3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

人類的眼界

從古至今,人類中的一些精英學者都一直在研究宇宙的相關問題。比如:我們國家在春秋戰國時期,有一位著名的學者叫做屍佼,他有一本著作叫做《屍子》,在這裡面記載著這麼一句話:

上下四方曰宇,往古來今曰宙。

意思是:

  • 宇宙的“宇”代表:空間
  • 宇宙的“宙”代表:時間

這其實是非常深刻的宇宙觀,而且也已經算是比較接近於目前科學的認知。不過,中國學者對於宇宙的認識在整個漫長的2000年歲月裡也停留在了這個水平。

西方的學者一開始可以拿得出手的宇宙觀是地心說。這是一個很嚴密的數學模型,在托勒密手裡大功告成的。在這理論體系中,人類(地球)是絕對的宇宙中心,這也非常符合宗教的宇宙觀。於是,這套理論流傳了1000多年。

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

後來,到了文藝復興時期,有個叫做哥白尼的,他認為托勒密的日心說太繁瑣了。於是,提出了日心說,但一開始並沒有掀起什麼波瀾,因為當時的人幾乎是看不懂的。

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

但是在伽利略和開普勒的努力之下,日心說最終戰勝地心說,但此時的日心說已經完全不同於哥白尼的日心說,日心說在開普勒手裡得以發揚光大,他也被稱為天空立法者

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

日心說的完善,也宣告了人類地位的一次下降。從此,人類所在的地球不再是宇宙中心,而是太陽系中平凡無奇的行星,還是比較小的那顆。不過,更糟糕的是,牛頓橫空出世,他提出萬有引力定律,一舉把宇宙從太陽系中解脫了出來,從這時起,

人類的地位再一次下降。因為太陽都不是宇宙中心,而是宇宙中平凡無奇的一顆恆星,宇宙中類似於太陽這樣的恆星比比皆是,而地球就更不用說了。

牛頓的宇宙是一個無限大的宇宙,這樣宇宙處處都是中心,處處引力都達到平衡,也就會出現宇宙在引力作用下往中心收縮的情況。

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

當然,這還不是最糟糕的,在學者們以為牛頓的宇宙已經是宇宙的終極形態時。結果,許多人跳出來質疑。但是,隨著科學技術的進化,科學家發現,我們的目光還是太狹隘。

首先,受到原本觀測所限,我們原本只能觀測到可見光波段,而當射電天文學發展起來,我們才知道可見光波段是如此狹窄,還有遠比可見光波段要寬得多的波段等著我們去觀測,它們所對應的世界要大得多的多,而人類所在的地球是如此的渺小

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

暗物質與暗能量

但這還沒有到達終點,人類還要繼續吃眼界太小的虧。這是因為,科學家發現,宇宙中還存在著兩種神奇的物質。其一,就是科學家發現星系周圍的恆星跑得都比理論快。

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

就拿太陽系來說,太陽按照引力計算應該是160km/s繞著銀河系質心運動,而實際觀測的結果卻是240km/s。

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

這樣的現象十分普遍,在目前我們觀測到數以萬計的星系中,也只觀測到兩個星系沒有出現這種情況。那到底是咋回事呢?

進一步地分析發現,宇宙中應該出現著一種物質,它不參與電磁相互作用,只參與引力作用。為什麼這麼說呢?

這是因為在宇宙中一共存在四種作用,強相互作用,弱相互作用,電磁相互作用和引力。而強相互作用和弱相互作用是原子核內的力,是塑造原子核和原子的作用力。而引力其實就是使得物質彼此吸引的力。我們生活的本質上都是電磁相互作用。

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

我們觀測的技術,本質上也是一種電磁相互作用,大概過程是這樣的,當遠方出來光子時,這些光子進入我們的眼睛或者觀測設備,與眼睛或者觀測設備發生電磁相互作用,這時候我們就能看到它了。因此,這個物質是不發光的,或者更嚴謹地說是不參與電磁相互作用的。於是,科學家把這個物質命名為暗物質。而且通過計算,我們可以得知暗物質比目前已知物質的總量大5倍左右。

也就是說,人類再一次被我們的“肉眼”所矇蔽,人類花了2000多年的時間只看到了宇宙的20%,人類的地位變得更加渺小

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

但這還不是最糟糕的,更糟的是,科學家在1998年發現宇宙正在加速膨脹,觀測的兩支團隊的負責人在2011年獲得了諾貝爾物理學獎。

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

他們的發現預示著宇宙中存在著一種物質,這種物質促使著宇宙在加速膨脹。由於這個物質和宇宙空間大小有關。於是,它也被稱為真空能,或者暗能量

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

通過宇宙微波背景輻射的研究,科學家可以計算出宇宙中暗能量的比例,結果同樣令人震驚,宇宙中的暗能量遠遠大於暗物質和已知物質的總和。也就是說,最終科學家發現,我們一直以來所看到的物質只佔宇宙總物質量的不到5%。

3000年宇宙探索史,人類從“宇宙中心”墮落到“被忽略不計”

可以說,人類在對於宇宙的探索過程中,真的應了那句老話:

知道得越多,發現自己不知道得越多。

而以上也僅僅是如今的觀測水平和理論讓我們知道的一切,大概率來說,宇宙可能要遠比我們現在想象得要大得多,而人類在宇宙當中其實是微乎其微的,完全是可以忽略不計的存在。


分享到:


相關文章: