Ⅰ 一些科学家对霍金的评价~~急!!
J:霍金的理论对哪些人有影响?
吴:我认为他的理论只有对追求终极意义有兴趣的人才有意义。阅读了解霍金的理论,才能满足这种人的好奇心。霍金的研究成果还对哲学界和神学界有很大的影响。比如宇宙创生的问题,解释了一直以来哲学界想解释的问题“我们从哪里来”,也就是“第一推动的问题”,同时,它否定了上帝的存在,这是对神学界一个大的冲击,为那些渴求了解形而上问题的人们提供了一种非常新的视角,那就是科学的视角。在霍金的宇宙论诞生前,人们还无法在科学上诠释世界从何而来的问题。现在,霍金的理论解释了宇宙如何诞生。
或许可以这么说,霍金对科学的好奇心击败了卢伽雷病对他身体的侵害
J:医生在霍金21岁时宣布他得了ALS病,这种病被称为卢伽雷病或运动神经细胞病,医生说霍金只有一两年时间可以活。但几十年过去后,他一直活着,继续着他的物理研究工作,你觉得主要是什么原因呢?
吴:首先是因为他有非常坚强的意志,极强的生命力,使他得病的两年后,他并没有死去,还和一个非常好的姑娘定婚了,并且继续攻读博士学位;其次,他一直得到非常好的治疗和照顾。
J:你觉得作为科学家的霍金与作为普通人的霍金有什么区别?
吴:作为普通人,他热爱美食和旅游。作为普通人中的残疾人,他的身体状况非常糟糕。很多年前就非常糟糕了,而且每况愈下。自1985年因肺炎切开气管之后,霍金的上呼吸道完全不工作,呼吸全靠气管切口。切口需要随时保持湿润,以防感染。经常还须从切口吸痰,那种痛苦是常人无法体验到的。拔出咽喉呼吸切口的管子时,他紧皱眉头,面部表情痛苦。每天晚上睡觉时,每40分钟他都要被翻一次身。每次坐长途飞机时,他必须吸氧。他承受了常人所无法承受的痛苦,他已经经过了好几次生死搏斗,比如1985年,他差点死了;2004年他得了一场大病,别人又以为他要死了,但他还是活了下来。最开始,他旅行的贴身护理只有一人,2001年是3个护理,后来是5个护理。现在,他只有几根手指与眼皮能动,别的器官不能挪动。
2002年,霍金来华时,他还能用左手操纵轮椅开关,现在已经做不到了。他的轮椅非常重,有140公斤。这次来北京他随身带有3个大包,其中包括吸痰器和急救物品。
他无法开口说话,只能通过轮椅上的特殊装置来表达。他的轮椅上有一个电脑屏幕,他的话语便是显示在电脑屏幕上的字句。
一些常用的问候语和26个字母出现在他轮椅电脑屏幕的最上端。如果霍金选择最常用的问候语,只需动一动眼睑部位的肌肉。他额头上的红外传感器捕捉着眼睑部位肌肉的微小动作,就可将问候语选出。但是若要组句,则先选第一个词的第一个字母,选定之后,屏幕会将以此字母为首的所有词汇,一行一行地显示出来,霍金锁定要选取的那个词的所在行,再从该行中,一格一格地走到那个词。选定之后,这个词就跳到屏幕下方,如此重覆下去,直到组成句子。当一个句子完成,最后,他再用手按语音合成器,发出标准的美式英文。扬声器发出的语音毫无抑扬顿挫。
他说话幽默,虽然坐在轮椅上,但思维异常灵敏,与外界的沟通丝毫不成问题。他在不同的场合知道恰如其分地作出反应。
作为普通人,我认为如果霍金不是作研究的话,他可能也活不了那么久。还好,他是一个科学家,他还有自己的研究工作。
J:是不是他对物理科学的强烈热爱最大限度地激发了他的生命力?
吴:或许可以这么说,他对科学的好奇心击败了卢伽雷病对他身体的侵害。这是他最异于常人之处,也是他作为一个科学家的命运。
吴忠超博士是霍金的华人弟子。
此外国际数学大师霍金的好友丘成桐评价霍金:他是生活的斗士,他的武器是乐观和倔强,只要自己觉得能做的事决不让别人做。
霍金同事索恩评价霍金:他是宇宙中最倔强的人,当他得知自己换上ALS后,他开启了一种全新的研究方式,这是常人无法企及的。
Ⅱ 斯蒂芬·威廉·霍金的人物评价
我是一个乐观的、浪漫的,并且顽固不化的人。(霍金自我评价)
我还有很多事情想做,人如果什么梦想都没有,就等于死亡。(霍金自我评价)
霍金最吸引我的特质是他对科学真理的不懈追求。(浙江工业大学教授吴忠超评)
人们追随霍金,固然有他身体缺陷所带来的‘残缺美’,但我更相信,这是他学术思想魅力导致的结果。(中科院物理所硕士生黄映洲评)
史蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日—2018年3月14日),出生于英国牛津,英国剑桥大学应用数学与理论物理学系物理学家,着名物理学家、宇宙学家、数学家。霍金毕业于牛津大学、剑桥大学,1979年至2009年任卢卡斯数学教授,后为荣誉卢卡斯数学教授(牛顿曾任此职,是人类历史上最伟大的教授职位)。
霍金是继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家和当代最伟大的科学家,人类历史上最伟大的人物之一,被誉为“宇宙之王”。他的代表作品有《时间简史》、《果壳中的宇宙》、《大设计》等。
2015年7月20日,史蒂芬•霍金启动了人类历史上规模最大的外星智慧生命的搜索行动。2016年1月,史蒂芬·威廉·霍金获得卢德奖。
Ⅲ 评价一下霍金
史蒂芬•威廉•霍金(英文名Stephen William Hawking) ,1942年1月8日在英国牛津出生[1],曾先后毕业于牛津大学和剑桥大学,并获剑桥大学哲学博士学位。英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家 霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才,也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。患有肌肉萎缩性侧索硬化症的他,在轮椅上坐了39年,近乎全身瘫痪,不能发音,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。但1988年仍出版《时间简史》,至今已出售逾1000万册,成为全球最畅销的科普着作之一。被誉为“在世的最伟大的科学家”“另一个爱因斯坦”“不折不扣的生活强者”“敢于向命运挑战的人”。
相关作品
《时间简史续编》 是宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以睿智真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授
的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的人性。该书本来就不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。对于非专业读者,本书无疑是他们绞尽脑汁都无法真正理解的,只能当科幻小说看。
《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚拟空间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和人的生存方式及进化原理作出了独到的见解。
《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来,量子(他个人认为这只是研究理论物理目前的最小单位)理论的基本原理在70年前也已出现,然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗?世界上最着名的两位物理学家就此问题展开一场极端与极端的辩论。本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。
