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写在恒星之中

“有人说世界将终结于烈火,有人说将终结于寒冰……”

宇宙最终的命运是什么?或许它将终结于寒冰,如果我们打算相信今年的诺贝尔物理学奖的话。他们已经仔细研究了几十颗遥远星系之中被称为“超新星”(supernova)的爆炸恒星,得出了宇宙正在加速膨胀的结论。

即便是对这些获奖者而言,这项发现也完全出乎他们的意料。他们看到的现象,就好比是把一个小球抛向了空中,却没有看到它落回来,反倒看着它越来越快地上升,最终消失在了空中,仿佛引力无法逆转小球上升的轨迹一般。类似的事情似乎发生在整个宇宙当中。

[世界正在膨胀。宇宙的膨胀始于140亿年前的大爆炸,但在最初几十亿年里,宇宙膨胀的速度是越来越慢的。但最终,它开始加速膨胀。这种加速被认为是由暗能量驱动的,这种暗能量起初只占宇宙的一小部分。但随着物质在宇宙膨胀过程中逐渐稀释,暗能量变得越来越显著。]

宇宙膨胀的这种加速度暗示,在蕴藏于空间结构中的某种未知能量的推动下,宇宙正在分崩离析。这种所谓的“暗能量”(dark energy)占据了宇宙成分的绝大部分,含量超过70%。它的本质仍然是谜,或许是今天的物理学面临的最大谜题。所以难怪,当两个不同的研究团队在1998年公布相似的结果时,宇宙学的根基被撼动了。

索尔•佩尔穆特(Saul Perlmutter)领导着其中一个团队,即1988年启动的“超新星宇宙学项目”(Supernova Cosmology Project)。布莱恩•施密特(Brian Schmidt)领导着另一个团队,即1994年启动的“高红移超新星研究组”(High-z Supernova Search Team)展开竞争,亚当•里斯(Adam Riess)在其中起到了至关重要的作用。

两个研究团队通过寻找遥远空间中爆发的超新星,展开了绘制宇宙“地图”的竞赛。通过确定这些超新星的距离和它们离我们而去的速度,科学家希望能够揭开我们宇宙的最终命运。他们本来以为,自己会发现宇宙膨胀正在减速的迹象,这种减速将决定宇宙会终结于烈火还是寒冰。结果,他们发现了完全相反的事实——宇宙膨胀正在加速。

[一闪一闪亮晶晶,天上星星在哪里……]

宇宙在膨胀

天文学发现颠覆我们对于宇宙的观点,这已经不是第一次了。就在100年前,人们还认为宇宙是一个宁静的所在,比我们的银河系大不了多少。宇宙学时钟可靠而又稳定地滴答作响,记录着时间的平稳流逝,而宇宙本身则是永恒的,无始无终。但没过多久,一种颠覆性的红移就改变了人们的这种观点。

在20世纪初,美国天文学家汉丽埃塔•斯万•勒维特(Henrietta Swan Leavitt)发现了一种测量遥远恒星距离的方法。当时,女性天文学家没有接触大型望远镜的资格,但她们被天文台雇佣,来从事分析照相底板的繁重工作。汉丽埃塔•勒维特研究了上千颗被称为造父变星(Cepheid)的脉动变星,发现越明亮的造父变星,脉动的周期也越长。利用这样的信息,勒维特能够计算出造父变星自身的亮度。

只要有一颗造父变星的距离是已知的,其他造父变星的距离就可以推算出来——恒星的光显得越暗,它的距离就越远。一种可靠的标准烛光就这样诞生了,直到今天,它们仍是宇宙距离标尺上的第一个标记。利用这些造父变星,天文学家很快就得出结论——银河系只是宇宙中许多星系中普普通通的一个。到了20世纪20年代,美国加利福尼亚威尔逊山上当时世界上最大的望远镜投入了使用,这让天文学家能够证明,几乎所有星系都在远离我们而去。他们研究的是一种叫做“红移”(redshift)的现象,当光源远离我们而去时就会出现。光的波长会被拉长,而波长越长,它的颜色就越红。天文学家得出的结论是,星系不光在离我们而去,彼此之间也在相互远离,而且距离越远,逃离的速度就越快——这被称为哈勃定律(Hubble’s law)。宇宙正在膨胀。

[具有稳定亮度的标准烛光,是测量遥远恒星的距离所必需的。]

