科幻电影这件事上,我们的体制还不成熟。”
我是把刘慈欣当作中国关于“首次接触论”的头号思想家来采访的,但我也想知道,这座新射电望远镜大致是什么样的。在译者复述了我的问题后,大刘掐灭了烟,微笑起来。
他说:“它看起来就像科幻小说里的东西。”
科幻作家刘慈欣
一个星期后,我乘高铁离开上海,将那些仿佛来自《银翼杀手》的紫色霓虹灯、时尚的咖啡馆和精酿啤酒吧远远抛在身后。列车沿着高架轨道飞速行驶,两旁的高楼大厦一闪而逝,只留下模糊的残影。这些楼宇都是近年来迸发出来的,它们仿佛小小蜂窝块,无数个蜂窝块组成巨型城市建筑群,而各个城市则由铁路连接起来。从2011年到2013年,中国的混凝土浇筑量比美国在整个20世纪的浇筑量还要多。中国已经在非洲建成铁路线,未来不但要把高铁开到欧洲去,甚至有计划通过海底隧道穿越白令海峡直抵北美。
随着火车驶向内陆省份,摩天大楼和吊车的数量逐渐减少。那些翡翠般的稻田,那些低悬的薄雾,很容易令人联想到古老的中国——那个将汉字书写播往亚洲各地的中国;那个把硬币、纸币和火药带入人类生活的中国;那个用水利系统驯服江河以灌溉田地的中国。越向西走,山丘越陡,阶梯越高,我不得不靠在窗边往上看才能看到山顶。每隔一段时间,汉斯·季默的低音配乐就会响起,另一辆列车以每小时200英里的速度向反方向呼啸而去,一片光滑的太空白就会填满整个车窗。
列车平缓驶入宽敞明亮的贵阳站时,已经是下午了。贵州是中国最贫穷、最偏远的省份之一。这里似乎正在进行社会风气建设运动,到处都是劝导不要在室内吐痰的标语,广播反复提醒旅客“保持良好氛围”。有位老人试图插队拦出租车,被一名保安当着数百人的面狠狠训斥了一通。
第二天早上,我来到旅馆大堂,跟预订好的司机会面。去天文台的行程本应是四小时,在开了两小时后,司机在雨中停了下来,蹚水走入一片稻田,向一位收割稻谷的老妇人问100英里之外的射电天文台怎么走。两人艰难地比划了半天后,她用镰刀给我们指了方向。
我们继续前进,在狂按喇叭的摩托车和行人中穿行,经过了一连串小村庄。路边的一些房屋已有数百年的历史,另一些则是新建的,这些动迁户是国家为了修建射电望远镜安置到这儿的。
射电望远镜位于北纬25.647°,东经106.856°,距离贵阳市约170公里
即使在科学界,寻找地外智慧(亦译作“寻找外星文明”,下文简称为SETI)的计划也往往被嘲笑为一种宗教神秘主义。二三十年前,内华达州参议员理查德·布赖恩提出预算修正案,终止了美国国会对SETI计划的资助。布莱恩说,他希望“花纳税人的钱捕捉火星人”的行动就此告终。这也是为什么中国先于美国建成了这座以SETI为核心目标的世界级无线电观测站。
SETI计划确实与宗教有某些相似特征。它的动机是人类寻求联系和超越的深层欲望。在这个传统宗教对许多人失去说服力的时代,SETI计划关注的仍然是人类起源、自然的原始创造力,以及人类在宇宙中的未来等问题。我们尚不清楚SETI是否有助于解释这些问题,也不清楚美国国会为什么认为它不值得资助,毕竟美国政府以前很乐意花数亿美元来探索不知是否真实存在的现象。关于黑洞和引力波的研究都是在目标仅存可能性时就开始了,经过数十年的代价不菲的探索终于出了成果。然而正如达尔文向我们展示的,智慧生命在行星上演化并不是什么猜测性假说。事实上,受达尔文主义启发的科学计划中,最引人入胜的恐怕就是SETI了。
即使得不到美国联邦政府的资助,SETI计划也在全球范围内享有极大支持。今天的射电望远镜能把遥远的恒星拉到我们眼前,我们甚至可以看到那些围绕它们运动的行星。如今,下一代观测技术正在发展之中,未来我们能借助新技术放大观察这些行星的大气层。SETI的研究人员一直在为此做准备,在不被科学界主流承认的时期,他们成了未来的哲学家。他们试图想象先进文明可能使用怎样的技术,以及此类技术在观测宇宙时会留下哪些迹象。他们已经构想出如何辨认远方的人造污染物的化学痕迹,他们还知道如何扫描密集的星域,来搜寻用于为行星屏蔽超新星爆炸波的巨型结构。
2015年,俄罗斯亿万富豪尤里·米尔纳投资1亿美元资助加州大学伯克利分校的新SETI计划。该团队在一天内进行的观测量比十年前一整年的观测量都多。2016年,米尔纳又斥资1亿美元赞助星际探测任务。该项目坐落在智利沙漠深处,来自巨型激光阵列的光束,将冲击推动数十个超薄探测器前往四光年外的阿尔法半人马星座,从而对其进行近距离观察星座。米尔纳告诉我,探测器的摄像头或许能辨认出行星上大陆的轮廓。研究团队模拟了这样一个光束发射到太空后所产生的辐射,发现它与天文学家不断监测到的神秘“快速射电爆发”有着惊人的相似之处,这表明后者可能产自类似的巨型射束,而这些激光射束也可能是其他文明的宇宙探测器的载具。
米尔纳资助的SETI团队负责人安德鲁·西米恩正在积极研究这种可能性。中国巨型射电望远镜还未建成时,他就前往参观,为联合观测打下基础,并欢迎中国团队加入不断扩张的无线电观测台网络(包括正在澳大利亚、新西兰、南非等地建造的观测台),这些观测台将在SETI研究方面进行合作。去年秋天,我和西米恩在西弗吉尼亚州的一个无线电观测台进行夜间观测时,他就对中国的射电望远镜感到无比兴奋。他说,在“经常被认为最可能是外星发射器”发出的无线电频谱段,这是世界上最灵敏的望远镜。
在我动身前往中国之际,加州大学伯克利分校SETI项目负责人安德鲁·西米恩提醒我,天文台附近的路很难找,但他说当手机信号变差时,就离天文台不远了。射电抛物面天线附近禁止无线电传输,以免科学家们误把电磁辐射当作来自宇宙深处的讯号。即便如此,超级计算机还是得在数十亿个误报中进行筛选,其中大部分是人类技术造成的干扰。
当我的手机信号终于开始减弱时,司机几乎快要打退堂鼓了。离开贵阳五个小时后,日光消逝,天色渐晚。风在《阿凡达》电影般的峰峦间呼啸,掠过竹海仿佛吹动巨大的绿色羽毛。当我手机完全失去信号时,一阵瓢泼大雨哗啦啦地落在挡风玻璃上。
来贵阳的前一周,我和刘慈欣去参观了北京古观象台。1442年,明朝迁都北京后不久,永乐帝下令在紫禁城附近修建观星台。这座超过40英尺(14米)高的优雅城堡式建筑,配设了中国最珍贵的天文仪器。
地球上没有哪个文明比中国拥有更长的、连续不断的天文学传统。中国最早的皇帝就开始以“天命”证明其政治合法性。早在3500多年前,中国的宫廷天文学家就在龟甲和牛骨上用象形文字记录天象,其中一段甲骨文是世界关于日食最早的已知纪录,这在当时很可能被理解大凶之兆,比如预示着异族入侵。
我和刘慈欣坐在古观象台石院里的黑色大理石桌旁,百年古松如华盖般遮蔽头顶,挡住了穿透黄色雾霭的阳光。院旁有一扇圆形的红色大门,背后是行阶梯,通往一个类似炮台的观测平台,周围陈列着一整排古老的天文观测仪器,其中包括天体仪。这座镶满星辰的巨大球型仪器由铜铸龙柱支撑,曾于1900年八国联军镇压义和团起义时失窃。德法军队当年涌入这座院子,掠走了观象台十件珍贵仪器。
虽然这些仪器最终都还给了中国,但这场动乱造成的伤痛仍然遗留在中国人心中。中国学生从小就学习这段“百年国耻”,那时的中国已从明朝的巅峰落入最低谷。这座古观象台落成时,中国仍可将自己看作青铜器时代伟大文明的唯一幸存者,当年辉煌的巴比伦文明、迈锡尼文明,甚至古埃及文明都只留下了废墟。西方诗人将废墟视为“世事无常”的经典证明,但中国却近乎“永恒”地存在了下来。中国历代帝王统治着全世界上最大最复杂的社会,接受邻国统治者遣使朝贡,俯视其叩首行礼。
1956年北京古观象台开放前夕
英国汉学家李约瑟1954年出版一部里程碑式的著作《中国科学与文明》,他在第一卷中问道,为什么这个有长期选贤任能传统的国家没能发生科学革命?这个问题后来被称为“李约瑟难题”。当年伏尔泰也曾困惑,为什么中国的数学发展到几何学就开始停滞不前,为什么是耶稣会教士给中国带去哥白尼的日心说,而不是中国向西方传播天文知识?他将其归因为儒家学说过于强调传统。有的历史学家则认为原因出在中国过于稳定的政治上,长期接受帝国稳定统治的广袤疆域往往不像欧洲社会那样鼓励技术创新。欧洲十多个国家挤在狭小区域里,持续不断地彼此冲突。“曼哈顿计划”告诉我们一个道理:战争风险有助于磨砺科学头脑。
还有一些人认为,前现代的中国对自身疆域以外的生活没什么好奇心。(值得注意的是,中国古代很少提出关于外星生命的假说。)有人说,缺乏好奇心导致中国在中世纪晚期停止了航海方面的创新,而这时候的欧洲正在迎来地理大发现时代的黎明,西方帝国纷纷穿过中世纪的迷雾将古希腊航海事业重新发扬光大。
不管原因是什么,科学技术的落后都使中国付出了沉重的代价。1793年,英王乔治三世用英国最耀眼的发明装满了一艘船,派使者护送前往中国觐见,然而这些东西在乾隆皇帝的眼里只是些“奇技淫巧”的小玩意儿罢了。近半个世纪后,英国卷土重来,为印度的鸦片寻找买家,再次遭到了中国皇帝的拒绝。在轰轰烈烈的禁烟运动中,价值200万英镑的英国鸦片在海边被当众销毁。鸦片战争由此拉开帷幕,英国海军的铁甲蒸汽战舰沿着长江逆流直上,击沉中国木质帆船,以先进技术对中国军队进行了碾压式打击,迫使清朝皇帝同意签署首个不平等条约,割让了香港,并开放五口通商。法国殖民越南之后,加入了瓜分中国的行列,德国也趁机占领了山东的大片地区。
与此同时,被中国视为“小弟”的日本则对西方列强的侵略作出反应,迅速实现了海军现代化。1894年,日本在甲午海战中一举歼灭中国的北洋水师,并掠走台湾作为战利品,而这只不过是日本20世纪野蛮侵略中国的前奏。二战期间,日本试图将势力扩张至覆盖整个太平洋,最终遭到整个城市被美国核武器夷平的下场。
随着美国的崛起,中国遭受的耻辱有增无减。中国在第一次世界大战期间曾派出20万劳工到西线支援盟军作战,战后中国外交官满怀期望地来到凡尔赛,希望获得某种程度的补偿,或者至少废除掉一部分不平等条约。结果事与愿违,中国只能和希腊、暹罗等小国坐在儿童桌上,眼睁睁地看着西方列强瓜分全球。
被帝国主义列强欺凌的历史深刻烙印在中国人的记忆里。
经过邓小平的改革开放,中国直到近年才重新成为地缘政治中一股强大的力量。邓小平对科学技术有种近似宗教的崇尚,这股热忱一直持续至今。在这个十年里,中国的科研投入正在稳步赶超美国,但是科研质量上还有不小的差距。《自然》杂志的调查显示,中国学术机构提交的科学论文存在大量的伪造或剽窃现象。因此,中国高校为能在西方期刊上发表文章的科研人员提供巨额奖金。
中国科学要赶超西方,需要更加自由的思想交流环境,以及更便捷的获取数据途径。
不过,中国已经汲取教训,并得出一个结论:伟大的科学成就将给国家带来威望。当苏联把人造卫星和宇航员送入太空时,当美国把星条旗插入月球土壤时,曾经的“天朝大国”却只能当旁观者。
过去的中国更侧重于应用科学:它打造了全世界最快的超级计算机;在医学研究上投入巨资;在西北植造“绿色长城”防止土地沙漠化。但现在,中国开始将巨量资源投入基础科学领域:大型强子对撞机正在计划当中,它从以太中释放出数以万计的“上帝粒子”;此外,火星探索也在筹备之中。在21世纪的科技诗篇中,没有什么比中国宇航员踏上这颗红色星球的高清图片更适合作为中国崛起的象征。如果有,那恐怕就得数与外星文明的首次接触了。
在距离射电望远镜10英里的安检站,我把手机交给一名警卫,他将其锁入保险柜格子里,然后领我来到一对金属探测器前,我需要证明自己没有携带任何其他电子设备。另一名警卫带我走过狭窄的通道,登上800多级的之字形山路阶梯,穿过嗡嗡作响的蓝色蜻蜓群,终于来到一个可以俯瞰整个天文台的平台。
直到南仁东今年9月去世以前,这位无线电天文学家一直是这里的科研领军人物和灵魂。正是他决定了,打造这座巨型射电望远镜的目的是搜寻地外文明。南仁东从一开始就参与了这个项目,早在上世纪90年代初,他就通过卫星图像选址,在中国喀斯特山区挑选了数百个类似的深谷。
除微波(例如大爆炸后的微弱余辉)之外,无线电波是电磁辐射最弱的形式。地球所有观测台一整年捕获到的无线电波能量之和,还不如一片雪花轻轻飘落在裸露土壤上所释放的动能。收集这些空灵的信号,需要绝对的零干扰,这就是为什么中国计划未来将无线电天文台建在月球背面,因为那个地方比地球上任何地方都更少受到人类技术带来的电磁干扰。这也是为什么过去一个世纪以来,无线电天文台像阴凉处的白蘑菇一样,悄然出现在各大闪闪发光的城市的中间地带。也正出于这个考虑,南仁东才会在偏远的喀斯特山区为天文台选址。这些锯齿状的石灰岩山峰覆盖着亚热带植被,从平坦的地表陡然升起,形成了一道自然屏障,保护天文台敏感的接收器免受风和无线电噪音干扰。
候选地址确定后,南仁东对这些区域逐一实地考察。当他站在大窝凼凹陷区的中心时,发现自己处于一个大致对称的碗形山谷底部,周围被青山完美地环绕起来,这样的地貌是在抬升和侵蚀的地质构造过程中自然形成的。在投入20多年、耗资1.8亿美元之后,南仁东终于在此地建成了天文台。射电望远镜首次启用的观测目标是超新星“客星”所发射的无线电波,中国古代天文学家早在近1000年前就记录过它爆发时非同寻常的亮度。
待射电望远镜校准之后,就将开始扫描广阔的天域。安德鲁·西米恩领导的SETI团队正与中国科学家共同开发一套工具,用于处理大范围搜索的数据,而这种扫描本身就已经是人类在宇宙探索中迈出的一大步。
西米恩告诉我,他对观测星系中心恒星密集区域尤其感到兴奋。他说:“对于一个先进文明来说,这是非常有意思的根据地。”由于庞大数量的恒星和超大质量黑洞的存在,使该区域成为发射探测器的理想之选。西米恩的接收器将以精密算法研究来自数十亿颗恒星的数十亿种波长,只为寻找一条真正有价值的信号。
