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深邃宇宙的蛛丝马迹(第2页)

太阳燃烧殆尽,大约在1千亿年后,所有的星系都会瓦解。宇宙中将只剩下孤立的恒星,这些恒星的能量也即将用尽。有些恒星会变成白矮星或褐矮星,有些会塌缩成中子星或黑洞。大爆炸之后数千万亿年,就连黑洞也会消失。所有的物质都会分解成最基本的成分,原子也会分解。最后,连构成原子的质子也会发生衰变。

克劳斯表示,宇宙的未来很可能非常凄凉,成为寒冷、黑暗和空虚的地方。随着宇宙的不断膨胀,星系也开始互相远离,太空会变成一片空虚,死一般寂静。我们的星系团将以超越光速的速度远离我们,并消失在黑暗中。

最后,一切都会陷入停顿,这就是宇宙的结局。宇宙最后将会死亡,剩下的,只有冰冷、黑暗、死气沉沉的虚空。

揭秘宇宙黑暗物质

据国外媒体报道,一个国际研究小组日前利用美国宇航局哈勃太空望远镜观测到了宇宙黑暗物质,对人类目前已知的银河系结构进行了系统的分析研究,并绘制出了第一幅三维立体的宇宙黑暗物质模型。在这个模型中,科学家们利用重力透镜原理对宇宙中的黑暗物质分布进行了描绘。

这项最新的研究成果被发表在了最新一期的《自然》杂志上,发表的文章称,这是一次历史性的发现,科学家们首先利用标准的宇宙理论对宇宙形成理论进行描述,然后在这个理论的基础上绘制出了宇宙中黑暗物质的分布图。

宇宙中的明亮物质,如恒星、星系和离子云团,只占宇宙物质总量的约六分之一。其他更多的物质就是我们通常所说的黑暗物质,这些物质看不见,摸不着,充满神秘的色彩。虽然如此,天文学家们还是成功地绘制出了这一幅宇宙黑暗物质分布图,完成这个分布图的最主要的功臣就是重力透镜技术,天文学家们就是利用这项技术确定了宇宙中许多黑暗物质的具体位置。

这幅三维立体分布图非常详细,它标出了目前我们所知范围内的宇宙黑暗物质,就像是在黑暗中把一个城市看得清清楚楚。为了绘制这幅黑暗物质分布图,天文学家们研究了对数万个星系的探测资料,其中许多星系距离我们非常遥远,光线要从这些星系来到地球就必然要穿越充斥着黑暗物质的“宇宙矿野”,正是通过对这些光线的测定,科学家们才确定了“宇宙矿野”中黑暗物质的分布情况。

天文学家们采用的这种方法与爱因斯坦的广义相对论是吻合的,这种方法同样也可以说明这些宇宙黑暗物质已经存在了相当长的一段时间。按照这种理论推论,黑暗物质中的粒子性质也在不断地发生变化,科学家们将继续研究粒子性质的变化对路过的光线会产生什么样的影响,以期对黑暗物质的本质有一个更加深入的认识。

天文学家们表示,为了完成这项工作,他们不仅参考了大量哈勃太空望远镜的观测结果,还广泛利用分布在世界各地的陆基太空望远镜对遥远的星系进行了观测,从中获得了大量非常有价值的信息。

来自法国马赛航天实验室的天文学家简·克尼勃称:“绘制宇宙黑暗物质在时间和空间上的三维立体分布图为更好地理解星系的发展原理和宇宙中黑暗物质的进化过程提供了重要的基础性依据,具有非常重要的意义。这幅分布图的结论与标准的宇宙结构形成理论也是一致的,这无疑会对我们今后的宇宙探索产生深远的影响。”

南极射电望远镜将揭开宇宙形成之谜

据俄罗斯有关媒体报道,美国国家科学基金会建在南极点附近的射电望远镜已于近日完工。至此,从事宇宙研究的科学家们希望通过在南极特有的干燥而清澈的大气下,利用该望远镜观测展示宇宙初期形态的电波并最终解开宇宙形成之谜。

建在距位于南极点的阿蒙森·斯科特考察站数百米的冰面上的这个望远镜被称为“南极点望远镜(SPT)”,于2004年开工建设。据悉该望远镜是一台口径10米、高约23米的亚毫米波射电望远镜,机体上配备有抛物柱面反射天线。近日,工作人员首次通过该望远镜对木星进行了观测,确认其性能一切正常。据悉,该望远镜建设约耗资1920万美元。

该望远镜的观测对象为毫米波和亚毫米波等波长1毫米左右的电波领域。科研人员希望通过观测到距约40万年后的残余辐射,即“宇宙微波背景辐射”,以此解开在恒星形成前星系团的形成过程之谜。