宇宙学常数的归去来兮

观测到的宇宙膨胀,在理论计算中其实已经被人提出过了。1915年,爱因斯坦发表了他的广义相对论,此后这一直是我们理解宇宙的基础。按照广义相对论,宇宙只能收缩或者膨胀,不可能稳定不变。

这个令人不安的结论,提出的时间比天文学家发现星系远离早了差不多10年。就连爱因斯坦都难以忍受宇宙不可能稳定不变这一事实。因此,为了消灭这种他不想要的宇宙膨胀,爱因斯坦在他的方程里加了一个常数,他称之为“宇宙学常数”( cosmological constant)。后来,爱因斯坦认为,加上这个宇宙学常数是一个大错误。然而,有了那些完成于1997-1998年、并在今年获得诺贝尔物理学奖的宇宙学观测,我们可以得出这样的结论——爱因斯坦加上宇宙学常数的这一招实在是聪明绝顶,虽然他当年的理由是错的。

发现宇宙膨胀,让我们迈出了奠定基础的第一步,最终得出了今天的标准宇宙学观点,即宇宙诞生于大约140亿年前的一场大爆炸。时间和空间都起始于那一时刻。从那时起,宇宙就一直在膨胀;星系则像是烤箱中正在膨胀的蛋糕里夹杂的葡萄干,由于宇宙学膨胀而彼此远离。但未来的命运又将如何?

超新星——宇宙新标尺

当爱因斯坦放弃宇宙学常数,转而向非静态宇宙观点投诚时,他把宇宙的几何形状同宇宙的命运联系了起来。宇宙到底是开放的、闭合的,还是介于两者之间——是平坦的呢?

开放的宇宙,指的是物质引力不足以阻止宇宙膨胀。这样的话,所有物质都会在一个越来越大、越来越冷、越来越空旷的空间中不断稀释下去。闭合的宇宙则刚好相反,引力强大的足以停止甚至逆转宇宙的膨胀。这样的话,宇宙最终会停止膨胀,然后坍缩回来,在一场炽热而剧烈的大挤压(Big Crunch)中终结。然而,大多数宇宙学家都更喜欢生活在一个最简单、数学上也最优雅的宇宙之中——这就是平坦的宇宙,其中的宇宙膨胀会越来越慢。因此,宇宙最终不是会终结于烈火,就是会终结于寒冰。这是我们无法选择的事情。如果存在宇宙学常数,那么膨胀就将持续加速,哪怕宇宙是平坦的。

今年的诺贝尔物理学奖获得者当年认为,他们会测量到宇宙减速膨胀,测量出宇宙膨胀的速度是如何减慢的。他们采用的方法,从原理上讲,跟60多年前天文学家所用的方法是一样的——那就是给遥远的恒星定位,并测量它们如何运动。然而,说起来容易做起来难。自汉丽埃塔•勒维特发现造父变星的秘密以来,天文学家在越来越远的距离上找到了许多其他的造父变星。但在天文学家所要测量的距离上,即数十亿光年以外,造父变星已经无法看见。宇宙标尺必须延长才行。
超新星,也就是恒星的爆炸,成了新的标准烛光。地面和太空中越来越先进的望远镜,以及越来越强大的计算机,在20世纪90年代开启了全新的可能性,让天文学家有能力为宇宙学拼图填上更多空缺的内容。其中最关键的技术进步,则是光敏数码成像传感器CCD的发明——发明者威廉•波义耳(Willard Boyle)和乔治•史密斯(George Smith)因为这项发明获得了2009年诺贝尔物理学奖。

白矮星爆炸

天文学家工具箱中的最新工具,是一类特殊的恒星爆炸——Ia型超新星。在短短几星期之内,单单一颗这样的超新星发出的光足以与整个星系相抗衡。这类超新星是白矮星(white dwarf)爆炸的结果——这种超致密老年恒星像太阳一样重,却只有地球这么大。这种爆炸是白矮星生命循环中的最后一步。

白矮星是一颗恒星核心处无法提供更多能量时形成的,因为所有的氢和氦都已经在核反应中耗尽了,只剩下了碳和氧。通过同样的方式,在久远的未来,我们的太阳也会变成一颗白矮星,最终变得越来越暗,越来越冷。