刘慈欣告诉我,他怀疑这台射电望远镜能否探测到地外文明的信号。在他构想的那种黑暗森林般的宇宙中,没有哪个文明会发出明确的信号,除非这个信号是该文明消亡时的垂死呐喊,宣告着发送者即将灭绝。如果一个文明遭到另一个文明侵略,或被伽玛射线焚烧,或毁灭在其他自然原因上,它都可能用尽最后的能源储备,向附近最有可能存在生命的行星发出垂死的呼声。
“宇宙是一座黑暗森林,每个文明都是带枪的猎人,像幽灵般潜行于林间……他必须小心,因为林中到处都有与他一样前行的猎人。”——刘慈欣,《三体》
即使刘慈欣的黑暗森林构想是对的,即使中国的射电望远镜真的无法监测到来自宇宙的明确信号,高度敏感的它仍然能听到地外文明内部的无线电耳语,那些无意间被偷听到的信息,就像飞机雷达波一样不断溢出星球的表面。如果宇宙中的文明真的是沉默的猎人,我们就更有必要仔细查探这些无意间“泄漏”的无线电了。夜空中的许多星体周围可能都被一层微弱的无线电磁波,这些泄漏都是在那些文明刚发明无线电技术时造成的,直到后来它们才意识到潜在的风险并关闭了容易被监测到的信号传送器。以往的天文台只能在少数几个星球周围搜索这种辐射,中国新建的射电望远镜的敏感度之高,足以搜索数万个星球。
在北京时,我跟刘慈欣说,我对勘探到外星信号抱有希望。我认为黑森林法则是基于对历史狭隘的解读,他或许将中西文明之间的碰撞过度延伸为文明的一般行为。刘慈欣令人信服地回答说,中国与西方的碰撞代表着某种更普遍的模式,在历史上,很容易找到扩张性文明使用先进技术欺负其他文明的例子。他说:“中华帝国同样如此”,指的是历史上中国对邻国长期的主导。
可是,即使这种模式能够解释人类文字记载的历史,甚至延伸到史前的混沌纪元,解释尼安德特人为何与现代人首次接触之后就突然消亡,它仍然可能不适用于推断其他星系的文明。首先,对于一个跨越了广袤时间维度的宇宙文明而言,人类的存在只不过是漫长而明亮的黎明中的一瞬间;其次,没有哪个内部不和平的文明可以持续数千万年,连人类都已经创造出威胁自身生存的强大武器,先进文明的武器威力很可能远远超过我们,也许它们早在和我们相遇之前就走向了自我灭亡。
我对刘慈欣说,我们的地球文明相对年轻,这意味着我们也许是所有文明中的异类,不要把自己的文明形态当作柏拉图式的理想原型去揣度其他文明。从数十亿年前起,银河系就已经适宜生命居住了,所以我们未来接触到的任何文明几乎肯定比我们更古老,也许也更智慧。
况且,在我们所能观察到的宇宙中,尚无任何证据表明那些更古老的文明将扩张视为第一原则。SETI研究人员一直在搜寻那些从单一源点向四面八方扩张的文明,随着它们的科技覆盖空间不断扩大、最终将殖民整个星系。如果这些文明真如我们预期那样消耗巨大能量,就会释放出可观测到的红外线。可事实上,我们在全天候的扫描中从未发现任何类似迹象,也许是因为通过自我复制快速在1000亿颗恒星间散布的机器注定会毁于编程错误,也许是因为文明在星系中传播并不均匀,就像人类在地球上分布不均一样。可是,即使一个文明只占领星系中十分之一的恒星,它也很容易被找到,人类已经搜索了距离较近的十万个星系,还是没能找到任何地外文明的痕迹。
一些SETI研究人员猜测,地外文明可能在扩张时开启了隐身模式。他们研究了“创世纪探测器”的可行性,这种探测器可以在行星表面播下微生物,引发类似于寒武纪的生命大爆发,加速该星球的生物演化。有人甚至从我们的DNA编码信息中寻找证据,证明这种太空船可能访问过地球。毕竟,DNA是科学已知的最强大的信息存储介质。可最终,连DNA也没能给我们任何信息。也许,文明向外扩张的观念是人类以自我为中心的妄自揣度。
刘慈欣并不认同这一点。对他来说,这些信号的缺失再次证明黑暗森林里的猎手们善于隐匿。他告诉我,我们对其他文明的思考和想象是有限的。“尤其是那些可能已经延续了数百万或数十亿年的文明”,他说,“我们或许疑惑为什么他们在星系中扩张时没有使用某些技术,就像蜘蛛疑惑为什么人类不用蛛网来捕捉昆虫一样。”他还说,一个对内实现和平的古老文明对外仍然可能表现得像个猎人,部分原因是它懂得不同文明“在宇宙跨度中相互理解”是件多么困难的事,也清楚任何误解都可能关系到自身的生死存亡。
如果我们遇到的地外文明是一种后生物时代的人工智能,那么人类和它的首次接触就会更加棘手,因为这个文明的世界观可能是双重异化的。它可能不会有同情心,因为同情心不是智慧的根本性特征,而是一种由历史和文化在演
化过程中建立起来的情感。这种文明的行为逻辑可能超出人类的想象,它可能已经把整颗星球变成了一台超级计算机,而且,根据牛津大学学者桑德伯格、阿姆斯特朗和奇尔科维齐的研究,这样的文明可能觉得当前的宇宙太热了,不利于长期的、节能的计算。因此它也许会避开观察者的视线,切断能源进入一场持续数亿年的无梦休眠,直到宇宙已经膨胀并冷却到适合进行长达许多纪元的计算时,才会苏醒过来。例如,牛津学者SETI论文《不死长眠:解决费米悖论的夏眠假说》所说的。
就在我迈过最后一道台阶登上观测平台时,感觉地球仿佛超级计算机一样嗡嗡作响,这是因为山间昆虫响亮的鸣叫声被这台望远镜的球面结构放大。在高台上,我首先注意到的不是射电望远镜,而是周围的喀斯特地貌,奇形怪状的山峰耸立着,仿佛方圆数百平方英里的区域内布满玛雅人的金字塔,它们在被植被掩映下长成了各种怪异的形状。它们向四面八方蜿蜒,一直连接到天边,近处的山丘呈现深绿色,远处山脊看起来似乎是蓝色的。
在这混沌的自然景观之间,是射电望远镜壮观的球面结构,它足足有五个足球场那么宽,如果用来装大米的话,足够容下全世界每个人两碗的饭量。这是技术崇高性的真正体现。它的巨大规模让我想起了美国犹他州的宾厄姆铜矿,但却没有后者那种忙碌而强蛮的工业氛围。天文台在大地上冷静地凹陷下去,与自然合为一体,如同上帝用指尖在地球外壳上按压出一个光滑的正圆形银色凹痕。
我在雨中坐了一个小时,看着流动的乌云在天文台上洒下摇摆不定的光影。它的数以千计的铝三角板呈现出马赛克效果:一些变成亮银色,另外一些变成淡铜色。如果某个遥远智慧文明发出的无线电信号将在近期到达我们的星球,它将被这个金属酒窝般的天文台捕捉到,传至接收器,便于人们对它进行深入研究。尽管目前的国际协议要求世界各国披露与外星文明的首次接触,但这些协议都不具有约束力。中国收到信号后,也许会公开消息但对信号来源位置保密,以免某些边缘组织自作主张向外星文明发出回应;也许这个信号将成为中国的国家机密,但即使如此,其国际合作伙伴也存在不听指挥的可能性;又或者,中国自己的科学家会将信号转换成光脉冲,让它在遍布地球的光纤电缆网络中自由飞翔。
在北京时,我曾让刘慈欣暂时把黑暗森林法则放在一边,想象这个情景:中国科学院突然打电话告诉他发现了外星文明的讯号。
刘慈欣会如何回应宇宙文明的信息?他说他会避免过于详细地描述人类历史。“这叫厚黑”,他说,“这样我们看起来会更具威胁性。”在彼得·瓦茨描写首次接触的小说《盲视》中,仅仅是提到作为单独个体的自我,就足以让外星文明把人类看作生存威胁。我提醒刘慈欣,只要那些遥远的文明长期监测适宜生命栖息的星球,就可能观察到地球大气层中原子弹爆炸时的闪光。因此,是否透露人类历史的决定权也许不在我们手上。
刘慈欣对我说,人类与外星文明的首次接触还会造成人类内部的冲突,甚至引爆世界大战。这是科幻小说的一个流行主题。在去年获奥斯卡提名的电影《降临》中,地外智慧的突然出现激发了末日邪教的形成,世界各大国急于理解外星人的信息,在彼此竞争中几乎走向战争。刘慈欣的悲观态度是有现实根据的:1949年,厄瓜多尔电台重播奥森·威尔斯模拟外星人入侵的《世界大战》,引发骚乱造成6人死亡。“历史上,人类曾因为许多更容易解决的问题爆发过冲突,”刘慈欣对我说。
即使首次接触没有触发地缘政治冲突,人类也必将经历激烈的文化转型,因为地球上所有的信仰体系都与首次接触的事实相冲突。佛教徒或许轻松一些,因为他们的信仰已经预设了无限宇宙中存在多重世界,宇宙每个角落都充满生物振动的能量。印度教的宇宙也同样宏大而充盈。《古兰经》提到安拉“创造天地,以及遍布天地间的生灵”。犹太教徒相信上帝的力量是无限的,自然没有任何东西可以把他的创造力局限在我们这个犹如沧海一粟的微小星球上。
基督教可能比较难接受人与外星文明的首次接触。当代基督教神学有一个争论,就是基督的救赎能否延伸到广泛宇宙间的每个灵魂,以及遥远星球上犯有罪孽的居民是否需要另一种神圣干预。梵蒂冈也许察觉到新一场科学革命即将来临,它特别热衷于将外星生命纳入教义。毕竟对这个历史悠久的机构而言,对伽利略的可耻迫害仿佛发生在昨天。
世俗的人文主义者也必须清醒地思考首次接触的涵义。哥白尼的学说使地球不再是宇宙的中心,达尔文则把人类拽回粪土与动物为伍,但即使在这个框架内,人类依然把自己看成是自然界的巅峰,继续以非常残忍的手段对待“低级”生物。我们用讶异的眼光看待存在本身,因为我们这样的生命竟是从最简单的物质和公理中诞生的。人类常常自我恭维,用卡尔·萨根的话来说,我们是“宇宙认识自己的方式。”换成宗教的说法,就是上帝根据自己的形象创造了人类。
也许有一天,人类会在漫长的时间旅途中发现遥远的星系存在另一群古老的旅行者,那时我们可能才会谦卑起来。他们可能教我们认识真实的文明史,包括各种年轻的、古老的、已灭绝的文明。他们可能会向我们展示承载着百万年文明记忆的巨大艺术品。他们可能会要求人类与数百光年以外的文明合作,共同进行科学观测。这种范围的观察可能揭示自然界某些我们现阶段无法理解的方面,从而接触到新的形而上学。如果人类足够幸运,还将形成新的伦理学。在经历生存考验后,我们将在人类命运共同体中获得重生。在宇宙这个黑暗森林里,外星文明传递来的第一缕微光也将照亮人类自己的世界。
(青年观察者黄郁译自《大西洋月刊》,杨晗轶校)
谢选骏指出:上文胡说“值得注意的是,中国古代很少提出关于外星生命的假说”,而不懂古代中国的《天文志》早把天上的星宿看成地上生命的灵体!与此同时,上文却把自己想象的外星文明预先神化了起来……这些欧美人根本不懂,“中国人”自己早就是一种外星人了!而刘慈欣所谓的“黑暗森林法则”,则是唯物主义歹徒的无神论黑暗心思。当然,这不是善良的外星人,而是邪恶的外星人——这些邪恶“外星人”现在特别喜欢“穿越”,大拍特拍穿越剧,就像他们爱拍清宫戏和抗日剧——仿佛没有穿越没有清宫没有抗日鬼子剧,就没有土八路的戏剧效果了。
【95、中国已经到了必须脱离俄国控制的历史阶段】
《天问一号着陆:中国成第二个成功登陆火星的国家》(2021年5月15日 BBC)报道:
中国官媒播出天问一号着陆火星的时候,控制中心的情况。
中国的“天问一号”火星探测器搭载的“祝融号”火星车于北京时间5月15日7时18分(格林尼治标准时间5月14日23:18) 成功登陆火星,这是中国第一次成功的火星着陆任务,也让中国成为继美国后第二个成功派出探测器登陆火星的国家。
美国的勇气号、机遇号、好奇号以及毅力号火星车分别于2004年1月至2021年2月数次登陆火星表面。
中国国家航天局宣布,天问一号登陆火星北半球的“乌托邦平原”南部预选着陆区,着陆器搭载有“祝融号”火星车,可以在火星表面上行走。祝融在中国传统文化中象征着火神。
天问一号探测器于2020年7月23日发射,距今已有大半年时间,并在今年2月10日进入火星轨道,过去数个月它不断探测“乌托邦平原”的表面,寻找适合着陆的地点,避免火星表面的石块和坑洞,最终成功着陆。
中国国家主席习近平发出贺电,指天问一号成功着陆让中国“实现了从地月系到行星际的跨越……在行星探测领域进入世界先进行列”,美国太空总署助理科学主管祖尔布琴(Thomas Zurbuchen)也在社交网站发帖祝贺,期待中国的任务可以让人类更了解火星。
火星目前距离地球超过3亿公里,天问一号发出的讯号需要约18分钟才能传送到地球,因此科学家无法作出实时监察或操控,天问一号必须自主完成整个着陆过程。
天问一号准备降落的时候,着陆器和轨道器分开,着陆器由一个保护层包裹,并附有一个隔热层,当着陆器与火星空气摩擦的时候就会开始减速,之后会打开降落伞进一步减速,最后以火箭着陆。
着陆器之后用了17分钟时间张开太阳能板,并向地球的控制中心传送讯号。
另外,轨道器会继续在轨道运行,它除了会继续对火星表面作出探测外,还会为祝融号提供讯号中转服务,让它可以与地球保持联络。
天问一号的著陆器同时搭载有祝融号火星车,可以在火星表面上行走。
天问一号成功着陆后,中国科学家计划最少在未来90个火星日(Sol)透过它探测火星的地质结构。火星上的一天,长度大约是24小时39分钟。
它的设计与美国太空总署2000年代的勇气号(Spirit)和机遇号(Opportunity)相似,重量约240公斤,依靠可以张开的太阳能板供应电力。
祝融号也搭载一个可以伸高的天线,天线上装设有照相机,同时可以用来协助导航。祝融号本身也装设五个仪器,用来探测地质土壤,也会侦测火星表面下有没有冰块或水。
天问一号的模型显示,其设计与美国太空总署2000年代的勇气号和机遇号相似。
前苏联、俄罗斯、英国等多国过去都尝试进行火星着陆任务,但除了中国外至今只有美国成功。
前苏联在1960至1970年代多次尝试派出探测器在火星着陆,最终全数失败。而美国的维京一号在1976年降落火星,是首个成功降落的探测器。
天问一号是中国第二个主要的火星探测任务,上一个任务是2011月与俄罗斯合作的萤火一号,原本计划会环绕火星运行并收集数据,但搭载着萤火一号的俄罗斯火箭出现异常,令萤火一号无法离开地球轨道,最终掉回地球大气层烧毁。
谢选骏指出:共产党中国学习苏联一败涂地,改而学习美国则能大国撅起了,看来中国已经到了必须脱离俄国控制的历史阶段了!
