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萍聚头条

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《巨变中的宇宙》系列连载

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发表于 2007-1-18 16:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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写在前边的话

在浩瀚的历史长河中,我们人类今天所面临的是一个前所未有的时代。人类所面临的挑战和机遇都是前所未有的。汹涌澎湃的各种巨变正在和即将展现在我们的面前。是啊,“茫茫天地为何而生难倒众生智”!千古以来,有多少人上下求索,在苦苦地寻求人生的真谛。“我们从何而来,来到人世间干什么,我们将来到哪里去?”。

中国人历来相信天人合一,认为天象变化下面必然对应人间的变化,人间的变化来自天象变化的带动。近两年以来,尤其是最近,诸多的前所未有的天体变化展现在我们的面前。中国人讲“天时,地利,人和。不同的天象会带来不同的社会形态。” 更让我们吃惊的是,宇宙的变化正在导致我们所赖以生存的科学的基本规律在改变。

产生这种巨变的原因在哪里?这巨变之后孕育着什么?这都是本书要探讨的问题。然而,要认识和解决这样重大的问题,必须从更新观念入手。因为“天人合一”说明了,我们的思想意识也应该符合天象变化,才能真正理解正在发生和将要发生的巨变。是宇宙产生了我们,而不是我们创造了宇宙,天欲行,无可止,我们只是这宇宙一瞬的凝眸,有形而无质。所以我们不能期待宇宙天象符合自己的观念,而应该让自己的观念去寻找和符合天象的变化。不改变人类认识宇宙的观念,人类将无从认识和理解今天宇宙及其变化,那么就会不能追赶上宇宙巨变的汹涌大潮,就可能会被历史前進的潮流所淘汰。

观念是人类在认识物质世界的过程中形成的,譬如说“眼见为实”,很多人认为自己眼睛看到的才是真实的,而科学家则通常认为用仪器探测到的才是可信的。是“眼见为实”好呢,还是“我思故我在”更富有诗意的哲理?是相信眼睛,还是自己的心灵更可信?可是我们相信自己的心灵吗?或许早已经忘记了孩提时仰望星空的物外神游。我们真的相信眼睛吗?看着宇宙中正在轰轰烈烈地巨变着我们却似乎无动于衷。

更新观念,睁大眼睛,凝视我们正在面临的辉煌时代!


[ 本帖最后由 天界的传说 于 2007-4-11 18:12 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2007-1-18 16:30 | 显示全部楼层

第一章 万有引力及粒子物理和空间理论

本章简介

历史发展到今天,由于实验和观测技术的不断发展,人类现有的科学理论受到了极大的冲击。万有引力是一个古老的话题,也是近代物理的一个理论基石。然而从最近的研究和观测结果来看宇宙天体是受到限制的,是由拮抗重力的神秘高能量所主宰的,并非象哈勃(Hubble)所提出的那样:大爆炸(Big Bang)及以后的膨胀进而产生宇宙。科学家同时发现:科学家发现先驱者航天器轨迹明显偏离万有引力定律的预期。另外,传统观点认为,空间与时间可以整体看作为一种海绵。当光线穿过海绵时应该受到干扰,即使这种干扰非常轻微,这样随着时间的推进,光线在宇宙中穿越后,在精确望远镜上汇聚所显图像只能是模糊的。简而言之,哈勃对遥远星体所拍图像应该产生一种奇怪的效果,然而实际上却没有:哈勃图像清晰明了,与拍摄对象的距离没有关系,而这一结果,也构成了对现有的空间和引力理论的挑战。NASA

富有建设性的摆脱引力牵制的实验,以及理论物理学家的“引力屏蔽效应”的理论,都使得这一传统的课题蒙上了激动人心的色彩。

本章第二个要讨论的话题是理论物理的前沿:粒子物理的新发现。物理学家在斯坦福线性加速器(SLAC)上发现的理论上预言的新粒子,但是新粒子的质量显著小于理论预言值,对夸克相互作用理论提出了挑战。在粒子之间的联系稳定性方面,科学家们发现处于量子缠绕态(quantum entanglement) 的两个光子可以通过金属片而不失去这种联系。这一发现意味着粒子间的这种量子联系比科学家们原先认为的要稳定。而NASA的另一项的研究表明:神秘的量子缠绕态与观察者相对于微观粒子的运动有关,这种量子缠绕可以由观察者的相对运动来产生或者破坏掉。NASA的科学家还发现了中子星并利用中子星的热核爆发研究其内部结构。

本章的第三个讨论话题是空间理论问题,在对万有引力常数的研究过程中,科学家发现隐藏空间维度存在的证据。在暗能量理论方面,英国剑桥大学天文学教授乔治·椰佛斯德休(George Efstathiou)领导的由27位天文学家组成的研究小组公布了他们发现的关于暗能量存在的强有力的证据。阿肯尼-哈米德等提出了膜世界理论,认为许许多多空间是以多层膜的形式存在于一个多层超空。

近来有些物理学家提出了可能存在的另一种形式的黑洞,即一种极其微小、轻微形式的微观黑洞,这一猜想若被证实,也将会证实物理学界另一种看起来更加难以置信的理论,认为除了我们熟悉的4维时空,还有其它可被观测的XX空间。

海市蜃楼奇观则向人们展示另外空间的真实存在。最近,在中国大陆一些地区出现了海市蜃楼现象,特征是出现的地区增多,持续时间增长,不分昼夜。

令人惊奇的“多世界”理论,物理学博士艾佛雷特(Hugh Everett )在1957年首先提出来的,而后被美国最著名的宇宙物理学家,相对论专家,二战时期研制原子弹的曼哈顿计划和氢弹计划的主持人之一的约翰.惠勒 (John Wheeler )教授所进一步发展。在其后的五十年当中,这一理论吸引了一代又一代的物理学家致力其中,英国牛津大学著名的戴维·德伊池(David Deutsch )教授正是其中的代表人物。

一种新的宇宙学理论,多重宇宙(multiverse)概念,指称宇宙在第一次大爆炸后还在彼此不断大爆炸,形成无数宇宙。人的宇宙学原理,为众多科学家所重视,象是中国古代“天人合一”的思想。而更深层次存在的理论正在科学家们的考虑中。
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 楼主| 发表于 2007-1-18 16:31 | 显示全部楼层

1.1 万有引力的不足



1.1.1 证实重力的速度─ 别那么快

本月初,美国多家新闻媒体同时报道了有关重力速度的最新发现。 他们声称:物理学家Sergei Kopeikin对木星的观察表明重力通过太空的速度和光速相同。这一发现首次证实了爱因斯坦在近一个世纪前的预测。

然而,事实并不一定是这么回事。在本月17日的《科学》杂志上[1], Robert Irion 撰文指出:一些物理学家认为Kopeikin的研究实际上是测定的光速而非重力的速度。和媒体相反,美国科学界对Kopeikin的结果是持审慎态度的。

可以理解,新闻媒体对最新科学进展的报道很难做到尽善尽美。其实,今年第一期的《科学》杂志就发表了令人震惊的重大发现。

通过对宇宙年龄、距离和红移(redshift)的联系,宇宙几何外形这三个重要参数的独.立研究和观察,美国天文学家Krauss和Chaboyer推断:宇宙天体是受到限制的,是由拮抗重力的神秘高能量所主宰的[2]。并非象哈勃(Hubble)所提出的那样:大爆炸(Big Bang)及以后的膨胀进而产生宇宙。

参考文献

    1、Science, 2003年, 299卷 5605号
    2、Science, 2003年, 299卷 5603号
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 楼主| 发表于 2007-1-18 16:34 | 显示全部楼层

1.1.2 科学家发现先驱者航天器轨迹明显偏离万有引力定律的预期


               


美国航空航天局科学家对先驱者(Pioneer)12年4月15日《物理学评论D》第65卷等权威杂志上。

先驱者10号和先驱者11号航天器分别发射于1972年3月2日和1973年4月5日,是人类最早向外太空发射的航天器。在先驱者10号和11号分别与木星、土星相会后,两艘航天器沿著相反的方向飞向太空。先锋11号在1995年11月份最后一次发射回信号后与地面失去了联系,而先锋10号最后一次发送回信号是在今年2月份。

根据两艘航天器发送回来的无线电波信号,科学家们可以准确地定出它们的位置,在扣除行星的微扰效应、太阳辐射压力、星际物质的影响广义相对论效应以及多普勒偏差和漂移等影响后,科学家们可以精确地算出它们的加速度,计算精度高达10-10cm/s2。

从1980年起,当太阳的辐射压力小於5x10-8cm/s2后,NASA的喷气推进实验室(Jet Pr opulsion Laboratory,JPL)研究组就发现了对先驱者10号算出的加速度中有8(±3)x10-8cm/s2无从解释,该加速度方向正对著太阳。在这以后更精确的计算表明,先驱者10号和11号都受到约8.5x10-8cm/s2的向著太阳的不明来源的加速度。此后实验组考虑了各种可能的原因,诸如来自星系和基泊尔(Kuiper)行星带的引力、航天器漏气、地球进动、地球方向误差、飞船热辐射的各向异性等,发现没有一种起因可以对此加以解释,有些因素引起的加速度偏差仅是上述偏差的千分之一左右。

实验组还用两个独.立的分析软件对这些轨道作了计算,结果得到了一致的结论,排除了分析软件存在缺陷导致错误的可能性。为检验所发现的加速度是否是某种未知粘滞阻力所致,考虑到粘滞阻力总是与速度方向相反,实验组还对运行轨道不沿著太阳半径方向的尤利西斯号的轨迹进行了分析,结果表明尤利西斯号轨道也受到类似的不明加速度的作用;另外,利西斯号的设计和外形都与先驱者号大不相同,所以这一加速度也不太可能由飞行器的硬件所导致。实验组对加利略号轨道的分析也得到了类似的结论,但是实验组也谨慎地说明,加利略号受太阳辐射压力影响较大,他们不能排除太阳辐射压力的作用。

在这些论文中,这些科学家还指出了与这一加速度有关的另外一个疑团,它只是影响人造飞行器而对太阳系的九大行星的运行轨迹没有显著的影响。今天人类已经能够对行星的运动进行了精确的观测,如NASA的维京(Viking)使命可以将地球和火星位置确定到误差小于100米左右,如果地球和火星有同样的效应,它们的轨道半径据推算要比现在分别小21和76公里。这一现象也不太可能是目前使天文学家们正在寻找的暗物质引起,因为暗物质会对行星施加相似的加速度。

