時間：2023-05-29 17:22:37
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇宇宙加速膨脹，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
來自意大利都靈的國家天體物理研究所科學家馬西莫?維拉塔（Massimo Villata）認為：描述暗能量顯得有些“尷尬”作為標準宇宙學中的特別“元素”，在其之外的領域就沒有任何實際意義。馬西莫?維拉塔是眾多希望解開宇宙加速膨脹之謎的科學家之一，目前該理論涉及到萬有引力在暗能量中的行為。在這種情況下，萬有引力可能源于星系之間巨大空隙中隱藏的反物質。
星系之間存在的巨大的時空空隙，尤其是位于臨近星系的周圍時空，存在著宇宙中最大的結構，并組成了我們的宇宙框架，這就是著名的“大尺度絲狀結構”，連接著星系與宇宙空洞，也形成了密集的超星系團。現在的問題是，“大尺度絲狀結構是否是空無一物或者存在著互斥的反物質”。馬西莫?維拉塔最新的關于反物質起源的論文將很快在《天體物理與空間科學》期刊上出版，該文章論述了反物質可能就隱藏在星系間的巨大空隙中，并通過反引力與正物質分離。
通過這個解釋我們可以發現，物質與反物質之間存在反引力的作用，其也被廣義相對論所預言。在此方案中，物質由正重力荷組成，而反物質由負重力荷組成，其結果是物質與反物質在兩種重力荷相互吸引、相互排斥。物質與反物質間的反引力斥力可能非常強大，事實上，馬西莫?維拉塔通過計算發現其可能是導致宇宙加速膨脹的原因，并可能消除由暗物質以及暗能量所產生的影響。
這種形式的萬有引力產生模式、亦或理論可以解釋一些天文觀測現象，而從暗能量的角度卻不能。最近，科學家觀測到本地星系群出現了異常的運動情況，所謂的本地星系群包括了銀河系以及周圍星系、部分宇宙空間，其結構的重要組成部分便是地球所在的銀河系與相鄰的仙女座大星系，這些星系和區域結產生了特有的運動速度，表現出與宇宙其他部分存在差異性。
天文學家已經確定出本地星系群三個組成部分的速度特征，其中一個便是著名的仙女座大星系；另一個則是半人馬座星系，雖然它的起源目前還不清楚；第三個組成部分是被科學家稱為“本地速度異常”的結構，這是因為該部分所產生的引力并不直接作用于任何本地星系群中關鍵的組成部分。
馬西莫?維拉塔認為：與本地星系群中的前兩個部分所不同的是，第三個部分的引力在星系群中的并不起作用，但卻產生了排斥作用。這個觀點存在可能的觀測證據支持，科學家注意到在獅子座螺旋星系介于速度異常區與本地星系之間，該星系出現了類似的異常現象。因此，維拉塔對本地星系群中第三個部分，即速度異常區域可能起源于星系群的另外一側，它在星系群中的作用并不是產生引力互相吸引，而是產生相互排斥作用。
對此，維拉塔計算了應該存在的反物質質量，這些反物質位于星系間的巨大空隙區域，可能導致了本地星系群中速度異常區的反引力作用機制。在這種條件下，反物質的行為就會表現的像我們星系附近存在著的暗能量。如果從更大的尺度上看，星系間存在著越來越多的反物質就可以驅動宇宙的膨脹，而不需要暗能量的參與，在進一步推論可以發現，甚至不需要宇宙大爆炸作為宇宙加速膨脹的第一推動力，而后者則暗示了可能存在一個循環的宇宙模式。
該理論還暗示了我們所生存的宇宙中存在著等量的物質與反物質，這也使標準模型所預言的。而目前科學家正在被正反物質的不對稱性所困擾，所觀測到的宇宙中幾乎都是正物質，該理論也為反物質的大量存在提供了理論基礎。維拉塔認為這個發現結果使得反引力可替代暗能量的作用。
暗能量被認為是均勻分布的，因此它可以用來解釋宇宙加速膨脹機制。但暗能量理論不能解釋本地星系中出現的速度異常區域和反引力效應問題，也不能解釋星系群之間在的巨大時空空隙，以及若干個關于在我們銀河系之外的相鄰星系的一些性質。然而，反物質存在于本地星系群之間巨大時空空隙的理論可以解釋加速膨脹所引發的事件，如果在更大的尺度上觀察，將所有隱藏于星系間空隙的暗物質納入計算，該理論還能自洽與宇宙加速膨脹，而不需要暗能量參與宇宙的加速膨脹進程，有趣的“第一推動力”問題同樣也沒有存在的必要。
但是，將這樣的理論通過實踐觀測得以檢驗，存在著較大的難度。
有些人認為廣義相對論所預測的反引力作用可能不正確，而事實上在該發現報告中也提到了被稱為反引力透鏡效應的現象。理論上，假設我們擁有一幅坐標清楚的巨大時空之外的星系團3D地圖，就很容易分析出視向光線是否收到擠壓變形，如果此類現象被證實，那就意味著在星系間巨大的時空空隙存在著非常稠密的反物質堆積。
大約14年前，人們一度以為有了完美的答案：通過對于宇宙背景微波輻射的觀測，天文學家最終驗證了1929年愛德文哈勃（Edwin Hubble）的猜想，即宇宙誕生于大約137億年前的大爆炸（Big Bang）。之后，隨著宇宙的演化，銀河系、太陽系、地球，乃至我們人類自身，都陸續登場。
2006年10月，正是憑借這一重要成就，美國科學家喬治斯穆特（George F Smoot）、約翰馬瑟（John C Mather）分享了該年度的諾貝爾物理學獎。
但我們對宇宙的了解，顯然也還剛剛開始。就在此一個月后，美國航空航天局（NASA）公布的最新研究結果表明：至少在90億年前，一種被稱為“暗能量”（dark energy）的神秘力量已經存在。
也就是說，在整個宇宙誕生后不到50億年時，就開始受到暗能量影響。而此前，科學家普遍認為，在宇宙的早期，或許這種力量并不存在，因為那個時候主宰一切的還是我們熟悉的引力。
盡管這一結果仍不能確定地告訴我們宇宙的未來是怎樣的，但顯然，它為我們徹底理解宇宙的運行規律帶來了新的曙光。相關的論文也將發表在2007年2月美國《天體物理學報》（The Astrophysical Journal）上。
這一研究小組的負責人、美國約翰霍普金斯大學（John Hopkins）教授阿德姆瑞斯（Adam Riess）在接受《財經》記者采訪時表示：“我們距離真正了解暗能量仍然很遠。但很顯然，這是非常重要的一步，因為它給出了更多的‘線索’（clue）。”
宇宙為什么加速膨脹？
暗能量的發現過程極富戲劇性。
按照宇宙大爆炸理論，在大爆炸發生之后，隨著時間的推移，宇宙的膨脹速度將因為物質之間的引力作用而逐漸減慢，就像緩慢踩了剎車的汽車一樣。也就是說，距離地球相對遙遠的星系，其膨脹速度應該比那些近的星系慢一些。
但1998年，美國加州大學伯克利分校（UC Berkeley）物理學教授、勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）高級科學家索爾皮爾姆特（Saul Perlmutter），以及澳大利亞國立大學布賴恩施密特（Brian Schmidt）分別領導的兩個小組，通過觀測發現，那些遙遠的星系正在以越來越快的速度遠離我們。
換句話說，宇宙是在加速膨脹，仿佛一輛不斷踩油門的汽車，而不是像此前科學家所預測的那樣處于減速膨脹狀態。
這樣一個完全出乎意料的觀測結果，從根本上動搖了對宇宙的傳統理解。那么到底是什么樣的力量，在促使所有的星系或者其他物質加速遠離呢？
科學家們將這種與引力相反的斥力來源，稱為“暗能量”。但“暗能量”到底意味著什么？至今我們能夠給出的，只是一個十分粗略的宇宙結構“金字塔圖景”：
我們所熟悉的世界，即由普通的原子構成的一草一木、山河星月，僅占整個宇宙的4％，相當于金字塔頂的那一塊。
下面的22％，則為暗物質。這種物質由仍然未知的粒子構成，它們不參與電磁作用，無法用肉眼看到。但其和普通物質一樣，參與引力作用，因此仍可能探測到。
作為塔基的74％，則由最為神秘的暗能量構成。它無處不在，無時不在，由于我們對其性質知之甚少，所以科學家還不清楚如何在實驗室中驗證其存在。惟一的手段，仍然是通過天文觀測這種間接手段來了解其奧秘。
對Ia類型超新星（supernova）的爆發進行觀測，則是目前最主要觀測手段。這種超新星是由雙星系統中的白矮星（white dwarf）爆炸形成的，亮度幾乎恒定。這樣，通過測量其亮度，就可以知道其和地球之間的距離，進而了解其速度。
借助哈勃這樣靈敏的天文儀器的幫助，我們至少可以觀測到90億光年之外，即了解宇宙在90億年前的信息。
霍普金斯大學教授阿德姆瑞斯給我們展示的最新“暗能量”場景如下：
在大爆炸后的初期，宇宙經歷了一個急速膨脹階段。此后，由于暗物質以及物質之間的距離非常接近，在引力作用下，宇宙的膨脹速度開始減速。
然而，至少在90億年前，宇宙中另外一種力量――表現為排斥力量的暗能量已經出現，并且開始逐步抵消引力作用。
隨著宇宙的膨脹，不斷增長的暗能量終于在大約50億至60億年前超越引力。此后，宇宙從減速膨脹，轉變為加速膨脹狀態，并且一直持續至今。
愛因斯坦的遺產
中國科學技術大學物理學教授李淼曾經半開玩笑地表示：“有多少暗能量專家，就有多少暗能量模型。”也許這種說法不無夸張之處，但暗能量在理論方面的混沌狀況，從中也可見一斑。
其中，最具戲劇性的理論，則是復活愛因斯坦當年提出的“宇宙常數”（cosmological constant）。1917年，被認為是整個20世紀最偉大的科學家阿爾伯特愛因斯坦（Albert Einstein），為了建立一個穩態宇宙模型，最早提出了這個概念。不過，后來就連他本人也承認，“宇宙常數”只是一個錯誤的概念。
