天文學(xué)著名理論精選(九篇)

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第1篇：天文學(xué)著名理論范文

2002年8月，澳大利亞科學(xué)家提出了一個(gè)大膽創(chuàng)新的設(shè)想，光速可能是不恒定的。無獨(dú)有偶，2003年3月，英國劍橋大學(xué)物理學(xué)高級(jí)講師諾昂?馬蓋羅指出，大爆炸理論和相對(duì)論有幾個(gè)問題沒有解決，最直接的是：第一，相距遙遠(yuǎn)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(kuò)張得這么遠(yuǎn)這么快?？茖W(xué)家早就認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，但迄今為止所有試圖解釋這些現(xiàn)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(xué)家去年持續(xù)進(jìn)行了成百上千次的中微子運(yùn)動(dòng)速度可能超過光速的實(shí)驗(yàn)，盡管存在爭議未有定論，但這意味著現(xiàn)代物理學(xué)最重大的法則之一──愛因斯坦的相對(duì)論面臨著空前的挑戰(zhàn)。

觀測表明宇宙正在加速膨脹

由最優(yōu)秀的物理學(xué)家，包括斯坦福大學(xué)著名理論家倫納德?薩斯坎德組成的兩個(gè)獨(dú)立小組幾年前提出，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果顯示，宇宙正在加速膨脹，這有可能導(dǎo)致弦論的失敗。有很多人認(rèn)為弦論是統(tǒng)一四個(gè)主要物理學(xué)派的最佳候選理論。

在相繼遞交洛斯-阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的論文中，斯坦福大學(xué)薩斯坎德，以及得克薩斯大學(xué)的弦論家威利?菲施勒和索尼婭?帕班得出相同的結(jié)論，即宇宙加速膨脹給弦論帶來嚴(yán)重或許是致命的困難。洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室是有關(guān)這一題目的論文的眾多資料庫之一。

對(duì)弦論的質(zhì)疑來自哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)。1998年2月，一個(gè)天體物理學(xué)家和天文學(xué)家的“國際聯(lián)盟”──高紅移超新星搜尋小組公布了一項(xiàng)驚人的發(fā)現(xiàn)：對(duì)來自遙遠(yuǎn)超新星的光的研究結(jié)果證明，宇宙正在加速膨脹得到充分證實(shí)，就是說宇宙正在以越來越快的速度膨脹。早在上紀(jì)七八十年代，根據(jù)紅移現(xiàn)象，天文學(xué)家認(rèn)為宇宙邊緣天體的退行速度能達(dá)到光速的0.6倍甚至更大。

此后，伯克利加利福尼亞大學(xué)和芝加哥大學(xué)的哈勃望遠(yuǎn)鏡研究小組多次證實(shí)了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。

如薩斯坎德、菲施勒和帕班解釋的那樣，加速膨脹的宇宙會(huì)為“事界”所環(huán)繞。黑洞同樣為這種邊界所環(huán)繞。在事界之外存在的任何物質(zhì)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(yuǎn)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(xué)物理學(xué)家約翰?莫法特說：“這是個(gè)潛伏的危機(jī)。一旦有粒子系統(tǒng)，而弦論中必須有粒子系統(tǒng)，那就無法觀測到。觀測數(shù)據(jù)告訴我們宇宙正在加速膨脹的事實(shí)給弦論和依賴無窮遠(yuǎn)處存在粒子的任何量子場論帶來危機(jī)。”

大爆炸理論難以自圓其說

2003年3月初，英國衛(wèi)報(bào)報(bào)道了劍橋大學(xué)物理學(xué)高級(jí)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(kuò)張方面的矛盾說法。諾昂?馬蓋羅認(rèn)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(duì)論以及另外一些物理學(xué)定律。

馬蓋羅一開始向?qū)W術(shù)界的朋友們提出了自己的想法，得到的反應(yīng)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(xué)上的異端邪說?？墒?，多年過去了，越來越多的物理學(xué)家不得不承認(rèn)，他可能有道理。

大爆炸理論和相對(duì)論有幾個(gè)問題沒有解決，最直接的是：第一，相距遙遠(yuǎn)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(kuò)張得這么遠(yuǎn)這么快?？茖W(xué)家早就認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，但迄今為止所有試圖解釋這些現(xiàn)象的理論都是修正而不是根本替代大爆炸理論。

物理學(xué)界有兩大主要流派。一派是“膨脹派”，他們認(rèn)為嬰兒時(shí)期的宇宙擴(kuò)張的速度比現(xiàn)在快得多。另一派是“吸氣派”，他們認(rèn)為宇宙像是11維的吸氣薄膜?？茖W(xué)沒有絕對(duì)的東西，這兩大流派已經(jīng)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(fā)展起來的，現(xiàn)在仍被美國人所持有，而其他人都持吸氣派理論。

當(dāng)有人向他問起這兩種理論時(shí)，馬蓋羅說：“他們可能是對(duì)的，如果他們是對(duì)的，我會(huì)為他們高興?！钡牵谎远鞯奶魬?zhàn)是，他們必須拿出證據(jù)。馬蓋羅指出：“產(chǎn)生這種想法只是頃刻之間的事情，艱苦的工作是用事實(shí)證實(shí)這種理論?！?/p>

宇宙可能不是刻形成的

證明在實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)立的理論會(huì)遇到許多明顯的困難。為了證實(shí)──或者至少解釋這些理論，常常需要整頁整頁詳細(xì)而復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算。自從馬蓋羅同另一位物理學(xué)家──安迪?阿爾布雷克特結(jié)成志同道合的伙伴并在《物理學(xué)評(píng)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(jīng)取得穩(wěn)步的進(jìn)展，并且已經(jīng)有許多科學(xué)家在許多不同的領(lǐng)域開展研究工作。

馬蓋羅說：“物理恒量是由環(huán)境決定的，是由周圍物質(zhì)決定的，而是不預(yù)先設(shè)定的。沒有物質(zhì)就沒有物理學(xué)。如果宇宙在物質(zhì)方面變得越來越稀薄，越來越冷，那就完全有理由認(rèn)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(zhì)影響，它受熱量的影響──溫度越高，光的能量越大?！?/p>

光速理論不僅糾正大爆炸理論在確定宇宙發(fā)展時(shí)間表方面的錯(cuò)誤，而且還提出了全新的宇宙發(fā)展時(shí)間表，宇宙的形成不再是頃刻之間的事情，而是一個(gè)比較平穩(wěn)變化的過程，是物質(zhì)從“無物之海(a sea of nothing)”中形成的過程。