《未来的魅力》本书以史蒂芬•威廉•霍金预测宇宙今后十亿年前景开头,以唐•库比特最后的审判的领悟为结尾,介绍了预言的发展历程,及我们今天预测未来的方法。该书文字通俗易懂,作者在阐述自己观点的同时,还穿插解答了一些饶有有趣的问题。
《果壳中的宇宙》该书是霍金教授继《时间简史》后最重要的着作。霍金教授在这本书中,再次把我们带到理论物理的最前沿,在霍金教授的世界里,真理和幻想有时只是一线之差。霍金教授用通俗的语言解释提示我们对宇宙的展开充分的想象,并以他独特的热情,邀请我们一起展开一场非凡的时空之旅。
《时间简史——从宇宙空间大爆炸到黑洞》(1988年撰写)这本书是霍金的代表作。作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,"世界"之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。
在这本书中,霍金将试图勾勒出我们心目中的宇宙历史——从大爆炸到黑洞,并有机结合各类宗教学理论。在第一讲里,他将简要地回顾过去关于宇宙的构想,并说明我们是如何得到目前的图像的。这或许可以称之为宇宙史的历史。
第二讲将解释牛顿和爱因斯坦的两种引力理论何以得出这样的结论——宇宙不可能是绝对静止的,它不得不或是膨胀,或是收缩。而这又意味着,在前200亿年到前100亿年之间,必定有某一时刻,那时宇宙的密度为无穷大或是脱离了某个空间,这就产生了所谓的大爆炸。它极可能就是宇宙的开端。
第三讲将谈谈黑洞。黑洞是当某个巨大的星球,或者更大的天体,受其自身引力吸引而自行塌缩(塌陷并紧缩)时形成的(另一种猜测:黑洞是脱离了某个集合空间中的某一元素)。综合感性的哲学理论,“任何事物在时间和空间的洗礼下必将从一个极端走向另一个极端”,这可能正是白洞产生的原因。根据爱因斯坦的广义及狭义相对论,宇宙中可能存在无数黑(白)洞,(也可能我们存在的世界正是黑(白)洞的某一分支)。而有关他们的历史,可能是某一领域的终结,也或许只是一个新的开始,因为知识领略得越多,越发现自己知道的只不过是冰山一角。广(狭)义相对论是经典理论(因为这个世界不存在绝对的理想状态),包括量子力学的不确定原理。
第四讲将讲述量子力学如何允许能量从黑洞泄漏出来。黑(白)洞并不像人们所描绘的那样可怕。
第五讲将把量子力学思想应用于大爆炸和宇宙的起源。这就得出了这样的设想:时空可能在范围(维)上有限,但没有边缘。这或许类似于地球表面,但它多了两维。
第六讲将说明这个新的边界条件如何能用现有的知识结构解释这个问题:尽管物理学定律是时(空)间对称的,但根据化学理论中的微观粒子守恒,任何物质(包括真空状态等),即使是“最”稳定的,也会在本质上发生“相对微小”的变化(具体解释请见化学领域的微观粒子(带电粒子的绕核“行星”运转)。
最后,第七讲将讲述我们正如何试图找寻一种统一的理论,如何能把involve量子力学、引力(etc.)的物理学及其他学科(“包括”很智慧地谈到“人”有不灭灵魂的宗教学)真正大一统地联系成一“片”知识的“海洋”。如果我们做到了这一点,我们也许就能真正理解了宇宙(involve natural power),以及我们在其中的位置。
Ⅳ 如何评价霍金
根据网络有关霍金资料对霍金的评价是这样的:
史蒂芬·威廉·霍金是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,出生于伽利略逝世三百周年纪念日,剑桥大学数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家。荣获英国剑桥大学卢卡斯数学教席,这是自然科学史上继牛顿和狄拉克之后荣誉最高的教席。
70年代他与彭罗斯一道证明了着名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最着名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。
霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一。他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡斯数学教授。
Ⅳ 对霍金的评价
1、我是一个乐观的、浪漫的,并且顽固不化的人。(霍金自我评价)
2、我还有很多事情想做,人如果什么梦想都没有,就等于死亡。(霍金自我评价)
3、霍金最吸引我的特质是他对科学真理的不懈追求。(浙江工业大学教授吴忠超评)
4、人们追随霍金,固然有他身体缺陷所带来的‘残缺美’,但我更相信,这是他学术思想魅力导致的结果。(中科院物理所硕士生黄映洲评)
5、他是一位杰出的科学家,他出众的才华和幽默感将继续为世界各地的人们带来勇气和希望。(霍金的子女在父亲去世的声明中评)
6、他的杰出之处在于,以及他给我的启发是,当我20岁读他的着作《时间简史》的时候,我真切地感受到物理的美妙,他让我相信我们是可以去理解宇宙奥秘的,并且这将是一件美好的,值得享受的事情。(英国物理学家,曼彻斯特大学粒子物理学教授布莱恩·考克斯评价)
7、霍金先生是一位杰出的科学家,也是一位长期与疾病作顽强斗争的斗士,为科学为人类作出了巨大贡献。霍金先生生前曾三次来华,中国领导人曾会见他,中国科学家和科学爱好者们也同他进行过愉快的交流。
霍金先生关心中国的发展建设,对中国的科技进步也给予了很高的评价。霍金先生还十分喜爱中国文化,正是在他的强烈坚持下并通过助手的帮助,他最终登上了中国的长城。我们对霍金先生不幸去世表示哀悼和惋惜,向他的家属表示慰问。我相信,霍金先生和他作出的贡献将被永远铭记。(外交部发言人陆慷评)
(5)印度人怎么评价霍金扩展阅读:
斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生于英国牛津,出生当天正好是伽利略逝世300年忌日。父亲法兰克是毕业于牛津大学的热带病专家,母亲伊莎贝尔1930年毕业于牛津研究哲学、政治和经济。
1942年1月,纳粹德军几乎夜夜不停地轰炸英国伦敦。这迫使霍金一家搬离海格特的家园迁到牛津避难。他们在霍金诞生后又回到了伦敦。童年时的霍金学业成绩并不突出,但喜欢设计极为复杂的玩具。据说他曾用一些废弃用品做出一台简单的电脑。
Ⅵ 史蒂芬霍金的宇宙观,
从大爆炸到黑洞-史蒂芬·霍金的宇宙观
(一)楔言
圣经说:上帝创造了宇宙。
当代物理学家说:宇宙从大爆炸中诞生。
梵蒂冈说:大爆炸理论符合圣经。
史蒂芬·霍金说:大爆炸和黑洞是不可避免的宇宙奇点。
史蒂芬·霍金说:黑洞并不黑,它不仅看得见,而且是白炽的。
史蒂芬·霍金说:在经典物理框架中,黑洞越变越大,但在量子物理框架中,黑洞因辐射而越变越小。
史蒂芬·霍金说:大爆炸到黑洞的周而复始,便是宇宙创生与毁灭并再创生的过程。因而上帝对宇宙的贡献消失殆尽。
史蒂芬·霍金与照顾他十几年并且笃信天主教的妻子离婚。
有人说史蒂芬·霍金是继爱因斯坦之后最伟大的天才,也有人说他是疯子。
史蒂芬·霍金是谁?