如果一颗白矮星处在一个双星系统之中(这是相当常见的),那么就会有更令人激动的结局在等待着它。在这种情况下,白矮星强大的引力会从它的伴星身上抢夺气体。然而,一旦白矮星超过1.4倍太阳质量,它就再也无法维持下去了。此时,白矮星内部会变得足够炽热,启动一场失控的核聚变反应,整个恒星会在几秒钟内被炸得粉身碎骨。

[白矮星会通过引力,从它的伴星身上窃取气体]

[当白矮星超过1.4倍太阳质量,它就会爆炸,变成一颗Ia型超新星。]

这些核聚变产物会释放出强烈的辐射,在爆炸之后的最初几星期内迅速增亮,直到随后的几个月内才逐渐变暗。因此,发现这些超新星必须要快,因为它们剧烈的爆发相当短暂。在整个可观测宇宙之中,平均每分钟大约爆发10颗Ia型超新星。但宇宙实在太过巨大。一个典型的星系平均每1000年才会出现一到两颗超新星爆发。2011年9月,我们很幸运地在北斗七星附近的一个星系中观测到了这样一颗超新星爆发,通过一副普通的双筒望远镜就能够看到。但大多数超新星离我们要遥远得多,因而也暗淡得多。那么,面对这么大一片天空,我们究竟应该在什么时间往哪里看呢?

令人震惊的结论

两个相互竞争的研究团队都知道,他们必须彻查整个天空,来寻找遥远的超新星。诀窍就在于,比较同样的一小块天空拍摄于不同时间的两张照片。这一小块天空的大小,就相当于你伸直手臂时看到的指甲盖大小。第一张照片必须在新月之后拍摄,第二张照片则要在3个星期之后,抢在月光把星光淹没之前拍摄。接下来,两张照片就可以拿来比对,希望能够从中发现一个小小光点,即CCD图像中的一个像素——这有可能就是遥远星系中爆发了一颗超新星的标志。只有距离超过可观测宇宙半径1/3的超新星才是可用的,这样做是为了消除近距离星系自身运动而带来的干扰。

研究人员还有许多其他难题需要应对。Ia型超新星似乎并不像人们一开始认为的那样可靠——最明亮的超新星爆发亮度衰减的速度要更慢一些。此外,超新星的亮度还必须扣除它们所在星系的背景亮度。另一个重要任务是获得修正亮度。我们和那些恒星之间的星系际尘埃会改变星光。在计算超新星最大亮度时,这些因素对结果都会有影响。

追踪超新星挑战的不只是科学和技术的极限,更是统筹安排的极限。首先,正确类型的超新星必须要被找到。其次,它的红移和亮度必须要被测量出来。亮度随时间变化的光变曲线必须接受分析,以便能够将它与其他类型相同、距离已知的超新星作比较。这就要求科学家构成的工作网络能够迅速判断某一颗恒星是否值得列入候选进行观测。他们必须能够在不同的望远镜之间切换,毫无延迟地获得一台望远镜的观测时间,而申请观测时间的过程通常需要花上几个月时间。他们还必须迅速行动,因为超新星很快就会变暗。有时候,这两个相互竞争的研究团队还会悄悄“撞车”。

[超新星1995ar。间隔3个星期拍摄的同一小块天区的照片,放在一起加以比对。在第2张照片,出现了一个小小的光点!在对它的光变曲线进行进一步观测之后,它被认为是一颗Ia型超新星。典型的Ia型超新星能够发出与整个星系相当的光。所有的Ia型超新星光变曲线都是相同的。大多数光会在最初几星期内释放出来(见右下侧图表)。]

这条研究道路上存在太多潜在的陷阱,事实上令这些科学家能够放下心来的原因在于,他们得出了惊人但却相同的结果:总的来说,他们发现了大约50颗遥远的超新星,它们的星光似乎比预期的要暗。这一结果与科学家事先的预期完全相反。如果宇宙膨胀越来越慢的话,超新星应该显得更亮才对。然而,随着超新星被所在星系裹挟着,以越来越快的速度相互远离,它们的亮度也会越来越暗。他们得出的结论出人意料:宇宙膨胀非但没有越来越慢,反而恰恰相反——宇宙膨胀在加速。