《中国“天问一号”迈出太阳系行星探索的第一步》(2021年2月10日 BBC)报道:
上周五(2月5日)中国国家宇航局公布了“天问一号”在220万公里的距离拍摄的火星图片,详细展示了现示斯基亚帕雷利陨坑,火星最大的峡谷水手号峡谷的火星表面照片。
目前中国和阿联酋的两个太空探测器本周正在接近火星轨道,一周后美国的探测器也随之而来。中国正努力在这场火星探索竞赛中取得领先。
中国在去年7月23日发射的探测器经过了7个月的飞行,今年2月10日抵达火星轨道,登陆探测器按计划5月在火星登陆。中国媒体报道说,“天问一号”探测器经过一次发射就完成“绕落巡”的任务,即对火星进行“环绕”,“着陆”和“巡视”,寻找当前和过去生命的证据,并评估行星的环境。
“天问”的由来
“天问”取自中国两千多年前的著名诗人屈原的诗词“天问”,赋予了中国太空探索某种历史继承含义。另外,中国媒体报道说,中国计划发射“天问”系列探测器探索太阳系的其他行星,显示了中国雄心勃勃的行星探测计划。
2019年初,中国的“嫦娥四号”探测器登上月球背面,成为在月球背面实现软着陆的唯一国家。2020年12月“嫦娥五号”登月取回月壤返回,成为40年来唯一登月返回的国家。因此,伯明翰大学的经济和全球安全问题讲师帕拉蒂尼(Steffi Paladini)周日2月7日撰文说,毫无疑问,中国在这场争夺中奋力争先,“天问一号”登陆无疑又称为中国航天探索的另外一个里程碑。
竞争激烈
不过,帕拉蒂尼认为,目前航天大国和私人公司参加的太空角逐远未产生结果。她说,到2020年12月为止,人类共向火星发射了49个探测器,其中只有20个取得成功。2016年欧洲航天局发射的火星探测器在火星表面坠毁。另外,技术原因迫使欧洲航天局及其俄罗斯联邦航天局将他们的火星探测器ExoMars发射推迟到2022年。
目前,中国的火星探测器正面对其他竞争者。阿联酋的火星探测器“希望号”也在进入火星轨道,对火星进行气象研究。美国宇航局2020年7月23日发射的“毅力号”火星探测器也将在“希望号”一周后进入火星轨道。
中国的火星探测器还要面临其他挑战。帕拉蒂尼说,探测器被火星引力所捕捉成功进入火星轨道的难度很大。她还说中国在亚洲的地缘政治竞争者印度同时也是中国在太空的直接竞争者。印度发射的火星轨道探测器首发成功,在2014年抵达火星,因此中国的“天问一号”成功与否对中国更具有重要意义。
帕拉蒂尼说,目前新的太空竞争的特点是,更多美国以外的国家加入,还有许多民营公司参与。她认为,在亚洲国家的太空活动中,中国处于领跑地位,而且中国也有更雄心勃勃的太空计划。
目前中国正在加紧太空站建设,计划在2022年在地球轨道建立长期的太空站。
太空与军事
英国星空新闻的科技记者马丁(Alexander Martin)在报道中国的火星探测时说,中国国家宇航局和中国政府其他机构一样缺乏外公开性和透明度,他们对自己的航天计划不像美国宇航局那样公开。
法新社的报道说,冷战后中国大量投入军方主导的太空项目。自从2003年中国首次实现载人太空飞行后,中国在航天领域一直在大跨步前进。
帕拉蒂尼在文章中说,太空对中国至关重要。中国的航天产业主要是政府资助,国防机构主导。虽然航天产业的经济意义越来越大,但是商业考虑对中国和其他许多国家都处于从属地位。
美国国会的美中经济安全审查委员会认为,中国将太空视为“地缘政治和外交竞争的工具”。美国认为,中国把太空和网络空间看作新的战争场所,中国把美国看作是这个领域的的主要对手。
帕拉蒂尼还说,按照美国的评估,中国在2017年的航天投入为110亿美元,居世界第二,仅次于美国200亿美元的水平。
谢选骏指出:下一步呢?中国必须脱离俄国控制,才能全面赶超美国,否则难逃大国解体的苏联厄运。
【96、中美之间还有两百倍差距】
《从嫦娥月球“挖土” 看美中太空竞争》(VOA 许宁 2020年11月30日)报道:
2020年11月23日,中国共产党的旗帜在中国海南省文昌航天发射场的发射台附近飘扬,技术人员正在为嫦娥五号探测器的发射工作做准备。
中国探月工程的嫦娥五号探测器11月24日搭乘长征火箭升空后,目前(11月30日)实现在月球附近组合体分离,中国离成为第三个从月球获取地质样本的国家的目标更进一步。与此同时,美国宇航员是否能在中国载人登月前重返月球,还是一个未知数。
嫦娥五号探测器月球着陆在即
此次发射的嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器和上升器四部分组成。据中国官方的新华社报道,着陆器和上升器组合体与轨道器和返回器组合体在11月30日凌晨成功分离。轨道器和返回器组合体将继续在环月轨道上飞行。如果顺利,着陆器和上升器组合体将在月球着陆,目标是采集2公斤的月球土壤和岩石样本。
按计划,上升器将携带封装好的样本回到月球轨道、与轨道器和返回器组合体交会对接,由返回器携带样本,轨道器携带返回器返回地球。在进入地球轨道后,返回器与轨道器分离,独自返回地球,整个任务预计共需23天左右。
中国在2004年立项的嫦娥探月工程规划包括无人月球探测、载人登月和建立月球基地三个步骤。嫦娥五号此次探月任务是无人月球探测阶段的最后一步。
分析认为,嫦娥五号无人探测任务的复杂度证明了中国航天能力的极大进步,这一任务一旦取得成功,将为未来的载人登月和建造基地目标提供助力。
印度防务问题专家、目前居住在美国的太空政策与地缘政治学者南拉塔·戈斯瓦米(Namrata Goswami)对美国之音说,嫦娥五号将让中国“提高对轨道交会和对接技术的理解,特别是在他们计划人类登月的这一关头。”
两公斤月球样本的价值
中国很早就表示出对自主获取月球地质样本的浓厚兴趣。中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远2002年对英国广播公司BBC表示,中国探月的目标之一是获取并研究月球样本,将通过使用无人航天器取得这一目标。他在那次采访中还表达了对月球上矿物资源的兴趣。
“中国目前正在追赶美国20世纪60年代的水平。” 华盛顿智库战略与国际研究中心(CSIS)国防预算分析项目和太空安全项目总监托德·哈里森(Todd Harrison)对美国之音说:“美国不仅对月球进行了探测,还把人类送上月球并返回地球,还带回了月球岩石的样本。中国在这方面正在追赶,但他们仍然没有达到美国在空间技术方面的水平。”
1969年至1972年期间,美国通过阿波罗载人飞船7次载人登月任务(6次成功)一共带回382公斤的月球土壤。除美国外,前苏联在1970年至1976年间用无人探测器从月球取回301克的月壤样本。
按计划,嫦娥五号将在月球正面最大的月海风暴洋北部的吕姆克山(Mons Rümker)附近着陆,这是人类之前未曾造访的区域。CSIS的哈里森说:“从月球上更多不同的地方采集样本将有助于科学家更好地了解月球上的资源,未来开采这些资源可能可以带来一些经济价值。”
水冰?氦-3?稀土?月球资源有多少?
月球资源的早期探测结果给人们带来许多憧憬。例如,美国航天局(NASA)现任局长吉姆·布里登斯廷(Jim Bridenstine)去年7月曾表示,从月球采集稀土金属将在本世纪成为可能。
布里登斯廷在一次采访中说:“月球上可能有成吨的铂系金属、稀土金属,它们在地球上的价值极高。”
美国80%以上的稀土进口来自中国。一些稀土金属是电子设备、电动汽车电池、军事装备制造中不可或缺的原料组成部分,因此被视为具有战略意义。
分析认为,月球“采矿”近期还不具可行性,但月球上存在的水冰可能可以推进人类对太空的进一步探索。
“最初可能要在月球表面寻找的最重要的物质是水冰——也就是月球表面下土壤中冻结的水,或隐藏在陨石坑中阳光照射不到的永久阴影下的的水冰,这将是最重要的。” 战略与国际研究中心的哈里森说:“因为你可以把水转化成火箭燃料,为返回地球或前往太空的其他地方提供动力,也可以用来在月球上维持生命。”
专家说,许多国家和私营部门的战略设想都认为,月球的重力水平非常低,从月球发射火箭比从地球发射要更节能。
哈里森说,在他来看,稀土并不是月球资源中可能的开采重点,但月球上存在的某些金属资源可能成为人类未来建立太空根据地的材料。
“人们更感兴趣的月球金属是可以用来建造太空结构的东西,无论是在月球上建造用于居住或其他科学任务的结构,还是可以从月球表面开采并带回地球轨道、然后在地球周围的太空中建造建筑的材料。所以要在月球上寻找的是铝、钛等其他可以加工成某些结构的金属。”哈里森说。
另一种具有潜在开发价值的月球资源是可用于核聚变燃料的氦-3。氦-3在地球上储量稀少,而据早期的月球探测结果估计,月球浅层的氦-3含量可能多达上百万吨。
太空政策学者戈斯瓦米说:“核聚变就是未来,因为如果你想在非常短的时间内从地球到火星,月球上可能开采的矿物之一氦-3将能够支持这样的核聚变。”
她还说:“月球正面有一些区域被认为富含氦-3、铁矿石和硅等,硅对建造太空太阳能卫星至关重要——中国的目标不仅是要用机器人登陆月球和返回地球,而且还要建立无人研究站,然后进行人类登月。”
“如果你能发展出即使使用机器人也能开采矿物的能力,这本身对从事这项工作的国家将是极其有益的。”她说。
美国能否在中国登月前重返月球?
