未解之谜是驱动力
假如一门学科没有未解之谜,就不克不及称之为学科。终究,未解之谜是研究的偏向。19世纪末,学术界显现了一头大牛开尔文他曾经在一次陈诉会上提到两个包围在物理学上的乌云。一个是乙醚,另一个是黑体辐射。
这位名震江湖的学者一点都没有看错,这两个“未解之谜”直接在20世纪初击垮了整个经典物理学,“乙醚”直接催生了相对论,而“黑体辐射”催生了量子力学。他们拓宽了物理学的边际,分别在小标准上,和大标准上打开了全新的天下。
天文学上的两朵“乌云”
以是假如你想问今日在物理学和天文学上的乌云是什么?
实在,答案很简洁,但也有两个:暗物质和暗能量你为什么这么说?
这是由于人类已经劳碌了一个世纪,最终发觉,只有约莫4%的宇宙可以被本身观察到。
那我们为什么会得到如许的效果呢?
现实上,这与天文学中的三个题目有关。20世纪,天文学家在这三个题目的研究上迈出了一大步。但与此同时,科学家忽然发觉,当我们知道更多的时间,我们会发觉我们知道的更少。
天文学的三个哲学题目
现实上,天文学的研究只有三件事:我们是谁?我们从那边来?我们要去那边?
假如你看一眼,你会是老保镳的。”哲学三题
但现实上,在天文学研究中,它们都是模子。每一个模子都因此“生、老、病、去世”为研究工具,即涉及进化。比方,科学家将研究宇宙的“生命、年事、疾病、去世亡”,即尺度宇宙学模子。
《我们是谁》现实上探究了人类在宇宙中的职位地方?
这个题目陪同着人类文明的演进。最早的地心说,以为地球是宇宙的中间,厥后的日心说。
在当代,科学家们发觉我们现实上是在一个叫做“银河系”的星系中,宇宙中有很多的星系,纵然我们看到天空中最暗中的部门,也有成千上万的星系。厥后,随着我们的进一步研究,我们发觉宇宙中仍有大爆炸留下的余热。它以电磁波的情势流传,成为宇宙的配景辐射。是以,我们称之为宇宙微波配景辐射由于宇宙微波配景辐射可以让科学家更深入地相识我们在宇宙中的位置。
“我们从那边来?”“我们要去那边?”调和是对宇宙劈头和演化的研究,它现实上包罗了宇宙的将来。
自1915年广义相对论问世以来,20世纪科学家们对大爆炸理论举行了渐渐的革新。这个理论让我们知道,今日的宇宙劈头于138亿年前的一次大爆炸。
与此同时,科学家们正在革新138亿年。宇宙怎么了?
但我们必要知道的是,大多数天文学研究都是基于光学道理的。那是什么意思?
宇宙中有四种作用:引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。强相互作用和弱相互作用重要产生在核程度。引力是物质之间的引力。
也便是说,在我们的平常生存中,除了重力,我们所受到的全部“力”都是电磁力。我们看到的工具,和支持,弹性素质上是电磁力。是以,当科学家观看宇宙时,他们也利用电磁力。
但是当我们用电磁力来观看的时间会有一个很大的题目。是光子通报电磁力。换句话说,在光子不到达或不与光子相互作用的地方,我们看不到它们。
在宇宙诞生前的38万年里,光子和其他粒子聚拢在一路,没有方法开脱它们并流传它们。是以,我们无法真正相识宇宙前38万年的汗青。这现实上是天文学的另一个暗云。但荣幸的是,我们知门路,固然光是有限的,但引力波不是。换句话说,假如我们能探测到大爆炸开始时的引力波,我们也能相识宇宙最初38万年的汗青。
然而,从人类观察设置装备摆设的角度来看,人类只有通过观察大标准天体的归并才气孕育发生引力波。要探测原始引力波另有很长的路要走。
除了我们宇宙诞生前的38万年外,究竟上,人类对宇宙的将来知之甚少。依据现在的理论,引力和斥力支配着宇宙将来的演化。依据20世纪科学家的发觉,我们知道,提供引力的不但仅是可见物质,现实上是暗物质,暗物质才是真正的力,而孕育发生排挤的是暗能量现在,它主宰着宇宙,使宇宙处于加快膨胀的状态。
它们不参加电磁相互作用,以是我们对“暗物质”和“暗能量”知之甚少。它们是宇宙肯定将来的要害身分。是以,我们说今日天文学上的两个黑云是暗物质和暗能量。只要我们了解暗物质和暗能量,我们就能了解宇宙的闭幕。
人类的将来
除了这些“终极题目”,我们上面所说的现实上是一个大范围的大变乱。天文学家也很存眷很多与人类有关的科学研究。此中,在小范畴内,“我们要去那边”现实上指的是查找地球以外的人类故里。
是以,科学家们一向在高兴查找外星文明、类地行星和宜居带模子。这些研究无疑指向“人类的将来”。在这些范畴也有很多谜题。
是以,今日的天文学满盈了种种百般的“未解之谜”。我们的路程是星海,但星海太大,有太多凌驾我们理论的变乱。这些变乱是人类天文学的推动力。