从现在到永恒

那么,是什么在加速宇宙膨胀呢?这种神秘力量被称为暗能量,它向物理学提出了一大挑战,至今无人能够破解这一谜题。科学家已经提出了若干想法。最简单的办法,就是重新引入爱因斯坦一度放弃的宇宙学常数。当年爱因斯坦加入宇宙学常数的目的,是为了引入一种能够与物质之间的引力相抗衡的斥力,从而创造出一个静态的宇宙。如今,宇宙学常数却似乎在加速宇宙的膨胀。

宇宙学常数当然是个常数,是一个不随时间变化的参数。因此,随着物质在宇宙几十亿年来的膨胀过程中逐渐被稀释,物质的引力也会越来越弱,暗能量就会逐渐占据上风。按照科学家的说法,这可以解释为什么宇宙学常数直到宇宙历史中相当晚的一个时期,也就是五六十亿年前,才逐渐开始发挥作用。大约在那一时期,物质的引力减到了比宇宙学常数还弱的地步。而在那一时期之前,宇宙的膨胀确实是一直在减速。

宇宙学常数可能源自于真空,按照量子物理学的观点,真空从来就没有真的空过。相反,真空是一锅不断翻滚的量子汤,正反物质的虚粒子不断产生又不断消失,从而产生出能量。然而,对暗能量数量最简单的估算,与空间中测量到的暗能量数量却完全不符,足足大了大约10^120倍(1后面跟120个零)。这成了横亘在理论与观测之间的一条至今无解的巨大鸿沟——要知道,地球上所有海滩上的沙粒加在一起,也不过只有10^20(1后面跟20个零)。

也许,暗能量根本就不是常数。或许它会随时间变化。或许一种未知的力场只是偶尔产生了暗能量。在物理学上,许多这样的力场被统称为“精质”(quintessence),得名于希腊文的“第五元素”。精质可以加速宇宙膨胀,但只是有时候如此。这样一来,预言宇宙最终命运就成了一件不可能完成的事情。

[宇宙加速膨胀在1998年12月被《科学》杂志评为“年度科学突破”。在那期《科学》杂志的封面上,爱因斯坦注视着他的宇宙学常数,这个参数又回到了宇宙学的研究前沿。]

不管暗能量是什么,它似乎都会继续长期存在下去。它与物理学家和天文学家研究了很长时间的宇宙学谜题符合得非常完美。按照现在公认的观点,宇宙大约有3/4由暗能量构成。剩余的是物质。但普通物质,也就是构成星系、恒星、人类和花花草草的东西,只占宇宙成分的5%。其他物质被称为暗物质,至今仍在跟我们“躲猫猫”。

暗物质是我们大都未知的宇宙中另一个迄今未解的谜题。与暗能量一样,暗物质也是不可见的。对于这两样东西,我们只知道它们发挥的作用—— 一个是推,另一个是拉。名字前面那个“暗”字,是它们唯一的共同点。

因此,2011年诺贝尔物理学奖的发现,向科学界揭露了一个95%的成分仍然未知的宇宙。现在,一切又皆有可能了。

[这项发现暗示,宇宙有3/4是一种未知的能量,被称为暗能量。与同样未知的暗物质一样,这些“暗势力”构成了宇宙的95%。只有余下的5%是普通物质,它们构成了星系、恒星、花花草草,以及我们人类。]

本文编译自诺贝尔官方网站发布的2011年诺贝尔物理学奖面向公众的新闻稿(PDF) ,已发表于 果壳网 趣科技小组 《解读2011年诺贝尔奖】物理学奖:宇宙加速膨胀完整图文解读》

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61 Responses to “[2011诺贝尔物理奖]宇宙加速膨胀完整图文解读”

  1. nieh说道:

    在所有的圖片上貼上又大又難看的商標水印,『果殼』腦子有病啊!

  2. 戴熠程说道:

    板凳哦哦哦哦哦哦

  3. 张瑞清说道:

    宇宙大爆炸之前是咋样的,有人研究过吗?