尽管中国与美国的太空优势地位目前还有一定距离,但专家认为中国的探月工程正在稳步取得进展,可能在未来演化成具有军事战略用途的太空力量。
戈斯瓦米说,如果一个国家获取在月球轨道使用太空武器的能力,这将带来居高临下的军事战略优势。
她说:“从军事角度来看,如果你在月球轨道上,你可以俯视地球同步轨道卫星,可以让这些卫星‘失明’或瘫痪。”
不过,美国政府的重返月球项目可能因政权更迭而“失宠”。美国总统特朗普去年表示,希望NASA在2024年以前再次将美国宇航员送到月球。不过分析人士普遍认为这个期限目标难以实现。
哈里森说:“我认为2024年这个最后期限一直是一个很难达到的目标。现在还不清楚国会是否真的会采纳这一时间表,尽快向美国宇航局提供资金,从而满足2024年的最后期限目标。所以我认为,载人任务很有可能将被推迟。”
当选总统乔·拜登是否会继续支持登月目前还不明朗。分析认为,拜登政府将把美国航天局的科研重点放在对地球的观测研究,例如气候变化问题,美国航天员重返月球不是会不会延后的问题、而是延期多久的问题。
哈里森说:“如果这一延迟不仅仅是几年,从长远来看,这可能会阻碍项目的发展,使其停滞不前,失去支持,并导致在接下来多年年被接连推迟。在这种情况下,中国很可能有时间推进他们的载人登月任务,并在美国能够返回月球之前将人类送上月球。但如果拜登政府坚持这一(登月)计划,只建议推迟一到两年,那么我认为这个计划可能建立起足够的动力,更有可能取得成功。”
中国已经拟出了登月和建立月球基地的初步日程。中国把2030年作为载人登月的目标,同时计划2021年至2030年间建立一个基本型的月球科研站,并在2036年至2045年间建成综合型、可供人类驻留的月球基地。
战略与国际研究中心的哈里森说,美国航天局的工作重点应该着眼于建立月球基地:“我认为最重要的是工作是在月球上建立一个可持续的存在,将它作为未来宇航员前往火星及更远地方的试验台和发射点。”
谢选骏指出:看来,取得了两公斤月壤的中共已经超过了取得301克月壤的苏联六倍之多,但是比起取得了382公斤月壤的美国,依然还有将近两百倍的差距。
【97、主权国家争抢外空主导权力】
《飞向火星:毅力、天问和希望开启新一轮火星探测》(2020年7月23日 BBC)报道:
美国"毅力"号火星探测器发射。这是美国国家航空航天局(NASA)第五次火星探测任务,主要任务是在那颗红色星球寻找生命证据。
7月30日当地时间7:50分(格林尼治时间11:50分),阿特拉斯(Atlas)火箭从卡纳维拉尔角空军基地将这个一吨重的巨型"机器人"送上太空。
此前,阿联酋的“希望号”和中国的“天问一号”分别于7月20日和23日发射,开始7个月飞向火星的航程。
“希望” 、“天问”和“毅力”是今年火星探索“窗口期”——最佳发射时间段——计划中的三次发射任务。对于那颗遥远的红色星球来说,这三个星际访客都代表地球文明。
如果旅途一切顺利不出意外,三枚探测器都将于2021年2月抵达目标位置。
火星是太阳系中与地球环境最为相似的行星,了解火星对研究地球早期历史和生命起源有着重要价值,也对人类拓展生存空间具有重要意义。
火星探测器目前主要有三种:绕火星轨道运行,进行远距离探测,比如希望号气象卫星;降落到火星表面,进行原地探测和实验的着陆器;以及能在火星上运动的巡视器(火星车)。
各有使命
美国NASA“毅力号”将在火星赤道附近直径45公里的耶罗泽陨石坑(又译杰罗泽)着陆。卫星图像显示数十亿年前那里是一个湖泊。
这是NASA第五次登陆火星。它准备在火星工作一个火星年(约地球上两年)。
“毅力号”配备的仪器可以直接探测现在和古老生命迹象的仪器,还有一架像吉娃娃宠物狗那么大的无人驾驶飞机。
移动工作站还将把采集的岩石标本装进小管子,通过一个复杂的标本传输系统将这些石块送回地球,深入研究。
美国NASA这次登陆火星时,还带了一架吉娃娃大小的无人机,名叫“机灵”,准备测试一下在火星稀薄的大气中无人机飞行的情况。希望开启火星上的航空元年。
中国成功发射首个火星探测器
中国的“天问一号”主要任务是地质勘测,用雷达“透视”几千米深的地层,采集岩石土壤等样本,绘制火星地质结构图,探测火星磁场,由此解开火星磁场的演变历史。
这是中国首次火星探索任务,目标是通过一次发射实现火星环绕、着陆并开展火星表面地理探测,收集数据。
探测器计划于2021年2月11日-24日环绕火星运行两个月,然后在4月23日将一辆火星漫游车放到火星表面。探测考察时间为90个火星日;一个火星日有24小时39分钟。
天问一号外表像NASA的“精神与机遇”火星漫游车,重约240公斤,用折叠式太阳能电池板供电。
阿联酋“希望号”火星探测器北京时间7月20日凌晨5点58分从日本种子岛航天中心发射升空,使用的是日本的H-IIA运载火箭。
“希望号”经过约200天的飞行,计划于2021年2月抵达火星轨道,并通过探索成像仪、红外光谱仪以及紫外光谱仪对火星气候及天气进行探测研究。
它类似于火星的气象卫星,绕火星做近赤道轨道运行,收集星球上不同区域在不同季节和不同时间的全天候气象数据,还有其他相关数据,帮助地球上的科学家更全面地了解和掌握火星的气候条件。
这有助于解开一个关于火星的重要谜团:那个红色的行星曾经和地球一样遍布江河湖海,怎么变成现在这种干枯、荒芜的状态,答案可能藏在火星周围的气层里。这方面的研究对地球的环境和未来趋势有很重要的启示。
这是阿联酋的首次火星探测任务,开启阿联酋和阿拉伯世界星际探索先河,也标志着新一轮火星探测周期的开启。
阿联酋“希望号”火星探测器预计将于2021年2月抵达火星,正好是阿联酋成立50周年。
“火星年火星季”窗口期
2020年是两年一次的火星年,而7月中旬~8月中旬则是今年的火星季,这数周的时间是绝佳的“火星探测器窗口”。
今年10月14日将出现“火星冲日”的天文现象,届时火星、地球和太阳所处的轨道位置将形成一条直线,火星和地球的距离也将最近,因此适合高效完成火星探测任务。
考虑到地球与火星的距离以及地球和火星绕太阳公转的速度,最佳的发射时间是“火星冲日”之前两个月左右。
“希望号”、“天问一号”和稍后的“毅力号”将共同开启新一轮火星探索周期。
四分之一个世纪前的“火星季”,1965年7月15日,美国国家航空航天局(NASA,又译美国宇航局, 美国太空总署)的不载人火星探测器水手4号(Mariner 4)飞越火星,近距离拍摄火星表面图片传回地球。这些相片证实当时很多人相信的火星表面有运河的传说是错觉。
高难度任务
为什么探访那颗红色的星球是星际旅行中难度最大的事情之一?
首先,地球与火星之间的距离在不断改变,两颗行星各自以不同的速度和距离绕太阳公转。地球和火星最远距离大约4亿公里,最近的距离是5600万公里。每隔26个月,也就是不到两年半,会出现一个飞火星的最佳时间段,所谓“窗口期”。这个时段地球位于最适合飞往火星的位置,火箭燃料消耗最少。火星之旅的飞行时间约7个月。
2020年被称为火星年,因为有一个窗口期出现。如果发射顺利,探测器成功抵达目标,而且没有受到太阳耀斑或其它太空物质的损伤破坏,就要挑战更棘手的第二道难关:火星着陆。
“火星季”窗口期前后大约11天
要过这一关,探测器必须刹车减速,然后以正确的角度切入火星大气层,角度太陡会起火燃烧并融化,太小则会反弹。
火星大气层厚度只有地球大气层的百分之一。探测器着陆过程中需要降落伞和隔热罩为登陆舱减速。安全着陆时还会用到安全气囊和后向火箭(向行驶方向发射的火箭)。
穿越大气层着陆的过程只有7分钟左右,也被称为“恐怖7分钟”。着陆器何时开始减速进入火星大气、进入的姿态、角度都需要精准的控制。对于天问一号来说,一切都是第一次,又因为地球单程无线电信号到达火星需要20分钟,无法即时指挥。
毋庸置言,必须降落在准确着陆地点,这很重要,因为火星表面有悬崖、沟壑、火山口和洞穴,找错落脚点后果会很严重。
“天问一号”将结合使用多种着陆技术和设备。如果一切顺利,漫游车将顺着着陆坡道穿越火星平原。
NASA 1976年“维京二号”火星探测器在火星表面的乌托邦平原(Utopia Planitia)着陆——“天问一号”的着陆点是火星赤道以北的一处名叫乌托邦冲击盆地内的平原。火星车将探索该地区地表和地下的地质状况。
它外表像NASA的“精神与机遇”火星漫游车,重约240公斤,用折叠式太阳能电池板供电。
它高大的桅杆上装有照相机,可以拍照并辅助导航,另外还配备了五台地质探测仪器。
漫游车在火星表面探测时,绕火星轨道运行的飞行器将用一套有七种遥感仪器的系统从空中研究火星。
火星在远古的时候曾经和地球一样有山川湖海、茂密森林、肥沃农田吗?
马斯克(Elon Musk)在天问一号成功升空后在推特上表示祝贺。
他2002年创办的SpaceX用猎鹰9号(Falcon 9)和重型猎鹰(Falcon Heavy)火箭提供商业和政府官方的航天发射服务。
他的目标是降低太空运输的成本,令人类到火星居住成为可能。
英国RAL Space科学家厄尔沙德(Rain Irshad)博士说:“看到中国的成就真是令人兴奋。他们的航天局成立于1993年,但不到30年后就向火星发射轨道飞行器、着陆器和流动工作站。”
她认为中国团队从登月项目中积累了经验。
探索红色星球的历史数据众所周知:所有冒险活动中大约有一半失败了,包括中国的“银河一号”,没有冲出地球轨道,最后落入太平洋。
谢选骏指出:主权国家像一群饿狼,争抢外空主导权力;现在私人公司又狐假虎威地耀武扬威,企图趁火打劫了。
【98、自我从属于造物主是健康的关键】
《科学如何抵抗病毒》(大西洋theatlantic.com 2020年12月14日)报道:
科学战胜了病毒。但是要花多少钱呢?然后,公众何时才能收到疫苗?
冠状病毒暴发
我的同事Ed Yong在我们最新的封面故事中报道说,科学战胜了冠状病毒。
今年春天,成千上万的研究人员暂停了他们的研究项目,以研究这种致命疾病,从而使他们的学科变得更为生动。在这样做的过程中,他们取得了无数成就:对它的更好理解,更严格的测试,以及当然在创纪录的时间内工作疫苗。
但是,即使胜利也要付出机会成本。今天,我们花一点时间来思考科学未能从这种单一关注中受益的四种方式,正如Ed所解释的那样。 (他的作品值得一读。)
1.停止其他主题的研究
由于必须取消实地研究,长期监测鸟类迁徙或气候变化的长期研究将永远在数据上留下漏洞。甚至对其他传染病的研究也被搁置了。
2.所谓的认知侵入
当最有资格的专家迅速陷入大流行的应对之中时,其他专家却呆在家里寻找贡献的方法……通常,他们转向学术之路并耕种陌生领域,使事情变得更糟。
3.过度关注“银弹”
简单的行为,如戴着口罩和呆在家里,依靠人们为集体利益忍受不适。在没有有效药物或疫苗的情况下,这种疾病在许多月以来成为社会抵抗病毒的主要防御手段。这些被称为非药物干预——这个名称背叛了医学的生物学偏见。在2020年的大部分时间里,这些是唯一提供的干预措施,但仍被定义为与更珍贵的药物和疫苗相对。
4.扩大不平等
由于COVID·19的压力,女性的研究时间比男性减少了九个百分点。当COVID·19创造新机会时,人们更快地抓住了它们……
美国有色人种科学家还发现,与白人相比,他们的工作更困难,因为独特的挑战浪费了他们的时间和精力。
阅读他的作品。一个问题得到回答:世界上第一种疫苗问世。那么谁先得到他们呢?公众什么时候可以接种疫苗?
正如我们的职员作家莎拉·张(Sarah Zhang)上周在她的文章中指出的那样,这些细节仍在制定中,这可能取决于您的住所:疾病预防控制委员会(CDC)为如何确定最初稀有剂量的优先次序提出建议时,每个州最终都决定如何分配所收到的疫苗。一个在伊利诺伊州符合基本工作资格的人可能不在印第安纳州。一个城市最终可能会在其邻居之前向公众开放疫苗接种。这个系统本应是本地的和灵活的,但这必然意味着可能会出现不公平或不一致的政策拼凑而成。
“这是一个复杂而庞大的后勤挑战,很多事情都会出错。约翰霍普金斯大学健康安全中心的资深学者埃里克·托纳(Eric Toner)说,很多事情都无法计划。 “重要的是不要挂断电话。”艰苦的权衡是遥遥领先的,因为许多团体都要求优先权,但按照定义,它们不能全部优先考虑。 Toner表示不要忘记最终目标:“让我们继续给人们接种疫苗。”
继续阅读。如果…正在寻找实用建议,应阅读的内容:您所在州的冠状病毒有多少人?
今天的新闻:“这个怪异的需要感到忙碌,或者感觉到时间是结构化的,即使一个人在一个周末的下午躺在沙发上也是如此——它是从哪里来的?”德里克·汤普森(Derek Thompson)想知道。一本新书揭示了“星期日恐慌”的起源。
亲爱的治疗师
在她的最新专栏中,洛里·戈特利布(Lori Gottlieb)向与已婚男人有染之后伤心欲绝的读者提供建议:我已经开始治疗,但是我需要知道如何停止悲伤和对他的愤怒和不满。我已经完全迷失了自己,而且我不知道该如何恢复自我。有什么建议吗?