(二)史蒂芬·霍金
史蒂芬·霍金是英国理论物理学家,他的生日是1942年1月8日,这一天刚好是伽利略三百周年的忌日。1959年,17岁的霍金开始就读与牛津,并在剑桥跟随导师邓尼斯·西阿玛作博士论文。
然而就在这时,霍金被诊断患上一种叫做"肌肉萎缩性侧面硬化症"的疾病,这种病至今仍不能治愈乃至于控制它。史蒂芬·霍金最终只能永远坐在轮椅上并且失去了语言能力,一切生活完全依靠他的妻子简·瓦尔德照顾。但这位据称全身只有三个手指能动的残疾人,却依靠惊人的毅力,完成了一系列惊人的关于大爆炸和黑洞的理论,对量子物理作出了巨大的贡献,将宇宙伟大而神秘的背景展现给世人。他被广泛尊崇为继爱因斯坦之后最杰出的科学家。1974年,霍金被授予"剑桥卢卡逊数学教授"一职。
在就职典礼上,霍金十分费力地将名字签在名册上,而这本名册最前页的签名便是-伊萨克·牛顿。
霍金对物理学的毕生贡献便是证明了,在经典物理的框架中,大爆炸和黑洞是不可避免的,黑洞将越变越大;而在量子物理的框架中,黑洞却因为辐射越变越小。大爆炸和黑洞奇点不仅被量子效应所抹平,而且宇宙正是起始于此。霍金对科普的贡献则在于,他写了一部脍炙人口的读物-《时间简史》,该书荣登畅销书榜达一百多周,先后被译成三十三种文字,售出五百五十万册以上。
本文将以《时间简史》为主线,介绍史蒂芬·霍金的学说。
(三)我们的宇宙
宇宙是无比的神秘,以致于当每一个人抬头仰望星空的时候,他都会不禁想了解繁星点点的背后到底隐藏着什么。我们的祖先认为"天似苍穹,地如棋秤",而古印度人的祖先认为大地是驮在一只大象的背上。
在公元前340年,古希腊哲学家亚里士多德在他的《论天》一书中,阐述了以下观点:一、月食是由于地球的影子投到月球上所致。
二、由于月食时看到的地球的影子总是圆的,可以推断地球应该是一个球体,而不是圆盘状。三、地球是宇宙的中心。太阳、月亮、行星和其它恒星分别附在八个天球上,以完美的圆形轨道绕地球旋转。
基督教将亚里士多德的理论完全接纳,认为与《圣经》的宇宙观一致,符合上帝创世的理论。这个宇宙模型的最大优点,就是在最外层的恒星天球之外,为天堂和地狱留出了空间。
1514年,教士尼古拉·哥白尼提出了"日心说",认为太阳静止地位于宇宙的中心,而地球和其它的行星围绕着太阳作圆周运动。由于害怕教会的迫害,哥白尼只能秘密地传播他的学说。后来,伽利略观测木星时,发现木星的几个行星围绕着木星旋转,这表明其它星球不一定围绕着地球旋转。继而开普勒修正了哥白尼的理论,用椭圆轨道取代了圆周轨道,使其很好的符合观测结果。他们的公开支持,最终宣告了亚里士多德学说的终结。
1687年,伊萨克·牛顿出版了举世闻名的《原理》。在书中提出了着名的万有引力定律。《原理》一书解决了物体如何在空间和时间中运动的问题。
人们利用他的理论,甚至可以精确地计算星球运行的轨道。
但是问题又出现了。根据万有引力定律,星球间总是相互吸引的,它们似乎不能保持大尺度上的相对静止,而终将落到一起。牛顿也意识到了这点,他解释说:如果有限颗行星分布在一个有限的区域中,这种情形的确会发生。但如果存在无限颗行星,均匀的分布在无限的空间,这种情形就不会发生,因为这时引力分布是均匀的,不存在任何一个使它们聚集的中心。
其实这是我们所经常遇到的一个理论陷阱。实际上在一个无限的宇宙中,每一颗恒星都可以看作是一个中心,因为在它的每个方向上都有无限多颗恒星。正确的方法应该是:先考虑有限空间的情形,恒星会坍塌到一起。在这个区域外均匀地加上更多的恒星。按照牛顿定律,这些加上的恒星对原先的区域没有什么影响,所以恒星还是会落到一起。我们任意地加上更多的星体,愿意加多少都可以,它们总是会坍缩到一点。换言之,宇宙的局部区域总是不均匀的,应该出现局部性的坍缩,并且这种趋势会逐渐扩大。而观测到的结果并不存在这种情形。
于是我们遇到了一个不小的问题:无限静态的宇宙不存在!
(四)奥伯斯佯谬
静态宇宙的观念是如此之强,以致于那些意识到引力理论导致宇宙不可能静态的科学家们并没有提出宇宙在膨胀,而是试图去修正他们的理论。甚至爱因斯坦于1915年发表其广义相对论时,还非常肯定宇宙是静态的。因此他不得不在他的方程中引进一个所谓的宇宙常数来进行修正。他引入一个"反引力",这个力是无源的,是空间-时间结构所固有的。他宣称,空间-时间内在膨胀的趋势,刚好可以平衡宇宙间各物质的相互吸引,结果形成了静态的宇宙。这个理论在以后被爱因斯坦称为是"一生中最不可原谅的错误"。
对于无限静止的宇宙首先发难的通常归功于德国哲学家亨利希·奥伯斯。1823年,他提出了着名的"奥伯斯佯谬"。他指出,如果宇宙是无限静止的和均匀的,那么观察者每一道视线的终点必将会终结在一颗恒星上。那么我们不难想象,整个天空即使是在夜晚也会象太阳一样明亮。有人提出反驳:远处恒星的光线被它经过的物质所吸收而减弱。其实这看似有理的反驳是站不住脚的,因为吸收光线的物质将最终被加热到发出和恒星一样强的光为止。无限静态宇宙只有一种情形能避免夜空象白天一样明亮,那就是:恒星不是在无限久远以前就开始发光。在这种情形下,光线所经过的物质尚未被加热,或者远处的恒星光线尚未到达地球。我们于是又面临着一个问题:是什么使恒星第一次发光?这就是人类探索了无数世纪的问题--宇宙起源。
1781年,哲学家伊曼努尔·康德在他的里程碑式的着作《纯粹理性批判》中,深入的辨析了宇宙在时间上有无开端、空间上有无极限的问题,他称这个问题是纯粹的二律背反(即矛盾)。他论证道:如果宇宙没有开端,则任何事件前都必有无限的时间,这是荒谬的;而如果宇宙有一个开端,那么宇宙开端前是什么时间呢?康德认为正反两方面都存在令人信服的论据。事实上他的论证基于了一个隐含的假设,即不管宇宙是否存在了无限久,时间都可以无限地倒溯回去。但即将谈到的大爆炸学说将让我们理解:在宇宙开端之前的时间概念是没有意义的。
(五)宇宙在膨胀
20世纪的天文学家们利用恒星的光谱来研究恒星。由于每一种元素都有其特定的吸收谱线,使科学家们得以从恒星光谱分析出恒星的组成元素及温度。科学家们在研究这些光谱时发现了一个奇特的现象:所有光谱的线族都向光谱的红端移动了相同多的量。这意味着什么呢?
我们都有如下的经验,当鸣笛疾驶的汽车朝我们开过来的时候,笛声是高亢刺耳的;当车远离时,声调则变得低沉,这是因为声音的频率变高和变低所造成的。这个描述速度与频率之间关系的多普勒效应是不难理解的。光是电磁波,低频率出现在光谱的红端,而高频率在蓝端。光谱向蓝端移动,表明我们接收到的恒星的光波频率变高,这意味着恒星在向我们而来;如果光谱红移,则说明恒星离我们远去。
这里不得不提到一位伟大的人物--埃得温·哈勃。1924年,他通过观测证明了我们的星系并不是唯一的星系,他还算出了星系间的距离。
在做了大量的观测之后,他对这些星系的光谱进行了分类和统计。人们预料会发现与红移一样多的蓝移光谱,然而,哈勃的发现令所有的人跌破了眼睛--几乎所有的星系光谱都是红移的,而且红移的量也极有规律,与星系离开我们距离的平方成正比。也就是说,星系离开我们远去的速度与离开我们的距离成正比。星系越远,则离开我们的速度就越快。
人们惊讶地发现:宇宙在膨胀!
星系相对于地球的远离速度是如此的完美,以致于地球似乎又成了宇宙的中心,难道我们又退回到亚里士多德的理论了吗?其实不然。首先我们通过计算可以得出,物质的密度与距离的尺度无关,天体在大尺度上的分布非常均匀,天文观测也越来越证明了这一点。其次,通过伽利略变换(不同坐标系之间运动的变换)不难得出,在宇宙的任何一点都会看到,其它的星体在离该点远去,并且远去的速度和距离的平方成正比。这就象一个吹涨的气球,球上的任意两点都在相互离去,并且两点间的距离越大,它们彼此远去的速度就越快,但没有任何一点可以看作是膨胀的中心,事实上膨胀是非常均匀的。因此我们得出:"在宇宙中没有特殊的位置。每一个观察者看到的现象都是一样的。"这被称作"哥白尼原理"。
(六)三种宇宙模型
宇宙在膨胀是20世纪最伟大的发现之一。这个发现使人类几千年的宇宙观在仅仅不到半个世纪的时间里,发生了翻天覆地的变革。这些变革的新观念几乎是让人目瞪口呆的。以我们现在的知识来观察发现宇宙膨胀之前的宇宙观,我们将会发现之间的对比犹如静态宇宙观比之于地心说一样强烈。人们惊讶地发现,这个看似熟识的宇宙依然陌生。
宇宙将如何膨胀呢?膨胀下去的结果又将怎样呢?
1922年,当爱因斯坦仍在努力寻求广义相对论中平衡宇宙收缩趋势的引力常数时,前苏联数学和物理学家弗雷德曼却在广义相对论的基础上提出两个观点,即不论我们在宇宙中的任何地点观察,也不论我们向宇宙中的任何方向观察,宇宙看起来都是一样的。他指出,仅从这两个观念出发,我们就应该预料到宇宙不是静态的。他基于此建立的宇宙模型与后来哈勃的观测完全一致。
弗雷德曼模型有两个解。一个解是当宇宙膨胀得足够快时,引力仅仅使膨胀变得缓慢一点,而不能使之停止,宇宙将永远地膨胀下去;另一个解是宇宙膨胀得足够慢,以致于引力使膨胀最终停止,宇宙将收缩,并在星际间的引力作用下发生大挤压。也可以认为有第三种解,那就是宇宙的膨胀速率刚好快到可以避免坍缩。它与第二类解的不同之处在于,第三类解的宇宙是平坦的,而第二类解的宇宙是象拱形一样弯曲的。第三类解其实就是第二类解的特例。这两种解的宇宙,模型都是无限的。
而在第一类解中,我们看到了奇异性——宇宙在空间上不是无限的,并且是没有边界的。在这里笔者并没有写错,这种宇宙情形可以用我们的地球来帮助理解。地球的表面是没有边界的,但体积却是有限的,只不过地球表面是二维的,而宇宙空间是三维的。第一类宇宙模型的引力是如此之强,以致于空间被折弯而绕回到自身。
这的确是一个科幻小说的好题材,一个人绕宇宙旅行一周后又回到了出发点。然而霍金告诉我们:“这实际上并没有多大意义,因为一个人还没有来得及绕一圈,宇宙已经坍缩到了零尺度。你必须旅行得比光波还快,才能在宇宙终结之前回到你的出发点——而这是不允许的!”
对于时间来说,这类解也是有限的,而且它有开端和终点,如同一条绳子的两端,也就是有边界的。我们在以后将会看到,当人们将广义相对论与量子力学结合起来的时候,我们就可以将这条绳子的两端连起来,使时间和空间都成为有限的,并且是无界的。
那么我们的宇宙符合哪一类解呢?这要由我们目前观测到的宇宙的平均质量密度来决定。我们现在观测到的所有星体质量的总和尚不到阻止膨胀所需临界质量的1%,即使将那些我们观测不到的星系间的暗物质考虑进去,全部的质量也未达到停止膨胀所需密度的十分之一。这些结果暗示着,我们的宇宙可能会以当前这种几乎是临界的速率永远地膨胀下去。
(七)相对论
鉴于以后的章节所涉及的内容,这里有必要用一点时间介绍一下相对论。
应该说后来一切不可思议的变革都是从“光速不变原理”开始的。
首先人们意识到光速是有限的。1676年,丹麦天文学家欧尔·克里斯琴森·麦罗发现,木星的卫星不是以等间隔的时间从木星背后绕出来,木星由于公转离开地球越远,则时间间隔就越长。他指出,因为木星离开我们越远时,光从木星发出后到达地球所需的时间就越长。这表明光不是无穷快的。
将近两200年之后,英国的物理学家詹姆斯·麦克斯韦于1865年提出着名的“麦克斯韦方程”。这个描述电磁波的方程成为光传播的真正理论。该理论预言,电磁波应以某一固定的速度运动。但牛顿力学已经摆脱了绝对静止的观念,速度是相对的,那么光速选择哪个参照物来测量呢?于是人们提出,在真空中存在一种弹性极好的物质——“以太”,光是以它为介质传播的。1887年的“麦克尔逊——莫雷实验”却打破了人们的这一假说。这两个人在地球自转的切线方向和垂线方向上分别对光速进行精确的测量。他们预想切向上测得光速将大于法向上测得的结果,而结果是这两个光速完全一样。
这之后,一位叫做阿尔伯特·爱因斯坦的瑞士专利局职员在他的一篇论文中指出,如果人们愿意抛弃绝对时间的观念,那么整个以太的概念完全是多余的。这一年是1905年,这篇论文就是赫赫有名的“狭义相对论”。爱因斯坦指出,当光从光源发出后,任何匀速运动的观察者都将测量到同样的光速。光速不变原理使原来人们从未怀疑过的绝对时间化为乌有,并进而得出运动尺变短,运动钟变慢的推论。