一些科学家认为这一现象有可能是新的物理原理所致,也有的科学家认为这是因为万有引力定律在大尺度上不再成立的缘故。有的NASA科学家已经提出了进一步验证这一现象的实验设想,并已决定在以后的飞行器运行轨道设计中考虑这一他们称为先驱者号反常的现象。

参考文献

    1. J.D. Anderson, P.A. Laing, E.L. Lau, A.S. Liu, M.M. Nieto, and S.G. Turyshev, Phys. Rev. Lett. 81, 2858, 1998.
    2. J.D. Anderson, P.A. Laing, E.L. Lau, A.S. Liu, M.M. Nieto, and S.G. Turyshev, Phys. Rev D 65, 2.
    3. http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/tmp/1972-012A.html
    4. http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99993439

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 楼主| 发表于 2007-1-20 23:26 | 显示全部楼层

1.1.3 极度清晰的哈勃图像挑战现有时空和引力理论


               


另外,极度清晰的通过哈勃望远镜观测到的图像也对现有时空和引力理论提出了强烈挑战。

清晰度是天文学家及公众对哈勃太空望远镜所期待的,然而哈勃所拍摄的遥远星系的清晰度却使科学家思考为什么这些图片不模糊,因为依据一些新的计算这些图片应该模糊,同时,思考是否必须重新考虑空间、时间和引力理论的一些基本假设。

对于非常遥远星体和星系的图片进行的分析检验了量子力量的一个基本方面,它是对看不见的原子级别物理学广泛所持观点的一个集合体,并且这些观点与宇宙最大尺度级别物理概念相关。

传统观点认为,空间与时间可以整体看作为一种海绵。当光线穿过海绵时应该受到干扰,即使这种干扰非常轻微,这样随著时间的推进,光线在宇宙中穿越后,在精确望远镜上汇聚所显图像只能是模糊的。简而言之,哈勃对遥远星体所拍图像应该产生一种奇怪的效果,然而实际上却没有:哈勃图像清晰明了,与拍摄对象的距离没有关系。

根据两独.立研究小组的研究结果,量子理论可能有缺陷。由Roberto Ragazzoni所领导的大利Arcetri 天体物理观测台(Asrophysical Observatory of Arcetri) 和德国马普天文所(Max Planck Institute for Astronomy)天文学家小组完成了一项最新研究。Ragazzoni认为,预期的量子效应就象地球大气层所导致的细微模糊情形,这使星体产生闪烁。

Ragazzoni解释道,当光线从遥远目标传来时,由于不同光波以略微不同的路径穿过海绵,一些光波相对于其它光波就会受到阻碍,光线就会从实际光源周围的位置传来从而导致模糊。

你没有看到一个宇宙是模糊的,他说,如果你取出任何一张哈勃太空望远镜深景图像你会看到都是非常清晰的,这足以告诉我们光线在从光源传到观测器的时空中,没有因波动起伏而发生畸变或受到干扰。

该项研究将发表于2002年4月10日出版的《天体物理杂志快报》上(Astrophysical Journal Letters)。

诸多的现代科学实验表明,万有引力以及现有的引力理论都存在这难以克服的困难和不足,随着实验技术的发展和观测技术的进一步提高,这种不足会暴露得更加明显。回首近百年来人类物理学和科学技术发展史,似乎都是在不断地重复这一相似的过程。然而今天人类科学技术的发展所受到的挑战也是空前的。实际上,造成这一结果的根本原因是人类对物质世界的认识还停留在事物的表面上,所以提出的理论也是“唯象”的。“唯象”的理论只能停留在与之相应的空间范围之内,而超出其范围,理论即出现“断层”,也就不得不从新构筑新的理论模型以克服先前理论的不足。

一段时期以来,人类已经观测到宇宙以发生了前所未有的巨大变化,这些观测到天体现象,也为人类科学技术的发展提供了前所未有的契机,能否扑捉的这些认识自然的契机取决于人类自身的“观念”的转变,能否从以前对自然认识的传统观念中解脱出来决定了人类对自然界的认识程度。

参考文献

    http://www.space.com/scienceastronomy/quantum_bits_030402.html


[ 本帖最后由 天界的传说 于 2007-2-19 14:04 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2007-1-20 23:27 | 显示全部楼层

1.1.4 挑战万有引力定律:NASA的新实验


在中国和其它国家,都有人在空中漂浮的报导。例如一位美国记者对印度的一位高人的采访,这位高人能起空飞行。

人体能起空意味者人体和地球之间的万有引力变为零。根据万有引力定律,这表明此时人的质量为零。虽然这似乎是异想天开,但这对于美国航空航天局 (NASA)来说实在太重要了。因为NASA一直希望能进行恒星际的旅行,就是能飞到其它的太阳系去。然而,即使在没有引力的外太空,还是需要将飞船加速到极高的速度,才能使这种星际旅行成为可能,然而常规的火箭技术却达不到这一点。NASA在去年7月份的一项报告中指出:“采用现有的火箭技术,要想在合理的寿命时间内到达最近的恒星,所需要的燃料的质量可以和一个行星的质量相当。”但是如果能够减小飞船的质量,那么所需要的燃料推进力就会减少,因为根据牛顿第二定律,要想达到同样的加速度,所需要的燃料推进力和质量成正比,即质量越小,则所需要的推进力越小。

经过近两年的等待,位于美国阿拉巴马州(Alabama)杭茨维尔市(Huntsville)的NASA马沙尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center)即将迎来有希望挑战万有引力定律的仪器。

虽然听起来有点象天方夜谭,但是这个NASA项目的科研人员说,他们的努力是基于真正的科学,NASA已支付了6美元向位于俄亥俄州(Ohio)的超导器件公司(Superconductive Components, Inc.)定制这台仪器。

NASA的这个实验起源于1992年物理杂志C(Physica C)上俄国物理学家Evgeny Podkletnov的一篇论文[6]。Podkletnov在论文中宣布他发现了“引力屏蔽”效应。他把引力减小了0.05-0.3%。虽然听起来不怎么样,但对于物理学界来说,却象爆炸了一颗炸弹。因为万有引力定律是现代科学最神圣的原理之一,对它的任何违背都是对现代理论框架的威胁。如果 Podkletnov的实验被证实的话,那无疑会给它的发现者带来诺贝尔奖金。

虽然仪器可能很复杂,但其基本的原理却是很简单的。它有一个直径6英寸、厚度转时,置于盘上的物体就开始失去重量。

Podkletnov在论文中对他的发现是这样解释的:“重量的部份减小可能与低温下超导体晶体结构内存在的某种能量态有关。这种不同寻常的能量态可能改变了固体内电磁力、核力和引力间的相互作用,从而产生了引力屏蔽效应。”[6]

在Podkletnov之后,有一些物理学家重复了他的实验,有的说成功,有的说失败。还有一些物理学家从理论上论证了“引力屏蔽效应”的可行性[7][8],也有的认为不行[9]。

虽然大多数物理学家对NASA的实验不抱乐观的态度,但NASA“突破推进物理项目”(Breakthrough Propulsion Physics Project)的负责人航空工程师麦克·米立斯(Marc

G. Millis)说,“NASA将会保持一个开放的思想。历史告诉我们,新的发现可能来自看起来最不可能的方向。”

参考文献

    [6] "A possibility of gravitational force shielding by bulk YBa2Cu3O7-x superconductor", Podkletnov, E.; Nieminen, R., Physica C, vol.203, P.441-4 (1992)
    [7] "Theoretical analysis of a reported weak-gravitational-shielding effect", Modanese, G., Europhysics Letters, vol. 35, P.413-18 (1996)
    [8] "A new theoretical approach of the gravitational shielding: Podkletnov's effect", Buzea, C. G.; Agop, M., Physica C, vol.341-348, P.3)
    [9] "Does a superconductor shield gravity?", Unnikrishnan, C. S., Physica C, vol.266, P.133-7 (1996)
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 楼主| 发表于 2007-1-20 23:28 | 显示全部楼层

1.1.5 从先驱者号轨迹反常谈“万有引力”



               

众所周知,“万有引力”定律是由十七世纪英国科学家牛顿发现的。牛顿根据当时对太阳系内行星运行观测的数据,结合自己和前人发现的的运动定律推导出了万有引力定律。尽管“万有引力”定律在解释行星运行上取得了成功,但是它在太阳系以外并没有得到实验的验证。先驱者号航行使人类第一次有机会精确地在“大尺度”上检测“万有引力”定律,而先驱者号的轨迹反常显示“万有引力”可能还有不为我们所知的奥秘。

在星系尺度上,现在的天体观测已经发现了很多不能为“万有引力”定律解释的现象。比如星系的运动,万有引力定律就无能为力。科学家们早就发现观测到的星系旋转速度比“万有引力”定律算出的要快很多,要维系星系的运行而使它们不分崩离析,必须假设星系中星体的引力常数(表征引力强度的常数)比我们现在所知的的引力常数要强很多;或者是维持引力常数不变,假定存在着质量比我们能够观测到的普通星体质量大10倍左右的所谓“暗物质”在维持着星系的稳定。虽然现在物理学家都是倾向于后一个假设,但是这种假设十分随意(因为科学家们对“暗物质”一无所知),这种假设也只是许多可能性中的一种,真实情况如何仍然不得而知。

几年来发现的著名的宇宙加速膨胀,更是万有引力定律无法解释的。按照现代宇宙论,宇宙起源于一次宇宙大爆炸,宇宙因大爆炸而膨胀。按照万有引力定律,宇宙的膨胀速度应该因为宇宙中星系之间的万有引力而逐渐减慢。但是自1998年以来,几个互相独.立实验观测都证实了我们宇宙在加速膨胀。科学家为此不得不引入所谓的“暗能量”来“推动”这种膨胀。

科学家们在测量万有引力常数的实验中也发现了异常。例如在对“万有引力常数”的测定中,目前两组精确度最高的测量值虽然实验精度达到万分之一,但是奇怪的是,这两个实验数值彼此相差超过实验精度的10倍以上。还有其他一些实验组给出的数值相互之间也有很大的出入。对此,科学家们百思不得其解。现在有些科学家认为这一常数并不是真正意义上的常数,它在地球上不同的地点有着不同的数值。

在理论上,“万有引力”也是让理论物理学家最为头疼的相互作用。它与其它重要的现有物理理论如量子场论等格格不入。因此很多研究弦论和膜论的物理学家认为“万有引力”只是一种现象,真正的物理实质是什么还有待于进一步的探索。在科学家们找到其物理实质之前,引力将持续困扰着我们。

先驱者号轨迹反常还有一个令人不解之处,就是我们太阳系中自然存在的行星都没有发现这种反常加速度。难道“自然存在”的行星和人造的飞船的“万有引力”存在着某些不为我们所知的差异吗?或者“自然存在”的行星轨道有什么特殊之处?这不禁使人想起了原子中的电子轨道。在原子中,电子的“定态轨道”的确是一些很特殊的“轨道”,也许微观和宏观世界存在着某种还不为我们所知的相通之处。

参考文献

    1. J.D. Anderson, P.A. Laing, E.L. Lau, A.S. Liu, M.M. Nieto, and S.G. Turyshev, Phys. Rev. Lett. 81, 2858, 1998.
    2. J.D. Anderson, P.A. Laing, E.L. Lau, A.S. Liu, M.M. Nieto, and S.G. Turyshev, Phys. Rev D 65, 2.