但暗能量的存在，則為宇宙常數提供了新的可能性。如果暗能量就是這個宇宙常數的話，那么它的力量強弱將只和宇宙的大小有關。隨著宇宙的膨脹，其體積逐漸增大，因而暗能量也將逐漸增大。最終，它會達到一個臨界點，使得宇宙從減速狀態變成加速狀態，并且一直加速下去。
中國科學院高能物理所研究員張新民在接受《財經》記者采訪時指出，迄今為止的觀測結果，包括瑞斯最新的結果在內，與愛因斯坦的宇宙常數理論“都很符合”。
但是，宇宙常數距離成為一種確定性的暗能量理論還差得很遠。一些科學家半開玩笑地說，按照這種模型，宇宙將一成不變地加速膨脹下去，未免太“枯燥”（boring）了一些。
當然，最為致命的是，按照量子場論計算出來的宇宙常數，比天文觀測獲得的上限至少也要高出10的120次方倍。
一個最為詭異但不乏科學依據的解釋，是“多宇宙論”。觀測和理論或許都沒有錯，事實上，在我們生存的宇宙之外，還存在多到無法計數的其他的宇宙。科學家們可以想像到的宇宙數量不是以萬或者億來計算的，很可能多到10的1000次方個。
每個宇宙都有不同的宇宙常數，而我們恰恰生存在一個宇宙常數很小的宇宙中。仿佛冥冥之中有一個“上帝之手”，把一個適合智慧生命生存的宇宙呈現在我們面前。
但對于這種寄希望多宇宙存在的“人擇原理”（anthropic principle），在天文學家和物理學家中間都存在很大的爭議。中國科學院高能物理所研究員張新民對《財經》記者說，很多人認為這僅僅是一種猜想而已，還遠遠談不上“原理”。
更為尖銳的批評，則認為這種解釋與其說是一種科學理論，倒不如說更像一種。
為避免這種沖突，科學家們提出個各種暗能量理論，來代替宇宙常數模型。其中比較有代表性的包括精質（quintessence）模型、幽靈（phantom）模型等，張新民和中國科學技術大學物理學教授李淼也分別提出了精靈（quintom）和全息（holographic）模型。
宇宙的未來
如果這些替代的暗能量理論能夠成立，它們所指向的將是截然不同的宇宙未來：
根據精質等動力學標量場（scalar field）模型，宇宙的未來將復雜得多；也許將繼續加速膨脹下去，也許會減緩膨脹的速度，甚至走向收縮，導致宇宙最終以與大爆炸相反的“大坍縮”（big crunch）收場。
而根據幽靈模型，暗能量將不斷增大，導致宇宙以越來越快的加速度膨脹。最終，宇宙將走向“大撕裂”（big rip）。
精靈模型則給出了一個“振蕩的未來”。張新民對《財經》表示，根據他提出的這一理論，整個宇宙將在加速膨脹和減速膨脹之間反復演繹，“大坍縮”和“大撕裂”這兩種極端的情況都不會出現。
最大的困難，在于迄今為止，我們能夠研究暗能量的手段仍然十分有限。目前，最主流的仍然是借助超新星的觀測。但有些人擔心，特別是在宇宙早期，可能超新星的亮度也不是恒定的，它也有自己的演化過程。
即使這種擔心可以排除，鑒于這些超新星距離地球非常非常遙遠，觀測它們的難度，在瑞斯看來就像在兩個月球的距離之外觀測一個60瓦的燈泡。即使哈勃望遠鏡具有非常高的敏感度，也存在難以消除的系統誤差。
通過對大尺度宇宙結構（比如星系團等）的研究，或許能為暗能量提供新的線索。一旦暗能量存在的話，星系團的形成過程可能要更慢一些，因為引力需要先克服這種斥力。
目前，一個空間探測計劃斯隆數字巡天（SDSS）已經完成了第一階段為期五年的運行，一旦全部完成之后，這一足以覆蓋四分之一的天空的精細光學成像設備，無疑將披露更多的細節。
據悉，目前中國科學家也正在試圖利用北京附近新上馬的LAMOST（大天區面積多目標光纖光譜望遠鏡）來觀測超新星，從而探索在中國首次進行暗能量實驗研究的可能性。而利用伽馬暴（超大質量星體爆發而形成的宇宙高能輻射），也許將為進一步研究更早期的暗能量提供間接手段。
北京師范大學物理學教授朱宗宏在接受《財經》記者采訪時指出，目前對于伽馬暴天文學的探索還處在初級階段，有點類似于1998年暗能量剛被發現時的超新星天文學，但其某些性質，從長期來看仍然有可能用來研究暗能量。
那么，是否有可能利用實驗室來直接研究暗能量呢？一些人已經宣稱，可以利用納米技術來實現這一目標。瑞斯在接受《財經》采訪時表示，一些科學家也希望利用短距離（short-range）的引力實驗，發現暗能量的線索。
美國加州理工學院（CIT）的物理學家西恩卡羅爾（Sean Carroll）也對《財經》記者強調，要找到一個更具確定性的模型，不僅需要天文學上的數據，可能更需要來自粒子物理學的證據。尤其是2007年即將在歐洲投入運行的大型強子對撞機（LHC），或許“我們可以期待”。
不過，由于對暗能量的性質、包括與其他物質的反應機理還不清楚，很多科學家認為，短期之內還無法對實驗室內的工作寄予太大希望；更為現實的渠道，或許仍來自天文觀測。
如果不出意外，普朗克（PLANCK）探測器將于2007年一季度正式升空，它將對天空進行更加精密的探測。在接受《財經》記者采訪時，皮爾姆特也表示，由它所在的實驗室負責設計的超新星加速探測器（SNAP），按照計劃將于2013年或者2014年升空。
“在未來五到十年中，我們對于暗能量的性質或許將有更加清晰的了解。”英國諾丁漢大學物理與天文學院教授克里斯托弗康瑟利斯（Christopher Conselice）對《財經》記者說。
幾乎沒有人否認，暗能量對于整個宇宙學乃至物理學而言，都不啻是一場革命。1979年諾貝爾物理學獎得主斯蒂芬溫伯格（Steven Weinberg）曾明確表示，“如果不解決暗能量這個‘路障’，我們就無法全面理解基礎物理學。”著名華裔物理學家、1957年諾貝爾物理學獎得主李政道也斷言，暗能量將是21世紀物理學面臨的最大挑戰。
但是，何時是這個“絕對配得上諾貝爾獎”的問題的終點，目前還是一個巨大的問號。正如卡羅爾在接受《財經》記者采訪時所言，“目前還沒有任何理論，配得上這一獎賞。”
瑞斯也對《財經》記者強調，理論工作非常困難。在這樣一個十分前沿的領域，何時能取得突破，的確難以預測。
2002年8月，澳大利亞科學家提出了一個大膽創新的設想，光速可能是不恒定的。無獨有偶，2003年3月，英國劍橋大學物理學高級講師諾昂?馬蓋羅指出，大爆炸理論和相對論有幾個問題沒有解決，最直接的是：第一，相距遙遠的星系之間相似的概率幾乎為零；第二，如果光速是固定不變的，宇宙就不可能擴張得這么遠這么快。科學家早就認識到這一點，但迄今為止所有試圖解釋這些現象的理論都是修正而不是根本替代大爆炸理論。 而意大利科學家去年持續進行了成百上千次的中微子運動速度可能超過光速的實驗，盡管存在爭議未有定論，但這意味著現代物理學最重大的法則之一──愛因斯坦的相對論面臨著空前的挑戰。
觀測表明宇宙正在加速膨脹
由最優秀的物理學家，包括斯坦福大學著名理論家倫納德?薩斯坎德組成的兩個獨立小組幾年前提出，哈勃太空望遠鏡的觀測結果顯示，宇宙正在加速膨脹，這有可能導致弦論的失敗。有很多人認為弦論是統一四個主要物理學派的最佳候選理論。
在相繼遞交洛斯-阿拉莫斯國家實驗室的論文中，斯坦福大學薩斯坎德，以及得克薩斯大學的弦論家威利?菲施勒和索尼婭?帕班得出相同的結論，即宇宙加速膨脹給弦論帶來嚴重或許是致命的困難。洛斯阿拉莫斯國家實驗室是有關這一題目的論文的眾多資料庫之一。
對弦論的質疑來自哈勃太空望遠鏡的數據。1998年2月，一個天體物理學家和天文學家的“國際聯盟”──高紅移超新星搜尋小組公布了一項驚人的發現：對來自遙遠超新星的光的研究結果證明，宇宙正在加速膨脹得到充分證實，就是說宇宙正在以越來越快的速度膨脹。早在上紀七八十年代，根據紅移現象，天文學家認為宇宙邊緣天體的退行速度能達到光速的0.6倍甚至更大。
此后，伯克利加利福尼亞大學和芝加哥大學的哈勃望遠鏡研究小組多次證實了這項發現。
如薩斯坎德、菲施勒和帕班解釋的那樣，加速膨脹的宇宙會為“事界”所環繞。黑洞同樣為這種邊界所環繞。在事界之外存在的任何物質都是觀察不到的。
但是弦論依賴的是，觀測者能夠看到和測量無限遠處的以所謂“S 矩陣”排列的粒子。按照定義，這些粒子處于事界之外。
加拿大多倫多大學物理學家約翰?莫法特說：“這是個潛伏的危機。一旦有粒子系統，而弦論中必須有粒子系統，那就無法觀測到。觀測數據告訴我們宇宙正在加速膨脹的事實給弦論和依賴無窮遠處存在粒子的任何量子場論帶來危機。”
大爆炸理論難以自圓其說
2003年3月初，英國衛報報道了劍橋大學物理學高級講師諾昂?馬蓋羅正在研究大爆炸理論以及這一理論在解釋宇宙擴張方面的矛盾說法。諾昂?馬蓋羅認為，假如光速不是固定不變的，一切就都容易解釋了。這可能意味著要愛因斯坦的相對論以及另外一些物理學定律。
馬蓋羅一開始向學術界的朋友們提出了自己的想法，得到的反應各不相同，有的人很禮貌地裝聾作啞，有的人直率地嘲笑他的愚蠢，說他的想法是科學上的異端邪說。可是，多年過去了，越來越多的物理學家不得不承認，他可能有道理。
大爆炸理論和相對論有幾個問題沒有解決，最直接的是：第一，相距遙遠的星系之間相似的概率幾乎為零；第二，如果光速是固定不變的，宇宙就不可能擴張得這么遠這么快。科學家早就認識到這一點，但迄今為止所有試圖解釋這些現象的理論都是修正而不是根本替代大爆炸理論。
物理學界有兩大主要流派。一派是“膨脹派”，他們認為嬰兒時期的宇宙擴張的速度比現在快得多。另一派是“吸氣派”，他們認為宇宙像是11維的吸氣薄膜。科學沒有絕對的東西，這兩大流派已經成為半政治性的派別。從廣義上說，膨脹派理論是在美國人中發展起來的，現在仍被美國人所持有，而其他人都持吸氣派理論。
當有人向他問起這兩種理論時，馬蓋羅說：“他們可能是對的，如果他們是對的，我會為他們高興。”但是，不言而喻的挑戰是，他們必須拿出證據。馬蓋羅指出：“產生這種想法只是頃刻之間的事情，艱苦的工作是用事實證實這種理論。”
宇宙可能不是刻形成的
證明在實驗室里創立的理論會遇到許多明顯的困難。為了證實──或者至少解釋這些理論，常常需要整頁整頁詳細而復雜的數學計算。自從馬蓋羅同另一位物理學家──安迪?阿爾布雷克特結成志同道合的伙伴并在《物理學評論》上以來，為證明馬蓋羅的可變光速理論而采取的最初步驟已經取得穩步的進展，并且已經有許多科學家在許多不同的領域開展研究工作。
馬蓋羅說：“物理恒量是由環境決定的，是由周圍物質決定的，而是不預先設定的。沒有物質就沒有物理學。如果宇宙在物質方面變得越來越稀薄，越來越冷，那就完全有理由認為恒量可能改變了。目前，可變光速理論有兩大組成部分：光速受鄰近物質影響，它受熱量的影響──溫度越高，光的能量越大。”
光速理論不僅糾正大爆炸理論在確定宇宙發展時間表方面的錯誤，而且還提出了全新的宇宙發展時間表，宇宙的形成不再是頃刻之間的事情，而是一個比較平穩變化的過程，是物質從“無物之海(a sea of nothing)”中形成的過程。
[關鍵詞]狹義相對論、慣性系、非慣性系、慣性系范疇、非慣性系范疇、光速、超光速。
中圖分類號：O412.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）42-0169-01
今天當我們重新審視狹義性對論的時候，驚奇的發現它僅適應于非力場慣性系范疇，而不適應于力場非慣性系范疇。
當年愛翁在邁克爾遜-莫雷實驗的基礎上，總結出狹義相對論的兩條基本原理：狹義相對論的相對性原理和光速不變原理。并根據以上兩條基本原理建立新的狹義相論坐標變換式，即洛侖茲坐標變換式：x′=（x-vt）/[1-（v/c）2]1/2以替代伽利略變換式。并認定洛侖茲式中：當 v>c時，該式就失去意義，而設定光速為宇宙的極限速度，其它任何物質包括光的本身和信息在內，均不得超過這一極限速度。
事實上自從宇宙大爆炸以來，宇宙空間包括實驗室在內的光、信息和物質的超光速現象（事實）就一直存。譬如：宇宙大爆炸后的初期“暴脹”，由一個原子核大小的空間，歷經102次倍增，爆脹到一光年的宇宙大小時，其前沿光速達到5.9X1044公里/秒，超過光速的1.96X1039倍；爆脹空間內部的光和物質速度絕大部分也都超過了光速；70億年前暗能量（反重力）取代引力控制宇宙，促使宇宙膨脹，實現了宇宙前沿光的速度超光速；當膨脹宇宙半徑超過4.075×104光年時，宇宙球體之外的空間，一直延續到宇宙天邊，半徑為243億光年（因宇宙膨脹經計算當今半徑）球體之內的宇宙空間，這個若大范圍內的所有星系、恒星、行星、衛星、星云和塵埃等物質的速度都超過了光速；當光接近大質量星體或黑洞時，它將被加速或大大加速而超光速。以上這些都是非慣性系范疇的力場即加速場加速光和物質的超光速。
在實驗室的超光速：譬如，美國伯克利加州大學的雷蒙德喬的小組曾實驗由雙光子賽跑，其中一路通過交疊介質層位（勢）壘而實現超光速；科隆大學的岡特尼姆茨博士，用微波將莫扎特的40交響樂編碼，通過一個隧穿裝置發射信號時，被編碼的微波的速度，是真空光速的4.7倍。在他將信號解碼后，莫扎特的杰作依然可辨。這證明信息真的比光傳得更快；2008年8月14日出版的雜志，刊載了瑞士五位科學家“量子糾纏”的實驗成果顯示，子信息傳輸速度超越了光速10000倍。
不允許超光速存在的狹義相對論，并未阻止以上包括實驗室在內的宇宙空間光、信息和物質超光速的現象（事實）存在。這是為什么？因此，促使人們重新審視狹義相對論，到底出了什么問題？
當我們重新審視狹義相對論時發現：原來從邁克爾遜-莫雷的實驗到狹義相對論的相對性原理和光速不變原理以及洛侖茲坐標變換式等都是建立在非力場慣性系基礎上的。它們屬于非力場慣性系范疇，而適應于非力場慣性系范疇。光在非力場，即矢量合力為零的情況下，將保持其光速C不變（因為C 在真空中是恒量），而不可能有超光速的存在，這就是非力場慣性系中的光速為什么不變的根本所在。故不允許超光速的存在，事實上也不可能有超光速的存在，因為慣性系不存在力場；洛侖茲坐標變換式：x′=（x-vt）/[1-（v/c）2]1/2 在狹義相對論創立之前，是一道不可證明的假設，但在狹義相對論創立后，應用狹義相對論兩條基本原理才被推導出來。因此，它純屬非力場慣性系范疇。在非力場慣性系的前提下，而不允許任何物質達到或超過光速。它適應于非力場慣性系，而不適應于力場非慣性系。把它擴大擴大到整個宇宙空間就不合理了。
因為宇宙空間，除了非力場慣性系范疇之外，還有力場非慣性系范疇的存在。非慣性系力場的加速場將加速包括實驗室在內的宇宙空間光、信息和物質超越光速。因此，在此之前包括實驗室在內的宇宙空間，不但有著諸多超光速的光的存在，而且還有著諸多超光速的信息和超光速物質的存在。這也驗證了力場非慣性系范疇允許超光速存在的正確性。也就否定了非力場慣性系范疇的洛倫茲坐標變換式對力場非慣性系的適應性，即洛倫茲坐標變換式并不適應于力場非慣性系。
厘清本源，還原狹義相對論的真實自我：狹義性對論是建立在非力場慣性系基礎之上的，其相對性原理、光速不變原理和洛侖茲坐標變換式等，均適應于非力場慣性系范疇，而不允許超光速的存在。不能將此屬性涵蓋整個宇宙，因為宇宙空間除非力場慣性系范疇外，還有力場非慣性系范疇的存在，它是允許超光速存在的。
所以，包括實驗室在內的宇宙空間，有著諸多光、信息和物質超光速的存在，這是順理成章的事情，也是自然規律必然的結果。
參考文獻
[1] 《宇宙學》.愛德華?哈里森著.
[2] 《超光速研究的40年回顧與展望》.黃志洵著.
收稿日期：2013-02-05
作者簡介：李競（1928—），男，浙江余姚人，國家天文臺研究員，博士生導師，現為中國科學院老科學家科普演講團教授，全國科技名詞委天文名詞審定委員會委員。通信方式：。
“物質”和“能量”是兩個普通而常見的科技名詞，也是最上位的科技名詞。如果它們各自加上一個普通定語“暗”，組成新的復合詞——“暗物質”和“暗能量”，前者令物理學家幾乎一無所知，后者榮獲了2012年諾貝爾物理獎。
這兩個物理名詞涉及的對象，都是天文學家發現、確認并命名，現在算是天文學名詞。
一先說“暗物質”
這個名詞出現于1932—1933年，如今已有80載，已不是個新名詞。早在20世紀30年代初，天文學已確知，星系、星系群和星系團均是銀河系之外的“河外天體”和“河外天體系統”。為了判明，由為數不多星系組成的星系群，以及擁有眾多成員星系構成的星系團究竟是成員固定和整體結構穩定的天體系統，還是既不穩定、也不固定、成員最終四散、各自東西、“群”和“團”解體的短暫組成，可根據“群”和“團”的成員星系和觀測者之間的近似相同的距離，以及它們彼此一致的退行速度（即譜線紅移），不太繁難地就能確認，星系群和星系團既不是投影的視覺效應，也不是短暫的組成，而都是穩定的天體系統。
瑞士旅美天文學家茲威基（F.Zwicky）還更進一步深入探討“群”和“團”的穩定性。他從一個擁有5個成員星系的星系群入手，估算各個成員的質量，以及測定它們在“群”內各自的空間運動速度。茲威基首先一一測定5個星系的亮度，并根據已知的星系群距離求出它們各自的光度。再運用在恒星物理方法中已熟知的“質光關系”，即恒星光度和恒星質量之間的對應關系，測定出各個星系的質量，然后總和5個天體的質量，這就求出這個星系群的整體質量。按此方法求出的星系群質量稱為“光度質量”。茲威基發現，如此求出的星系質量所產生的引力不足以控制星系各自的空間運動，各星系必將各自東西，四散解體。這與星系群是穩定結構的結論不符。茲威基又在認為星系群為一穩定組織的前提下，根據5個成員星系的空間運動數據，估算該“群”的質量，稱之為“力學質量”。結果出乎意料地發現“力學質量”是“光度質量”的百倍。隨后又陸續考察了后發星系團和其他幾個星系群，結論同樣：“光度質量”僅及“力學質量”的1/100～1/400 。天文學界將這一出乎意料的發現稱為“短缺質量問題”。隨后更發現，不僅在光學波段，在其他波段，例如射電、紫外，也都觀測不到任何足夠份額的“短缺質量”，遂將理應存在，卻又觀測不到的天體稱為“暗物質”。
20世紀50年代，射電天文興起，通過觀測銀河系中的氫分布和運動，估算銀河系的質量。結果發現，根據銀河系自轉求出的“力學質量”比依據恒星天文測定的銀河系“光度質量”多出幾十倍、上百倍。在銀河系中也出現了“短缺質量問題”。
80年代，美國女天文學家魯賓（V.Rubin）運用分光方法，系統地研究旋渦星系的自轉，并從而求出星系質量。她的令人信服的結論是：所有的旋渦星系都存在“短缺質量”，其依據發光天體（所有的恒星和星際物質的總和）測定的“光度質量”不僅只及“力學質量”的 1 /100，甚至更少 。“暗物質”再度引人關注，但真象依然不明。被推上候選名錄的有：中微子、黑洞、瀕死的和已亡的恒星（黑矮星、白矮星）、星際物質、行星。但所有這些已知“暗天體”的預期還是填補不上“短缺物質”的大缺口。
90年代，通過遙遠類星體在前景大質量集團（主要是星系團）的“引力透鏡效應”作用下，形成的“愛因斯坦弧”或“愛因斯坦環”的深空觀測資料。得“見”充斥和籠罩星系團、呈形態不規則的“暈狀”或“云態”的“暗物質”身影。
天文學家遂宣稱已擁有鐵證，表明宇宙中存在“暗物質”。并估算出，在宇宙物質中，由原子構成的各種已知天體和“暗物質”，約分別各占 15 % 和 85 %。專門研究天體的天文學家竟不知占大頭的天體究竟為何物，遂誠心誠意向物理學家求教，期望能查明，構成這些在宇宙物質中約占 4 / 5 的看不見天體組成中，究竟都是哪些基本粒子？
根據“暗物質”存在的天文鐵證，尤其是近年獲得的新觀測資料，構成“暗物質”的基本粒子，至少要同時具備下列3個屬性：
1.質量較重。否則它們構成的物質無法填補上“短缺質量”的巨大缺口。應該指出，之前曾一度被推舉為熱門候選體的“中微子”就不再合格。
2.中性，并幾乎不與任何其他物質（天體）發生作用和反應，亦即對任何天體，對它似乎都是透明的。因此，另外一些前任的候選天體，諸如黑洞、白矮星、行星，都將被排除在外。
3.初始運動速度即使不為 0 ，也必須很小。不然，不可能集聚成“暈狀”或“云態”。例如，接近光速的中微子就不可能形成“中微子云”。
迄今，物理學家聲稱，在已知的基本粒子族群中，還沒有哪一種能夠構成觀測到的“暗物質”。可以說，現代物理學對天文學家確信存在的“暗物質”幾乎一無所知。如今科學界一致認為，揭示“暗物質”的真象是對現代科學的一大挑戰。
順便指出，“暗物質”不是一個天文學新名詞，在全國科學技術名詞審定委員會1978年公布的《天文學名詞》中，已經入載。在1998年問世的第二版《天文學名詞》中，還加了注釋。在籌劃中的第三版《天文學名詞》中，“暗物質”詞條也正在修訂。
二再談“暗能量”
直到20世紀20年代末，科學界和公眾對宇宙一致認可的是“無邊無際、無限遼闊、無論在時間上還是空間上全都是無始無終、永恒的和寧靜的”。1929年，美國天文學家哈勃（E.Hubble）借助當時威力最大的光學望遠鏡所取得的遙遠星系的觀測資料，發現銀河系之外的所有的、和銀河系相似或同類的星系，全都各自相互高速地飛散和飛離而去。更發現另一個現象，即星系彼此之間的距離越遠，四向離散的運動速度越大。哈勃的這一發現在經過核實、確認和認可后，天文學家們認為，哈勃發現的規律的最佳解釋是宇宙的時空整體在膨脹，遂稱之為“哈勃定律”。根據測定出的膨脹速率，可以推算出什么時光、何時歲月是膨脹的起點，這就是宇宙自膨脹開始以來的年齡。膨脹以來所達到的距離，所覆蓋的領域，正是宇宙今日的大小。有了年齡，又有了大小，宇宙當然在時間上和空間上都是有限的。這樣就出現了全新的“有起源、有演化、有年齡、有大小、時空正在膨脹的動態宇宙”。由于“膨脹的宇宙”在理論上和依據的觀測資料均獲得支持和驗證，完全改變了人們對宇宙觀感，哈勃宇宙膨脹的發現遂被尊為20世紀最偉大的天文學成就。
哈勃發現的星系四向退行的規律，即所謂的“哈勃定律”，被建立、證實、確認和公認之后，哈勃本人、他的科研小組、團隊以及后來人，在隨后的七八十年間，持續地開展后續探索，其中有兩項課題，一直不曾間斷。其一是精測、修訂和改善宇宙膨脹的速率數值，因為它直接關乎據此推算出的宇宙年齡和宇宙大小的精準。2012年借助哈勃空間望遠鏡的探測取得的膨脹率是 74.3 ± 2.1 千米 /秒 /300百萬光年。由此求出：宇宙誕生以來的年齡為137.5 ± 1.1 億年 ；可觀測宇宙的大小約為 137 億光年。
另一則是探究和查明宇宙膨脹速率是否恒定不變，持續膨脹，還是這一源于大爆炸的膨脹斥力有朝一日將不敵宇宙物質的引力，最終終止膨脹，讓位于引力，變為宇宙收縮。這可是關乎宇宙未來走向何方，決定宇宙命運的大課題。天文學家的探索辦法是觀測盡可能遙遠的星系，測定距離，將之和根據星系光譜的譜線紅移資料、按哈勃定律所顯示的距離相互對比，如果二者一致，表示哈勃定律所反映的距離真實正確；反之，則指出，膨脹速率發生了變化，已不再有效地顯示星系的真實距離。為了距離測定的精準，必須掌握精確可靠的“量天尺”。天文學通常是將某種光度恒定或已了解其光度變化規律的天體作為“標準光源”，例如，造父變星。然而，深空星系的距離太大，超過60～70億光年，既便運用現有的威力最大的光學望遠鏡，星系中的造父變星也暗弱得無法觀測。因此，要有光度不僅恒定、已知，而且強大的“標準光源”。20世紀90年代，一個由美國天文學家珀爾馬特（S.Perlmutter）和里斯（A.Riess）領導的團隊，另一個以澳大利亞天文學家施密特（B.Schmidt）為首的科研小組，不約而同地開展了此項探索。全都采用Ⅰa型超新星作為“標準光源”①。課題稱為“深空超新星巡天”，科學目標是考察膨脹速率在深空是否恒定不變。在當時，主流的觀點是：斥力性質的宇宙膨脹力因受宇宙物質引力的影響，最終會減弱而減速。當取得最初幾個深空Ⅰa型超新星的測光資料后，發現其亮度比在哈勃定律預期距離上，應顯現的亮度暗弱，也就是說這個光度已知的“標準光源”實際處在更遠的距離上。如果觀測資料無誤，數據處理得當，就意味著膨脹速率不是放慢，而是提速。這個結果與預期的正好相反。這兩個科研團隊都沒有急于公布這個初步但是意料之外的發現，而是反復檢查和核對科研的各個環節，并繼續巡天，獲取更多的超新星測光資料。幾年后，更多更新的數據不僅表明，在距離70～80億光年以及更遠的深空，不僅膨脹提速，而且距離越遠，提速的程度越大。這乃是宇宙膨脹正在加速。1998年，這兩個課題團隊公布了他們的驚人發現。科學界一致認為發現了前所不知也未曾預期、疊加在宇宙大爆炸誕生的膨脹運動之上的、斥力性質的能量，取名“暗能量”。它成為世紀之交的最重大的天文學發現和科學成就。深空超新星巡天的資料指出，“暗能量”的威力在70億光年以遠的深空開始顯現。按照現有的共識，宇宙大爆炸源于137億年之前。也就是說，宇宙誕生之后約70億年，宇宙的行為開始從“膨脹”轉變為“加速膨脹”。如果照此模式加速膨脹，那么不出1000億年，宇宙物質密度將小到接近“無”，宇宙必將暗淡無光。這真是宇宙命運的未來嗎！
根據已測定的“暗能量”，推算出包括已知天體和“暗物質”在內的宇宙物質和“暗能量”三者分別在宇宙總物質密度中，各占的份額：
普通物質（由原子組成的所有已知的發光和不發光的天體）4.6 %±0.15%
暗物質23.3%±1.0%
暗能量72.1%±1.5%
這是一幅令人驚異、出乎想象的宇宙圖像，它表明，迄今天文學已知的和探索所及的天體僅占宇宙全部的不足5 % 。超過 95 % 的份額均有待科學探究②。
鑒于“暗能量”事關重大，2011年諾貝爾物理學獎授予“深空超新星巡天”課題的3位首席天文學家。如今人們對“暗能量”還知之很少，對其本原和內涵了解不多。“暗能量”正在成為物理、天文以及宇宙學的熱門話題和攻關研究對象。
注 釋
①“標準光源”——超新星
超新星是罕見的天象，它的出現是恒星世界最大、最亮、最激烈的爆發事件。當超新星爆發時，亮度能夠超過整個星系。所以，超新星是天文學在光學波段所能觀測到的距離最遠的單個天體。超新星爆發之前的天體有兩類。一類是質量超過10～20個太陽質量的大質量恒星；另一類是密近雙星中的白矮星。現在涉及的是后者。
密近雙星指的是不僅彼此引力聯系，還有相互物質交流的雙星系統。如果系統中的一個成員是白矮星，另一成員是其他類型的恒星，當演化的進程達到恒星的物質流向白矮星的階段，若白矮星的質量因此一經超過某一定量，就會結構失衡，整體爆炸，成為超新星。天文學將這樣的爆發事件稱為“Ⅰa型超新星”。
白矮星是一種致密天體，它是質量和太陽相仿的普通恒星在生命歷程的終端，因內部核心的核聚變反應息止，失去結構支承，坍縮而演變成的天體。20世紀30年代初，印度青年錢德拉塞卡（S.Chandrasekhar）在英國進修期間，根據恒星內部結構理論，求證指出，當致密的白矮星質量達到并超過 1.44 個太陽質量，即將失衡解體。后世，天文學將白矮星的這一質量上限，冠名“錢德拉塞卡極限”。在隨后幾十年的天文發展歷程，證明這一理論預期的正確性。鑒于在恒星結構和演化領域的學術貢獻，錢德拉塞卡榮獲1983年諾貝爾物理獎。
在過去的一個世紀中，物理學家對宇宙射線一直感到迷惑不解：粒子（主要是質子）高速穿越太空，它們好像均等地來自各個方向。這些星系間射流的來源是什么？它們又是怎樣獲得如此高的穿行速度的呢？一個跨國研究小組宣布，他們向解決這些問題邁出了一大步：令人信服的證據證明，至少部分宇宙射線來自超新星殘骸；超新星殘骸是恒星爆炸所產生的正在膨脹的物質外殼，起著天然粒子加速器的作用。
長期以來，宇宙射線都是一個難解之謎，因為射線間的相互作用掩蓋了射線的來源。作為帶電粒子，宇宙射線“感覺到”了太空磁場的推拉作用。結果，宇宙射線以長長的弧形軌跡穿越星系，這樣地球上的探測器才有可能跟蹤到射線的源頭。
這些粒子如此高的穿行速度表明，它們一定有著猛烈而高能的源泉。長期以來，研究人員一直認為這些高能粒子的來源就是超新星殘骸，但是沒有辦法證明這一點。“我們需要一個中性信使來觀測射線的來源。”加利福尼亞州帕洛阿爾托市斯坦福大學的斯蒂芬·芬克說。伽馬射線是作為加速質子的副產品而產生的高能光子，可以充當中性信使的角色，因為這種射線不帶電荷，因而是直線穿越太空的。但是，高速電子也會產生伽馬射線，此前研究人員無法區分來自超新星殘骸的伽馬射線是電子產生的還是質子產生的。
1949年，意大利裔美國物理學家恩里科·費米率先提出了一種超新星殘骸可能使質子加速的途徑。其加速機制大致是這樣的：超新星殘骸是正在膨脹的球形物質外殼，外殼向外推進變成彌漫于恒星之間的氣體——星際介質；這樣便在物質外殼的前部形成激波，而這個激波陣面攜帶復雜的磁場，前面和后面均有磁場；在壓縮的氣體中，像質子那樣的帶電粒子可以在兩個磁場之間來回彈跳，而且不斷穿越陣面，每次穿越都會使能量突增；最終，帶電粒子將因得到足夠高的能量而逃脫磁場，作為宇宙射線射向太空。
當高速質子與星際介質中低速的同類粒子碰撞之后，將發生相互作用，通常會產生大量的基本粒子，這些基本粒子被稱為中性介子。介子衰變后幾乎立刻變成兩柬伽馬射線，這些伽馬射線就是中性信使，能夠證明有高能質子出現。由超新星殘骸加速后的電子也會產生伽馬射線，但這兩種伽馬射線在能譜上稍有不同。由于源于質子的伽馬射線實際上來自介子，所以每束伽馬射線必定至少擁有一個介子1/2的能量，較低能量的伽馬射線在能譜上無法顯示。相對而言，源于電子的伽馬射線顯示不出高低能量的分界點。
來自深太空的伽馬射線很難被探測到，因為它們在到達地面之前就被地球的大氣阻擋在外。現在，美國航空航天局的費米伽馬射線太空望遠鏡可以探測能量分界點了。自從2008年發射升空后不久，芬克的研究小組就開始利用這架望遠鏡進行研究。芬克說：“這臺儀器并不完美，但是我們能夠在能量合適時看到分界點。我們已經明確地證實，超新星殘骸可以為宇宙射線加速。”
該研究小組證明，超新星殘骸是宇宙射線的一個來源。然而，這是主要來源嗎？芬克表示：要想解決這個問題，就需要積累更多的資料，研究更多的天體，至少現在研究人員有了所需要的工具。芬克說：“很久以前，我們對此就有了理論上的認識，現在我們只是擁有了先進技術，利用先進技術來證實以前的認識……從這個意義上講，這個研究成果很美妙！”
在希格斯機制中的希格斯場及其產物希格斯粒子，只不過是“上帝”創生的萬物的基本體——以光速膨脹的時空光球及其光球間的相作用點的現象體現，所以希格斯粒子稱不上“上帝粒子”。我們只有尋找到宇宙的統一規律，才能領悟“上帝”及“萬物”的本質和關系。我認為，宇宙的統一規律就是宇宙（物理）原理——整個宇宙的每一個靜止的空間位置點都在連續不斷地發出光速膨脹的時空光球，光球之間的相互作用現象形成時空萬物。整個宇宙就是由這個簡單的規律形成的錯綜復雜的時空萬物現象。有了這個宇宙（物理）原理，就能解釋宇宙的一切。
從宇宙（物理）原理中我們可領悟到，那個永恒不變而創生宇宙萬物的“上帝”不是別的，正是被愛因斯坦否認的絕對靜止不變的空間位置點——以太點。但是這些點的延伸速度卻遵循著愛因斯坦狹義相對論的光速不變原理。這些光球的半徑在空間的延伸速度，體現了光速的空間尺度和時間刻度的絕對關系。這些光球的半徑延伸現象體現了牛頓的慣性定律，球心恒靜，球面層點恒動。光球間的相互作用現象體現了牛頓的加速度和作用與反作用現象。
愛因斯坦以為時空彎曲就像直觀地球表面上的重力現象。但時空的彎曲是全方位的同時現象，而不是平面的凹變現象。只有時空光球才能產生時空彎曲的現象。所以，愛因斯坦的狹義相對論的平直時空關系，只能產生錯誤的時空相對性，從而與廣義相對論的彎曲時空的同時性空間的絕對關系相矛盾。萬有引力是光球間相作用的時空關系的現象。不同的半徑的光球相作用是需要不同的時空量的，而不是不需要時間的超距離相作用現象。靜空點連續不斷地發出光球和光球的光速膨脹性、光球間層點相作用的瞬間性，給人們造成了引力的超時空錯覺。
宇宙（物理）原理，是對以前人類探索宇宙所得到的常識和理論以靜心歸納而覺悟到的。因此，兩者并無本質上的矛盾。只是把人們平直的三維空間概念中的相平行的“高”的原始端點統一歸“根”到了光球的球心點了。從而使平直的長和寬成為光球面的經緯線了。這可是從霍金的宏觀三維體概念中領悟到的。這也就是從本質上找到了時、空、物的統一點——能連續不斷地發出以光速膨脹的時空光球的永恒靜止不動的無體積空間位置點。現在我們不就完全明白時空的曲直和中心——事物的過程和始終的本質關系了嗎？
主持人：萬物從何而來？這個問題問倒了很多科學家，至今人們還沒有找到滿意的答案。蔡義讀者認為萬物的基本是以太點，這個觀點很有想象力，但是被愛因斯坦否定的“以太”已經被一些實驗證實不存在，不過現在有些人對“以太”是什么提出了新的構想，也許我們可以從新的角度去探討“以太”。
（1）宇宙演化對人類提出的課題
人類進化的歷史是生命、智能發展史，既受宇宙物質運動和能量變化規律的制約又反過來以智能活動等方式促進了宇宙物質與能量的變化進程，而且這種作用猶如膨脹的宇宙一樣正在加速。宇宙的發展將把人類帶向何處？這是一個需要研究的問題。1994年10月科學家詹姆士·比勃等在《科學美國人》上發表“宇宙的演化”一文，介紹了宇宙的大爆炸模型。初始爆炸的微波輻射稱為宇宙本底微波輻射，于1989～1992年被美國發射的“宇宙本底探測器”衛星發現并收集到，證實了宇宙的爆炸起源。1929年美國天文學家愛德溫·哈勃在經過4年的細致測量、觀察以后，發現來自河外星系的光呈現系統性紅移現象，說明這些星系的觀察距離正在加速增大，即宇宙正在加速膨脹著。宇宙猶如一個不斷膨脹的氣泡，有眾多并不膨脹的活動星系散布在氣泡表面。現代宇宙學說認為宇宙并不單一，存在許多這樣的“氣泡”，“氣泡”之間有細小的“蟲洞”相連，組成“多元宇宙”。
綜上所述，宇宙創造了地球，地球孕育了人類，客觀地看人類是宇宙加速發展的產物，人類的發展將進一步加速地球的能耗，推進地球與宇宙的加速演化。宇宙發展的命運對人類的啟示與召喚是：“趕上我的變化！”就現在的人類來說，生存的時空是有限的，只有宇宙發展中的一小時段和浩瀚星海中的一小點空間，但人類必將有更長、更大的發揮。
（2）人類自身的演化
在人類進化的特征中，最有意義的是腦子的進化，人的社會智力、深刻的思想意識、基于共同理解的語言、絢麗多彩的文化藝術、精巧的創造性技術、感染力強勁的信仰等，都需要腦量及對相關信息加工能力的擴張。數據表明，人類進化過程中，腦量不斷增大，從250萬年前的600毫升腦量與620平方厘米的大腦皮層面積，進化至今，人的個體腦量已有1350毫升，大腦皮層面積約為2500平方厘米。每千年的增速分別為0.3毫升與0.75平方厘米。與生產這樣大的腦量相聯系的是人類需要相應地較長的妊娠期和增大女性骨盆的開口，以生產“大腦子”的新生兒。但是骨盆開口的增大是有限度的，有效的兩足行走的工程學決定了這個限度，也限制了能生產的新生兒的腦量，這個限值約為385毫升。于是人類腦量不斷增大的進化使人類嬰兒只能提早出生，離開母體繼續原本需在母體內完成的生長。因此，人類的新生嬰兒十分軟弱，完全沒有自助能力，至少還需經過6個月的發育才能完成原本需在母體內完成的嬰兒腦子的發育。
在人類的演化中，始終存在著兩種演化的策略機制：一種是通過戰爭實現的優存劣汰（兩個男性的放在一起會發生“戰爭”，只有強者才能生存下來），并通過女性對受孕的調節——選擇制造競爭環境來實現優選，使人類的生物演化一代勝過一代；另一種是人類通過對下一代的教育，使得不斷進步的技能與知識獲得傳承。這是人類提高自身適應性的兩種演化策略，特別是后一種策略的進展使人類以加速度遠離其它動物的發展軌跡。
個人出生以后，其后天所獲的技能與知識目前是不可能經由刻寫到DNA中去的程序而獲得遺傳，但后天的影響肯定會被DNA以某種現時尚不清楚的方式記錄下來造成差異，這種差異需要幾代的鞏固，才會形成遺傳優勢，雖然這種過程是如此之慢，但如果沒有這種變化，相對于其它生物，人類就不可能有更長的DNA和更多的基因。從這種意義上說，人類正在創造帶有人類標記的“上帝”。
（3）人類文明的傳承風險
人類發展過程中，曾經產生過許多輝煌一時的文明，許多都已經失傳。如一夜之間沉入海底的亞特蘭提斯，古埃及文明的衰亡，瑪雅文明的中斷等等。究其原因，最令人心驚的是人類間的戰爭，戰爭幾乎伴隨著人類發展的整個過程，戰爭不僅使某些相當發達的文明消亡，甚至使人類的一些種族被滅絕。而現今世界核彈頭的貯量已足夠把現代人類文明毀滅好幾次！前車之鑒，人類要警惕啊！
（4）人類需要造就怎樣的人
造就怎樣的人是一個關系人類發展、進化、永恒的非常根本性的問題，涉及人生觀、價值觀的培養與形成。從客觀世界來看，變化是永恒的，任何事物都是永恒變化中的一個過程。人類要永恒，那就要研究這種變化，找到適應這種變化的辦法，找到人類發展的方向。特別是人類面臨諸多危險，有源自外界環境變化的，有源自人類自身活動的，包括宇宙演化和人類自身演化的風險，還有如微生物侵襲、環境破壞、毀滅性戰爭、自身退化等其他風險，都將對人類的生存、發展與永恒產生難以預料的影響。然而人類并非毫無希望，也許人類在宇宙的發展中，能掌握驅使巨量物質和能量的方法，超越時空制約，逃過劫難；也許人類在自身發展中，能找到優化的方向，超越進化制約，求得長存。這就取決于人類自身的努力，包括了解宇宙結構、運動規律，了解生物基因、基因技術，了解世界萬物、各種風險，找出適宜的方法，改變世界和改變人類自身，超越風險。人類不可能一直生存在地球上，就像早期人類走出非洲（或中東）遷徙到歐洲、亞洲、美洲一樣，人類也會遷出地球，踏上行星；或遷出星系，甚至遷出現在這個宇宙。人類也不可能一直是現在這個樣子，就像從猿到人的進化，人類還會進化。這一切全靠人類的認識、創造及其速度，全賴于人類教與學的傳承，從而也使人類明白教與學需要造就的是怎樣的人。因此就人類永恒來說，人類需要能對其發展作出貢獻的人，包括：