其实光速不变原理在生活中随处可见,只是人们从未意识到这一点。
譬如一个人朝我们掷一石块,那么石块离开手时的速率是最快的。如果光速与光源的速率可以叠加的话,石块出手时的光速应该大于在这之前的光速,因此我们将看到石块先出手,然后才看到投掷的动作。这显然与我们日常的经验不符。
至于光速为什么会有这种特性,爱因斯坦在思考了多年后说:“光很奇特,但我们并不必对其穷究,因为它就是那样一种物质。”
但狭义相对论与引力理论存在不相协调之处。引力理论指出:物体间的吸引力依赖于它们之间的质量和距离,这就意味着如果我们移动一个物体,另一个物体所受的引力就会立即改变,这种情形下引力效应就将以无限的速度传递,而不象狭义相对论所要求的那样,只能低于光速。
在经过多次失败的尝试之后,爱因斯坦终于提出了革命性的“广义相对论”。
广义相对论指出,引力不同于其它的力,“它是由于物质质量的存在而发生的空间—时间的扭曲。”例如我们的地球,在广义相对论看来,它并非是由于引力的作用而沿着椭圆轨道运动,而是沿着弯曲的空间中最接近直线的被称为“测地线”的轨迹运动。(我们在地面上以直线行走,实际上走的是地球球体表面的一段弧,该弧所在平面穿过地球球心,这段弧称为测地线。这是地球表面最接近直线的轨迹。)这条轨迹是地球在不平坦的空间—时间中走过的最短距离。由于太阳质量所引起的空间—时间的弯曲,虽然在四维的空间中地球以直线运动,但我们在三维的空间中看起来却是沿着一个椭圆周在行进。
这就好比一架飞机在山区上空飞行,它虽然在三维空间中以直线行进,但它在崎岖的二维地面上的投影却是沿着弯曲的轨迹运动。同样,光也必须沿着测地线走,它也不能避免被引力场所折弯。在以后讲述大爆炸和黑洞奇点的章节中,我们将会对此有更深的体会。
(八)大爆炸
让我们回到弗利德曼的宇宙模型上来吧。所有弗利德曼的解都有一个共同的特点,那就是在大约150~200亿年前,宇宙中的所有星系都聚集在一点,这就是所谓的“大爆炸”。该时刻的宇宙密度及其空间——时间的曲率均为无穷大。换言之,弗利德曼宇宙模型所依据的广义相对论预言了宇宙中存在大爆炸奇点,在该奇点处,所有的科学定律全部失效——因为数学上无法处理无穷大数。如果大爆炸时刻前存在着事件,那么它们不会对大爆炸之后的事件造成任何影响,而依据大爆炸前发生的事件对大爆炸后作出判断的科学预见性也不存在。这就是说,大爆炸形成宇宙之前的时间是没有意义的,或者说,发生在大爆炸之前的事件不可能有后果,所以并不构成我们现在宇宙模型的一部分。
这个结论最初很难被大多数人所接受。宇宙和时间都有个起点,这不免带有神干涉的色彩。如同牛顿将最初使星体运动起来的“第一推动”归功于上帝一样,天主教抓住了这个机会,宣布“大爆炸”理论符合圣经。
许多人为了回避宇宙被创生这一问题,不断地试图寻找稳态宇宙的理论,但几乎每一种新的解释都存在着致命的问题。越来越多的证据显示,“稳态理论”必须被抛弃!
如果早期的宇宙物质彼此靠得非常近,那么早期的宇宙应该是异常炽热的。1965年,美国物理学家罗伯特·狄克和詹姆斯·皮帕尔斯提出,我们应该仍然能看到宇宙早期的白热,那是200亿年前宇宙炽热的辐射经过了漫长的旅行,恰好现在才到达地球,只不过由于宇宙的膨胀使这些光波如此厉害地被红移,以致于只能作为微波辐射被我们观察到。同一时间,在美国新泽西贝尔电话实验室的阿诺·彭其亚和罗伯特·威尔逊正在做一项精密的微波测量实验。他们接收到的噪声比预想的大许多。他们仔细地排除可能的干扰——包括天线上的鸟粪。他们预料,当探测器倾斜指向天空时,由于光线穿过了更厚的大气层,就将受到更多的干扰,噪声应比探测器垂直指向天空时更强。
然而实验发现,无论探测器朝什么方向,这额外的噪声都是一样的。这说明噪声来自大气层以外。这两位科学家无意中证明了弗利德曼关于在大尺度下宇宙各向同性、异常均匀的假设,而且更大的惊喜还在等着他们。他们听说了狄克和皮帕尔斯关于早期宇宙辐射的工作,立刻意识到自己已经找到了它——2.7K(绝对温度)的宇宙背景辐射!
他们二人也因此摘取了1978年的诺贝尔奖。
同样在1965年,史蒂芬·霍金后来的合作者,英国物理学家罗杰·彭罗斯证明了,在广义相对论的基础上,由于自身引力作用而坍缩的恒星的表面积和体积最终将缩小到零,此时物质的密度和空间——时间曲率均为无穷大,这就是我们以后将要谈到的另一个奇点——黑洞。
彭罗斯的结果只涉及到了恒星,而并没有涉及大爆炸奇点的问题。正在攻读博士学位的霍金读到了彭罗斯的关于“任何物体受到引力坍缩必须最终形成一个奇点”的定理,并很快意识到如果将该定理的时间箭头颠倒的话,应该得出如下结论:“任何类弗利德曼膨胀模型必须从一个奇点开始”。1970年,霍金和彭罗斯两人合作得论文终于证明了,如果广义相对论是正确的,我们这个膨胀着的宇宙过去必须存在着一个大爆炸奇点!
他们的工作遭到了相当多的反对。科学家们不喜欢奇点和宇宙、时间开端的结论。然而情绪毕竟无法胜过数学定理。随着实验和观测数据的积累,人们越来越清楚地认识到,宇宙在时间上必须有个开端。
霍金和彭罗斯的研究显示了广义相对论只是一个不完全的部分理论,它无法告诉我们宇宙是如何开始的,并且开始之前是如何的。奇点定理更进一步显示的是,在极早期的宇宙中曾有过一个时刻,那时宇宙的尺度是如此之小,以致于人们不得不考虑另一个伟大的部分理论——描述小尺度效应的量子力学。正如霍金自己所说:“现在几乎每个人都相信宇宙是从大爆炸奇点开始的,而我却改变了想法,并试图说服其他科学家:事实上在宇宙的开端并没有奇点——只要考虑量子效应,奇异性会消失!”
(九)黑洞
在用量子力学考虑大爆炸奇点之前,我们先看看另一个在广义相对论框架下的奇点——黑洞。
我们都知道逃逸速度。星体所产生的引力场(和星体的质量及密度有关)越大,从其表面逃逸所需的极限速度就越大。如果这个引力场大到某个极限,使以光速运动的物体也不能挣脱它的束缚而逃逸,那么我们将无法观察到这个星体,仅能感受到它的引力效应。。这就是在200年前对黑洞的最初定义。
实际上,对于光不能象对待普通物体那样考虑,因为普通物体在上抛的过程中速度逐渐变慢,并最终落回地面,而光是以不变的速率前进的。因此必须以广义相对论的观点重新解释黑洞现象,也就是:
光由于强大的引力场造成的空间——时间扭曲,而被强烈地折弯并回到星体表面,不能从其表面逃逸。
黑洞是一个空间——时间区域,它的最外围是光所能从黑洞向外到达的最远距离,这个边界称为“事件视界”。它如同一个单向的膜,只允许物质穿过视界并落到黑洞里去,但没有任何物质能够从里面出来!
那么黑洞是如何形成的呢?让我们先从恒星的生命周期说起。宇宙早期的星云物质——绝大部分是氢的极其稀薄的气体——由于自身的引力作用而收缩成恒星。由于收缩过程中气体原子相互碰撞的频率和速度越来越高,导致气体温度上升并最终使恒星发光。当温度如此之高,以致于氢原子碰撞后不再离开而是聚合成氦,这被称为“热核聚变”。聚变释放出的巨大能量使恒星气体的压力进一步升高,并达到足以平衡恒星内部引力的程度,于是恒星的收缩停止下来,并在相当长的时间里稳定地燃烧。当恒星耗尽了这些氢之后,由于核反应的减弱而开始变冷,恒星气体的压力不足以抵抗自身引力的而导致恒星重新开始收缩。恒星中的氦元素发生聚变形成碳或氧之类较重的元素。但这一过程并没有释放太多的能量,恒星继续收缩。
诺贝尔奖得主,印度裔美籍科学家强德拉塞卡在1928年指出,由于“泡利不相容原理”(在同一轨道不存在两个运动状态完全相同的粒子)的作用,当恒星进一步缩小时,物质粒子靠得非常近并且必须严格地遵守不相容原理,因而粒子之间发散的趋势平衡了恒星自身的引力,使恒星不再缩小。如果这个不相容原理引起的排斥力是电子间产生的,那么恒星将坍缩成为一颗半径为几千英里,密度为每立方英寸几百吨的冷恒星——“白矮星”。科学家们已经观测到大量的白矮星。坍缩的另一种形式为“中子星”——它上面的的电子早已被引力拉到质子上,因此这种恒星全部由中子组成,并靠中子间不相容原理引起的排斥力抗衡自身引力以维持“体形”。它们的半径只有10英里左右,密度为每立方英寸几亿吨。中子星同样已经为观测所证实。
强德拉塞卡同时计算出,当恒星质量大于太阳质量的一倍半时,即使不相容原理也无法阻挡恒星的继续坍缩,恒星将无休止的收缩,直至体积为零!此时的物质密度和空间——时间曲率将无穷大。所有的科学定律将在此失效。这就是我们前面所提到的“黑洞奇点”。
事实上存在着这样一种情形:超过强德拉塞卡极限的恒星在耗尽自己的燃料时,它们可能会在被称为“超新星爆发”的巨大爆炸中抛出大量的物质,使自己降到极限质量之下从而避免坍缩。但这不可能总是发生,即使总是发生,那么如果将额外的物质加在白矮星或中子星上,结果又将这样呢?
科学家们感到震惊,他们无法相信这一理论并对它怀有敌意。他们纷纷撰文试图证明恒星的体积不会收缩到零,这其中也包括爱因斯坦。
但是,史蒂芬·霍金和罗杰·彭罗斯于1965和1970年的研究指出,如果广义相对论是正确的话,那么在黑洞中必然存在着无限大密度和空间——时间曲率的奇点。这个奇点和大爆炸类似,是一切事件的终结之处,科学定律可预见性都将失效。
我们用广义相对论来描述和理解一下黑洞。当恒星坍缩时,恒星发出的光波被强烈的红移。当恒星收缩到它的临界半径时,它发出的引力场是如此之强,使得光波被散开到无限长的时间间隔内。在黑洞外的观察者则会看到,恒星发出的光越来越红,越来越淡,最终再也看不到这颗恒星了。这是一个名副其实的黑的“洞”!
Ⅶ 神秘的黑洞问题
据报道,科学家预言未来70年灾难--黑洞吞噬地球.物理学家担忧美国纽约布鲁克哈文实验室的全球最大粒子加速器.将产生类似黑洞的高密度物质.把整个地球吞噬.宇宙射线大放射.银河系发生星体爆炸后.若宇宙射线包括伽马射线放射到地球.可导致气温急降.导致冰河时期出现.
一.知识介绍:
1.黑洞的含义, 黑洞.广义相对论所预言的一种特殊天体.它的基本特征是具有一个封闭的视界.视界就是黑洞的边界.外来的物质和辐射可以进入视界以内.而机界内的任何物质都不能跑到外面.
2.黑洞的起源,两质子星22亿年前相撞.今年5月射线才到达地球.天文学家们成功地观测到了两个密度极大的质子星相撞后.诞生一个密度相对小的黑洞.星体相撞的地点距离地球220万光年.所以实际上相撞事件发生在22亿年前.而撞击产生的伽马射线直到今年5月9日才到达地球.这些伽马射线的余晖是在9日夜里被美国航空航天局X射线观测卫星.[褐雨燕"(Swift)发现的.[褐雨燕"卫星于2004年11月进入太空.其主要任务是通过观察宇宙伽马射线爆发探究黑洞的起源.
3.黑洞的形成,黑洞是一种体积极小.质量极大的天体.在其强大引力的作用下.连光都无法逃逸.宇宙中已知的黑洞主要有超巨黑洞和小质量黑洞两类.
4.黑洞主要特征是:(1)这个区域有很强的磁场和引力.不断吞噬大量的星际物质.一些物质在它周围运行轨迹会发生变化形成圆形的气体尘埃环,(2)它有很大的能量.可以发出极强的各类射电辐射,(3)由于它极大的引力作用.光线在它附近也会发生弯曲变化.
二.舆论环节:
1.在进入宇航时代的今天.世界各国已拥有各种先进的天文观测设备.如大口径配有极灵敏接受器的光学望远镜.大型射电天文望远镜.突破了地球大气层包围的哈勃空间望远镜等.天文观测已触及到距地球100亿光年以外的遥远天体.从河外星系到宇宙尘埃都可以一览无余.甚至像几万公里外一支小蜡烛那么微弱的光也能观测到.而唯独对[黑洞"却无能为力.确有些不合逻辑.如果它真是一种质量.密度很大.磁场.引力极强的[天体".为什么至今看不到它的庐山真面目呢?
答,原因很简单.[黑洞"并不是一种实体星球.而是宇宙天体运动时产生的各种[磁场旋涡"现象.它的能量.射线辐射主要都是由磁场引力作用产生的.因为它的构成物质密度非常稀薄.光波发射极其微弱.所以根本无法在远距离用光学仪器观察到它的形状.按其形态和性质说来它倒真是一个名副其实的[黑暗磁场旋涡洞".