[ 本帖最后由 天界的传说 于 2007-1-20 22:32 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2007-1-24 20:34 | 显示全部楼层

1.2 粒子物理面临的挑战和缺陷


1.2.1 新发现的亚原子粒子对夸克理论提出挑战

据二○○三年五月1日新科学家网站报导,物理学家在斯坦福线性加速器(SLAC)上发现的理论上预言的新粒子,但是新粒子的质量显著小于理论预言值,对“夸克相互作用理论”提出了挑战。

夸克是组成中子质子等粒子的亚原子粒子。新发现的粒子名为DS(2317),物理学家认为它属于粲-奇异夸克介子。粲夸克和奇异夸克是两种不同的夸克,它们和它们的反夸克组成粲-奇异夸克介子。利用夸克之间的强相互作用模型可以计算出这些介子的质量,计算出的粲夸克和反奇异夸克组成的DS介子质量约为2500兆电子伏。但是测量到的粒子质量比算出的DS的质量小了10%。卡内基梅隆大学的实验粒子物理学家若依.布里叶(Roy

Briere)博士说:“这些看起来确实是真实的 --虽然结论令人吃惊,但是他们对得到的数据作了所有正确的处理。”

物理学家目前还无法解释新粒子质量与理论预言的偏差。如果结论被证实,意味着现在的夸克理论存在重大的缺陷。

参考文献

    1. http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99993687

[ 本帖最后由 天界的传说 于 2007-2-19 14:05 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2007-1-24 20:35 | 显示全部楼层

1.2.2 微观粒子间神秘联系的稳定程度超出科学家预期



科学家们发现处于“量子缠绕态”(quantum entanglement) 的两个光子可以通过金属片而不失去这种联系。这一发现意味着粒子间的这种量子联系比科学家们原先认为的要稳定。这一发现已发表在《自然》杂志2002年7月出版的418卷上。 

“量子缠绕态”是至今还不能被科学家们很好解释的存在于微观粒子的一种奇特的联系。在量子力学研究中,科学家们发现原来处于同一系统的微观粒子在分开后,无论它们相距多远,仍然保持一种瞬时的联系,一个粒子状态的改变可以瞬时地使另外粒子的状态发生相应的改变,这种奇异状态被称为量子缠绕态。这种现象最早由物理学家爱因斯坦(Albert

Einstein)等提出。1935年,爱因斯坦在与玻尔(Niles Boher)关于量子力学完备性的争论中,与两个同事一起提出了这种量子缠绕现象。他们并不相信这种现象真的存在,他们提出这一现象是想以它作为量子力学的不完备的证据,因为它直接违反了物理学中“定域性”和爱因斯坦的“狭义相对论”。但几十年以后科学家们在实验上真的发现了这种现象。

科学家们原以为粒子的这种量子缠绕会因为它们与其它物质的相互作用而被破坏掉。但荷兰雷登(leiden)大学科学家厄尔文·阿尔特维切尔(Erwin Altewischer)研究组发现这种观点不正确。他们用一块单晶把光子分成一对能量较低的极化互相缠绕的光子,然后他们把这些光子打在厚度足以挡住光子的金箔上。在这些金箔上面布满很多直径为200纳米(一纳米等于10亿分之一米)的小孔,虽然因为这些小孔太小光子无法直接通过,但他们发现光子在金箔表面产生的一种被称为等离激元(plasmon)的表面电子波可以穿过金箔上的小孔并在金箔的另一面湮灭而发射出光子。他们对打到金箔以后的光子进行的测量表明,无论是一个光子还是两个光子同时被转化成等离激元,经过这一过程后的这些光子仍然处于量子缠绕态。

阿尔特维切尔认为光子的量子缠绕在光子被转化成等离激元以后还能保持,这一发现可能被用于开发一种新型的量子计算机或量子编码系统。

“这是一个好兆头,因为它表明量子缠绕在我们原先以为它不能保持的一些过程可以继续被保存,”厄克色特尔(Exeter)大学光子学(photonics)

专家比尔巴尔内斯说,“如果他们在这一过程中能保持,那么它能在另外的什么过程中可以保持吗?”

  

对量子缠绕现象的本质目前科学家们仍然没有什么线索。量子力学的多世界理论倒是可以解释这种现象:多世界理论认为粒子同时存在于很多个不同的世界中。在我们这个物质空间中相距遥远的粒子,在另外的空间中可能近在咫尺,所以对一个粒子的扰动,另外粒子可能会即时受到影响。无论这种量子缠绕的本质是什么,有一点是肯定的,这就是现代科学对物质之间联系的认识还很不全面。这种联系可能不仅存在于微观世界,也存在于宏观世界。中国古人可以利用天象的变化预测人事的变迁,而这种天象发生的地点离我们地球可以非常遥远,可能就是对这种联系的认识和运用。这些联系对现代科学来说现在仍然是个迷。

参考文献

    1.http://www.nature.com/cgi-taf/Dy ... ull/418281a_fs.html
    2.http://www.nature.com/cgi-taf/Dy ... nature00869_fs.html
    3. http://www.newscientist.com/hott ... m.jsp?id=ns99992564
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 楼主| 发表于 2007-1-24 20:37 | 显示全部楼层

1.2.3 科学家发现粒子间的缠绕依赖于它们的相对运动状态



               


据Science Daily网站报导,美国国家航空航天局(NASA)喷气动力实验室的科学家发现神秘的量子缠绕态与观察者相对于微观粒子的运动有关,这种量子缠绕可以由观察者的相对运动来产生或者破坏掉。这一发现已经发表在2002年12月号的《物理评论快报》上。

“量子缠绕”是科学家们在微观粒子世界中发现的一种神秘的现象。处于量子缠绕态的粒子,相互之间似乎“心有灵犀”,无论相距多远,对其中一个粒子的干扰会瞬时地影响到量子缠绕态中的其它粒子,也就是说这种关联的传播好像不需要时间。这显然违反了爱因斯坦的狭义相对论“光速不可逾越”的结论,因此当初他从量子力学理论中推导出这一结论时,他并不相信这种现象真的存在,而是试图利用这一结论来证明量子力学的不合理,并称之为“幽灵式”的联系。但是后来的实验证明这种量子缠绕现象的确是存在的,它是目前热门的量子超光速传输研究的基础。

NASA的克利斯托弗.阿达米博士(Christoph Adami)和罗伯特.金里切(Robert Gingrich)博士是最先用爱因斯坦的相对论来研究粒子之间的量子缠绕。他们比较了粒子在静止时和被加速时的缠绕程度,发现当通常缠绕的粒子在被加速会失去这种缠绕联系,一些特殊制备的粒子对在被加速时则增加这种缠绕联系程度。

了解一些静止时不缠绕的粒子之间如何仅仅通过运动就可以获得量子缠绕,可能有许多潜在的重要应用。比如,处于缠绕的粒子可以用来校对原子钟,这对于太空飞船的在太空深处的旅行至关重要。另外,量子缠绕在对量子通讯和量子计算都扮演着重要的角色,这一发现对这些领域也会产生重要的影响。

量子缠绕态是迄今科学家们仍然无法圆满解释的一种现象,它暗示事物之间的联系能力也许远远超出现代科学的认识。对其本质的认识可能会使现代科学在一些关键问题上取得重大的突破。

粒子物理始终是理论物理的一个非常活跃的前沿。从夸壳理论的提出到粒子物理发展到今天,人们似乎难以知道夸壳以下究竟是什么。实际上,粒子物理的发展除了受现有观测技术,实验技术的制约外,更主要的是同样受到人们认识观念的制约。打个比方说“如果把一个氢原子放大到地球这么大,那么此时在观测围绕着氢原子运动的电子时会出现什么情况和结果呢?那么此时又用那些物理量来描述电子的运动的特征呢?那么此时

在来研究质子和电子的结构结论又会如何呢?”反之,如果把地球缩小到只有一个乒乓球那么大拿在手中,你可曾想到手掌大的一个小球里面竟生活了几十亿人呢!事实上,是认识的方法和观念上的障碍导致现有粒子物理面临难以回避的挑战和缺陷。其实,岂止是粒子物理,这个现代科学都面临着同样的问题。

参考文献

    1. http://www.sciencedaily.com/releases/273215.htm
    2. http://www.jpl.nasa.gov/releases/2003/47.cfm

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 楼主| 发表于 2007-1-27 21:48 | 显示全部楼层

续上文

1.2.4 科学家利用中子星的热核爆发研究其内部结构

据美国航空航天局网站11月7日消息,在一个中子星 (Neutron Star) 表面发生28次系列热核爆发(thermonuclear blast)期间,科学家利用欧洲太空总署(ESA)的XMM牛顿X-线探测卫星对这种神秘的物体进行了许多关键的测量。中子星是由中子直接组成的致密星体。我们眼睛所见的地球上的物质通常是由分子组成,分子由原子组成。和中子相比,分子之间,原子之间以及原子和分子内部都有巨大的空隙,因此和我们日常接触的物体相比,中子星的密度大得惊人。一个典型的中子星的密度约是地球密度的100万亿倍左右,一个火柴盒大小的中子星物质质量高达几十亿吨。