谢选骏指出:如何恢复自我?很简单,认识到自我从属于造物主,你就能得到平安。在宇宙活动中,怀着朝圣的目的,才能获得健康和安全。科学如何抵抗病毒?需要克服自我的膨胀。
【99、走在上帝的引导之前并不可取】
《太空殖民拯救人类?灭绝可能性或上升 还需三思而行》(2018年09月06日 新浪科技)报道:
在太空殖民的宇宙中,人类灭绝的可能性实际可能会上升,而不是下降。在太空殖民的宇宙中,人类灭绝的可能性实际可能会上升,而不是下降。
据国外媒体报道,太空殖民一直是科幻作品中经久不衰的话题,如今似乎越来越引人注目,这其中的原因很多。颇受欢迎的天文学家尼尔·德·格拉斯·泰森(Neil deGrasse Tyson)声称,太空殖民将促进经济发展,并启发下一代科学家。SpaceX公司创始人伊隆·马斯克(Elon Musk)说:“让生命在多行星存在有一个很强的人道主义理由……以确保人类在某种灾难发生时能够继续存在。”前美国航空航天局(NASA)局长迈克尔·格里芬(Michael Griffin)将太空殖民描述为事关“物种生存”的问题。已故天体物理学家斯蒂芬·霍金猜测,如果人类在一百年内无法殖民太空,那我们就将面临灭绝的命运。
可以肯定的是,人类终将有一天需要离开地球,因为太阳在大约10亿年后将使地球变得无法生存。然而,对于许多“太空扩张主义者”来说,逃离地球不仅仅是为了躲避灭绝危机,更是通过利用宇宙的庞大资源,实现天文数字的价值,以创造出某种类似乌托邦的东西。举例来说,天体生物学家米兰·瑟科维克(Milan Cirkovic)的计算结果显示,如果我们在银河系所处的室女座超星系团(Virgo Supercluster,又称Local Supercluster,即本超星系团,半径1亿光年,约100个星系群),那么每个世纪就会有大约1046个新人类文明降生于世。
这也让瑞典哲学家尼克·波斯托姆(Nick Bostrom)认为,未能殖民太空将是悲剧性的,因为这意味着这些潜在的“有价值生命”将永远不会存在,而且在道德上也将是不好的。
不过,这成千上万甚至数万亿计的生命真的有价值吗?或者说,太空殖民能带来乌托邦吗?科学家菲尔·托里斯(Phil Torres)对这些问题进行了深入思考,他的结论是,在太空殖民的宇宙中,人类灭绝的可能性实际可能会上升,而不是下降。
这一论点基于演化生物学和国际关系理论,并假设没有其他技术先进的生命形式能够殖民宇宙。
请思考一下人类从地球移居到火星,以及从火星移居到相对较近、可能适合居住的系外行星——如波江座ε星b(Epsilon Eridani b,又称天苑四b)、格利泽674b(Gliese 674 b)和格利泽581d(Gliese 581 d)等——时可能发生的事情。这些行星中,每一个都具有推动达尔文式演化的独特环境,随着时间推移都能产生全新的物种,正如迁移到新岛屿上的物种也会演化出与原来截然不同的特征。这同样也适用于“欧尼尔圆柱体”(O’Neill Cylinders)这样的人工太空舱环境。欧尼尔圆柱体来自美国物理学家杰瑞德·K·欧尼尔(Gerard Kitchen “Gerry” O‘Neill)的设想,是一种巨大的圆筒形结构,通过旋转来产生人工重力。只要未来的生命通过自然选择满足演化的基本条件,比如分化生殖(differential reproduction)、遗传性和整个种群内的形状变异等,那么演化压力就会产生新的生命形式。
但是,“赛博格化”(cyborgization)——即利用技术来改进并增强我们的身体和大脑——的过程更可能影响生活在系外行星或航天器上的未来人类的演化轨迹。结果可能是产生在认知结构(或心智能力)、情感体验、身体能力和寿命等方面都完全不同的生命体。
换句话说,随着人类太空殖民事业的推进,自然选择和赛博格化将导致物种的分化。与此同时,空间边界的扩展也将带来意识形态的多样化。太空移民人口将创造出属于自己的文化、语言、政府、政治机构、宗教、技术、仪式、规范和世界观等。因此,随着时间推移,不同物种将发现越来越难以理解彼此的动机、意图、行为和决定等等。甚至不同物种间也几乎不可能通过外星语言来交流。而且,一些物种可能会开始怀疑众所周知的“他者”是否具有意识。这很重要,因为如果一个物种Y无法有意识地体验疼痛,那另一个物种X可能在道德上就没有义务在意Y。毕竟,我们不会担心在街上踢石头有什么道德风险,因为我们不相信石头会感到疼痛。因此,物种系统发生和意识形态多样化将造成这样的情况,许多物种将“不仅视彼此为外星人,而且更重要的是,会彼此疏远”。
这种情况会产生一些问题。首先,像刚刚列出的那些极端差异将削弱物种之间的信任。如果你不相信邻居不会偷窃、伤害或杀死你,那你就会产生怀疑。如果你怀疑你的邻居,那你可能就想要某种有效的防御策略,来阻止万一发生的攻击。然而,你的邻居可能也会以同样的方式推理:她并不完全确信你不会杀她,因此她也建立了防御。问题在于,由于你没有完全信任她,你就会猜测她的防御是否真的是攻击计划的一部分。于是,你开始随身携带一把刀,而她就会认为这是对她的威胁,因此去买了一把枪,以此类推。在国际关系领域,这种情况被称为“安全困境”,往往导致一系列显著增加冲突概率的军事行动,即使各方其实都有和平的意图。
那么,如果各方不能完全相互信任,那应该如何摆脱安全困境呢?在个体层面上,有一个解决方案涉及托马斯·霍布斯(Thomas Hobbes)所称的“利维坦”。这一概念的关键是,人们聚集在一起,然后说:“看,既然我们无法完全相互信任,那我们就建立一个独立的管理系统吧——相当于某种裁判——以垄断性地合法使用武力。通过用等级制取代无政府状态,我们也可以用法律和秩序来取代持续的伤害威胁。”霍布斯并不认为这种情况在历史上发生过,只是这种困境能证明国家的存在是正当的。按史迪芬·平克(Steven Pinker)的说法,“利维坦”是近几个世纪来暴力减少的主要原因之一。
关键是,如果个人——比如你和我——能够通过建立一个管理系统来持续消除邻居的伤害威胁,那或许未来的物种也能聚集在一起,共同创造出某种宇宙管理系统。他们也能通过等级制代替无序状态来确保和平状态。遗憾的是,这在“宇宙政治”领域看起来并没有什么前景。原因之一是,各个国家要维护公民间的法律和秩序,其种种附属机构——如执法部门、法院等——需要合理协调。如果你报警称被抢劫,但警察在三个星期后才出现,那在这样的社会里生活还有什么意义?你自己来处理还更好!然后问题来了,一个宇宙管理系统的附属机构能否有效协调以应对冲突,并就如何应对特定情况做出自上而下的决定?换句话说:如果宇宙的某个区域爆发冲突,相关的管理当局能否足够快地做出反应,从而有所作为?
可能做不到,因为宇宙太大了。还是以波江座ε星b、格利泽674b和格利泽581d来举例,它们分别距离地球10.5、14.8和20.4光年。这意味着现在(2018年)发出的信号,需要到2038年时才能传到格利泽581d,而以宇宙速度极限(即光速)四分之一的速度飞行的飞船,则要到2098年才能到达,地球上的人们要等到2118年才能获知它安全抵达的消息。相比其他系外行星,格利泽581d还是相对较近的。仙女座星系距离地球约250万光年,而三角座星系距离地球约300万光年。此外,我们所处的室女座超星系团宽度约为1000万光年,其中包含了54个星系,整个宇宙的跨度则达到约930亿光年。
这些事实使得在宇宙尺度上建立一个有效协调执法活动、司法判决等事务的管理系统看起来如同天方夜谭。对一个政府而言,宇宙太大了,无法以自上而下的方式建立法律和秩序。
不过,还有另一种实现和平的策略:未来的文明可以使用威慑政策来阻止其他文明发动第一次攻击。这种政策必须能有效运作,就像是说,“我不会首先攻击你,但如果你首先攻击我,我就有能力在报复中毁灭你。”这曾经是美国和苏联在冷战时期所应用的策略,被称为“相互保证毁灭”(mutually-assured destruction,简称MAD机制)。
但是,这一机制能在宇宙政治领域中奏效吗?似乎可能性不大。首先,考虑一下未来会有多少物种,或许可以达到数十亿。尽管一些物种由于距离太远不会相互构成威胁,但毫无疑问,就在我们所处的银河系,也可能有大量物种的存在。关键在于,如果有物种遭到攻击,如此庞大的物种数量将使确定谁是发起者变得极其困难。如果没有一种可靠的认定攻击者的方法,这种威慑政策就无法发挥作用。
其次,请思考一下未来航天文明可能使用的各种武器。改变方向的小行星(也就是“小行星炸弹”)、“上帝之杖”(天基动能武器)、太阳枪、激光武器等等,毫无疑问都是我们目前无法想象的,极其强大的超级武器。甚至有人推测,宇宙可能存在于某种“亚稳态”状态,高能粒子加速器可能会使宇宙进入更稳定的状态。这可能会产生一个完全湮灭的泡泡,以光速向各个方向扩张。这或许将开启一种自杀性的、将粒子加速器武器化以毁灭宇宙的可能性。
那么,接下来的问题就是防御技术能否有效地抵消这些风险。这里可以展开很多,但就目前而言,请注意,历史上的防御性措施往往落后于进攻性措施,因此会出现脆弱性提高的时期。这一点很重要,因为当涉及高危险性超级武器的存在问题时,人们只是在短时间内容易受到毁灭的威胁。
可以推断,这会严重削弱威慑政策的可靠性。同样的,如果物种A不能说服物种B自己有有效且具有破坏性的报复手段,那B就可能尝试攻击A。事实上,B这么做可能并不需要恶意,它只需要担心A在近期或未来某个时刻可能会发动攻击,从而就有理由发动先发制人的攻击(以消除潜在的危险)。考虑到太空世界极端多极化条件下的这种困境,冲突很明显将难以避免。
以上这些讨论想说的是,不能不加批判地假设殖民太空会让我们更安全,或者确保我们能一直存在和延续。这是那些希望殖民火星的组织,比如SpaceX、NASA和Mars One等都应该认真思考的问题。人类在移居其他星球时,如何避免把我们的问题也带过去?当没有足够的相互信任,又存在足以毁灭整个文明的先进武器时,在宇宙中散布的物种如何能保持和平?
人类在以往历史中已经做出了许多灾难性的错误决定。如果决策者能更多地考虑可能出现的问题,比如进行“前期”分析,其中一些问题导致的后果本可以避免。太空殖民时代距离我们似乎还很遥远,但盲目地扩张或许并不明智。
谢选骏指出:科学家们自以为在智力上超过了宇宙,他们因此梦想利用人类、改造世界、操纵宇宙。不过我觉得,人如果走在上帝的引导之前,其实并不可取。操纵宇宙正如改造基因一样,危险重重,可能招致始作俑者的全盘皆输。
【100、我们所看到的并非客观对象】
《宇宙(所有空间、时间、物质的总称)》报道:
宇宙(Universe)在物理意义上被定义为所有的空间和时间(统称为时空)及其内涵,包括各种形式的所有能量,比如电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等,其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。宇宙还包括影响物质和能量的物理定律,如守恒定律、经典力学、相对论等。
大爆炸理论是关于宇宙演化的现代宇宙学描述。根据这一理论的估计,空间和时间在137.99±0.21亿年前的大爆炸后一同出现,随着宇宙膨胀,最初存在的能量和物质变得不那么密集。最初的加速膨胀被称为暴胀时期,之后已知的四个基本力分离。宇宙逐渐冷却并继续膨胀,允许第一个亚原子粒子和简单的原子形成。暗物质逐渐聚集,在引力作用下形成泡沫一样的结构,大尺度纤维状结构和宇宙空洞。巨大的氢氦分子云逐渐被吸引到暗物质最密集的地方,形成了第一批星系、恒星、行星以及所有的一切。空间本身在不断膨胀,因此当前可以看见距离地球465亿光年的天体,因为这些光在138亿年前产生的时候距离地球比当前更近。
虽然整个宇宙的大小尚不清楚,但可以测量可观测宇宙的大小,估计其直径为930亿光年。在各种多重宇宙论中,一个宇宙是一个尺度更大的多重宇宙的组成部分之一,各个宇宙本身都包括其所有的空间和时间及其物质。
随着巡天观测技术水平的逐步提高,人类不断尝试绘制整个宇宙的全貌。2021年1月14日,国家天文台北京-亚利桑那巡天(BASS)团队和暗能量光谱巡天(DESI)团队联合发布最新巨幅二维宇宙地图。
定义
物理宇宙被定义为所有的空间和时间(统称为时空)及其内涵,包括各种形式的所有能量,比如电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等,其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。宇宙还包括影响物质和能量的物理定律,如守恒定律、经典力学、相对论等。
中文词源
在中国古代,“宇”和“宙”都不过指的是人们居住房屋上小小的部件,引申为越来越大的“宇宙”概念,宇指代空间,宙指代时间,这是一个漫长而复杂的演变过程。
“宇”字
周代金文的“宇”是一座房屋里面一个“干”字,实际上就是一座房屋的形状和结构。《说文解字》曰:“宇,屋边也。”《诗经·豳风·七月》:“七月在野,八月在宇,九月在户,十月蟋蟀入我床下。”释文:“屋四垂为宇。”这里的“宇”正像《一切经音义》中说的“宇,屋檐也”一样,指房屋的屋檐、廊檐。《仪礼·士丧礼》“置于宇西阶上”、《资治通鉴》“权起更衣,肃追于宇下”等,也都是这个意思。随着时间的推移,“宇”这个房屋上的部件,慢慢地就代替了整座房屋。《诗经·大雅·緜》“聿来胥宇”、《楚辞·招魂》“高堂邃宇”、苏轼《水调歌头》“惟恐琼楼玉宇,高处不胜寒”中的“宇”,就不是屋檐,而是整个房屋。到了屈原的《离骚》“尔何怀乎故宇”、贾谊的《过秦论》“振长策而御宇内”,此处的“宇”是指国家或天下了。《吕氏春秋·下贤》“神覆宇宙”、《墨子·经上篇》“久,古今旦莫(暮)。宇,东西家南北”里的“宇”,已是一个很大而多变的空间范畴。
“宙”字
甲骨文的“宙”字,是一座房屋里面加一个“由”字,表示房屋靠一根上细下粗的梁顶着。《说文解字》曰:“宙,舟舆所极覆也。”《淮南子·览冥》:“而燕雀佼之,以为不能与之争于宇宙之间。”高诱注:“宇,屋檐也。宙,栋梁也。”这里的“宙”都是它的本义“栋梁”的意思。但到了《南齐书》“功烛上宙,德耀中天”、王勃《七夕赋》“霜凝碧宙,水莹丹霄”里的“宙”,就已是指天空了。
整词
“宇宙”一词连用,最早出自《庄子》:“旁日月,挟宇宙,为其吻合。”这时的“宇”代指一切空间,“宙”代指一切时间。这里宇宙的意义已是标准的时空了。《尸子》:“上下四方曰宇,往古来今曰宙。”《文子·自然》也说:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。”说明古代诗人和科学家都对宇宙有了新的认识。如《楚辞·屈原·涉江》“霰雪纷其无垠兮,云霏霏而承宇”,张衡《东京赋》“泽浸昆虫,威振八宇”以及《庄子·庚桑楚》“有实而无乎处者,宇也;有长而无本剽者,宙也”等等,“宇”已不是指某一个具体的方位、处所,而是指所有的空间;这里的“宙”已经表示没有开始没有终末的无限时间,“宇宙”已经无限大。
外文词源
从毕达哥拉斯开始,古希腊哲学家的"宇宙"一词意味着"全部",定义为所有物质和所有空间,不一定包括空洞。另一个词汇ho késmos(意思是世界,宇宙)。西塞罗(Marcus Tullius Cicero)与后来的拉丁语作者曾使用过“universum”这个词汇,与现代英语所使用的“universe”意义相同。宇宙的同义词在其他拉丁语作者中也有使用,并在现代语言中存在。例如,宇宙的德语单词有Das All、Weltall和Natur。
宇宙的英语“universe”起源于古法语的“univers”,而该词又源自于拉丁语的“universum”。英语中也有同样的同义词,例如:everything(万物,如万物论theory of everything)、cosmos(宇宙,如宇宙学cosmology)、world(世界,如多世界诠释many-worlds interpretation)和nature(自然,如自然法则natural laws或自然哲学natural philosophy)。
概念