    • lyounger说道:

      你需要定义“大爆炸之前”,因为一般认为“大爆炸”本身就是时空的起点

    • xzk说道:

      一般认为,时间和空间是同时产生的,也就是说在大爆炸的时候产生了空间,同时也产生了时间。所以就没有大爆炸之前一说。时间是从大爆炸时开始的。

  4. Alzard说道:

    注意到水印了。果壳图片遭受侵权的困扰,也是一种无奈啊。

  5. sunway说道:

    "总的来说,他们发现了大约50颗遥远的超新星,它们的星光似乎比预期的要暗。这一结果与科学家事先的预期完全相反。如果宇宙膨胀越来越慢的话,超新星应该显得更亮才对。然而,随着超新星被所在星系裹挟着,以越来越快的速度相互远离,它们的亮度也会越来越暗。他们得出的结论出人意料:宇宙膨胀非但没有越来越慢,反而恰恰相反——宇宙膨胀在加速。"

    不对呀,如果发现某个距离下(或者说由速度在匀速膨胀宇宙的模型下得到的距离)的超新星比估计的更暗,则表明其宿主星系位于更远的距离,或者说其被观测到的退行速度大于匀速膨胀宇宙模型下应有的速度,即可得到宇宙是减速膨胀的结论。

    水印是无奈之举,要是大家转载的时候能够写明来源,谁也不愿意有水印。支持果壳网。

    • laoma说道:

      如果发现某个速度(或者说由红移计算得到的速度)的超新星比估计的更暗,则表明其宿主星系位于更远的距离,或者说在应该在的那个距离下,其被观测到的退行速度“小于”匀速膨胀宇宙模型下应有的速度。

  6. 计算机毕业设计说道:

    果壳????????

  7. 不喝绿茶的陈先生说道:

    用边际理论解决宇宙膨胀速度的快慢又很有作用的。

  8. hhhbsw说道:

    有才

  9. Sheldon说道:

    小偷太多,防盗意识不可缺

  10. Leonardo说道:

    宇宙开始于没有昨天的那一天,今天我们终于知道大爆炸的力量并不完全是支撑整个宇宙的结构的原始力量,在80亿光年以外显现出来宇宙加速膨胀现象,使得我们对宇宙的认识进入了更为深入,更为困惑的阶段!宏观世界的运动,我们有相对论给予支撑,微观世界的运动,我们有量子力学给予支撑,然而遗憾的是,我们只有一个世界,却用着两种不同的理论进行着解释,这的确不能让人接受,也许这个世界真是上帝有意设计的,然而我们遵循着前人的道路走到这一步,尽管我们不知道,牛顿为什么认为数学可以解释自然哲学,甚至于我们也不知道为什么要用数学来解释自然,严格的说数学并不是一门科学,因为它无法用科学实验来证明,但是数学很重要,就如同爱情也不是一门科学一样,但爱情也同样重要;所以我们仍然沿袭着前人给予的思路继续下去,因为这个过程中我们已经发现了许多。我们还将继续下去,也许仅仅是回答苏格拉底提出的那三个问题,尽管这三个问题连保安都可能问过你,但人类负有解答它的使命!

    • shotatom说道:

      记得弦理论是统一了相对论和量子理论吧

  11. nathan_haitian说道:

    越来越混乱

  12. ds说道:

    太神乐

  13. chrome110说道:

    我是外行。能给我解答一下我们观察的光或现象都是几十,几百光年前的,现在的现象有差异吗?或者说是相对于宇宙的年龄这些差异是可忽略的?

  14. 寒月说道:

    额。。看不懂。。

  15. Fred He说道:

    不是说太阳会变成红巨球么?求解

  16. 说道:

    我曾想过有多宇宙的存在

  17. lecorpion说道:

    测定数十亿光年外的超新星,它的光也要走数十亿年后才能到达地球被观测到,那也就是数十亿年前是膨胀的,也有可能现在未必膨胀啊,这点不懂,还请高手解释

  18. fortomxq说道:

    一切依旧还是猜想,虽然有很多“参照物”。。

  19. 这很轻松说道:

    暗物质与能量怎会这么多,按照常识来说。正与反应该是半开左右。这么说来,宇宙大爆炸的时候,反物质 就比正物质要多?因为有湮灭存在~~

  20. lll说道:

    相信科学

  21. 说道:

    ?

  22. akilajiang说道:

    只有5%是人类能够理解的物质么?》
    难怪我们没办法想象无限和永恒是什么,但是他们在理论上确实存在的

  23. mqq说道:

    Cepheid不能算是距离标尺上的第一个标记吧..最重要的第一个标记是对临近恒星的视差测量(Parallax) :p

  24. shybubble说道:

    各种吧喜欢泡的人不少,值得泡的是这个松鼠会

  25. shybubble说道:

    谁知道宇宙之外的引力存在吗

  26. 江户川说道:

    我们人类生活在地球上,但有谁能告诉我宇宙在什么里面

  27. 毛爽说道:

    你越来越像科学家了!