               

这次测量到的这个中子星是双星系统EXO 0748-676的一部分,位于飞鱼星座。科学家估计这个中子星质量约为太阳的1.4倍,直径为16公里左右。基恩·科塔母(Jean

Cottam)博士和他的研究组首次利用光在中子星的极端引力场中穿过其大气层时发生的频率偏移现象(即引力红移)研究了中子的内部结构,首此获得到了这个中子星质量和半径的比率,这一结果发表在《自然》杂志11月7日号期刊上。  

科塔母博士说:“只有在中子星发生热核爆发引起其临近区域大放光彩时我们才能测到射出的光与中子星极端引力场相互作用而留下的特征。”

因为光线的引力红移直接决定于中子星的质量和半径,其质量和半径比又决定了其内部物质所遵从的状态方程,所以这类测量对于了解中子星的性质有着非常重要的意义。如果能够得到中子星精确的质量半径比,科学家可以确定中子星内超流体(superfluid)的特性及其相互作用--类似于粒子物理学家在粒子加速器中寻找的现象。这次测量得到的结果还首次证明了中子星在自然界中是的确存在的。

               

“不象太阳的内部结构已经被我们清楚地了解,中子星对人类来说象是一个黑盒子,”论文的合作者,哥伦比亚大学的弗里兹·培雷尔斯(Frits Paerels)博士说,“我们在中子星这个黑盒子上开了第一个小孔。现在理论工作者们可以凭着我们提供的数据继续探索。”

更重要的是,论文的另一合作者,荷兰空间研究所的马里亚诺·门德兹博士(Mariano Mendez)指出,这一工作开创了利用引力红移研究致密星体的新方法。也许可以利用它来寻找新一类的致密天体,如夸克星等。

现代科学的新发现特别是天体物理学所观测到的现象极大地开拓了我们人类的视野。一些物质如中子星,黑洞等,因为它们都远远超出了人们在日常生活中的经验,在几十年前甚至更近的时间内,人们都曾经怀疑它们的存在,而今天都已经相继被实验观测所证实。人们在日常生活中所固守的一些观念,如看不见,或者现代科学还没认识到就一概加以否认甚至反对,已经一再被证明是不“科学”的。现在科学不能解释,不能观察的一些现象,将来可能是人们的常识。

参考文献

    1. http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/23nsexplosion.html


[ 本帖最后由 天界的传说 于 2007-2-19 14:06 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2007-1-27 21:50 | 显示全部楼层

1.3 时空概念的新革命



1.3.1 科学家发现隐藏空间维度存在的证据

万有引力常数是物理学中除光速外研究得最早的物理常数。然而长期以来,万有引力常数G却是测量精度最差的一个物理常数。目前两组精确度最高的测量值精度虽达万分之一,但是奇怪的是,这两个数值彼此相差超过实验精度的10倍以上。所以现在人们仍然不知到它到底应该是多少。

据新科学家网站9月22日消息,法国科学家声称在不同地点测量到的万有引力常数G各不相同,是因为隐藏著的另外空间维度导致万有引力常数受到地球磁场的影响。如果这一结论被证实,将成为证实另外空间维度存在的第一个科学证据。

               

测量万有引力常数的最常用的方法是基于早在300年前英国科学家卡文迪许发明的扭摆法。1982年,一个研究组得到的万有引力常数精度为0.0128%。这一数值看起来很精确,但与其它的物理常数的精度相比却差了足有一千倍。更为奇怪的是,这与最近来自德国、新西兰、俄罗斯的一些很有名的研究组的新测量值存在著显著的差异。例如,德国标准研究所得到的数值比公认值大了0.6%,德国乌培尔达尔大学 (University of Wuppertal) 得到的数值却低了0.06%,新西兰计量标准实验室得到的结果低0.1%。俄罗斯一个研究组更发现了万有引力常数值随测量时间地点的变动范围高达 0.7%。

位于法国巴黎附近原子能委员会的科学家基恩-泊尔□比勒克(Jean-Paul Mbelek) 和马克□拉赤责-雷(Marc

Lachieze-Ray)对此提出了他们的解释,他们指出这是因为实验是在不同的地点进行的,不同地点不同的地磁场与隐藏的维度相互作用造成了引力大小常数的不同。

他们研究工作的理论基础是理论物理中的弦论。在提交给《经典和量子引力》杂志的文章和欧洲天文学会在葡萄牙波尔托市的召开的一个会议报告中,他们给出了不同纬度万有引力常数的计算值。计算结果表明,磁场越强,引力常数越大,地球上万有引力常数在南北两磁极达到最大。现有的万有引力常数在不同地点的测量值与他们的结论吻合,对太阳的观测结果也与他们的理论相符。科学家们早就发现要使太阳内部的数学模型符合实验观测,他们不得不采用比公认数值更低的引力常数值。

引力虽然是科学家们研究的最早的相互作用,但它同时也是科学家们了解得最少,长期以来使科学家们最头疼的一种相互作用,它的很多性质与其它相互作用力格格不入,与一些重要的物理理论如量子场论也不相容。最近对宇宙和星系的很多观测表明,引力并不能很好地解释星系和宇宙在大尺度范围的运动。在修炼界,人体起空的现象并不少见,这更是引力理论难以解释的。一些研究膜(Brane)理论的科学家认为引力也许并不是基本的相互作用。也就是说,引力只是一种外在表现,它的实质我们还没找到。

参考文献

    1.http://www.npl.washington.edu/eotwash/gconst.html
    2.http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99992814
    3.http://www.esi-topics.com/brane/interviews/DrJian-XinLu.html

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 楼主| 发表于 2007-1-27 21:51 | 显示全部楼层

1.3.2 多维空间研究新进展:



暗能量

经典物理学认为,宇宙空间是三维的,可以用长、宽、高来描述宇宙中任何一个物体的位置,就像在直角坐标系中可以用(x,y,z)来描述任何一个点的位置一样。在宇宙中有无数的象银河系一样的星系,里面有无数的星体,包括无数的恒星、行星。由于恒星的质量远远大于行星,所以宇宙的质量主要由恒星决定。

然而现代科学发现,宇宙的结构还不是这样简单。在基本粒子、基本相互作用力等领域研究中,科学家们发现,我们的宇宙可能不是简简单单的一个三维空间。“超弦理论”预言宇宙还有其它7个维度的时空存在,而“膜世界”理论则表明我们人类所生存的空间只是XX宇宙的一个层面(膜)。下面介绍的是科学家对宇宙暗能量(Dark Energy)的研究成果,从另一个角度对XX空间进行了探索。

宇宙“大爆炸”理论描述了大约150多亿年前宇宙诞生的初期,巨大的能量使宇宙急剧地膨胀。后来随着宇宙的慢慢冷却,在引力的作用下宇宙的膨胀速度渐渐减小。然而令人吃惊的是,英国和澳大利亚的天文学家们独.立地发现了宇宙膨胀加速的新证据。他们的研究结果刚刚刊登在英国皇家天文学会最新的月度期刊上 [1]。

这两个天文学家小组的发现震动了科学界,因为人们一直认为宇宙中的物质所产生的引力会使宇宙的膨胀减速,而不应该是加速。这两个小组根据观测到的遥远星系中的超新星(巨型的爆炸的星体) 的亮度推断,宇宙里面充满了一种神秘的暗能量,正是这种暗能量的存在使得宇宙不断地加速膨胀。

“暗能量”的概念最早是由爱因斯坦(Einstein)提出来的,但是后来爱因斯坦把提出这个概念说成是他科学生涯里的大错误,因为它破坏了他的广义相对论的简单和优美。从那以后,“暗能量”成为科学家们争议的话题。著名的英国剑桥大学天文学家亚瑟·斯特雷·艾丁顿(Arthur Stanley Eddington)相信暗能量的存在,他认为暗能量把可观测宇宙的巨大与次原子粒子的微小区分开。但是大多数理论物理学家认为,暗能量看起来实在太神秘,没有必要,所以他们不愿接受超新星小组的结果。

英国剑桥大学天文学教授乔治·艾夫斯塔休(George Efstathiou)领导的由27位天文学家组成的研究小组公布了他们发现的关于暗能量存在的强有力的证据[2]。他们对由位于澳大利亚新南威尔斯州赛丁市的名叫“英澳”的天文望远镜拍摄的巨大宇宙空间的25个星系的照片图案进行分析。通过比较大爆炸后150亿年后的现在宇宙的结构,和从微波背景辐射中观测到的大爆炸后30万年时宇宙的结构,“英澳”小组就能用简单的几何学原理来弄清宇宙的组成。

他们的结果表明,宇宙充满了暗能量,与以前超新星小组的结果完全一致。艾夫斯塔休教授说:“看来爱因斯坦一点也没有犯错 --- 暗能量看来是存在的,而且它们的作用超过了常规物质。对暗能量的解释可能涉及到超弦理论、XX空间,甚至涉及到‘大爆炸’之前的事情。现在还没有人清楚,但理论物理学家正在研究之中。”

参考文献

    1. The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 330, No. 2, 21 February 2002.

    2. The 2dF (2-degree field) Galaxy Redshift Survey (2dFGRS). More information about the 2dFGRS is available at http://www.mso.anu.edu.au/2dFGRS



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 楼主| 发表于 2007-2-1 13:35 | 显示全部楼层

1.3.3 多维空间研究新进展:膜理论



在现代物理学研究中,为了能够把万有引力和其它基本作用力统一起来,一些理论物理学家提出,我们这个宇宙可能只是多维空间的一个层面(膜)。基于这个“膜世界”的概念,科学家们试图把万有引力和其它基本作用力统一起来。权威科学杂志《自然》2001年6月28日(第411卷)报导了膜世界理论的研究。以下为原文的部份翻译。

请设想一下,我们熟悉的这个三维空间和一维时间的宇宙被一个多重宇宙所代替,当然这超出了我们的经验。现在设想这个多重宇宙是以多层膜的形式存在于一个多维超空间。这些另外的时空可能只有原子大小,也可能无限的大。我们也许永远也不能进入这些时空,但是它们却对我们这个宇宙的物理现象产生深刻的影响。