① 對解釋客觀世界、宇宙萬物有貢獻的人；
② 對解釋人類自身有貢獻的人；
③ 對解釋精神世界有貢獻的人；
④ 發現人類生存和發展問題，并找到解決問題的方法的人；
⑤ 發明、實現能增強、擴展人類能力的技術的人；
⑥ 能順應客觀宇宙世界發展，對人類進行良性改造的人；
⑦ 對引導人類發展實踐有貢獻的人；
⑧ 對人類思想發展有積極影響的人；
⑨ 能解決人類與客觀世界協調共存問題的人；
⑩ 能使人們健康、幸福、快樂地生活的人；
? 勇于為人類或他人的生存發展獻身的人；
? 支持上述努力，并積極投入實踐的人；
? 甘為人類進步作鋪路石子，積極培養下一代的人。
一個能以上述任何一則作為人生思想的人，雖然程度有深有淺，成就有大有小，影響有廣有狹，都是對人類發展有貢獻的人。教與學最重要的就是造就人的精神思想的基礎和結構，一旦造就人的基礎性的思想意識，尤其是人生觀，將影響一個人一生的活動，而且一般中途不會改變。
（5）科學研究的意義及其與人類發展的關系
為了適應客觀世界與宇宙發展的變化、把握人類自身的演進、保持人類文明的傳承，人類開創運用科學研究將本來被動的適應改進為主動適應。科學研究是人類對理解事物的一種主動的探索，這種探索精神是自然創造的人類的一種最重要、最積極的天性。科學揭開了蘊藏在大自然中的秘密，揭開了人類創造性利用自然能力的序幕，展開了人類及其文明永恒的希望。科學的探索與創造精神是人類發展的第一（首要）推動力，包含著人類的最進步的因素。因此，在人的造就中，在教與學的努力中，科學的探索與創造精神是最核心、最重要的，科學知識的普及是最急切、最基礎的，科學的品格應是人生最重要的素養。
著名的中微子之父Pauli，對于他為了拯救β衰變中的能量守恒而引入中微子的建議，說過這樣一句名言：“我做過的一件沒有任何一位理論物理學家曾經做過的事，是我提出了一種絕不可能由實驗證實的東西——中微子。”這或許是唯一的一次Pauli說錯了的話。就在他說了這句話的三十多年之后，中微子就被實驗物理學家發現了。
從那時開始，人們知道了關于中微子的很多東西。對中微子性質新的理解總會使人們對于整個基本相互作用領域帶來更為深刻的認識，從費米最早的簡化模型的嘗試直到今天標準模型的建立，中微子的許多信息從加速器、反應堆，以及后來從太陽系和大氣環境實驗研究中大量地積累起來。而今已經明確地認識到中微子只有三種，它們具有極其微小的質量，而且通過振蕩彼此轉換。
近年來中微子物理的突破性進展主要來自天體物理。特別是人們發現中微子在宇宙膨脹中不僅作為一個旁觀者，而且通過它們與其他粒子的弱相互作用，以及它們之間的引力，對于宇宙演化有著很多重要的影響。這意味著人們可以從宇宙膨脹歷史的研究，對于不同能量和時空標度的中微子的性質提供約束。而檢驗中微子性質的巨大舞臺就是通常所說的中微子宇宙學。它是一個多學科交叉的研究領域，是理論與實驗粒子物理學家、天體物理學家和宇宙學家研究的交匯點，在這個迷人的領域中，不同背景的專家們找到了共同語言。實際上它已經形成了天體物理學的一個活躍的分支。如果說20年前，中微子宇宙學還處于早期階段，理論家們還只能滿足于數量級的估算，今天的情況已經發生了巨大的變化。當前的觀測手段給出的結果要求細致得多的理論分析。
本書從中微子的方方面面對宇宙的歷史給出綜合介紹。作者們撰寫本書的指導原則是力求闡述所涉及中微子現象的主要物理思想，而不是羅列數不勝數的繁雜現象本身。在某種程度上本書主要的關注焦點是標準中微子宇宙學。
全書內容分成7章：1.中微子物理基礎； 2.標準宇宙模型概覽；3.宇宙早期的中微子；4.MeV階段的中微子； 5.宇宙微波背景時代的中微子；6.最近的時代：中微子和結構形成； 7.宇宙學中微子之今天。
作為宇宙學、天體物理學和粒子物理學之間的交叉學科，在這本自成一體的專著中，作者們把中微子在宇宙學中作用的各個方面匯集一起，從中微子物理基礎開始，清晰地闡述了標準宇宙學模型和膨脹宇宙中的統計力學，按照編年順序介紹從很早開始到今天中微子的歷史。這部新穎而豐富的著作無疑會引起在天體物理、宇宙學和粒子物理學領域從事理論或實驗研究的研究生和研究人員極大的興趣，對于相關領域更廣泛的讀者，也是一部很有價值的參考書。
丁亦兵，教授
（中國科學院大學）
Ding Yibing， Professor
（University of CAS）
6.5
3月14日消息，美國航空航天局所屬的廣域紅外巡天探測器近日發現了一對距離非常近的恒星，它們將成為迄今發現的距離第三近的恒星體。這一雙星系統中的兩顆恒星都是褐矮星。美國賓夕法尼亞州立大學天文學與天體物理學教授凱文·魯曼說：“這對褐矮星到地球的距離僅有6.5光年，這樣的距離太近了，以至于地球上2006年時播出的電視節目信號現在已經傳播到了那里。這是一個絕佳的搜尋行星的地方，因為它們的距離實在太近了。這樣我們就有很好的機會來看看是否有任何行星圍繞其中任何一顆褐矮星運行。”
50
3月18日消息，俄羅斯的“太空球透鏡”納型衛星據信遭到環繞地球的一塊碎片撞擊，毀于一旦。專家警告稱，“太空球透鏡”的被毀說明太空垃圾對低地球軌道活動的威脅不斷提高。目前，地球周圍的太空垃圾云不斷擴大。據美國航空航天局估計，地球周圍尺寸超過彈珠的太空碎片在50萬塊左右。低地球軌道的碎片以大約每小時2.8萬千米的速度飛行，即使尺寸很小，也能給衛星造成巨大破壞，同時對宇航員的安全帶來致命威脅。在已經編目的太空垃圾中，大約有70%位于距地面約2000千米以內的低地球軌道。
90
類星體是宇宙中最奇異的天體之一，它們在極其遙遠的宇宙深處閃耀，其亮度可以與10000億顆太陽相當。然而最近天文學家發現有三顆這樣的類星體竟然共處一處，非常罕見。意大利布里亞大學艾瑪努爾·法里納領銜的一個天文學家小組發現，在90億光年之外的宇宙深處，三個類星體聚集一處，這一群體目前被給予編號QQQ J1519+0627。
138.2
歐空局3月21日在其巴黎總部公布了根據普朗克衛星傳回數據繪制的宇宙微波背景輻射圖。根據普朗克衛星收集的數據，科學家對宇宙的組成部分有了新的認識，宇宙中普通物質和暗物質的比例高于此前假設，而暗能量這股被認為是導致宇宙加速膨脹的神秘力量比想象中要少，占不到70%。此外，反映宇宙膨脹率的哈勃常數也被修正至67.15千米/（秒·百萬秒差距），即一個星系與地球的距離每增加100萬秒差距（1秒差距約為3.26光年），其遠離地球的速度每秒就增加67.1千米。這個數據意味著，宇宙的年齡約為138.2億年。
10
根據一項最新的模擬研究顯示，冥王星周圍可能還隱藏著多達10顆或更多的小衛星尚未被發現。隨著2015年美國航空航天局的“新地平線”號探測器抵達冥王星系統的日期逐漸臨近，這一發現讓此次考察之旅的飛行路線規劃變得更加復雜。
那么，原始火球的結構怎樣？由它爆炸產生的宇宙是怎樣以對數螺線形方式加速膨脹的呢？
一、 原始火球的超級恒星結構模型
1、原始火球的恒星結構模型
筆者認為原始火球有類似太陽的結構，是宇宙中的第一個、第0級唯一超級特大恒星。它包括內核、輻射區、殼層結構（對流區、光球、色球）、日冕等部分，其活動規律與太陽相似。
2、原始火球的大爆炸類型
由于筆者假定原始火球有類似太陽的結構，是第0級超級特大恒星，它和所有的恒星一樣存在周期性超級大爆炸。它有三種爆炸形式，即，有殼周期性大爆炸、拋殼周期性大爆炸和無殼周期性大爆炸。
（1）、原始火球的有殼周期性大爆炸
這個時期的原始火球有類似于太陽的完整恒星結構，但同時又存在周期性大爆炸，此時由于不能拋射原始火球的殼層結構（對流區、光球、色球），這種有完整恒星結構的周期性大爆炸，就叫做原始火球的有殼周期性大爆炸。這時還不能由原始火球對流區黑子形成相對獨立的新的超級恒星。從規模上比原始火球的拋殼周期性大爆炸小。
（2）、原始火球的無殼周期性大爆炸
原始火球的無殼周期性大爆炸是一種介于原始火球的有殼周期性大爆炸和拋殼周期性大爆炸之間的過渡類型。它開始于上一次拋殼大爆炸熄滅后，結束于下一次有殼周期性大爆炸的點火時期，爆炸極不穩定。對原始火球這個時期非常短暫，而對其它恒星，這個時期相對較長。
（3）、原始火球的拋殼周期性大爆炸
因為原始火球的黑子同樣存在于原始火球殼層結構的對流區。所以，從原始火球的第一次拋殼大爆炸開始，宇宙中便由原始火球的黑子產生出了第一代超級恒星。為了明確表示某代恒星第多少次數的拋殼周期性大爆炸，筆者提出一種“代~次” 表示法或叫x~Y表示法來進行表示。
比如用數字0表示原始火球是第0級超級特大恒星，用數字代號0~Y表示由原始火球產生的拋殼大爆炸次數。那么，由原始火球產生的拋殼周期性大爆炸次數可表示為0~1，0~2，0~3，~~~~，0~Y。