从历史上看,对宇宙及其起源有许多想法。古希腊人和古印度人首先提出了由物理定律主导而非个人观点的宇宙理论。中国古代哲学中包含宇宙的概念,宇为所有的空间,宙为所有的时间。几个世纪以来,天文观测以及运动和引力理论的改进,使得对宇宙描述更准确。现代宇宙学始于阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在1915年的广义相对论,该理论使定量化的预测整个宇宙的起源、演化和结局成为可能。绝大多数现代的、公认的宇宙学理论都基于广义相对论,更具体的是指大爆炸理论。
神话传说
许多文化都有描述世界和宇宙起源的神话传说。该文化圈的人们一般认为这些神话有些真实性。然而,对于这些传说如何应用在那些相信超自然起源的人中,有很多不同的观念,从神直接创造宇宙,到当今神只是设置了宇宙运行的机制(例如通过大爆炸理论和进化论这样的机制)。
研究神话的民族学家和人类学家为创世神话中出现的各种场景制定了多种分类。一类神话传说认为世界诞生于世界卵,这些传说包括中国神话传说中的盘古,古印度佛教的《梵卵往世书》(Brahmanda Purana)、以及芬兰史诗《卡勒瓦拉》(Kalevala)。三国时期吴国徐整著《三五历纪》中记载:“天地浑沌如鸡子,盘古生其中。“在其他类似的神话中,宇宙是由一个实体通过他或她自己发出或产生的东西创造的,如藏传佛教的本初佛普贤王如来,古希腊神话中的盖亚(地球母亲),阿兹特克神话中的女神科亚特利库埃,古埃及神话中的阿图姆,以及犹太教-基督教《创世纪》创世叙事中上帝创造了宇宙,同源的伊斯兰教也认为真主安拉创造了宇宙。在另一类型的传说中,宇宙是由男性神和女性神的结合创造的,就像毛利传说中Rangi和Papa的一样。在其他传说中,宇宙是由预先存在的材料改造而来,比如在巴比伦史诗《埃努玛·埃利什》(Enuma Elish)中是迪亚马特用死神的尸体创造,在北欧神话中是巨人伊米尔用混乱的材料创造,在日本神话中是伊奘诺尊与伊奘冉尊创造。在其他传说中,宇宙源于基本原理,如印度教中的梵(Brahman,婆罗门)和本性(Prakrti)以及道教中的阴阳。
哲学模型
苏格拉底(Socrates)之前的古希腊哲学家和古印度哲学家提出了一些最早的宇宙哲学概念。希腊最早的哲学家指出,现象可能具有欺骗性,并试图理解现象背后的基本现实。他们特别指出了物质改变形态的能力(例如,冰化为水,水蒸为汽)。一些哲学家提出,世界上所有的物理材料都是被称为始基(Arche)的单一原始材料的不同形式。第一个这样认为的是泰勒斯(Thales),他提议这种材料是水。泰勒斯的学生阿那克西曼德(Anaximander),提出一切都来自无限的阿派朗(Apeiron)。阿那克西美尼(Anaximenes)提出原始材料是空气,因为空气被认为有吸引和排斥的特性,导致始基凝结或分离成不同的形式。阿那克萨哥拉(Anaxagoras)提出了智性(Nous)的原理,而赫拉克利特(Heraclitus)提出了火。恩培多克勒(Empedocles)提出了地、水、气、火的元素,他的四元素说后来变得非常受欢迎。和毕达哥拉斯(Pythagoras)一样,柏拉图(Plato)认为所有事物都是由数字构成的,并将恩培多克勒的四元素采用柏拉图立体的形式表示。留基伯(Leucippus)及其学生德谟克利特(Democritus)和后来的哲学家提出了原子说,认为宇宙是由通过真空移动的不可分割原子组成的,尽管亚里士多德(Aristotle)认为不可行,因为空气就像水一样,对运动有阻力。空气会立即冲进来填补一个真空,而且如果没有阻力,它会无限快地填充。
虽然赫拉克利特主张永恒的改变,但与他同时代的巴门尼德(Parmenides)提出了一个激进的建议,即所有的变化都是一种幻觉,真正的基本实体是永远不变的,是单一性质的。巴门尼德认为这个实体是同一(The One)。巴门尼德的想法对许多希腊人来说似乎难以置信,但他的学生,来自埃利亚(Elea)的芝诺(Zeno)提出了几个著名的悖论。亚里士多德通过提出一个潜在的可计数无穷大的概念,以及无限可分割的连续体来回应这些悖论。与永恒不变的时间循环不同,他认为世界范围被天球面所限定,天体由第五元素“以太(ether)”构成。
印度哲学家胜论学派(Vaisheshika school)的创始人迦那陀(Kanada)也提出了一个原子论的概念,并提出了光和热是同一物质的变种。公元5世纪,佛教原子论哲学家陈那(Dignāga)提出原子是点大小、非持续的,并由能量构成。他们否认存在实质性物质,并提议运动由能量流的瞬间闪现组成。
时间有限主义的概念受到三种天启宗教(Abrahamic religions)共同的创造学说的启发,包括犹太教、基督教和伊斯兰教。拜占庭基督教哲学家约翰·菲洛波努斯(John Philoponus)提出了反对古希腊无限过去和未来概念的哲学论点,并被早期穆斯林哲学家肯迪(Al-Kindi)、穆斯林神学家安萨里(Al-Ghazali)和犹太哲学家萨阿迪亚·果昂(Saadia Gaon)引用。
天文学说
在巴比伦天文学家开始天文学研究后不久,就提出了宇宙的天文模型,他们把宇宙视为漂浮在海洋中的平底盘子,成为早期希腊地图的前提,比如阿那克西曼德(Anaximander)和米利都赫卡塔埃乌斯绘制的地图。
后来的希腊哲学家观察天体运动,聚焦于更深刻地根据经验证据发展宇宙模型。第一个相干模型是由尼多斯(Cnidos)的欧多克索斯(Eudoxus)提出的。根据亚里士多德对模型的物理解释,天体在静止的地球周围以均匀的运动永久运转。物质完全包含在地球球体中。
在放弃同心球模型后,这个地心说模型也由卡利普斯(Callippus)改进,它几乎与托勒密(Ptolemy)的天文观测完全一致。这种模型的成功很大程度上是基于数学上的事实,即任何函数(如行星的位置)都可以分解成一组圆形函数(傅里叶模式)。其他希腊科学家还有毕达哥拉斯(Pythagoras)学派哲学家菲洛劳斯(Philolaus)。根据希腊作家文献汇编者斯托拜乌斯(Stobaeus)的说法,菲洛劳斯假设在宇宙中心的是一团"中心火"(central fire),地球、太阳、月亮和行星围绕它以均匀的圆周运动旋转。
希腊天文学家来自萨摩斯(Samos)的阿里斯塔库斯(Aristarchus)被认为是第一个提出宇宙日心模型的人。虽然原文本已经丢失,但阿基米德(Archimedes)的著作《数沙者》(The Sand Reckoner)中的一个参考描述了阿里斯塔库斯的日心模型。阿里斯塔库斯认为恒星离太阳很远,并认为这是恒星视差没有被观测到的原因,也就是说,当地球绕着太阳移动时,没有观测到恒星彼此相对移动。事实上,恒星的距离比古代通常假定的距离要远得多,这就是为什么恒星视差只能通过精密仪器探测到。地心模型与行星视差一致,平行现象被认为是恒星视差不可观测的原因。对日心说的拒绝显然相当强烈,克里安西斯(Cleanthes,亚里士多德时代的当代主义者和斯多葛主义的领袖)建议希腊人起诉阿里斯塔库斯。
在古代支持阿里斯塔库斯日心模型且留下姓名的天文学家仅有塞琉西亚的塞琉古,他是希腊天文学家,生活在阿里斯塔库斯之后的一个世纪。根据普鲁塔克(Plutarch)的说法,塞琉古是第一个通过推理来验证日心模型的人,但不知道他使用了什么论据。塞琉古关于日心宇宙学的论点可能与潮汐现象有关。根据斯特拉波(Strabo)的说法,塞琉古是第一个指出潮汐是由于月球的吸引力造成的,而潮汐的高度取决于月球相对于太阳的位置。就像尼古拉·哥白尼(Nicolaus Copernicus)后来在16世纪所做的一样。在中世纪,印度天文学家阿耶波多(Aryabhata)和波斯天文学家阿布·玛沙尔(Abu Ma'shar)和艾尔·森加辛(Al-Sijzi)也提出了日心模型。艾尔·森加辛还认为地球在自转轴上旋转。
亚里士多德的地心说模型在西方世界被接受大约两千年,直到尼古拉·哥白尼(Nicolaus Copernicus)恢复了阿里斯塔库斯的日心说模型,即如果地球在自转轴上自转,而且太阳被放置在宇宙的中心,天文观测数据可以解释得更合理。正如哥白尼自己指出的,地球自转的概念非常古老,至少可以追溯到菲洛劳斯(Philolaus,约公元前450年),蓬杜斯(Ponticus)的赫拉克利德斯(Heraclides,约公元前350年)和毕达哥拉斯学派的厄克方图(Ecphantus)。大约在哥白尼前一个世纪,库萨(Cusa)的基督教学者尼古拉斯(Nicholas)在他的著作《论无知》(1440年)中也提出地球在其自转轴上旋转。纳西尔丁·图西(Tusi,1201–1274)和阿里·古什吉(Ali Qushji,1403–1474)利用彗星天象提供了地球在自转轴上自转的经验证据。日心说被艾萨克·牛顿(Isaac Newton)、克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)以及后来的科学家所接受。牛顿以哥白尼的研究、第谷·布拉赫(Johannes Kepler)的观测数据以及约翰尼斯·开普勒(Johannes Kepler)的行星运动定律为基础,总结出了万有引力定律。
埃德蒙·哈雷(Edmund Halley,1720年)和让-菲利普·德·查索(Jean-Philippe de Chéseaux,1744年)独立地指出,假设无限空间均匀地充满恒星,这将导致夜间天空与太阳本身一样明亮的预测,这在19世纪被称为奥伯斯佯谬(Olbers' paradox)。牛顿认为,一个无限空间一致地充满物质会导致无限的力,以及导致物质在自身引力下向内坍缩的不稳定。1902年,金斯不稳定性阐释了这种不稳定。约翰·海因里希·朗伯(Johann Heinrich Lambert)在1761年早些时候也提出了这样的宇宙学模型。18世纪天文学的一个重大进步是汤姆斯·莱特(Thomas Wright)、伊曼努尔·康德(Immanuel Kant)和其他人对星云的观测。
1919年,当胡克望远镜( Hooker Telescope)建成时,主流的观点仍然是宇宙完全由银河系组成。埃德温·哈勃(Edwin Hubble)利用胡克望远镜在几个旋涡状“星云”(当时还不认为是银河系外的星系)中识别了造父变星(Cepheid variables),并在1922-1923年间确凿地证明了仙女座星云(M31)和三角座星云(M33)等是银河系之外完整的星系,从而证明宇宙由众多独立的星系组成。 进一步的研究使人们认识到,太阳是银河系中数千亿颗恒星之一,而银河系是宇宙中至少两万亿个星系之一。银河系中的多数恒星都有行星。在较大的宇宙尺度上,星系在各个方向上分布均匀、相同,这意味着宇宙既没有边缘也没有中心。在较小的尺度上,星系分布在星系团和超星系团中,它们在宇宙中形成巨大的大尺度纤维状结构和宇宙空洞,构成一个巨大的泡沫状结构体。20世纪初研究发现,大多数星系具有系统性的红移现象,这表明宇宙正在膨胀;借由对宇宙微波背景辐射的观测,表明宇宙具有起源。
年表
关于宇宙进化的流形模型是大爆炸理论。大爆炸模型指出,宇宙最早的状态是一个极其炙热和密集的状态,宇宙随后膨胀和冷却。该模型基于广义相对论和一些简化的假设,如空间的同质性和同构性。具有宇宙常数(Lambda,Λ)和冷暗物质的模型版本(称为ΛCDM模型)是最简单的模型,为宇宙的各种观测结果提供了相当好的解释。大爆炸模型包括星系距离和红移的相关性、氢氦原子的数量比例以及微波背景辐射等观测结果。
最初的炙热、密集状态被称为普朗克时期,是从时间零点到一个普朗克时间单位(约10-43秒)的短暂时期。在普朗克时期,所有类型的物质和所有类型的能量都集中在一个密集的状态,当前是已知四种基本力中最弱的引力,被认为在那时与其他基本力一样强大,所有的基本力可能是统一的。自普朗克时期以来,空间一直持续膨胀到当前的规模。在10-32秒内出现了一段非常短但强烈的宇宙暴胀时期。这是一种不同于当前宇宙的膨胀,空间中的物体没有实际移动,而是定义空间本身的度规发生改变。尽管时空中的物体移动速度不能快于光速,但此限制不适用于控制时空本身的度规。宇宙初始时期的宇宙暴胀解释了为什么空间看起来非常平坦,以及为什么空间规模比光从宇宙初始以来穿越的距离大得多。
在宇宙存在的前几分之一秒内,四种基本力已经分离。随着宇宙继续从不可思议的炙热状态中冷却下来,各种类型的亚原子粒子能够在短时间内先后形成,分别称为夸克时期、强子时期和轻子时期,这些时期加起来在大爆炸之后持续了不到10秒的时间。这些基本粒子稳定地结合到越来越大的组合中,包括稳定的质子和中子,然后通过核聚变形成更复杂的原子核。这个过程,被称为大爆炸核合成(或原初核合成),只持续了约17分钟,并在大爆炸后约20分钟结束,所以只有最快和最简单的核聚变反应发生。按质量计算,大约25%的质子和宇宙中所有的中子被转换成氦、少量的氘(氢的一种同位素)以及痕量的锂,其他所有元素只生成了非常非常少的数量。剩余75%没有参与核聚变的质子即为氢原子核。
核合成结束后,宇宙进入了光子时期。在此期间,宇宙仍然太热,物质不能形成中性原子。所以当时的宇宙是一团炙热、致密的雾状等离子体,由带负电荷的电子、中性中微子和带正电荷的原子核组成的。大约37.7万年后,宇宙已经冷却到足以使电子和原子核形成第一个稳定的原子。由于历史原因,这个过程被称为复合,但实际上却是电子和原子核是第一次结合。与等离子体不同,中性原子对许多波长的光是透明的,所以宇宙也第一次变得透明。当原子形成时,光子被释放(退耦),这些光子形成了当前仍然可以观测到的宇宙微波背景(CMB)。
随着宇宙的膨胀,光子的能量会因波长变长而降低,因此电磁辐射的能量密度比物质的能量密度下降得更快。大约在47000年之后,物质的能量密度变得大于光子和中微子,并开始主宰宇宙的大尺度行为。这标志着辐射主导时期的结束和物质主导时期的开始。
在宇宙的最初阶段,宇宙密度的微小波动导致暗物质的聚集逐渐形成。普通物质被暗物质引力吸引,形成了巨大的气体云,最终形成了恒星和星系,暗物质在大尺度纤维状结构中最密集,在宇宙空洞中最稀疏。大约1亿到3亿年后,被称为星族III的第一代恒星形成。这批恒星可能不含金属,质量体积非常大,发光亮度非常高,但寿命却非常短。第一代恒星导致了宇宙在2-5亿到10亿年之间逐渐再电离,并通过恒星核合成作用产生比氦重的元素,并将其撒布到宇宙中。宇宙还含有一种神秘的能量称为暗能量,其密度不会随时间而变化。大约98亿年后,宇宙已经膨胀到使物质的密度小于暗能量的密度,标志着当前暗能量主导的时期的开始。在这个时期,暗能量导致宇宙的膨胀不断加速。
物理性质
在四个基本相互作用中,引力在天文尺度中占主导地位。引力效应是累积的,相比之下,正电荷和负电荷的影响往往彼此抵消,使得电磁力在天文尺度上相对微不足道。其余两种相互作用,弱和强核力量,随距离下降非常快,其影响主要局限在亚原子尺度上。
似乎宇宙中的物质比反物质更多,这是一种可能与CP破坏有关的不对称。物质和反物质之间的这种不平衡是造成当前所有物质存在的部分原因,因为如果在大爆炸产生同样多的物质和反物质,就会发生相互作用完全湮灭彼此,只留下光子。宇宙似乎也既没有净动量,也没有角动量,如果宇宙是有限的,则遵循公认的物理定律。这些定律是高斯定律和非散度压力-能量-动量赝张量。
大小和区域
宇宙的大小有点难以定义。根据广义相对论,由于光速有限和空间不断膨胀,即使在宇宙的生命周期内,遥远的空间区域也可能永远不会与地球附近的空间相互作用。例如,空间的膨胀速度可能快于穿过它的光速,即使宇宙永远存在,从地球发送的无线电信息可能永远不会到达空间的一些区域。
假定遥远的空间区域存在,并且是现实的一部分,但却永远无法与其相互作用。可以影响和被影响的空间区域是可观测的宇宙。可观测宇宙取决于观察者的位置。旅行中的观察者可以接触比静止的观察者更大的时空区域。然而,即使是最快速的旅行者也无法与所有的空间互动。通常,可观测宇宙是指地球在银河系中的当前位置观测到的宇宙部分。在当前时间测量的地球到可观测宇宙边缘之间的真实距离为465亿光年(140亿秒差距),即可观测宇宙的直径约为930亿光年(280亿秒差距)。光从可观测宇宙边缘移动到地球距离非常接近宇宙的年龄乘以光速,即138亿光年(42亿秒差距),但这并不代表任何给定时间地球到可观测宇宙边缘之间的距离。因为宇宙膨胀,可观测宇宙边缘和地球已经比最初相距更远。与可观测宇宙范围相比,一个典型星系的直径为3万光年,两个相邻星系之间的典型距离为300万光年。例如,银河系的直径约为10到18万光年,距离银河系最近的姐妹星系仙女座星系位于大约250万光年之外。