“膜世界”迄今只是在理论物理学家脑海里被证明存在的奇异世界。虽然听起来有点异想天开,实际上“膜世界理论”是非常严肃认真的一个尝试,去解决最令现代物理学家们苦恼的问题:怎样把引力和其它三个基本作用力统一起来。

对基本粒子和基本作用力特性的最流行的解释是“标准模型”。其主要的缺点是不能把引力和其它作用力平等对待。多膜世界物理学创始人之一,哈佛大学教授尼玛阿肯尼-哈米德说:“这是非同寻常的,虽然引力是最早发现的,却是迄今了解最少的力。”与其它的夥伴相比,引力很弱。比较两个电子之间的引力与电磁斥力,引力要弱10^43倍。阿肯尼-哈米德用了一个大家熟悉的例子进一步说明:“一个普通的磁铁能够吸起桌子上的一根别针,尽管整个地球的质量都在向下拉这根针,试图阻止它被磁铁吸上去。”

然而现在的宇宙理论要求,在宇宙“大爆炸”后的一个很短时间内,所有的四种基本作用力是合一的。在这样的高能状态下,这些作用力随着宇宙的冷却,在互相分离之前,引力一定与其夥伴有相同的强度。

目前试图解决这个矛盾的主要理论是“超弦理论”,它把所有的基本粒子都用振动的一维“弦”来表示。根据超弦理论,在极小的距离(10^(-35)米)之内,引力的强度可以赶上其它夥伴。如果能探测这样小的范围,就可能发现另外7个卷曲的维度。

科学家们让两个能量极高的较大粒子互相碰撞,在碰撞产生的碎片中寻找(新的)基本粒子。如果“超弦理论”是对的,那么要想探测引力的性质,所需要的能量将高达10^16万亿电子伏特,而现在世界上最大的只有2万亿电子伏特。

巨大的能量也给理论物理学家带来了麻烦。粒子碰撞实验表明:电磁力和弱核力在1万亿电子伏特能量时可以统一起来。通过仔细调节,“标准模型”可以适用于这个“电弱”能量级别,但是无法解释观察到的弱电能量级别和弦理论所预言的10^16万亿电子伏特之间的巨大差异。物理学家们把它叫做“级别问题”。

大多数理论物理学家试图通过引进“超对称”来解决“级别问题”。这个理论提出,在“标准模型”中每个粒子都有一个镜象,它们具有不同的“自旋”这种基本特性。这些粒子的量子效应处于极高的能量级别(10^16万亿电子伏特),但是理论物理学家们发现:他们几乎完全抵消掉了,只剩下“电弱”能量级别。

1998年,在加州斯坦福大学工作的阿肯尼-哈米德、萨瓦斯迪莫泊拉斯和加艾德瓦里从另一角度考虑“级别问题”。他们设想如果引力和电弱力具有相同的能量级别,那么引力会是什么样的呢?

经过深入的研究,阿肯尼-哈米德等提出了“膜世界理论”,认为许许多多空间是以多层膜的形式存在于一个多层超空间。图示为其提出的一个模型。我们人类生存的这个膜(空间)是以折叠的形式存在的,遥远的星球在一个多层空间中看可能离我们地球只有1毫米的距离。光波只能局限在膜内传输,而引力却能够“泄漏”到其它空间,也即引力可以在其它空间传输。由于这个差别,引力在我们这个空间看起来就非常弱了。

《自然》在这篇报导中对“膜世界理论”有更详细的介绍,读者可以参阅。现在“膜世界理论”还在不断的发展之中,实验物理学家们正在用实验对“膜世界理论”的预言进行验证。

               
“膜世界理论”模型图

事实上,对万有引力本身,也有很多疑问。美国航天局的科学家一直疑惑不解的是,他们发射的几个宇宙飞行器逐渐放慢,偏离按照“万有引力定律”所计算的轨迹。特别是对先驱者10号轨迹的观察更是提供了直接的证据。

时空的概念是一个古老的话题,然而人类对时空的认识的过程却是曲折而又漫长。到了近代,逐渐形成了以牛顿理论为基础的经典时空理论并达到了那个时代近乎完美的程度。然而在解释电磁现象尤其是在解释光波传播时却遇到了困难,不得不引入”以太”的概念。而在实验中又观测不到”以太漂移”所带来的效果,朗朗的物理天空上蒙上了一层乌云。至此,经典物理学,经典时空论走到了顶点。一九○五年,爱因思坦的狭义相对论的提出打破了僵局,提出了革命性的新的时空概念,至一九一五年广义相对论的发表,人类对时空的认识进入了一个崭新的时代。爱因思坦的相对论可以说是一个划时代的贡献,使人类对时空的认识得到了极大的深化。然而如前所诉,在新的实验观测结果面前,爱因思坦的相对论同样遇到了难以克服的困难。

然而,时空真的像人们想像的那么复杂和不可琢磨吗?固然时空有其认识上较为复杂的一面,但它也却有容易认识的一面,问题在于采用什么样的思想和方法去认识,而这也是能否真正认识另外时空的关键所在。为什么另外时空对有些人来说是穿身而过,

近在咫尺的事,而对诸多科学家来讲却是难以望及的呢!

在中国素来有天人合一的思想,就是讲人是宇宙的一部分。如此说来,净化自己的思想对于人认识宇宙来说是至关重要的。而这一点,决不是靠纯粹发展科学所能解决得了的。因此,更新观念也就成了认识另外时空的关键所在了。


[ 本帖最后由 天界的传说 于 2007-2-19 14:07 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2007-2-1 13:36 | 显示全部楼层

1.3.4 《科学》杂志介绍多维空间的存在



在普通人对另外空间的存在还或信或疑的时候,大多数物理学家已经逐渐地接受了它。《科学》(Science )杂志在今年五月第296卷上发表了一篇题为《时空,卷曲的膜和隐藏的维度》的综述性文章,简要地介绍了多维空间的概念。

如果有人问,在环视四周时你能看到多少个维度,任何人都会回答“四个: 三个空间维度和一个时间维度。”的确,四个数字就足以描述和确定任何发生在宇宙空间的事物了。但是为什么是四个呢?

四这个数字来自何处? 在西方科学史上,科学家们都认为这没有什么好问的,时空本来就只有四个维度。然而,当八十七年前,爱因斯坦的广义相对论把四个维度合并在一起,形成了时空这个概念的时候,科学家才意识到时间和空间并不是绝对的,宇宙实际上是有涨落,可延展的,它可以象橡皮球一样被拉长,压缩,弯曲,在某些地方空间甚至可以把自己卷曲成诸如黑洞这样的奇异天体。

文章说,在研究宇宙结构的演变时,科学家们发现,人们没有任何理由说时空必须是四维的,并且从数学的角度来说,多维的时空更容易被描述。那么他们为什么不应该存在呢?实际上,和很多人的直觉相反,许多物理学家已经证明了多维时空的存在不仅是可能的,而且为了保持对时空描述的一致性,它们必须存在。举例来说,在二十世纪七十年代,为了把相对论和量子力学统一在一起,物理学家们发明了当代物理学中最尖端的超弦理论,在这个理论中,构成我们宇宙的最基本的粒子是一些被称之为“弦”的极微小的亚原子物体。弦论同时告诉人们,我们生活的这个空间实际上应该至少有十个维度,其他六维紧紧地卷缩在一起,由于其极为微小,人们无法用通常的方法探测到它们。

文章认为,人们之所以感觉不到多维空间的存在,是因为人们的视场(Field of View ) 被限制在一个低维的膜中,而这个低维的膜被镶嵌在更高维的膜中。这些膜之间一次又一次的激烈碰撞产生了一系列的大爆炸,从而演化出多重宇宙结构来。在此之前,一篇发表在《自然》杂志2001年6月第411卷的文章也同样认为,我们这个宇宙只是多维空间的一层膜,多重的宇宙是以多层膜的形式存在于一个多维的超空间中。这些另外的时空可能只有原子大小,也可能无限大,我们可能探测不到它们的存在,但它们却对我们这个宇宙的物理现象产生深刻的影响。

西方科学到了现代才逐渐认识到了多维时空的存在,而在我们古老的东方,尤其是在修炼人的眼里,多维时空早已经不是什么新鲜的概念了。历史上有许多记载,修炼的人能够看到另外空间中存在的物体、生命,甚至有些修炼人自己还能够遁入另外的空间中。当代科学的许多发现,诸如遥视等特异功能也都一再证实了这一点。看来,要真正认识多维时空的结构与特性,人们不仅需要现代科学,而且也需要在古代东方的修炼文化中寻求更深刻的智慧。

参考文献

    1. Ian Osborne, Linda Rowan, and Robert Coonts (2002) Spacetime, Warped Branes, and Hidden Dimensions, Science Vol.296, May 24, 2002, pp.1417.

    2. Nature, June 28, 2001 Vol.411.
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 楼主| 发表于 2007-2-1 13:37 | 显示全部楼层

1.3.5 多维空间研究新进展:微观黑洞



人类对黑洞的经典设想是一个遥远、庞大的不发光天体,吞噬经过它周围的任何物质,甚至包括光线。近来有些物理学家提出了可能存在的另一种形式的黑洞,即一种极其微小、轻微形式的微观黑洞。当极其高能量的宇宙射线与大气层气体分子碰撞时产生。它随即立即衰变,产生无害的次级粒子,穿落到地面,穿过我们的身体。

这一猜想若被证实,也将会证实物理学界另一种看起来更加难以置信的理论,认为除了我们熟悉的4维时空,还有其它可被观测的多维空间。

自1970年以来,随着超弦理论的发展,人们对多维空间的兴趣日增。但其他维空间在超弦理论中是如此的微小,以致现有的技术不可能探测到它。约4年前,3 个理论物理学家(斯坦福大学理论物理学家Savas Dimopoulos et.al.)大胆提出,也许一些其他维空间没有被完全禁闭,甚至某一维空间尺度会大到半径1mm。这一理论的提出不仅使微观黑洞的形成成为可能,而且也为人们寻找其他维空间找到了一条可能的方法。因为在大的其它维空间,物体间的吸引力会变得异常强大,甚至可能会把物质和能量压缩到塌陷成为一个微观黑洞!