到目前為止，在原始火球的拋殼周期性超級大爆炸0-Y表示法中的Y，已經是一個非常巨大的數字，以它為中心形成了我們這個至今還在加速膨脹的宇宙。
一般來說，第一代恒星還要發生很多次數的拋殼周期性大爆炸，這樣形成第二代恒星。用“代~次”表示法表示成1~1，1~2，1~3，~~~~，1~Y。
同樣，第2代恒星也要產生拋殼周期性大爆炸，用“代~次”表示法表示可表示為，2~1，2~2，2~3，~~~~~，2~ Y，如此等等，依次類推。
一般說來，我們人類目前觀測到的第x代恒星在形成超星系團或星系時，Y=1時的情況最多，而Y>1時的情況較少。所以，第x代恒星形成的超星系團、星系或行星系統可表示為{x、Y：x~Y，Y≥1}。如果Y=0，則表示第x代恒星還沒有發生拋殼周期性大爆炸。
以太陽系為例，用代-次表示法，可表示為{x、Y：x~Y，Y=1}。前一個x表示太陽是第幾代恒星，而Y表示太陽發生的第幾次拋殼周期性大爆炸。根據筆者的研究，太陽系的行星系統是在一次拋殼大爆炸中形成的。但是，太陽還發生過多次有殼周期性大爆炸，只是其規模比太陽的拋殼大爆炸小得多。
二、 宇宙的時空結構
1、第x+1代天體（恒星或行星）與第x代恒星之間的時空距離規律
（1）、在第x代恒星周圍怎樣形成螺旋形的第x+1代天體的旋臂
當x≥1時，第x代恒星就開始有了自轉，當Y≥1時，第x代恒星就開始發生拋殼大爆炸。
但是，我們人類目前觀測到的第x代恒星，在宇宙起源過程中，基本上屬于最后幾代恒星，大多數只發生了一次拋殼大爆炸 ，因此，形成螺旋形旋臂者數量最多。
在第x代恒星殼層結構的南北半球各自都有與赤道形成一定角度的線狀分布的黑子群。而且常常是在第x代恒星殼層結構的對流區，上一周期的黑子群還沒有消失時，下一周期的黑子群又產生出來了。所以，在第x代恒星的殼層結構的南北半球有兩條或兩條以上的線狀分布的黑子群。可以說，這就是第x代恒星周圍形成螺旋形的第x+1代天體旋臂的胚胎。
當第x代恒星進行拋殼大爆炸時，被拋出的第x代恒星對流區的磁孔、磁結及黑子便以大黑子為中心，在第x代恒星周圍形成兩條或兩條以上的巨大的螺旋形旋臂。
在螺旋形旋臂中的磁孔、磁結及黑子都可以將彌漫的星云物質聚集起來，形成第x+1代天體。
（2）、第x+1代天體螺旋形旋臂的軌道膨脹與收縮公式
設第x代恒星第1次拋殼大爆炸之前的恒星質量為M0，第x代恒星的質量衰減后為M=M0e-λt，λ是待定常數，t表示時間。當第x代恒星進行第X~Y次大爆炸時，把第x+1代天體的相關常數代入第x代恒星的中心力場中的比耐公式，得到第x+1代天體（恒星或行星）與第x代恒星的軌道方程為
r=h2/[k2+(Ah2/k2)cosθ]，
k2=GM0 e-λt。
其中的常數待定。這個公式表明第x+1代天體（恒星或行星）的軌道大小隨著時間的推移而不斷變大（膨脹），這就是“宇宙的時空膨脹方程（公式）”，或叫“軌道漂移方程（公式）”。
哈勃定律實際上就是“宇宙的時空膨脹方程”的特殊形式。比如取cosθ=0，方程兩邊對時間t求微商得v=dr/dt=λr，這就是星系的退行速度與距離成正比的哈勃定律。但是，在嚴格的求解過程中，哈勃定律不成立。
由提丟斯—彼德定律指出的太陽系內的行星分距離公式布r=0.4+0.3×2n，n取-∞，0，1，2，3，4，5，6，7.（取天文單位）。實際上就是太陽系內的行星分布在太陽周圍的時空公式.它也是“宇宙的時空膨脹方程”的特殊形式。這決定于太陽的拋殼大爆炸的規模和各常數的具體取值。經筆者化簡后，形式上完全與提丟斯—彼德定律公式的形式完全相同。
當星云物質以第x代恒星為中心重新集積時或以磁孔、磁結及黑子為中心將星云物質聚集形成第x+1代天體時，由于它們的質量和引力隨時間呈指數形式不斷增大，即第x代恒星和第x+1代天體的質量都將以M=M0eλt方式增加，其中λ前面取正號。第x+1代天體的運行軌道將按變質量的比耐公式r=h2/[k2+(Ah2/k2)cosθ]，k2=GM0 eλt。
隨時間的變化呈螺線形收縮。所以，這又是“宇宙的時空收縮方程（公式）”。
總之，比耐公式r=h2/[k2+(Ah2/k2)cosθ]，或比耐方程h2u2(d2u/dθ2+u)=-F/m是一條軌道大小為r隨時間t變化的函數關系式，是宇宙天體（恒星或行星等）的“軌道膨脹或收縮公式”。以它為基礎形成宇宙的時空結構。
三、 恒星系統的形成
超級恒星系統（星系團、星系）的形成決定于拋殼恒星的質量大小，它決定于第幾代恒星的第多少次拋殼周期性大爆炸。超級恒星系統的形態結構決定于拋殼恒星的代數x，自轉周期T1，恒星殼層結構的形成周期T2，黑子形成周期T3，拋殼周期T4的大小。其時空軌道表現出時空對數螺線性膨脹與收縮的特性。
在第x代恒星南北半球的對流區各出現的一條或幾條長線狀分布的黑子群，它是下一代恒星或行星系統的胚胎。
在第x代恒星的拋殼大爆炸中，一般都能在第x代恒星的周圍形成第x+1代天體的兩條或兩條以上的旋臂。但是，如果第x代恒星南北半球的對流區沒有線狀分布的黑子群，那么，在第x代恒星的周圍一般說來不能形成旋臂。
1、 第x+1代天體的形成規則
以太陽系的形成為例：
（1）、規則一
靠太陽赤道越近的黑子，太陽爆炸后，由黑子形成的行星離太陽越遠。反之，則近。
這是因為太陽在自轉，越靠近太陽赤道，太陽黑子的角速度和線速度越來越大，因此，當太陽爆炸后離太陽中心距離越遠。
太陽北半球 與南半球的其中一對前導黑子與后隨黑子分別形成了一組行星：海王星和天王星，而另一對前導黑子與后隨黑子分別形成了一組行星，即土星和木星。而其它在太陽上的在蝴蝶圖中呈一定角度分散分布的黑子依次形成了火星、地球、金星、水星。而冥王星和太陽系的第十大行星sedna比較特殊，很可能是由最靠近太陽赤道的隱形大黑子形成的，所以離太陽最遠。
由于前導黑子與后隨黑子周圍形成了一個黑子群，并且有大量的磁孔與磁結，所以在前導黑子與后隨黑子形成大行星的同時，在它們的周圍也形成了由黑子形成了衛星和由磁孔與磁結形成的大行星的星云盤。
（2）、規則二
由于下進上出，磁孔或磁結或黑子密度較小，被太陽拋出距離較大，因而形成太陽系邊緣的奧爾特云和彗星。
由于上進下出磁孔或磁結或黑子密度較大，被太陽拋出距離較小，因而形成太陽系內火星與木星之間的小行星，形成小行星帶。
但是，規則一與規則二是相互作用的，它們有一定沖突，所以，這使太陽系行星系統軌道的大小和形狀的形成在它們相互作用中形成，情況比較復雜，變數較多。
應該注意的是太陽系的大行星密度是變化的，原來黑子密度小，可能因為密度小的黑子在集積過程中因為集聚了其它密度大的磁孔、磁結或黑子，而形成行星時，結果其本身的密度變大。反之，原來黑子密度大的黑子可能集聚了其它密度小的磁孔、磁結或黑子而密度變小。可以說行星帶和奧爾特云及彗星就是改變大行星密度的重要的影響因素。
（3）、規則三
太陽爆炸時各黑子由繞極軸旋轉運動變成繞太陽中心的公轉速度由外向內依次增大。
在這個變化過程中，根據行星的向心力由萬有引力提供可知，GMm/r2=mv2/r，得v=(GM/r)?，所以，當太陽爆炸時各黑子由繞極軸旋轉運動變成繞太陽中心的旋轉運動時，離太陽赤道越遠的黑子，形成行星時的軌道半徑小，公轉速度大。反之，離太陽赤道越近的黑子，形成行星時的軌道半徑大，公轉速度小。所以，太陽系內的行星系統由外向內公轉速度依次增大。
（4）、規則四
由黑子形成行星，由于黑子在太陽對流區上表面和下表面旋轉方向相反，但是，黑子在太陽對流區下表面旋轉方向不穩定，磁孔、磁結情況類似，主要是受太陽輻射區的影響，輻射區巨大的離子動能對太陽對流區磁孔、磁結或黑子下表面的旋轉運動有一定的抵消作用所造成。磁孔、磁結在太陽上的頻繁變化就說明這個問題。所以黑子在太陽對流區的旋轉方向主要決定于太陽對流區的上表面的黑子的旋轉方向，這同時決定黑子形成行星的自轉方向。
行星的自轉方向是電磁學規律所決定的。
太陽磁場可以與太陽對流區的磁孔、磁結及黑子相互作用。當太陽的拋殼大爆炸使它們脫離太陽而進行軌道膨脹的時候，所有太陽系的行星，包括其衛星都會向同一方向自轉，即自西向東轉動，這決定于爆炸的太陽在擴大后的內部磁場方向的影響。
當然，不排除太陽系中的偶然事件改變行星自轉方向的例子。比如金星的自轉方向就是自東向西轉動，雖然非常返慢。
（5）、規則五
行星的公轉軌道可以膨脹和收縮。當太陽因為爆炸質量變小時，各行星軌道膨脹。
當太陽重新吸引那些因為自身爆炸而產生出的星云物質時，質量逐漸增大，各行星軌道收縮。
太陽系內磁孔、磁結及黑子在集積形成行星、彗星、隕石等的時候質量會逐漸增大，所以，大行星周圍的衛星和星云盤的軌道，會因為大行星質量的逐漸變大而收縮。
（6）、規則六
太陽上南北半球的黑子形成了兩條或兩條以上的線形分布區，它們均與太陽赤道形成了一定的角度。它們在太陽的拋殼大爆炸中形成自然地形成了兩條或兩條以上的螺旋形旋臂，就象兩盤或兩盤以上的螺旋形的蚊香。由于它們的螺旋形旋臂在形狀和大小上的差異，所以在圍繞太陽公轉的過程中彼此相交，它們的交點就是大型黑子集聚的地方，這使太陽系的大行星的分布主要出現在這些交點上。顯然，它們在太陽的徑向方向依次出現的軌道大小呈對數螺旋方式變化，這樣就產生了太陽系行星分布的提丟斯——彼得定律。
（7）、規則七
太陽除了發生拋殼大爆炸以外，還要發生有殼周期性大爆炸。它直接改變太陽行星系統的面貌，使地球上的生物產生災變性的后果。