2.黑洞为什么能爆发呢?会不会给人类有没有影响呢?
按照大爆炸宇宙学.在宇宙早期可能形成一些小质量黑洞.一个质量为1015克的黑洞.其空间尺度只有10-13厘米左右(相当于原子核的大小).小黑洞的温度很高.有很强的发射.有一种模型认为.高能天体物理研究所发现的一些高能爆发过程.也许就是由这些小黑洞的发射及其最终的爆发引起的.可能会破坏地球.给人类带来灭亡!
三.图意展示:
1.他们发现了一个巨大的黑洞.该黑洞的大小相当于整个太阳系.吞进的星体质量相当于3亿个太阳.引起的气体喷发是迄今为止科学家在宇宙中发现的最大的.
2.黑洞 [艺术照".它正吞噬着气体和尘埃盘.在另一面成为超热气流的尘埃盘被喷射出去.它不断吞噬宇宙物质来壮大自己.
四.内容设想:
如果[黑洞"是一种物质构成密度非常大的[天体".那么.在[黑洞"与物质密度相对极小的宇宙空间两者应该是有分界面的.
根据光的反射.折射原理.当光投在两种物质的分界面会有反射和折射现象的.这一点已经从宇宙中所有不发光天体都能够反光得到证实.无一例外.所以.从[黑洞"不能反射光线这一点说明[黑洞"虽然有很强的吸引力.但是它的物质构成密度非常稀薄.还不足以达到反射光线的程度(并不是光线由于被它吸引无法脱离而不能反射).当光线与它相遇时.只能是穿它而过了.没有明显的光反射和折射现象.因此也就无法通过光学观测直接看到它的形状.而只能用其它天文观测方式.通过[黑洞"急速旋转运动中产生的极强各类射电辐射来证实它的存在
五.分析总结:
游览了[宇宙黑洞"相关知识.其实黑洞跟我们人类心系相关的.值得我们关注.未来的我们会对黑洞回进一步的研究了解.不但开阔视野.而且我们获得了一些宇宙知识.我们不仅学到了知识.而且我们提高了没有解决问题的能力.团结能力.
宇宙黑洞
最古老最大的黑洞
新浪科技讯 据印度报业托拉斯报道.英国剑桥大学的物理学教授斯蒂芬-霍金是现代宇宙黑洞学说的奠基人.被人们誉为当代的爱因斯坦.
30多年来.霍金和他的追随者们一直认为.部分巨型恒星大爆炸产生了宇宙黑洞.而且.黑洞可以将不慎跌入其中的所有物质吞噬殆尽.就连光和其它宇宙信息也无法逃脱黑洞吞噬的[厄运".
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然而.有一位印度理论物理学家却对霍金的这一开创性理论提出了质疑.他就是设在印度第一大城市孟买的巴巴原子研究中心的物理学家阿布哈斯-米特拉.米特拉认为.宇宙黑洞根本不可能存在.
早在4年前.米特拉就在<物理基金快报>杂志上发表了一篇关于质疑黑洞理论的论文.米特拉在这篇引起颇多争议的论文中指出.霍金的黑洞理论存在着明显的缺陷.宇宙黑洞是不可能存在的.因为霍金所阐述的黑洞的形状和存在方式与爱因斯坦的广义相对论根本不相符合.
米特拉的论文发表后.除少数一些学界人士表示赞同外.大多数主流科学家对他的观点表示不屑一顾.直到现在.仍然没有哪一位科学家撰写论文与米特拉进行辩论.出于学术考虑.米特拉特意邀请包括霍金本人.贾延特-纳里卡尔等在内的着名黑洞理论学家对他的论文发表意见.但没有一人接他的招.
岁月不断流逝.霍金的黑洞理论终于被他本人推翻了.2004年7月中下旬.霍金在爱尔兰首都都柏林召开的一次学术会议上自己承认.[从绝对意义上说".黑洞是根本不存在的.
至此.敢于向权威物理理论学家提出质疑的印度物理学家米特拉被证明是正确的,从另外一种意义上说.米特拉战胜了霍金.
新浪科技讯 近日国际天文学家通过美国宇航局斯皮策太空望远镜的一项最新观测结果.在宇宙中某一狭窄区域范围内.首次同时发现了多达21处却一直深度隐藏着的宇宙[类星体"黑洞群.
这一重大发现第一次从正面证实了多年来天文学领域有关宇宙中有数目众多的隐身黑洞广泛存在的推测.充分的证据使人们相信.在浩瀚的宇宙中.的确充满着各种各样未被发
现的巨大引力源泉--"类星体"黑洞群体.有关该项最新发现的详细内容.研究人员已撰文正式刊登在了2005年8月4日出版的<自然>杂志中.
[深藏不露"的类星体
我们知道在现实中的宇宙黑洞.由于其巨大的引力作用.连光线都被紧密吸引束缚.因而无法被人们直接观测发现.为确定黑洞天体存在的证据.天文学家通过研究发现.在黑洞周围的物质行为具有其特定行为:在黑洞周围的宇宙空间中.气体物质具有超高的温度.并且在被黑洞强大引力场吸引剧烈加速后.这些物质在彻底消失之前均会被提升到接近光速.而当气体物质被黑洞彻底吞噬后.整个过程都会释放出大量的X-射线.通常正是这些逃逸出来的X-射线.显示出此处有黑洞确实存在的迹象.这便是以往人们发现黑洞的最直接证据.
而另一方面.在一些格外活跃的超大型宇宙黑洞周围.由于其对周边物质剧烈的吸引和吞噬行为.还会在黑洞星体外围产生一层厚重的宇宙气体和尘埃云层.这便进一步增大了对黑洞体附近区域的观测难度.阻碍了天文学家对这些超大黑洞存在的发现工作.天文学上将这些极度活跃的黑洞定义为"类星体".普通情况下.一个类星体平均一年总共吞噬的物质质量.相当于1000个中等恒星质量的总和.一般情况下.这些类星体距离太阳系都非常遥远.当我们观测到他们时已经是亿万年以后的现在.这说明此类黑洞的活动出现在宇宙诞生初期.科学家推定.这种黑洞正是在成长壮大中的宇宙星系前身.所以将其命名为"类星体".
到目前为止.只有为数不多的几个"类星体"黑洞被发现.在浩瀚的宇宙深处.是否还有数量众多的其它类星体存在.仍有待人们进一步去发现.而天文学家在该领域的研究工作则完全依靠对宇宙内部X-射线的全面观测研究来予以证实.
[充满"了黑洞的宇宙
近日.来自英国牛津大学的阿里耶-马丁内兹-圣辛格教授在介绍其首次对宇宙间隐藏黑洞的发现时说."从以往对宇宙X-射线的观察研究中.本希望能找到宇宙中大量隐藏类星体存在的证据.但结果确都不尽如人意.令人失望."而近日根据美国宇航局NASA的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)的最新观察结果.天文学家则成功穿透了遮蔽类星体黑洞的外围宇宙尘埃云层.捕捉到了其中一直暗藏不露的内部黑洞体.由于斯皮策太空望远镜能够有效收集能穿透宇宙尘埃层的红外光线.使得研究人员顺利地在一个非常狭窄的宇宙空间区域内.同时发现了数量多达21个早已存在却又"隐藏不露"的类星体黑洞群.
来自美国加州理工大学斯皮策科学中心的研究小组成员马克-雷斯在接受媒体访问时同时也表示.[如果我们抛开此次发现的21个宇宙类星体黑洞.放眼宇宙中的其它任何区域.我们完全可以大胆预测.必将有数量众多隐藏着的黑洞将会被陆续发现.这意味着.一如我们原先推测的那样.在不为人知的宇宙深处.一定有数量众多.质量超大的黑洞巨无霸.正借助着星际尘埃的隐蔽.在暗地里不断发展壮大着."(Sabrina)
计算机模拟揭开黑洞食量之谜
新华社电 黑洞有着吞噬一切的恶名.但黑洞贪婪的食量并非永无止境.是什么因素限制了黑洞的食量与体重?德国和美国科学家最近对两个星系相撞并融合的过程进行了计算机模拟.为解答这一问题提供了线索.
如今观察到的多数大星系.中央都盘踞着质量达到几百万乃至几十亿个太阳质量的巨大黑洞.但在对几十个星系进行观测后科学家发现.星系中央黑洞的质量大概是星系中所
有恒星总质量的五百分之一.不会长得更大.
德国马克斯-普朗克天体物理学研究所和美国卡内基-梅隆大学的科学家用超级计算机模拟了早期宇宙里两个星系相撞的情形.这是人们第一次在模拟中发现星系中央黑洞合并的破坏性效果.在大约1亿年的时间里.黑洞质量不断增长.将更多气体燃料吸引到自己身边.气体在向黑洞靠近时变得更热.更明亮.这样.融合后的星系核就成了一个类星体.
科学家解释说.按照模拟结果.大黑洞在经历称为[类星体"的成长阶段时.周围炽热的气体物质会爆发.产生一股强大的宇宙风.将绝大部分气体尘云从黑洞附近乃至整个星系里刮走.抛入深空.放完这个巨大的宇宙焰火之后.黑洞没有了食料.质量不再增长,星系也没有了制造恒星的原料.恒星不再诞生.星系成熟了.世界清静了.
类星体是一种极其明亮的天体.它于上世纪60年代首次被发现.由于看起来很像恒星.又发出强烈的射电波.因而被称为[类恒星射电源".中文译作类星体.经历了长时间争论后.许多天文学家现在认为.类星体的本质是剧烈活动的星系核.在那里.炽热气体在跌入巨大黑洞的途中发出强烈的射线.使得远在几十甚至上百亿光年外的我们也能看到.
科学家们在英国<自然>杂志上发表论文指出.模拟显示星系中央黑洞质量与星系中恒星总质量直接相关.这与观测结果相符.意味着黑洞可能是星系形成过程的密切参与者.但这只是一个简单的模拟.真正的过程极其复杂.他们目前还不明白类星体是怎样爆发出能量的.
Ⅷ 如何评价霍金为什么有人说他的理论很虚,到底该怎么评价他
为什么霍金没有得到诺贝尔奖的青睐?不是他的研究不重要,而是因为他的研究确实不太好通过实验验证。
首先,霍金和英国科学家彭罗斯共同证明了爱因斯坦广义相对论中的“奇性定理”,也就是说宇宙起源于一个无限小的奇点之中。但这并不是一套全新、完整的理论体系。更何况,爱因斯坦也没能凭借相对论获得诺贝尔奖,他在1921年摘得诺贝尔物理学奖的理由是已经通过实验证实的光电效应。
不过霍金和彭罗斯还是凭此研究获得了另一项物理学界主流奖项——1988年的沃尔夫奖。
霍金还有一项重要研究是在1974年提出“黑洞辐射”假说,又称“霍金辐射”。以前人们认为任何物质都不能从黑洞中逃逸,但霍金的计算结果是:黑洞表面会释放辐射——黑洞其实并不那么“黑”。而且这类释放会导致黑洞最终收缩并消失,因此这项假说有时也被叫做“黑洞蒸发理论”。
这个假说颠覆了物理学界的认知,且暂时无法被证实。在过去数十年里,霍金和其他研究人员也在不断修正假说中的瑕疵,然而这距离获得诺奖还存在差距。
据《自然》杂志介绍,一项2016年的研究原本给霍金带来一丝获奖希望。以色列海法的研究人员宣布他找到了“霍金辐射”的证据——不是真的黑洞,而是在实验室里模拟出来的。不过,一些专家认为这样的实验结果说服力不足,它和真正黑洞的关系很难确定。
更“惨”的是,霍金还输掉了广为人知的“上帝粒子”赌局,相关研究人员反倒获得了诺贝尔奖。
在这场赌局中,霍金认为被称作“上帝粒子”的希格斯玻色子肯定是不存在的,而密歇根大学的戈登·凯恩教授看法相反。后来,欧洲大型强子对撞机真的发现了这种粒子的存在,霍金因此输掉了100美元,而戈登·凯恩教授则开心地表示要把赢来的钱花在研究上。2013年,提出“希格斯机制”的英国科学家彼得·希格斯获得了诺贝尔物理学奖。
随着科技的发展,科学家们正一步步验证之前提出的假说,例如在爱因斯坦提出广义相对论整整一百年后,科学家才直接探测到引力波的信号。而这项研究成果或许又能为验证霍金的假说提供相应的支持。也许就在不久的将来,霍金的假说和预言都能得到强有力的印证。
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Ⅸ 如何评价霍金对人类的贡献
霍金去世,他给人类带来的贡献有一部分是属于学术方面的,他提醒人类要保护地球和自然环境,否则地球会惩罚人类。霍金对人类是有贡献的。最大的贡献是轰动式的效应。预言2012年地球要毁灭,世界人听了,有人很震惊,有人很恐怖,有人很猎奇,有人在等待,有人根本不相信,大家在不同的心境里迎来2012年,这年什么都没有发生。同时他的很多预言也没有应验。也许时间不对称,还不到发生或毁灭的时候。总之,霍金也是世界名人,人逝世了,我们要尊重他一生的学术探索,纪念他为人类做过的贡献。
Ⅹ 为什么霍金从未获得诺贝尔奖,印度网友怎么看
霍金没拿诺奖主要还是因为他的理论无法完全得到证实。
并且既然是理论模型,肯定还是有很多的瑕疵,后续有很多人修正了他的模型。此外,物理学范围太广,研究宇宙学的物理学家数目非常少,尤其是研究理论宇宙学的,尽管霍金本人很出名,但在科研圈内的地位还算不上顶尖。
霍金拿过沃尔夫物理奖,说明霍金的理论还是得到主流学术界认可的。很多诺奖得主都曾经拿过这个奖项,还有一些明显有诺奖实力但没拿诺奖的人(比如吴健雄等)也拿过该奖。