而微观黑洞若被实验探测到,也就等于证明了其它维空间的存在。

一些研究人员已开始寻找微观黑洞存在的可能迹象,即微观黑洞在大气层引起的特殊粒子簇射。2002年1月14日的Physical Review Letters上麻省理工学院理论物理学家Jonathan L. Feng和他的同事估算地球大气层每分钟产生几个微观黑洞。新的宇宙射线探测器正在阿根挺建造,预计每年探测到几十个微观黑洞事例。

下一个可能发现微观黑洞的地方是预计2007年开始运行的欧洲日内瓦新的强子对撞机(Large Hadron Collider),在那里极高能量的质子对头碰撞后,将可能产生微观黑洞。Savas Dimopoulos和他的同事在2001年10月15日的 Physical Review Letters 预言,欧洲日内瓦强子对撞机将可能会每秒产生一个微观黑洞!

去年秋天, 另外几个研究人员也独立的得出类似的结论。

其实,目前人类对微观黑洞及其它维空间的认识还停留在理论探索阶段,更不用说再去推测其它维空间的物质的构成及其运行规律了。多维空间也许将很快不再是幻想。它将打开现有科学的思维框架,使人类对这个客观世界的认识发生根本的变化。

参考文献

    1. Dimopoulos, S., and G. Landsberg. 2001. Black holes at the Large Hadron Collider. Physical Review Letters 87(Oct. 15):e161602. Abstract available at http://link.aps.org/abstract/PRL/v87/e161602.
    2. Feng, J.L., and A.D. Shapere. 2002. Black hole production by cosmic rays. Physical Review Letters 88(Jan. 14):e021303. Abstract available at http://link.aps.org/abstract/PRL/v88/e021303.
    3. Weiss, P. “The Black Hole Next Door”, Science News Vol. 161, No. 12 (March 23, 2002). Available at http://www.sciencenews.org/20020323/bob9.asp
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 楼主| 发表于 2007-2-19 14:52 | 显示全部楼层

《巨变中的宇宙》系列之六

1.3.6 海市蜃楼奇观向人们展示另外空间的真实存在

最近几个月来中国大陆很多地方出现了海市蜃楼奇观。海市蜃楼到底是怎么回事呢?一般人认为海市蜃楼是一种的大气折射现象,可是这一解释不能让人们信服。随着科学的不断发展,人们也开始认识到我们人类所存在的空间并不是宇宙中唯一存在的空间,还有另外空间的存在,另外空间也有物质、生命的存在,只是一般情况下肉眼看不见。海市蜃楼其实就是另外空间的真实体现,也就是说另外空间的景象阴差阳错地闪现在我们这个肉眼所能看到的空间中来了。

山东蓬莱连续出现两次海市蜃楼奇观

2002年日10时、10月25日13时,山东蓬莱市蓬莱阁以北海面两次出现海市蜃楼。蓬莱阁北面的长山列岛,除南北长山岛以外均发生变形:大小黑山岛、大竹山岛两头翘起,如同海龟遨游海上;大岛之间的海平面上,出现几个虚幻的小岛屿,形状不断发生变化;车由岛等,则如同一个个圆球漂浮在海上。近百里的海面上,各种岛屿千姿百态、变幻莫测、虚实难辨。两次海市蜃楼分别持续70分钟和150分钟。

天津市区出现罕见的海市蜃楼

2002年7月17日日下午4时57分,天津市东南方向地平线处的空中,隐约“飘浮”着几幢建筑物,大约15分钟后又消失在人们的视线中。


青岛惊现海市蜃楼

2002年7月4日下午7时左右,青岛王朝大酒店对面的海面上出现了海市蜃楼。海面上出现了一片现代化的海港,吊杆林立,灯火闪耀,亦幻亦真,让人真假难辨,煞是好看。

河南林州太行大峡谷隧道出现海市蜃楼

6月4日,海市蜃楼出现在了河南林州市的太行大峡谷隧道。站在隧道东口向东南方向望去,天空中的云间呈现出连绵不断的群山,山势或巍峨险峻,或低缓秀丽,山顶仿佛与隧道口持平,目测高度有五六百米。海市蜃楼从上午8时一直持续到11时。

重庆两处惊现海市蜃楼

               
2002年5月15日早上8时20分,在重庆江北区方向的半空中,出现了一个美不胜收的渝中半岛:鹅岭-枇杷山山脉,万豪、大都会等标志性建筑,甚至建筑工地上的3台塔吊──纤毫毕现被复制到了半空中。好景不长,到8时50分,浓雾渐起,半空中的渝中区消失在雾中。

2002年5月15日8时40分左右,从大佛寺大桥到北部新城到杨家坪,一个环形的雾状图象湿淋淋地在空中显现。里面群山连绵,苍松翠柏,还有一座八面玲珑的八角塔,活脱脱一幅中国水墨山水画。大约过了18分钟,随着长江上的大雾和远处的雾越来越大,那飘渺如“蓬莱仙境”的山水画才慢慢消失了。

[ 本帖最后由 天界的传说 于 2007-2-19 13:56 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2007-2-19 14:58 | 显示全部楼层

1.3.7 科学家谈“多世界”的存在



当我们仰望星空的时候可会想到,在这大穹之中实际上有无限多个世界同时存在,相互平行地演变着,我们每一个人都同时生活在这无限多个世界中,做着不同的事情,而所有的物体在每一个的世界中也都有其特定的存在和演化形式。这听起来就像是科幻小说,然而这正是量子力学的多世界理论(Many Worlds Theory)的中心内容。这个理论是由普林斯顿大学的物理学博士艾佛雷特(Hugh Everett )在1957年首先提出来的,而后被美国最著名的宇宙物理学家,相对论专家,二战时期研制原子弹的曼哈顿计划和氢弹计划的主持人之一的约翰.惠勒 (John Wheeler )教授所进一步发展。在其后的五十年当中,这一理论吸引了一代又一代的物理学家致力其中,英国牛津大学著名的的戴维·德伊池(David Deutsch)教授正是其中的代表人物。

德伊池教授被誉为世界理论物理学界领袖之一。2001年9月,美国著名的《发现》杂志(Discover)刊登了对他的专访文章。在文章中,德伊池教授为记者简要的介绍了多世界存在的概念。

自二十世纪初,量子物理学家们发现,诸如电子,质子等所有的微观粒子,都有一个奇怪的性质:在同一个时刻,它可以既在这里又在那里,也就是说一个微观粒子同时存在于在空间中的许多位置上,就像它们有分身术一样,但是当我们真正去观测它时,又却只能在一个位置上找到它。这和我们日常生活中的经验是大相径庭的,也使所有的物理学家都大惑不解。
               

人们提出了很多理论来解释这一现象,但是严格来说在数学上都站不住脚。直到二十世纪五十年代,多世界理论的提出才解决了这一问题。多世界理论认为,实际上有无限多个世界,空间中有多少个位置,就有多少个世界。在这些世界的每一个中,微观粒子都有一个确定的位置,所以看起来就像是粒子在空间每一个位置上都存在一样。我们每做一次测量,就是从这无限多个世界中选择出一个世界,粒子在那个世界中的位置就是我们真正测量到的位置。

德伊池教授认为,量子力学的这一理论不仅适用于微观世界,而且适用于宏观世界的每一个层面。因为所有的宏观物体,包括我们自己都是由这些微观粒子构成的,既然在微观领域,有无数的实验证实了量子力学的可靠性,那么在宏观领域,它也同样应该适用。教授说,我们每一个人也都同时存在于不同的空间中,即使我们自己意识不到这一点。实际上不仅是每一个人,而且这个地球,甚至整个宇宙都有无数的“分身”,他们同时存在于无数宏大的世界中,在每一个世界中都有其特定的演变形式。所以单一世界的概念实际上是错误的。

               
在通常情况下,我们是感觉不到多个世界存在的,我们也几乎无法知道在另外的时空中,我们另外的自己在做什么。但是如果精心控制实验条件,我们可以在诸如 “双缝衍射”等实验中,瞥见多个世界存在的蛛丝马迹。德伊池,这位理论物理学界的大师级人物,认为这一理论是对量子力学中奇怪现象的唯一解释。因为它基于严密的数学方程,和大量试验结果。

在文章的最后,德伊池教授批评了某些物理学家之所以不能接受多世界理论,是因为他们不敢改变传统的观念去思维,只是出于实用主义的考虑而应用量子力学,而不去真正思考他们每天都在用的方程式后面真正的意义是什么。德伊池说,这就像当年人们不相信地球是围绕着太阳转一样,如果拒绝用多世界的眼光看事物,人们就永远不会对宇宙有更新和更深刻的认识。

参考文献

    DISCOVER Vol. 22 No. 9 (September 2001)
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 楼主| 发表于 2007-2-19 14:59 | 显示全部楼层
图一说明

多世界理论认为,牛津大学的学生,包括我们其他人,都在无数个世界者存在着“副本”, Discover (《发现》)供图

图二说明
在不同的世界中,我们可能做着不同的事情,在一个世界中我们穿过了这道门,在另一个世界中,我们的一个“副本”留在了门的这一边。Discover(《发现》)供图

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 楼主| 发表于 2007-2-19 15:02 | 显示全部楼层

1.3.8 美国科学家认为宇宙可能有无数个

美国天文学家最近提出各种有关宇宙的现代理论,包括所谓“多重宇宙”(multiverse)概念,指称宇宙在第一次“大爆炸”后还在彼此不断“大爆炸”,形成无数宇宙。

空间为什么是三度空间,而不是二度空间、十度空间或廿五度空间?光速为什么远快于音速?为什么原子远小于星球?我们的宇宙为什么这么老?是否还有其他里面一切事务都跟我们宇宙不同的宇宙?