因无法观察可观测宇宙边缘以外的空间,所以不知道宇宙的大小是有限还是无限。 估计表明,如果整个宇宙是有限的,必须大于可观测宇宙250倍以上。宇宙的总体大小一些有争议的。宇宙无边界的方案认为,如果宇宙有限,其范围估计值将高达百万秒差距。
年龄与膨胀
天文学家在银河系中发现了一颗年龄接近136亿年的恒星。天文学家通过假设ΛCDM模型准确地描述了宇宙从非常均匀、炽热、密集的原始状态到其当前状态的演变,并通过测量构建该模型的宇宙参数来计算宇宙的年龄。该模型在理论上被很好地理解,并且在最近一段时间得到高精度天文观测数据(如WMAP探测器和普朗克卫星)的支持。拟合的观测结果通常包括宇宙微波背景辐射各向异性、Ia型超新星的亮度与红移的关系,以及包括重子声学振荡特征在内的大尺度星系聚集。其他观测结果,如哈勃常数、星系团丰度、弱引力透镜和球状星团年龄,与这些观测结果基本一致,为模型提供了检验,但当前测量的不太准确。假设ΛCDM模型是正确的,通过许多实验使用各种技术测量参数,根据截至2015年普朗克卫星的观测数据,可计算出宇宙年龄的最佳值,即137.99±0.21亿年。随着时间的推移,宇宙及其内涵已经演变。例如,类星体和星系的相对分类已经改变,空间本身也扩大了。由于宇宙膨胀,地球上的科学家可以观测到300亿光年外星系发出的光,尽管这些光只飞行了130亿年,因为地球与该星系之间的空间已经膨胀。这种膨胀与来自遥远星系的光发生红移的观察结果是一致的,发出的光子在旅程中被膨胀的空间拉伸为更长的波长和较低的频率。对Ia超新星的分析表明,空间膨胀的速率正在增长。
宇宙中物质越多,物质间相互引力就越强。如果宇宙太密集,那么会重新坍缩成引力奇点。如果宇宙包含的物质太少,那么引力就会太弱,星系或行星等天文结构将无法形成。自从大爆炸以来,宇宙一直在单调膨胀。宇宙拥有相当于每立方米5个质子的合适的质能密度也许并不奇怪,因此能够过去138亿年不断膨胀,为当前观测到的宇宙的形成提供时间。
此外,科学家发现还有动态的力作用于宇宙中的粒子,影响膨胀速率。1998年以前,由于宇宙引力相互作用的影响,预计膨胀速率会随着时间的流逝而下降。因此,宇宙中还有一个可观测量,称为减速参数,大多数宇宙学家预计该参数为正数,并且与宇宙的物质密度有关。1998年,减速参数由两个不同的团队独立测量为负数,大约为-0.55,这在技术上意味着宇宙尺度因子的第二个导数在过去50-60亿年是正数。然而,这种加速度并不意味着哈勃常数(宇宙常数)当前正在增加。
时空
时空是所有物理事件都在上演的竞技场。时空的基本要素是事件。在任何给定的时空中,事件被定义为在特定时间上特定位置。时空是所有事件的集合(就像线是它的所有点的集合一样),正式地组成一个流形。事件(如物质和能量)会弯曲时空。另一方面,弯曲的时空迫使物质和能量以某种方式运行。只考虑其中之一而不考虑另外一个是没有意义的。
宇宙似乎是一个平滑的时空连续体,由三个空间维度和一个时间维度组成。因此,物理宇宙时空中的事件可以通过一组四个坐标来识别:x、y、z、t。平均而言,观测到的空间非常接近平坦(曲率接近于零),这意味着欧几里德几何体在经验上是真实,以高精度遍及大部分宇宙。与球体进行类比,时空似乎也具有一种单连通拓扑结构,至少在可观测宇宙的尺度上是这样。然而,当前的观测结果不能排除宇宙有更多的维度(由弦理论等理论假设)以及时空可能有一个多连通全局拓扑的可能性(与二维空间的圆柱形或环形拓扑类比)。宇宙的时空通常从欧几里德的角度解释,空间由三个维度组成,被称为"第四维度"的时间由一个维度组成。通过将空间和时间结合到一个称为闵可夫斯基空间的单一的流形中,物理学家简化了大量的物理理论,并以更统一的方式描述了宇宙在超星系和亚原子水平上的工作原理。时空事件不是绝对定义的空间和时间,而被认为是相对于观察者的运动。闵可夫斯基空间近似于没有引力的宇宙,广义相对论的伪黎曼流形用物质和引力来描述时空。
形态
广义相对论描述了时空如何弯曲和弯曲的质量和能量(引力)。宇宙的拓扑或几何包括可观测宇宙的局部几何体和全局几何体。宇宙学家通常使用给定的空格一样(流形)的时空片段,称为共动坐标。可观测的时空部分是后向光锥,它划定了宇宙学视界。宇宙学视界(也称为粒子视界或光视界)是粒子能在宇宙年龄内抵达观察者的最远距离。这个视界表示宇宙的可观测区域与不可观测区域之间的边界。宇宙视界的存在、性质和意义取决于特定的宇宙模型。决定宇宙理论未来演化的一个重要参数是密度参数Ω,它被定义为宇宙的平均物质密度除以该密度的临界值。根据Ω是否等于、小于或大于 1,对应三个可能的几何形状之一,分别被称为平坦的、开放的和封闭的宇宙。
包括宇宙背景探测器(COBE)、威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)和宇宙微波背景辐射的普朗克地图在内的观测数据,表明宇宙在有限年龄范围内是无限的,正如弗里德曼-勒马埃特雷-罗伯逊-沃克(FLRW)模型所描述的那样。因此,这些FLRW模型支持暴胀模型和宇宙学标准模型,描述了当前由暗物质和暗能量主导的平坦、均匀的宇宙。
对生命的支持
宇宙可能会被微调。微调宇宙假说是一个命题,即只有某些宇宙基本物理常数位于非常狭窄的值范围内,才可能允许宇宙出现生命的条件。因此,如果几个基本常数中的任何一个只是略有不同,宇宙就不太可能有利于物质生成、天文结构、元素多样性或可理解宇宙的生命的产生和发展。哲学家、科学家、神学家和创造论的支持者都讨论过这一命题。
组成
宇宙几乎完全由暗能量、暗物质和普通物质组成。其他包括电磁辐射(估计占宇宙总能量的0.005%或接近0.01%)和反物质。在宇宙的历史中,所有类型的物质和能量的比例都发生了变化。在过去20亿年中,宇宙中产生的电磁辐射总量减少了。当前包括原子、行星、恒星、星系和生命在内的普通物质仅占宇宙质能总量的4.9%。当前这类物质的总体密度非常低,大约为4.5×10-31g/cm3,相当于每4立方米体积中只有一个质子的密度。暗能量和暗物质的性质是未知的。暗物质是一种尚未被确认的神秘物质形式,占宇宙总量的26.8%。暗能量是来自虚无空间的能量,它导致宇宙的膨胀加速,占宇宙总量的68.3%。
包含暗能量的冷暗物质模型中星系团和大尺度纤维状结构的形成
包含暗能量的冷暗物质模型中星系团和大尺度纤维状结构的形成普通物质、暗物质和暗能量在超过3亿光年左右的尺度上均匀地分布在整个宇宙中。然而,在较小的尺度上,物质往往按层级聚集,绝大多数原子聚集成恒星,绝大多数恒星聚集形成星系,绝大多数星系聚集形成超星系团,最后是大尺度纤维状结构。可观测宇宙包含超过2万亿(1012)个星系,总体而言,估计有超过1亿亿亿(1024)颗恒星(比地球上所有的沙粒都多)。典型星系中的恒星数量范围从只有几千万(107)颗恒星的矮星系到拥有数万亿(1012)颗恒星的巨星系。银河系位于本星系群中,而本星系群又位于拉尼亚凯亚超星系团中。这个超星系团跨越5亿光年,而本星系群跨越1000万光年。宇宙空洞是宇宙中相对空虚的广阔区域,位于较大的天文结构之间,其直径通常为1000万–1.5亿秒差距(3300 万-4.9 亿光年)。已测量到的最大宇宙空洞跨越18亿光年 (5.5亿秒差距) 。
可观测的宇宙在比超星系团大得多的尺度上是各向同性的,这意味着宇宙的统计属性在从地球上观察到的所有方向上是相同的。宇宙沐浴在高度各项同性的微波辐射中,相当于大约2.72548开尔文的热平衡黑体光谱。大尺度宇宙是均匀的和各向同性假设被称为宇宙学原理。一个既均匀的和各向同性的宇宙从所有观察点看都是一样的,没有中心。
暗能量
宇宙膨胀加速的原因仍然难以捉摸,这通常归因于暗能量。暗能量是一种被假设为渗入空间中的未知能量形式。在质能等价的基础上,暗能量的密度(约7×10-30 g/cm3)比星系内普通物质或暗物质的密度要低得多。然而,在当前的暗能量时期,它主宰着宇宙的质能,并且它在空间之中是均匀的。
暗能量的两种拟议形式是宇宙常数和标量场。宇宙常数以恒定的能量密度均匀的填充空间,标量场能量密度可能因时间和空间而动态变化。标量场的贡献通常也包括在宇宙常数中。公示化表达的宇宙常数相当于真空能量。仅具有少量空间不均匀性的标量场将很难与宇宙学常数区分开。
暗物质
暗物质是一种假设物质,对整个电磁波谱都是不可见的,但却占了宇宙物质的大部分。暗物质的存在和性质是因为它对可见物质、辐射和宇宙大尺度结构的引力作用而推断的。除了中微子被认为是一种热暗物质,其他暗物质特别是冷暗物质还没有被直接探测到,因此它成为现代天体物理学中最大的谜团之一。暗物质既不发射也不吸收光(或任何其他在显著水平的电磁辐射)。据估计,暗物质占宇宙总质能的26.8%,占宇宙总物质的84.5%。
普通物质
宇宙剩余4.9%的质能是普通物质,即原子、离子、电子和它们所形成的物体。物质包括恒星(产生几乎所有从星系发出的光)、行星、星际和星系际介质中的气体,以及日常生活中可以碰到,触摸或挤压到的所有物体。事实上,宇宙中绝大多数普通物质是看不见的,因为星系和星系团内的可见恒星和气体仅占普通物质的10%。普通物质通常存在四种物质状态(相):固体、液体、气体和等离子体。然而,实验技术的进步揭示了其他之前处于理论阶段的物质状态,如玻色-爱因斯坦凝聚态与费米子凝聚态。
普通物质由两种基本粒子组成:夸克和轻子。例如,质子由两个向上夸克和一个下夸克组成,中子由两个下夸克和一个上夸克组成,电子是一种轻子。原子由原子核组成,由质子和中子组成,电子围绕原子核运行。由于原子的绝大多数质量集中在其原子核中,而核由重子组成,天文学家经常使用“重子物质”一词来描述普通物质,尽管这种重子物质中有一小部分是电子。
大爆炸后不久,原始质子和中子由早期宇宙的夸克-胶子等离子体形成,温度低于两万亿度后冷却。几分钟后,在一个称为大爆炸核合成的过程中,原子核由原始质子和中子形成。这种核合成形成了较轻的元素,即原子序数小于锂和铍的元素,但较重元素的丰度随着原子序数的增加而急剧下降。此时可能已形成一些硼,但下一个更重的元素——碳并没有大量形成。由于宇宙膨胀,温度和密度迅速下降,大爆炸核合成在大约20分钟后关闭。此后,恒星核合成和超新星核合成过程形成了较重元素。
粒子
普通物质和对物质作用的力可以用基本粒子来描述。这些粒子有时被描述为基本的,是因为它们有一个未知的子结构,而且不知道是否由更小甚至更基本的粒子组成。标准模型是一个核心问题,它涉及电磁相互作用和弱相互作用与强相互作用。标准模型由实验确认存在构成物质的粒子支持:夸克和轻子及其相应的反物质,以及传递基本相互作用的作用力粒子:光子、W及Z玻色子、胶子。标准模型预测了最近发现的希格斯玻色子的存在,这种粒子是宇宙中能够赋予粒子质量的一种场的表现。由于成功地解释了各种各样的实验结果,标准模型有时被视为"万物理论"。标准模型尚不能容纳引力,一个真正的作用力粒子"万物论"尚未实现。
强子是一种由夸克构成的复合粒子,由强相互作用聚集在一起。强子被分为两个家族:由三个夸克构成的重子(如质子和中子),和由一个夸克和一个反夸克组成的介子(如π介子)。在强子中,质子是稳定的,在原子核内被约束的中子也是稳定的。其他的重子在一般条件下是不稳定的,因此是现代宇宙中微不足道的成分。从大爆炸后约10-6秒开始的重子时期,宇宙的温度已经下降到足以使夸克结合成重子,而且当时宇宙的质量则由重子主宰。最初的温度足够高,可以形成重子/反重子对,使物质和反物质保持热平衡。然而,随着宇宙温度的不断下降,重子/反重子对不再产生。绝大多数的重子/反重子在粒子/反粒子湮灭反应中被消耗,因此在宇宙诞生大约一秒后只留下少量的重子。
轻子是一个基本的半整数自旋的粒子,不经历强相互作用,但受制于泡利不相容原理,同一种类的两个轻子不能同时处于完全相同的状态。存在两个主要的轻子类别:带电的轻子(也称为电子样轻子)和中性轻子(更广为人知的是中微子)。电子是稳定的,是宇宙中最常见的带电轻子,而μ子和τ子是不稳定粒子,在高能碰撞中产生后会迅速衰变。典型的高能碰撞例如宇宙射线或粒子加速器。带电的轻子可以与其他粒子结合,形成各种复合粒子,如原子以及一个电子与一个正电子组成的电子偶素。电子控制着几乎所有的化学过程,因为它存在于原子中,并且直接与所有的化学性质有关。中微子很少与任何东西相互作用,因此很少观察到。中微子流遍整个宇宙,但很少与普通物质相互作用。轻子时期处于宇宙进化早期,当时轻子主宰着宇宙的质量。轻子时期开始于大爆炸后大约1秒,在大多数的重子/反重子在重子时代结束时互相湮灭之后。在轻子时期,宇宙的温度仍然高到足够以产生轻子/反轻子对,因此轻子/反轻子处于热平衡状态。大爆炸后大约10秒,宇宙的温度已经下降到不再能产生轻子/反轻子对。大多数轻子和反轻子随后在湮灭反应中被消耗,留下少量的轻子残留物。之后宇宙进入光子时期,宇宙的质量被光子所支配。
光子是光和所有其他形式电磁辐射的量子。光子是电磁力的力载体,即便通过虚光子(虚粒子)交换处于静态也是如此。这种力的影响在微观和宏观层面很容易观察到,因为光子静质量为零,这允许光子长距离相互作用。与所有基本粒子一样,光子用量子力学解释得最好的,并表现出波粒二象性,即同时具有波和粒子的双重性质。大多数轻子/反轻子在轻子时代结束时被湮灭,随后大爆炸后约10秒进入了光子时期。原子核是在光子时代的最初几分钟的核合成过程中创造的。在光子时代的剩余时间里,宇宙是一团包含着原子核、电子和光子的炙热、致密的等离子体。大爆炸后约38万年,宇宙的温度下降到原子核可以与电子结合产生中性原子。因此,光子不再与物质频繁相互作用,宇宙变得透明。这个时期产生的光子高度红移形成了宇宙微波背景辐射。宇宙微波背景辐射中可检测到的温度和密度的微小变化,是随后一切结构形成的早期原因。
广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)于1915年发表的关于引力的微分几何物理学理论,也是现代物理学对引力的描述,也是当前宇宙模型的基础。广义相对论概括了狭义相对论和牛顿万有引力定律,对引力作为空间和时间(时空)的几何属性提供了统一的描述。特别是,时空的曲率与存在的任何物质和辐射的能量和动量直接相关。该关系由爱因斯坦场方程(一个偏微分方程体系)指定。在广义相对论中,物质和能量的分布决定了时空的几何形状,而时空的几何形状又描述了物质的加速度。因此,爱因斯坦场方程的解描述了宇宙的演化。结合对宇宙中物质的数量、类型、分布的测量,广义相对论方程描述了宇宙随着时间的演变。宇宙的最终命运仍然未知,因为它严重取决于曲率指数k和宇宙常数Λ。如果宇宙足够密集,k将等于+1,这意味着整个平均曲率是正的,宇宙最终将在大挤压中重新坍缩,可能在大反弹后开启一个新的宇宙。相反,如果宇宙的密度不够,k等于0或-1,宇宙将永远膨胀、冷却并最终到达大冻结和热寂。现代观测数据表明,宇宙的膨胀速度并没有像最初预期的那样下降,而是在增加。如果这种情况无限期地继续下去, 宇宙最终可能会达到大撕裂的结局。
多重宇宙假说
一些推测性理论提出,当前宇宙只是一组不连续的宇宙中的一个,统称为多重宇宙,挑战或增强了有限定义的宇宙。科学的多重宇宙模型不同于模拟现实等概念。美国宇宙学家马克斯·泰格马克(Max Tegmark)为科学家为应对各种物理问题而建议,而将不同类型的多重宇宙论模型分成了四类。
第一类:这类宇宙和当前宇宙的物理常数相同,但是粒子的排列方式不同,同时这类宇宙也可视为存在于已知宇宙(可观测宇宙)之外的其他区域。
第二类:这类宇宙的物理定律大致和当前宇宙相同,但是基本物理常数不同。
第三类(艾弗雷特的多世界诠释):根据量子理论,一个事件发生之后可以产生不同的后果,而所有可能的后果都会形成一个宇宙,而此类宇宙可归属于第一类或第二类的平行宇宙,因为这类宇宙所遵循的基本物理定律依然和当前宇宙相同。
