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《給忙碌者的天體物理學》經典語錄

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經典語錄

宇宙視角使我們睜開眼睛看宇宙,它不是被設計用於撫育生命的慈愛搖籃,而是一個寒冷、孤獨、充滿危險的地方,迫使我們重新評估所有人對彼此的價值。

《給忙碌者的天體物理學》經典語錄

宇宙學視角的另一個重要意義,就是讓我們謙卑一點。

物質告訴空間如何彎曲,空間告訴物質如何運動。

光從太空深處到達地球是需要時間的,所以你看到的天體和現象並不是它們現在的樣子,而是它曾經的樣子,幾乎能夠追溯到時間本身的開端。

我們四維宇宙的形狀取決於宇宙存在的物質、能量的總量和宇宙膨脹速度之間的關係。我們用來描述宇宙形狀的數學參數,是又一個牢牢把握宇宙命運的大寫希臘字母:Ω。如果你把觀測的物質-能量密度除以恰好勉強使宇宙停止膨脹的物質-能量密度(稱爲“臨界密度”),你就會得到Ω。 因爲質量和能量都會導致時空彎曲,所以Ω便能告訴我們宇宙的形狀。如果Ω小於1,實際的質量-能量低於臨界值,宇宙就會在所有方向上永遠膨脹,形成馬鞍形,在這個宇宙裏最初的平行線將會彼此發散遠離。如果Ω等於1,宇宙將永遠膨脹,但僅此而已。在這種情況下,宇宙形狀是平坦的,我們在高中學習的平行線幾何規則將一直有效。如果Ω大於1,平行線會發生匯聚,宇宙向其自身彎曲,最終將再次坍縮成爲火球,正如它形成之

這個宇宙根本沒有義務讓你理解。

迄今爲止最精確的測量結果顯示,暗能量是宇宙中最主要的東西,目前佔據了所有質量-能量的68%,暗物質佔了27%,一般物質斤5%。

這種普適*的概念被成功地逆向運用,而且成果豐碩。對太陽光譜的進一步分析揭示了太陽光譜中存在一種元素,其特徵在地球上沒有已知的對應物。作爲來自太陽的物質,它被賦予了一個從希臘文helios(太陽)拼出的名字,這就是氦(Helium),後來這種元素纔在實驗室裏被發現。因此,氦成爲元素週期表裏第一個也是唯一在地球以外被發現的元素。

因此,暗物質的效應是真實存在的。我們只是不知道暗物質是什麼。暗物質似乎不透過強核力相互作用,所以它不能形成原子核。它還沒有被發現透過弱核力進行相互作用,而甚至是難以捉摸的中微子也存在弱相互作用。它似乎並沒有與電磁力相互作用,所以它不會產生分子,也不會聚集成緻密的暗物質球。它既不吸收、發*光,也不反*或散*光。正如我們從一開始就知道的,暗物質確實會施加壓力,而普通物質對此會產生相應。但僅此而已。經過這麼多年,我們還沒有發現它能做什麼別的事情。

宇宙學視角意味着什麼呢?最根本的一點,就是這個世界不是因爲你而存在的。

在光譜中,紅外光之下是什麼波段呢?從光子獲得自由以來到現在,宇宙尺度已經膨脹了1000倍,因此,宇宙背景也相應地冷卻到當時溫度的1/1000。所有可見光光子已經降至那個時代能量的1/1000。它們現在是微波,因此我們現在它取了一個名字叫作“宇宙微波背景(cosmic microwave background,簡稱爲CMB)。它將在微波波段保持500億年,那之後的天體物理學家們將會叫它“宇宙*電波背景(cosmic radio wave background)。

由此我們得出結論,大部分的暗物質(也就是宇宙中的大多數)並不參與核聚變,這就表明它並不具有“普通物質”資格,普通物質本質在於能夠參與原子力和核力作用,從而形成我們所知道的物質。對於宇宙微波背景的詳細觀測能夠對這個結論進行*檢驗,*實了這個結論3暗物質和核合成無關。