天文學界的未解之謎, 揭開任意一個, 或可帶領人類進入新時代

未解之謎是驅動力

如果一門學科沒有未解之謎,就不能稱之為學科。畢竟,未解之謎是研究的方向。19世紀末,學術界出現了一頭大牛開爾文他曾經在一次報告會上提到兩個籠罩在物理學上的烏雲。一個是乙醚,另一個是黑體輻射。

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這位名震江湖的學者一點都沒有看錯,這兩個“未解之謎”直接在20世紀初擊垮了整個經典物理學,“乙醚”直接催生了相對論,而“黑體輻射”催生了量子力學。他們拓寬了物理學的邊際,分別在小尺度上,和大尺度上打開了全新的世界。

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天文學上的兩朵“烏雲”

所以如果你想問今天在物理學和天文學上的烏雲是什麼?

其實,答案很簡單,但也有兩個:暗物質和暗能量你為什麼這麼說?

這是因為人類已經忙碌了一個世紀,終於發現,只有大約4%的宇宙可以被自己觀測到。

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那我們為什麼會得到這樣的結果呢?

實際上,這與天文學中的三個問題有關。20世紀,天文學家在這三個問題的研究上邁出了一大步。但與此同時,科學家突然發現,當我們知道更多的時候,我們會發現我們知道的更少。

天文學的三個哲學問題

實際上,天文學的研究只有三件事:我們是誰?我們從哪裡來?我們要去哪裡?

如果你看一眼,你會是老警衛的。”哲學三題"?

但實際上,在天文學研究中,它們都是模型。每一個模型都是以“生、老、病、死”為研究對象,即涉及進化。例如,科學家將研究宇宙的“生命、年齡、疾病、死亡”,即標準宇宙學模型。

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《我們是誰》實際上探討了人類在宇宙中的地位?

這個問題伴隨著人類文明的演進。最早的地心說,認為地球是宇宙的中心,後來的日心說。

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在現代,科學家們發現我們實際上是在一個叫做“銀河系”的星系中,宇宙中有無數的星系,即使我們看到天空中最黑暗的部分,也有成千上萬的星系。後來,隨著我們的進一步研究,我們發現宇宙中仍有大爆炸留下的餘熱。它以電磁波的形式傳播,成為宇宙的背景輻射。因此,我們稱之為宇宙微波背景輻射因為宇宙微波背景輻射可以讓科學家更深入地瞭解我們在宇宙中的位置。

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“我們從哪裡來?”“我們要去哪裡?”和諧是對宇宙起源和演化的研究,它實際上包括了宇宙的未來。

自1915年廣義相對論問世以來,20世紀科學家們對大爆炸理論進行了逐步的改進。這個理論讓我們知道,今天的宇宙起源於138億年前的一次大爆炸。

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與此同時,科學家們正在改進138億年。宇宙怎麼了?

但我們需要知道的是,大多數天文學研究都是基於光學原理的。那是什麼意思?

宇宙中有四種作用:引力、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用。強相互作用和弱相互作用主要發生在核水平。引力是物質之間的引力。

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也就是說,在我們的日常生活中,除了重力,我們所受到的所有“力”都是電磁力。我們看到的東西,和支持,彈性本質上是電磁力。因此,當科學家觀察宇宙時,他們也使用電磁力。

但是當我們用電磁力來觀察的時候會有一個很大的問題。是光子傳遞電磁力。換句話說,在光子不到達或不與光子相互作用的地方,我們看不到它們。

在宇宙誕生前的38萬年裡,光子和其他粒子聚集在一起,沒有辦法擺脫它們並傳播它們。因此,我們無法真正瞭解宇宙前38萬年的歷史。這實際上是天文學的另一個暗雲。但幸運的是,我們知道路,雖然光是有限的,但引力波不是。換句話說,如果我們能探測到大爆炸開始時的引力波,我們也能瞭解宇宙最初38萬年的歷史。

然而,從人類觀測設備的角度來看,人類只有通過觀測大尺度天體的合併才能產生引力波。要探測原始引力波還有很長的路要走。

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除了我們宇宙誕生前的38萬年外,事實上,人類對宇宙的未來知之甚少。根據目前的理論,引力和斥力支配著宇宙未來的演化。根據20世紀科學家的發現,我們知道,提供引力的不僅僅是可見物質,實際上是暗物質,暗物質才是真正的力,而產生排斥的是暗能量目前,它主宰著宇宙,使宇宙處於加速膨脹的狀態。

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它們不參與電磁相互作用,所以我們對“暗物質”和“暗能量”知之甚少。它們是宇宙絕對未來的關鍵因素。因此,我們說今天天文學上的兩個黑雲是暗物質和暗能量。只要我們理解暗物質和暗能量,我們就能理解宇宙的終結。

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人類的未來

除了這些“終極問題”,我們上面所說的實際上是一個大規模的大事件。天文學家也很關注許多與人類有關的科學研究。其中,在小範圍內,“我們要去哪裡”實際上指的是尋找地球以外的人類家園。

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因此,科學家們一直在努力尋找外星文明、類地行星和宜居帶模型。這些研究無疑指向“人類的未來”。在這些領域也有許多謎題。

因此,今天的天文學充滿了各種各樣的“未解之謎”。我們的旅程是星海,但星海太大,有太多超出我們理論的事件。這些事件是人類天文學的推動力。



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