  28. Leo说道:

    既然当光源远离我们的时候,波长会变长的话,运动是相对的,当我们远离光源的时候,波长会变长吗?当光源远离A和B的时候,而A和B之间又有相对的速度,那么这个光源的波长是多少呢?还是波长只是有了相对参照后才有意义呢?反过来当A和B都远离光源,A和B的速度又不同,这个光源的波长怎么确定?

  29. DrYoung说道:

    太玄乎了,时间长了要成神经病的…

  30. 天才次方说道:

    所谓“宇宙大爆炸”理论是完全错误的,是极端荒谬的。该理论的依据或基础的所谓“奇点”又是怎样形成的呢?又是谁引爆的呢?绝对的“真空”又是怎么回事呢?

  31. 文月生说道:

    宇宙以什么形态存在?有限和无限我认为是鬼辩,请髙手帮助解答。

  32. 委座说道:

    我只关心宇宙时如何开始的,又将如何日结束
    结束之后又将如何?

  33. 极致精神说道:

    宇宙的总和是趋于“零”的无限小,因此从理论上有灭亡的可能性,但从运动学的角度,是不可能灭亡的。是永恒运动的。其复杂之处就在于,正负宇宙是交织在一起的,并遵循着能量的守恒定律,所以看到宇宙的膨胀和宇宙的萎缩,就是所谓的"烈火"和"寒冰",都是走了极端论,BUKAOPU.正宇宙超新星爆发的时候,部分星系或星球便成为能量的吸收者,并成为负宇宙的盘中餐,由此带来的能量消耗,又为正宇宙提供新星爆发的能量,从而形成一种闭合的循环能量圈,永不停歇的运动者~~~~~~~~

    • lily说道:

      为什么这么多人赞同他,这不是赤果果的永动机了吗,如果能量的释放=有转变意义的能量的吸收,那可利用的能量永远也不会减少了,可是在能量的耗散中有一部分是转变成为无法利用的能量的啊,或许是暂时无法利用的能量,这只有在假设宇宙时间足够长,这个系统足够大,利用无穷的时间和无穷的空间才能收集这些耗散的能量的前提下才会成立~~

  34. zhulinxyz说道:

    1998年发现宇宙加速膨胀的几位科学家获2011年诺贝尔物理学奖了,可喜可贺。但是,诺贝尔评奖委员会可能还不知道其实中国人于1996年就提出了新理论推断了宇宙处于加速膨胀之中。详见《科学美国人(中文版)1997年6期》。请大家为中国人呼吁吧!

  35. zhulinxyz说道:

    物体自身质量时变的引力理论及其应用《Scientific American中文版》1997年6月

  36. 王万欣说道:

    我立足日地月共面运动分别考察地月诸圈层交互作用,从中推出作为三体系统质的两个系列新结果,详见http://www1512599104.blog.163.com/中《地球动力学探索结果简介》和《月球动力学探索结果简介》。其中揭示目前地胀月缩的三体动力学机制。由此推想,我们可观测宇宙的加速膨胀现象,很可能是包含它的更庞大体系演化过程中的一种系统质的外在表现。果真如此的话,那么所谓的大爆炸宇宙学就是井蛙之见了。

  37. 王万欣说道:

    由几十颗超新星的距离和红移数据绘出的哈勃图,绝不能说明整个宇宙在膨胀。理由一:立足地球的观测结论,无疑是把地球视为膨胀中心。由此欲证明整个天球在膨胀,必须证明足够多个天球面在同步膨胀。为证明一个天球面在膨胀至少需要20多个均匀分布的超新星。理由二:若地球非膨胀中心,必有某一方向的超新星向地球飞来而产生蓝移。因此,现有的观测数据只能说明超新星所在区域的变化,决不能以偏概全,以少得可怜的资料轻率作出头重脚轻的重大论断。
    上述并非质疑加速膨胀说的关键点。下条评论才是看点。

  38. 王万欣说道:

    哈勃图横坐标为红移,纵坐标为距离。超新星发的光传到地球需时甚长。因公认光速不变,故传播距离和时间是正比关系。因此,哈勃图纵坐标间接代表已经发生过的时间尺度,全图反映红移与距今以往一个时间段内几十个超新星的关系。既然哈勃图以距离方式说明我们宇宙过去的情况,既然距今越久远的超新星当时远离我们的速度越大,那岂不说明过去一个时期宇宙处于加速收缩阶段?不言而喻,这与现行结论恰好相反,构成镜对称关系。
    因事关重大,我已将论文报告中科院有关单位及刊物。

  39. sheldon说道:

    有没有一种假说认为宇宙加速膨胀是因为在宇宙视界外有更大的引力存在拉动了宇宙,而不是因为暗能量?

    • akira说道:

      一定有,宇宙學家是人類裡面想像力最豐富的,各種稀奇古怪的學說都有,但是在未得到認可之前,估計我們不會有什麼機會接觸到。

  40. 陈彦康说道:

    假如宇宙常数也随空间增大而增大我们宇宙总有一天会被撕开!

  41. elite说道:

    从宇宙大爆炸图看,切面图组合像个避孕套。
    对于我有限的宇宙知识水平来理解宇宙的起源,我个人观点不赞同膨胀理论,因为‘时间‘’场’‘能量的消失与物质守恒之间的关系’这三个问题若解释不清楚,想理解宇宙就是本质性错误。

  42. 尽吹散说道:

    宇宙

  43. LD说道:

    [世界正在膨胀。宇宙的膨胀始于140亿年前的大爆炸,但在最初几十亿年里,宇宙膨胀的速度是越来越慢的。但最终,它开始加速膨胀。这种加速被认为是由暗能量驱动的,这种暗能量起初只占宇宙的一小部分。但随着物质在宇宙膨胀过程中逐渐稀释,暗能量变得越来越显著。]
    奇怪,随着物质在宇宙膨胀过程中逐渐稀释,暗能量变得越来越显著。开始只占宇宙的一小部分,后来却占住了3/4的位置,这个暗能量从何而来?难道是无中生有?

  44. LD说道:

    大爆炸后,宇宙膨胀速度在最初几十亿年里是越来越慢的。此段时间里,宇宙中的物质(含星云)逐渐冷却,大量的能量散发到了宇宙空间,或者说空间被加热。
    随后随着星系云的冷却,在引力作用下发生了各星系内部的爆炸(第二层次爆炸),产生了无数的恒星,就像烟花上天后众多的子母弹一齐爆炸一样,形成了璀璨星空。这个过程又向空间释放了很多能量。
    所有的恒星不停地向太空辐射能量,就像一团团烈火加热着宇宙空间。加上新的恒星不断产生,星系团不断扩大,宇宙自然要膨胀的。就像一个不断加热的热气球一样。(注意,空间是由各种特殊物质构成的,当然也含有能量,没有必要另外添加一个什么暗能量来解释宇宙的加速膨胀。)

    璀璨的

  45. 天马行空说道:

    哦,我期待着科技的进步。以科学的眼光看向宇宙

  46. 爱生活说道:

    “有人说世界将终结于烈火,有人说将终结于寒冰……”

  47. baijik说道:

    宇宙,这是简单的问题,暗物质是力和能量的结合物,只要宇宙中有物体具有能量就会一直存在。没有尽头,没有终结。

  48. 哇,量子力学真是太美了,就像看着一丝不挂的宇宙!

  49. rui说道:

    “烤箱中的葡萄干”可以回答你的理由二。你想象一下,即使边边上某颗葡萄干,它不是膨胀中心,它依然可以看到其它所有葡萄干在膨胀过程中离它远去,你想象一下就行。

  50. rui说道:

    你说“距今越久远的超新星当时远离我们的速度越大”,而不是说“距今越久远的超新星当时与我们的距离越远”,因而无法得出你“加速收缩”的结论。注意,在你的阐述中,越来越小的是速度,而不是距离。况且原文给出的观点是,连速度都在变大。

  51. Jason说道:

    受教了!

  52. cupidchen说道:

    關於這樣的問題.....可以試著從狹義相對論..解開疑惑..亦即身處不同時空的觀察者..同時對同一事件的觀察.其時間為相對的同時...不管這些光旅行多長時間甚至多遠距離始抵達我們所能見的時空...對身處該時空的觀察者而言..其效應是一致的