第四类(数学宇宙假说):这类的宇宙最基础的物理定律不同于当前宇宙,而基本上到第四类为止,就可以解释所有可能存在(也就是可想像得到的)的宇宙,一般而言这些宇宙的物理定律可以用M理论构造出来。
网民哀嚎:
《揭秘地球在宇宙中的地位 看完整个人都不好了》(2017-08-07 科普中国 随心):
今天我们来看看地球在宇宙中的地位!这是我们的地球。我们地球的体积是10832.073亿立方公里。假如你是世界首富,有用不完的钱,天天玩,甚至你可以活到200岁,你能把地球走完吗?不能!这样想想地球还是很大的嘛!
我们地球和月球的对比。一个地球有49个月球那么大。月球是小弟。
五兄弟,地球还是大哥,不错。
大家伙来了。海王星有58个地球大,天王星有65个地球大。
更大的家伙。土星相当于830个地球,木星有1300个地球那么大!
我的地盘、我作主!太阳系老大出面,有130万个地球那么大!
老大算什么,看我天狼星!没办法知道比太阳大多少了,天文数字,算不出来,总之大很多!
北河三,天狼星的爸爸出面,爸爸当然比儿子大。
大角星,天狼星的爷爷出面,更大!
参宿星、雄牛座一等星降临,老祖宗级别!
老祖宗算什么!看我猎户座一等星!
心有多大,宇宙就有多大!心大星出面!
可是我们比你的心还大!V382底座、麒麟座V838变星!
比大更大!V509 Cassiopeia(仙后座)、KY Cygni(天鹅座)、Mu Cephei(仙王座)!
大的我已经无法形容了!V354 Cephei(V354仙王座)、VV Cephei(VV仙王座),最大的蓝色那个,叫双子星!第三大!
2012年以前,VY Canis Majoris(大犬座VY星)一直是坐在已经最大星球的头把交椅!体积,至少是太阳的80亿倍!哈哈哈,真疯狂!不过现在沦落到第二大了!
目前已知最大星体显露真身:盾牌座UY!有多大?这颗恒星的半径约为太阳的1,708 ± 192倍,太疯狂了!
那么,你们认为就这样结束了吗?
不!这是我们“已知”最大的星体,盾牌座UY不过离地球6000光年,银河系的直径有10万光年,这连银河系的1/10都不到啊!而银河系在整个宇宙中连根毛也算不上……揭秘地球在宇宙中的地位 看完整个人都不好了——
看完这些,我整个人都惊呆了!你呢?
谢选骏指出:我们所看到的并非事物,而是事物所折射的流光溢影。网民为何惊呆?还因为唯物主义所说的物质,其实只占宇宙事物的很小一部分,不到5%!
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【161卷】
宇宙朝圣导论
Cosmic Pilgrimage Introduction
《宇宙朝圣》第一卷
"Cosmic Pilgrimage" Volume One
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第161卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 161
内容提要
如果我们不能用一种朝圣的态度和方式去从事宇宙探险、宇宙旅行和宇宙殖民,那么其结果一定是极为悲剧的。
Synopsis
If we cannot use a pilgrimage attitude and method to engage in space exploration, space travel, and space colonization, then the result must be extremely tragic.
【162卷】
无垠宇宙
Boundless Universe
《宇宙朝圣》第二卷
Cosmic Pilgrimage Volume Two
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第162卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 162
内容提要
宇宙像一个万花筒,随着人类的观测能力而不断延伸……
Synopsis
The universe is like a kaleidoscope, continuously extending with the observation ability of human beings...
【163卷】
外星生命
Alien Life
《宇宙朝圣》第三卷
Cosmic Pilgrimage Volume Three
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第163卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 163
内容提要
能够抵达地球的外星人,比地球人类更善良还是更凶残?
Synopsis
Aliens who can reach the earth are kinder or more cruel than human beings on earth?
【164卷】
地球母亲
Mother Earth
《宇宙朝圣》第四卷
Cosmic Pilgrimage Volume Four
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第164卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 164
内容提要
以往关于“天堂”的思想,体现的恰恰是类似地球般的温柔的蓝色;而宇宙空间的多数色彩,反而是类似“地狱”般的黑暗的,或是类似“炼狱”般的炽热的。
Synopsis
In the past, the thought of "heaven" reflected the gentle blue like the earth; but most of the colors in the universe were dark like "hell" or hot like "purgatory".
【165卷】
走向太空
Go To Space
《宇宙朝圣》第五卷
Cosmic Pilgrimage Volume Five
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第165卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 165
内容提要
走向太空是划时代的一步,与此同时,互联网整合了地球——这不能说是一个简单的巧合。
Synopsis
Going to space is an epoch-making step. At the same time, the Internet has integrated the earth-this cannot be said to be a simple coincidence.
【166卷】
登陆外星
Alien Landing
《宇宙朝圣》第六卷
Cosmic Pilgrimage Volume Six
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第166卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 16
内容提要
人类可以登陆月球,人造物体可以登录火星,而不仅仅是一次性地坠毁勘探。
Synopsis
Humans can land on the moon, and man-made objects can land on Mars, not just crashing and exploring all at once.
【167卷】
太阳系
Solar System
《宇宙朝圣》第七卷
"Cosmic Pilgrimage" Volume Seven
内容提要
太阳系是人类和人造物体目前可以到达的极限,就像宇宙为人类预先划定的一个鱼缸——你们可以看到外面的世界,但是你们到达不了外面的世界。
Synopsis
The solar system is the current limit that humans and man-made objects can reach, just like a fish tank pre-delineated by the universe for humans-you can see the outside world, but you cannot reach the outside world.
【168卷】
拟人天象
Anthropomorphic Astrology
《宇宙朝圣》第八卷
"Cosmic Pilgrimage" Volume Eight
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第168卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 168
内容提要
宇宙物质的分布,从太阳系、银河系、星系团(群)到超星系团,仿佛构成一个又一个“阶梯”。……当天文学家测量出相对于宇宙微波背景辐射(CMB)的运动时,莱登-贝尔等人(1988年)猜测有个"巨引源",但是他的本质为何仍然难以理解。……在我看来,上述宇宙的结构好像进行着觐见礼。这是宇宙规模的朝圣历程。我把这叫做上帝的奇迹。上帝让我们到这世界上来,就是为了让我们能够见证这样的业绩。
Synopsis
The distribution of cosmic matter, from the solar system, the Milky Way, galaxy clusters (groups) to super galaxy clusters, seems to form one "staircase" after another. …When astronomers measured the motion relative to the cosmic microwave background radiation (CMB), Leiden-Bell et al. (1988) speculated that there was a "giant attractor", but its nature is still difficult to understand. ...In my opinion, the structure of the above-mentioned universe seems to be undergoing an audience meeting. This is a pilgrimage on a cosmic scale. I call this a miracle of God. God asked us to come to this world so that we can witness such achievements.
【169卷】
黑洞内外
Inside and Outside the Black Hole
《宇宙朝圣》第九卷
"Cosmic Pilgrimage" Volume Nine
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第169卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 169
内容提要
“暗能量掌握了宇宙的终极命运”——这也许不是一个疑问,而是一个答案。因为“看不见摸不到的暗能量”,似乎更能接近圣经所说的“有眼却不能看,有耳却不能听”的上帝真理。于是在我看来,并非看不见摸不到的暗能量掌握了宇宙的终极命运,而是看不见摸不到的暗能量更加接近掌握了宇宙的终极命运的上帝旨意。
Synopsis
"Dark energy has mastered the ultimate destiny of the universe"-this may not be a question, but an answer. Because "the dark energy that cannot be seen or touched" seems to be closer to God's truth that the Bible says that "have eyes but cannot see, and ears but cannot hear". So in my opinion, it is not the invisible dark energy that controls the ultimate destiny of the universe, but the invisible dark energy is closer to the will of God that controls the ultimate destiny of the universe.
【170卷】
新的地心说出现了
A New Geocentric Theory Appears
《宇宙朝圣》第十卷
"Cosmic Pilgrimage" Volume Ten
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第170卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 170
内容提要
新的地心说出现了——地球是宇宙观测的中心。对于人类来说,事情只能如此。因为人类不可能到太阳上观测宇宙,也不可能前往银河中心进行活动,所以,日心说和银心说,都是臆测甚至是妄想。宇宙或许没有中心,但地球显然是宇宙观测的中心。
Synopsis
A new geocentric theory appeared-the earth is the center of cosmic observation. For humans, things can only be so. Because it is impossible for human beings to observe the universe from the sun, nor to go to the center of the galaxy to carry out activities, the heliocentric theory and the galactic center theory are all speculations or even delusions. The universe may not have a center, but the earth is clearly the center of cosmic observation.
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书名
宇宙朝圣导论
Cosmic Pilgrimage Introduction
《宇宙朝圣》第一卷
"Cosmic Pilgrimage" Volume One
作者
谢选骏
Xie Xuanjun
出版发行者
Lulu Press, Inc.
地址3101 Hillsborough St.Raleigh, NC 27607—5436 USA
免费电话1—888—265—2129
国际统一书号ISBN:
定价US$最低
2021年7月第一版
July 2021 First Edition
谢选骏全集第161卷
Complete Works of Xie Xuanjun Volume 161
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