这些是科学家们提出和探讨的问题。

一个世纪前,科学家还认为整个宇宙不过是银河中数十亿颗星球和星云,而现在的天文学家已经知道宇宙中有无数类似银河系的星系。根据天文观察,无法侦测出的“黑暗能量”占宇宙质能的三分之二,约为物质的两倍。

一些天文学家提出,宇宙是以等比级数无尽的扩张,像小宇宙在黑洞中孵化一样。也有人认为宇宙在虚无中漂浮,有时与第五度空间相撞。美国宾州大学天文学家泰马克说,至少有四种宇宙。圣塔巴巴拉加州大学理论物理研究所的博钦斯基教授最近说,基本弦理论可能有十的六十次方种的解释,人类今天所存在的宇宙可能是其中一套比较友善的组合。

麻省理工学院教授古斯根据现代粒子物理理论指出,宇宙在太初时因为空间所具有的反引力发生短暂的超级大爆炸。古斯和史丹佛大学的林德、塔虎脱大学的维伦金、普林斯顿大学的史坦哈都认为,这种膨胀只要开始,就会无限制重复,造成无数的宇宙。

参考文献

    1. www.nytimes.com/2002/10/29/science/space/29MULT.html
    2. www.nytimes.com/2002/10/29/science/space/29COSM.html
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 楼主| 发表于 2007-2-19 15:02 | 显示全部楼层

1.3.9 科学家:“人的宇宙学原理”越来越受尊重



在沉寂了二十多年之后,一个被称之为“人择原理”(另名“人的宇宙学原理”)的宇宙学理论又重新引起了科学家们的重视。据欧洲物理学权威刊物《物理世界》 (Physics World )报道,来自世界各国的物理和宇宙学家们于2001年八月底在英国剑桥,召开了一个名为“基础物理和宇宙学中的人择原理”的科学会议。报道说,这个由“泰普莱顿”基金会(Templeton Foundation)提供支持的学术会议在欧洲学术界引起了热烈反响,越来越多的著名物理学家对此理论产生了兴趣。

人择原理(anthropic principle)是受当时最著名的物理学家之一,诺贝尔奖获得者迪拉克(P.Dirac)的启发,在20世纪60年代由普林斯顿大学的物理学教授罗伯特·迪克(Robert Dicke )率先提出,后来又被以剑桥的布兰登·卡特(Brandon Carter)为代表的一批物理学家和宇宙学家所发展的。这个理论认为,宇宙现在的状态,特别是在靠近地球周围的一些宇宙常数,之所以是现在这个样子,是因为在星系中最终将要产生人,换句话说,如果宇宙中不需要有人类的出现的话,那么我们从地球上观察到的宇宙将不会是现在这个样子。

对人类来说,地球是一个格外殷勤好客的地方,它有着丰富的水分,和一个恰巧处于水呈液态状的狭窄范围之内的平均温度。如果地球象火星那样寒冷和干燥,或者如果它有象金星那样蒸腾的腐蚀性大气,就不会有智能生命的产生。想象一个完全不同于人们所观测到的星系是非常容易的,例如,改变某些物理常数的大小,就可以引出一个可能的星系来,在那里比氢更重的元素决不会形成,或者那里所有的恒星都是大的,热的,和短命的,在这样想象出的,可能的星系中出现人类的可能性几乎为零。而科学家们认为,正是在我们这个真实的星系中将会有人类的存在,才对星系产生和发展的诸多可能性加以了选择,也正是因为要产生人类,星系中的诸多物理规律才被选择成了现在这个样子。

这个理论是完全和进化论背道而驰的,进化论认为人是物竞天择,不断改变自身去适应环境的产物,而人择原理认为,是为了适应人类的最终出现,星系才具有现在这样一个能让人生存的的状态。

人择原理的论证方式也不同于一般的演绎推理。演绎理论是由一个体系的初始条件,和它的自然规律开始,然后推导,预言体系以后的情况。而在宇宙学这里,演绎理论遇到了极大的困难,因为星系的初始条件是根本不可知的,而且在它诞生的初期,所起作用的物理规律也是极为不确定的。那么对于它以后发展来说,唯一的一个约束条件就是,它以后必须得适合人类生存。

在人择理论被提出的初期,科学家们只是因为它本身具有的自洽性而接受了它,它很好地符合了现有的物理理论,在数学上无懈可击,但是却没有更多的实验可以进一步证实,所以渐渐被人冷落。但近些年来,由于大量实验证据和天文现象被发现,诸如微波背景辐射,遥远星系的退行,宇宙的各向同性,科学家们又重新审视了象哈勃年龄,引力耦合常数,重粒子数等宇宙常数之间的关系,人们发现人择原理在实验上也是合理的。正如英国伦敦大学数学科学系的科学家波奈德·卡尔博士 (Bernard Carr the Astronomy Unit, School of Mathematical Sciences, Queen Mary, University of London, UK.)所说“人择原理正飞快地在学术界受到越来越多的尊重”。

大量的证据表明达尔文的进化论是漏洞百出的,它也被越来越多的科学家所质疑,而人择原理更是从物理学的角度证实了人类其实并非是进化的产物,早在星系诞生的初期,就已经注定了人类的产生和存在了,而星系之所以是现在这个样子,也正是为了以后人类的生存。其实人择原理并不是一个什么新鲜的概念,在修炼界,人们早就认识到,人类实际上是由更高级的生命出于慈悲而创造出来的,而为了人类能够生存,在造人的同时,高级生命也开创了地球和银河系这样的一个刚好能够使人类居住的自然环境,事实上这也就是人择原理背后的真正原因。

参考文献

    1. http://physicsweb.org/article/world/14/10/3
    2. The Anthropic Principle, Dr. George Gale, University of Missouri-Kansas city 《科学》 1980, No.8
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 楼主| 发表于 2007-2-19 15:03 | 显示全部楼层

1.3.10 物理学家提出关于更深层次存在的理论



近几年来,在许多领域发现的许多奇妙的现象足使更多的科学家重新思考物理学中一些基本问题。其中对量子力学的非决定性起源就是这样的问题之一。这个问题曾经是上世纪物理学界两大泰斗爱因斯坦和玻尔争论的核心。爱因斯坦认为它起源于我们对量子系统的信息了解不完全所致,世界在本质上是决定性的,所以量子力学只是一种过渡的理论。而玻尔认为世界本来就是不确定性的,因此量子力学并没有什么不妥。

为解决这个问题,荷兰著名的物理学家、1999诺贝尔物理奖得主盖拉德·达霍夫特(Gerard 't Hooft)提出了在我们能够直接接触的世界之外存在着更深层次存在的观点。《自然》杂志网络版在2003年1月8日撰文介绍了他的理论。

许多对现行量子力学理论不满意的科学家为解决这个问题曾经提出过不少理论,其中最著名的理论要数“隐变量”理论。但在上个世纪八十年代的一个实验结果否定了这种理论。

盖拉德·达霍夫特教授认为问题的关键是信息的丢失。他的理论认为在极微观 -- 普朗克尺度下,比原子核还小很多万亿倍的微观中存在着关于世界的全部信息。但是信息丢失得非常快,到了要对系统进行测量时,我们只有少得可怜的信息可以利用,就好象现在的考古学家对古巴比伦人所拥有的知识一样,我们只能说系统也许是怎样的。他说,与通常的观念相反,构建一个和量子力学的预言结果一模一样的决定论理论并不困难。

关于量子力学的这一争论的根源归结于量子力学中的非定域(Non-local)行为。量子力学认为对相关联的粒子系统中的任何一个进行测量或扰动能够瞬时地干扰到系统中的其它粒子,这种非定域现象被称为“量子纠缠”。它明显违反了相对论中的不存在超“光速”的推论。但是1997年的一个实验证实微观粒子的这种神秘联系确实存在,它是最近非常热门的量子夸时空传输研究的基础。在达霍夫特教授的理论中这种“量子纠缠”现象仍然存在,而且通过一种微妙的方式发生作用。

理论物理学家理查德·吉尔(Richard Gill)认为这一理论值得物理学家们给以关注。但同时他也悲观地指出因为普朗克尺度远远小于现今任何实验手段能达到的分辨率极限,对理论的实验检验可能永远都不可能,这一切对现代科学来说可能永远是个迷。

现代科学的很多理论如弦论,膜论等都推测存在其它的时空或者维度,同时也都认为从实验上验证这些时空的存在不可逾越的困难,主要原因是要验证这些需要粒子的能量非常高。在可预见的将来,人类依靠现代科学技术无从达到这样的能量。无独有偶,修炼界一直肯定存在其它的时空,而且在佛教道教的一些有关典籍中都有对这些时空的描述,只是这些描述离现代科学所用的语言来讲相差太远,不为现代科学所理解。修炼人借助天目就能看到另外的时空,将来修炼界会有很多具有这种能力的专家学者,也许能为熟悉现代科学的人们提供了解另外时空的契机。

参考文献

    http://www.nature.com/nsu/030106/030106-6.html
    Gerard 't Hooft, G.Determinism beneath quantum mechanics. Preprint xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/2). Talk presented at 'Quo vadis quantum mechanics' conference, Temple University, Philadelphia, September 2002.

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 楼主| 发表于 2007-2-28 14:41 | 显示全部楼层

续上文

第二章 历经苍桑的地球

本章简介

科学家通过对史前文化的研究,已对地球自身有了较为深刻的认识。史前文化表明,地球在漫长的历史长河中经历了多次灾难,甚至遭受毁灭性的打击。

科学家最近的研究结果表明,小天体与地球相撞,人类来不及防备。比如哈勒-勃普彗星1997年曾与地球擦肩而过,22NT7的小行星很有可能和地球相撞。小行星对地球的威胁有多大?地球外的生命与地球有什么相应关系,这些都是本章要讨论的问题。
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 楼主| 发表于 2007-2-28 14:42 | 显示全部楼层

2.1 科学家发现若小天体与地球相撞,人类来不及防备

国航空航天局22年国际空间发展会议,共同探讨彗星和小行星可能引发的核大战危机。

出席会议的科罗拉多彼得森空军基地美国太空运作指挥中心副主任西蒙.沃尔登(Simon Worden)将军认为大质量的小行星撞击倒不是目前主要的问题,他担心的是那些质量很小的小行星。沃尔登将军说,比如几万年前一个直径仅5万吨到一千万吨TNT当量的核爆炸。这些行星的撞击本身并不足以产生全球性的大灾难,但是对于住在方圆几十英里内人来说则有灭顶之灾。更为严重的是这些小行星撞击引起的爆炸很象核爆炸。如果这些事件发生在一些敏感地区就会引发一场战争。
               