比如發生在幾百萬年前的一次有殼周期性大爆炸，造成了地球上的恐龍的滅絕。&nbs p;
在這次太陽的有殼周期性大爆炸中，地表溫度可能已經達到2000C以上了，不論陸地上還是天上的恐龍，由于軀體巨大，無法躲避在地球的陰涼處，導致嚴重燒傷和酷暑，相繼在幾天之內全部死亡。而恐龍蛋也因為太陽暴曬而失去生命。
由于地球上2000C以上的高溫，直接導致森林火災和颶風、暴雨、山洪與泥石流，它比其它任何時候都強烈，它使恐龍與恐龍蛋的一部分被泥石流淹沒而形成化石。
唯有小型恐龍，或生活在水里的恐龍的近親——鱷魚，逃過了劫難。小型恐龍以后演變成了地球上的其它生物。而其。動植物由于體形較小，容易在短時間內在相對陰涼處躲過劫難，但是，仍然有各種動植物大量死亡，甚至滅絕。
在太陽的有殼周期性大爆炸中，太陽系部分行星改變了運行軌道，甚至發生碰撞。有的落在地球上，產生巨大爆炸，頃刻濃煙四起，塵土飛揚，山蹦地裂，颶風熱浪，整個地球被覆蓋上一層次隕石塵土，這就是人們在恐龍滅絕時，在同一地層中找到來自隕石的銥元素。同時，也出現大行星對小行星及星云物質的俘獲現象。地球的衛星——月球有可能就是這樣形成的。
太陽的有殼周期性大爆炸同時導致各大行星發生地質結構變化，形成火山和地震，導致地球大陸飄移。
太陽在這次爆炸中同時導致各大行星磁場反向，這是因為溫差電出現了反轉現象。
太陽在這次爆炸中還導致各大行星自轉軸改變，導致氣候改變，比如火星的氣候變化就與此有關。
1987年美國的宇宙飛船發現各大行星背日面都有一條線形構造，這就是太陽多次小規模爆炸對各大行星產生作用力的合力造成的，即中間凸起兩邊低的一種線狀結構。
太陽在有殼周期性大爆炸后，產熱量明顯下降，所以太陽在經歷每次爆炸后，太陽系各大行星出現冰期。地球地質歷史時期出現的冰期就是太陽的有殼周期性大爆炸之后形成的。
所以，即便恐龍沒有在太陽的有殼周期性大爆炸中被熱死，隕石砸死。那么，它必然在地球上出現的冰期中凍死。
2、第一代恒星的分布
原始火球是第0級超級特大恒星，自轉周期T1=∞，殼層結構的形成周期T2≈0，大黑子的形成周期T3≈0，沒有恒星黑子分布的蝴蝶圖，黑子接近于均勻對稱分布，而拋殼大爆炸周期T4≈0。所以在0~Y拋殼大爆炸中，每次拋殼大爆炸都使第一代恒星的分布接近圓球形，
3、第x+1代恒星的分布
當第x代恒星，x≥1，由于它來源于上一代恒星黑子，所以第x代恒星有自轉。即第x代恒星的自轉周期T1為有限數值。它分以下幾種情況：
當第x代恒星只進行一次拋殼爆炸時，而形成星系時，因為在第x代恒星南北半球的對流區各出現的一條或幾條長線狀分布的黑子群，所以這樣形成的旋渦星系有至少兩條或兩條以上的旋臂，這樣可以形成棒旋星系、螺旋星系及橢圓星系。
當第x代恒星沒有在南北半球的對流區各出現的一條或幾條長線狀分布的黑子群時發生大爆炸，那么就沒有旋臂形成，這樣就形成不規則星系。
由于宇宙年齡較大，所以我們發現第x代恒星只發生一次大爆炸的恒星數量很多。這使我們容易理解為什么在哈勃研究過的600個星系中， 50％是標準的旋渦星系，30%是棒旋星系，17%是橢圓星系，只有3%是不規則星系。
參考文獻
1、 王為民，原始火球有黑子的宇宙大爆炸學說，學習方法報，2001，9，16。
2、王為民，中微子——反中微子超旋統一場，學習方法報，2003，5，30。
關于《時間簡史》讀后感范文 《時間簡史》中，偉大的科學家們在繼承前人的基礎上努力創新，從而不斷地推動科學的發展。正是這種創新精神，才使得人類社會不斷地向前邁進。馬爾滕曾經說過：水不流動，必至污濁。同樣，一切事業，假使使當事者不常留意改進，改良，努力著創新，最終是準會落伍，失敗的，所以說，創新是發展的不竭動力。
歷史，這輛時空之車，在時光中不知疲倦地穿梭，并將繼續向前方行進，創新便是它前進的車輪。因為創新，歷史才不斷地發展。回首望去，在農業的發展史上有這樣一段足跡，黃帝發明農耕器具，到后來人們使用水車，到如今的噴灌技術和農業土地多利用，這是一個又一個的創新，這個創新，使中國這個農業大國可以養育著世界上1/5的人口，再想想，政治上無論是北孝文帝通過改革創新使國家興旺，還是唐太宗的“貞觀之治”，都使國家走向一個又一個歷史的巔峰;再想想，數學上無論笛卡兒創立了解析幾何學，還是祖沖之將“pi;”算到小數點后9位，都使數字變得美輪美奐;再想想，科技上無論是我們國人為驕傲的四大發明，還是虎克發明了顯微鏡，都給人們帶來了福音;再想想教育上無論是孔子的因材施教，還是當前的以學生為主的教學方法，都為社會培養了大批人才。這些，不管在哪一行，無不都充分體現著創新的力量，揭示著，創新推動者整個社會的發展。
有的朋友說：‘那都是偉人所做的大事，跟我沒有關系呀。’那你就錯啦。我們的日常生活中也都離不開創新。當有的同學發現擦黑板時有灰塵，于是發明了一個新種新的黑板擦。當有的同學發現考試時鉛筆容易壞，于是發明了自動鉛筆。這些例子無一不證明著在日常生活中我們也離不開創新。
不僅個人需要創新能力，而且整個國家也需要創新意識。因為只有創進才可以發展，只有發展，才可以屹立世界民族之巔。
我們不妨回頭看看，當年清ZF的閉關鎖國，缺乏創新使中國被其它國家蹂躪，使國家落后，也正是GCD的改革開放的創新意識，讓中國重新回到世界民主的發展大潮中去。細細數來，方正集團的漢字激光照排系統已經成為世界領先技術，神舟七號的發射成功，龍蕊1號CPU的研制成功，還有袁隆平的雜交水稻等等，這些創新的技術使中國快速發展，在不久的將來，中國定會位于世界民族之首，而這個成功便是源于我們不斷的創新。
創新是后車輪，發展是前車輪，只有創新才能不斷推動發展。
關于《時間簡史》讀后感范文
一本好書不僅能教給別人知識，更主要的是能讓讀者有所思有所感，斯蒂芬。霍金先生寫的《時間簡史》就是這樣一本讓人有所思有所感的好書。讀完之后掩卷長思，細細的領略其中的哲理，讓人耳目一新。
霍金教授在這本書中試圖用一種通俗易懂的闡述方式來解釋高深的物理知識，以達到讓大多數人都能看懂的目的。盡管如此，這本書看起來還是有一定難度的。在這部書中，他帶領讀者遨游外層空間奇異領域，對遙遠星系、黑洞、夸克、“帶味”粒子和“自旋”粒子、反物質、“時間箭頭”等進行了深入淺出的介紹，并對宇宙是什么樣的、空間和時間以及相對論等古老問題做了闡述，使讀者初步了解狹義相對論以及時間、宇宙的起源等宇宙學的奧妙。
品讀書籍，不得不贊嘆霍金教授那如絲般縝密的邏輯性，你會發現字里行間無不顯示出他過人的才智，他可以把相對論當做孩子手中的乒乓球來形象地描述相對論中時間與空間是無法分離的這一物理規則。書中的偉大成就之一是對黑洞的研究，黑洞最開始是愛因斯坦在《相對論》一書中作出的一個預測，他假設如果存在一空間的曲率非常大，物體的逃逸速度非常快，快到連光也不能逃離這樣的空間。那么這樣的空間可以稱之為“黑洞”。但他認為既然連光也不能逃離黑洞，那么我們也無法觀測到它，它名副其實是一個非常黑的洞。但霍金結合了愛因斯坦的相對論和量子理論后提出：黑洞其實不“黑”，它可以放射出正反粒子，而且它還有著很高的溫度。正因為它放射出的正反粒子互相湮滅了，所以我們很難觀測到它。黑洞以極高的速度放射能量，當能量耗盡時則會向宇宙大爆炸那樣在大擠壓奇點處出現局部區域或整個宇宙坍縮，從而消亡結束。
《時間簡史》的作者，斯蒂芬。霍金教授，就是這樣一位時間的巨人。霍金的生平是非常富有傳奇性的，在科學成就上，他是有史以來最杰出的科學家之一，他的貢獻是在他20年之久被盧伽雷病禁錮在輪椅上的情況下做出的，這真正是空前的。他在天體物理方面作出了巨大的貢獻。霍金用他被禁錮的身軀，以堅強不屈的意志，在宇宙中暢游，他憑借自己的智慧，向真理發出了挑戰，為人類的進步作出了巨大的貢獻。
在感嘆霍金教授帶給我的龐大科學信息之余，更多的是敬佩他敢于質疑、敢于想象，更勇于論證的精神。這種精神，正是我們在教育引導學生過程中應重點保護的，萬萬不可有意無意地扼殺孩子們的想像力和好奇心。這本書，不管我們是否能讀懂，總會讓你受益匪淺。捧起書本來，徜徉在其中吧，你會覺得其樂融融!
關于《時間簡史》讀后感范文
《時間簡史》是我非常喜歡的一本書，也是一本世界知名的物理學著作，讓我深受啟發！
根據觀測中其他星系投過來的光譜紅移可以得知大部分的星系正在遠離我們而去，因此可以得知宇宙在很大的可能上處于一個膨脹的狀態；從另一方面來看，如果宇宙處于一個靜止的情況下，那么靜態宇宙會在引力的影響下開始收縮，相應的其他星系會在一定程度上表現可觀數量的光譜藍移，只有引力不足以對抗給予宇宙膨脹加速度的力時，宇宙才會在不斷加速中膨脹。因此，我們可以推測宇宙處于一個大爆炸狀態下，每個星球就像是在一起氣球上畫的點，在氣球吹氣時隨著氣球膨脹而相互遠離。
這種膨脹力在一種主流假說中是認為來自于宇宙大爆炸給予的一個作用力，它給予各個星系了一個加速度。宇宙的大爆炸是由一個奇點開始的，可以理解為宇宙的爆炸像是一個初始維度的降維過程，降維就像是氣態水變為的液態，釋放出大量的能量，不過這種“水”并不是我們所理解的水，而是高等的維度，它降維所釋放出的能量構成了初始的能量態宇宙，然后在演進中能量產生了沉淀，也就是物質，此時的物質星球由于蘊含未完全沉淀的大量活躍能量，表現的像是爆炸后的渣子。