宇宙大爆炸

宇宙微波背景辐射是一种充满整个宇宙的电磁辐射。科学家们发现在宇宙中辐射温度的演化里温度会随着时间演化而改变。尽管宇宙微波背景辐射是一个统一的整体,但其中包含了众多密度和温度都不同的微小的波纹。通过地球引力的作用,这些波纹会发生反射作用,光子在这个过程中逐渐成长为今天天文学家可以在银河以及星系团中可见的物质。

早在2003年,美国发射的威尔金森微波各向异性探测器对宇宙微波背景辐射在不同方向上的涨落的测量表明,宇宙的年龄是137±1亿年,在宇宙的组成成分中,4%是一般物质,23%是暗物质,73%是暗能量。宇宙目前的膨胀速度是71公里每秒每百万秒差距,宇宙空间是近乎于平直的,它经历过暴涨的过程,并且会一直膨胀下去。科学家们希望利用SPT了解更多关于宇宙形成的细节。

美新建的“南极点望远镜”可以记录宇宙微波背景辐射中发生的微妙变化,以判断暗物质是否能在几十亿年前通过与地球引力发生碰撞来影响星系团的形成。此外,“南极点望远镜”还能迅速对天空进行扫描。科学家希望能在未来数年中利用SPT对数千个甚至上万个银河系星团进行观察。

基因密码描绘宇宙构造

一个由来自欧洲和美国的18名科学家组成的数字运算小组宣布,他们历时4年解开了困扰科学界长达120年的一个数学难题。这项新研究成果的意义不亚于破解人类基因密码。科学家们称这项研究成果将帮助天文学家描绘出宇宙的结构。

据从事此项研究的科学家们表示,可以这样说,今天他们终于征服了数学界的“珠穆朗玛峰”。如果将他们的研究数据打印在纸上,可以覆盖住整个曼哈顿地区。

科学家们此次研究的对象是1887年遗留下来的一个重大难题——“E8”。“E8”属于所谓的“李群”理论,是19世纪挪威数学家索弗斯—李发现的。“E8”描述的是具有57维空间的对称体,这对于习惯了三维空间的普通人来说非常难以理解。尽管该群早已为世人所知,但直到目前科学家们还认为它与宇宙的结构可能存在着某种联系。

在此项研究中,欧美数学理论家们使用了极其复杂的程序绘制“E8”体。整个研究数据信息达60G,如果将这些数据保存成MP3音乐格式可以连续播放45天。当然,如此复杂的运算需要采用最新最复杂的数学方法,而这是多年前的技术条件难以达到的。

美国数学研究所的科学家们认为,这项研究成果将为未来数学和物理学的发展产生深远的影响,甚至会影响到宇宙构成理论。

欧洲解谜机器将揭开宇宙之谜

据国外媒体报道,研究物质起源的世界顶级研究中心一项已进行了15年的研发工作有了巨大进展,科学家希望这一安装完毕的“解谜机器”能揭开许多宇宙之谜。

此“解谜机器”是欧洲核子研究中心()研发的大型强子对撞机(LHC),有一个重达1920吨的巨大磁铁——相当于5架大型喷气式客机——和一个关键元件一同深埋在这家跨国研究中心的地下100米的巨大洞穴里。欧洲核子研究中心是目前世界上最大的物理实验室,位于瑞士日内瓦附近瑞士与法国的交界处,是一家26国组成的核研究的欧洲机构。而大型强子对撞机是全世界最强的粒子研究工具,该项目耗资80亿美元,历时10多年之久。

如果一切顺利,这个长达27千米的超级对撞机将能验证现存的宇宙起源理论正确与否。“我们认为此项目到时将会揭示出我们没有想到的事情。”欧洲核子研究中心首席科学指挥官乔斯一英格伦教授说。

他的同事表示,在此实验中,在大型强子对撞机中以高速聚集在一起的这些猛烈粒子,将可能给人们带来新的认识,如在传统的四维空间——宽、长、高和时间外,可能发现更多维的空间存在。

其他人也表示,如果小心冒险地进入一些科幻设想的领域,包括多重宇宙、关联世界和太空黑洞,可能会发现它们都有不同程度的存在。“这是物理学非常令人兴奋的时刻。大型强子对撞机让我们对宇宙了解达到一个全新水平。”此项目的关键粒子探测器(最初的介子螺线管CMS项目)的发言人泰金德·维德说。

在定制的高架移动起重机的帮助下,此巨大磁铁及其周围设备被一同搬到了这里,还有一个水力起重系统是介子螺线管(CMS)中的最重部件,占了此对撞机的8/15。

除磁铁和探测器之外,大型强子对撞机的关键元件是一个长27公里的管道。此管道盘旋伸入一个宽广的地下隧道,在此管道里,粒子被迫以光速反向运动,相互撞击。

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