来自位于科罗拉多大石城的西南研究院行星科学家克拉克.卡普曼(Clark Chapman)强调了来自彗星的威胁。与小行星相比,彗星更加行踪诡秘,它们可以悄悄潜入我们的太阳系。卡普曼说,比如哈勒-勃普彗星1997年曾与地球擦肩而过,它的质是引起恐龙毁灭的物体100倍。“它是一个庞然大物,在靠近地球的一年前才现。”卡普曼说,“如果它真与地球相撞,我们根本来不及防备。”

参考文献

   http://www.space.com/scienceastronomy/astronomy/nss_asteroid_020606.html

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 楼主| 发表于 2007-2-28 14:50 | 显示全部楼层

2.2 小行星引起科学家不安

据路透社22NT7是于本月早些时候被发现的,现在距地球六千六百万英里,它围绕太阳的公转周期是2.3年,并和地球轨道相切。

               

位于麻省的哈佛--史密苏年小型行星研究中心

(the Minor Planets Center of the Harvard-Smithsonian Center)的天文学家迪姆.斯帕尔( Tim Spahr )博士该日在电话里说,这颗小行星之所以如此引人注目是因为它的直径非常大,一颗直径在半英里左右的小行星就可以毁灭地球上四分之一的人口,而2002 NT7的直径有1.24英里。天文学家们告诉记者,从统计上来讲,每隔一亿年就会有一颗直径为六英里的小行星与地球相撞。

*在此隐去一段,有兴趣的网友请自己搜索网络,标题  《巨变中的宇宙》*

因为没有足够的数据进行轨道计算,科学家们发出公开请求,呼吁在全球范围内的所有天文观测站和专业人员都对2002 NT7进行监测。在今天,很多人都认为现代科技已经非常发达,但是美国航空航天局(NASA)喷气动力实验室的姚曼斯博士(Don

Yeomans)说,在广袤的宇宙中,要确定如此微小的物体的位置是一件极其困难的事。需要有尽可能多的天文学家一起进行几星期的观察与计算后,才能真正确定2万千吨炸药的小行星将会毁灭一个大洲。

很多人认为,预防小行星撞击地球引发的悲剧的办法是,分类观测这些具有潜在威胁的小行星。接着是建立一套微型卫星系统,密切观测具潜在威胁行星的动向,一旦证实小行星真的有威胁,可以提前拦击将其引离其飞行轨道,避开地球。但实际上对地球具有潜在威胁的小行星非常之多,而人类现有的观测手段又不能在真正面临灭顶之灾之前足够长的时间内作出确定的判断。其实历史上的很多毁灭性灾难都告诉人们, 天灾与人类的行为不无关系。人算不如天算,人类要想趋吉避凶, 最好的办法似乎不在于花功夫以高科技监测这些"天外来客",而在于真正提升自身的道德水准,

变得正直、宽容、善良,那么吉人就自会有天相。


[ 本帖最后由 天界的传说 于 2007-2-28 13:52 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2007-2-28 14:52 | 显示全部楼层
路透社供图:图中小行星的轨道正好与地球轨道相切,
直径1.24英里的2万千吨炸药,足以毁灭一个大陆 。

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 楼主| 发表于 2007-2-28 14:53 | 显示全部楼层
2.3 小行星的威胁有多大?

二○○二年九月六日,美国国家航空航天局(NASA)召集相关专家开会,探讨小行星和慧星可能给地球和人类造成大的威胁。

科学家们认为19英尺直径的陨石则可能摧毁新泽西大小的地盘中的所有生物。”加州大学的埃里克.阿斯方说。但造成的碎片和尘埃可能会遮挡阳光,给农业带来影响。如果这样的陨石落入海中,会造成海啸,掀起数百英尺高的海浪,淹没沿海地区的城市。

一般认为,越大的陨石撞击地球的可能性越小,但危害越大。科学家们相信一个六英里直径的小行星在6500年前撞击地球导致恐龙灭绝,并造成当时70%的生物死亡。英国塞尔福德大学的邓肯.斯蒂尔说:“我们不知道这样的事情什么时候会发生。”

唯一可制止的灾难?

但是科学家们还是很乐观,并相信小行星并不是最可怕的自然灾害。组织会议的阿斯方说:“如果我们能预知某颗危险的小行星,并设法(用火箭)改变它的轨道,那么理论上讲小行星将是唯一人类有可能制止的自然灾害。”目前科学家们已经开始用天文望远镜搜索、跟踪地球周围的小行星,以此来发现可疑的危险对象。

具有讽刺意义的是,阿斯方的设想虽然仍在理论上,但不是没有道理。看看那些来源于地球自身的灾害,火山、地震什么的,我们还真的没有什么办法制止。更有许多灾害和危险完全是人为因素造成的,比如环境的污染、工业废物和有害的化学、生物物质都不可能得到有效的控制。我们发展技术本来是想从中受益,但结果却是我们不得不同时承受自己一切成果所造成的恶果。难怪很多科学家开始怀疑并不断提出忠告:我们自己是不是什么地方错了?
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 楼主| 发表于 2007-2-28 14:55 | 显示全部楼层
2.4 一与地球玩猫和老鼠游戏的小行星靠近地球
               


国家航天局(NASA)22 AA29的小行星直径60米,以一种不寻常的马蹄形轨迹追踪地球,是第一颗以与地球几乎相同轨道围绕太阳运转的行星,但是从来没有超过地球过。这次它是先以一侧靠近地球,然后又以另外一侧靠近。

发现该小行星不寻常运行轨迹的美国国家航天局喷气

推动实验室的保尔·柯达斯说,“在某种程度上,地球与这颗行星就象一个圆形轨道上的两辆赛车。”“现在,这颗小行星在轨道上处于地球外侧比地球稍慢,我们地球超在前面。”

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 楼主| 发表于 2007-2-28 14:57 | 显示全部楼层
2.5 科学家认为寻找地外生命需要打破我们对生命认识的框框

探索地外的生命历来是人们非常感兴趣的课题。最近,随着火星上冰层以及太阳系外类太阳系的行星系统的发现,这一课题更加激起了科学家们的注意。据科学家们估计,银河系中大约有300亿个类似我们地球的行星。澳大利亚南威尔士大学的科学家查尔斯.来恩威福尔博士(Charles Lineweaver)和塔母拉.戴维斯(Tamra Davis) 博士估计,其中约1/3应该有生命存在,因此宇宙中存在生命的星球数量应该是相当可观的,找到地外生命应该不是一件难事。但是一些科学家认为要成功地找到地外生命,我们必须摒弃对生命认识的局限性。
               

肯.尼尔森(Ken Nealson)是南加州大学的地质生物学家

,他在许多寻找地外生命的方案设计中是个重头人物。他认为,要成功地寻找到地外生命,首先应该改变我们对生命的现有认识,突破我们在地球上所看到生命的框架。“我认为生物学家是寻找生命的最糟糕的人选,”尼尔森说,“因为他们对什么是生命最清楚,所以如果有生命与他们原先所认识的生命碰巧有所不同,他们就会漏掉。”                          

1976年,人类曾经从火星上采集土壤,然后用仪器检测希望找到一些微生物曾经存在的迹象,结果什么也没找到。尼尔森认为实验没有找到微生物的原因是我们套用了地球上生命的判据,这正是他在将来的探索中想尽力避免的:“我想说的是:‘不要再这样做了。’”

现在我们对地球上生命的认识也在变化之中。例如最近科学家们在爱达荷州的地下热井中发现了一种数量庞大的微生物群落,它们与太阳完全隔绝,靠采集岩石上的氢与二氧化碳组合来获取能量,与我们原先知道的生命很不相同。

尼尔森认为,大部分地球上生命的基本组成单元,诸如DNA, RNA,蛋白质等, 对于寻找地外生命都可能是失效的。所有这些都不是一个公平的办法。”他对生物学家的忠告是:“去寻找生命,但是不要用你们对生命已有的知识作为根据。”

位于加州的寻找地外生命研究所的行星科学家克里斯.契巴(CRIS CHYBA)持有类似的观点:“有多少种可能的方式能使得一些东西可以被称之为活的?仅仅是一种方式吗?仅仅是蛋白质/DNA方式吗?……我认为仅仅从观察地球上的生命我们不可能回答这些问题。我们需要其他生命的例子。”同时他认为,从地球上生命在很早就已经产生这个事实来推断,在银河系中应该存在其他的生命。

寻找地外生命研究所正在北加州建造巨大的亚伦望远镜阵列,用于寻找地外文明,它包含354年建成。

在修炼界,人们都知道,地外生命和另外空间生命的存在是活生生的现实。无数人的濒死体验,轮回转世例证和其它的超常体验都揭示了这一事实。那么为什么现代科学目前还找不到地外或者另外空间生命呢?一个关键问题是被观念障碍住了。修炼界讲信在先,悟在先,见在后。因为修炼人相信神佛的存在,所以神佛就可以显现给他们看。笔者从小生活在一个偏僻的山村,那时那里民风相对来说比较纯朴,村民们有的的确有机会经历许多超常的现象。科学家们现在已意识到生命可能有其它的存在形式,这无疑是破除旧观念的一个良好的开端。随着人们观念的普遍更新,其他的生命也许会有一天将展现在我们的眼前。

参考文献

    1. Lineweaver, C. H. & Davis, T. M. Does the rapid appearance of life on Earth suggest that life is common in the Universe?. Preprint(2002)
    2. http://www.space.com/news/cosmic_life_020129-1.html

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 楼主| 发表于 2007-3-10 16:38 | 显示全部楼层

续上文

第三章 发生在太阳系的巨变

本章简介

太阳系近期也呈现了少有的剧烈变化。2002年7月,太阳发生了剧烈的爆炸。

22年11月17日至19日,21世纪最壮观的狮子座流星雨出现。“五星联珠与改朝换代”鲜有的天文现象预示着人间将发生巨大变化?!小行星则在地球围绕太阳运转的轨道内已悄然漫行。土星周围又发现一颗新卫星,而云罩土星的卫星“泰坦”则露出拥有生命的迹象。天文新发现:海王星出现3 颗新卫星。一奇异彗星已经驰入太阳系,是友好朋友还是不速之客?科学家质疑光速不变原理也将成为历史。

本章将展现一个丰富多彩,令人目不暇接的巨变中的太阳系。
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