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爱因斯坦错了吗？观察银河系核心寻找第五种自然力
物理学认为自然界存在四大基本力：引力、电磁力、强核力和弱核力。这些基本力的作用让大到天体，小到分子甚至原子的物体不至于将自己撕成碎片，也是构成整个宇宙物理学规律的基石 两颗银河系近核区恒星的运行轨迹图。目前研究组正期待2018年夏季的到来，因为那是一颗编号为S0-2的近核区恒星最接近银河中心超大质量黑洞的时机 爱因斯坦的理论对引力做了非常优美的描述，但有很多证据显示这一理论中存在一些漏洞。仅仅…- 144.9k
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暴胀还是反弹？宇宙起源之问
反弹宇宙学图像 宇宙源自138亿年前的一次爆炸，而后立即经历了一场极度快速的膨胀——暴胀过程，随后逐渐膨胀至今。这一直是用来解释宇宙形成的主流科学理论。 然而今年上半年，《科学美国人》杂志搞了点事情。来自普林斯顿大学和哈佛大学的科学家撰文表示，宇宙源自一次大反弹而非大爆炸，暴胀理论无法令人满意。此举无疑在学界扔下了一枚重型炸弹。包括4位诺贝尔奖得主在内的33位科学家立即联合…- 52.2k
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时空的本质到底是什么？“万物理论”或揭露真相
新浪科技讯 北京时间1月10日消息，据国外媒体报道，两位研究人员发现了广义相对论与量子力学之间的潜在联系，或将迫使物理学家重新思考时空的本质。 爱因斯坦的广义相对论将引力描述为空间与时间的一种几何特性。物体质量越大，对时空的扭曲程度就越大，而这种扭曲的外在体现便是引力。 上世纪70年代，物理学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）与雅各布·贝肯斯坦（Jacob…- 257.2k
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“宇宙沼泽”检验：弦理论下产生的多数宇宙或不存在
目前，一些理论学家认为，多数宇宙(并非所有宇宙)实际上是不存在的，弦理论所预测的宇宙数量并没有那么多。 新浪科技讯 北京时间9月10日消息，据国外媒体报道，一些物理学家认为，弦理论的问题在于它产生了太多的宇宙，它预测的不是一个宇宙，而是宇宙存在10的500次方个时空版本，每个宇宙时空都有各自物理定律。但是有这么多的宇宙摆在研究桌面上，这个理论如何解释我们的宇宙所具有的特征呢？ 目前，一些理论学家…- 16.3k
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弦论与暗能量相悖？反而是弦论往前的关键一步
多重宇宙概念图。（来源：pixabay） 来源：环球科学ScientificAmerican 在某些科学家看来，弦论的问题在于制造了太多的宇宙。根据弦论的预测，多重宇宙的数量多达惊人的10^500个，它们各自有自己的物理规律。如果真有那么多的宇宙，那该如何解释我们所在的宇宙特性？ 现在，一些理论物理学家指出，如果要保证有稳定的暗能量使宇宙加速膨胀，那么绝大多数的宇宙都是无法存在的。对一些科学家来说…- 8.3k
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正—反物质不对称性有了新证据
来源：中国科学报 近日，欧洲核子研究中心（CERN）宣布，大型强子对撞机（LHC）上的LHCb实验发现了D介子的正—反物质不对称性，并表示这项发现“绝对会被写进粒子物理的教科书”。 这一发现被CERN研究和计算主任Eckhard Elsen称为“粒子物理学历史上的一个里程碑”。 科学家到底发现了什么？这次发现为什么这么重要？为了解开这些问…- 14k
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我们的宇宙在不断分裂？它可能只是量子多重宇宙的一支
来源：环球科学 多重宇宙理论认为，我们的宇宙只是无数“气泡宇宙”中的一个。但无限个宇宙意味着无限种可能，因此该理论无法做出有意义的预言。为了解决这个问题，研究者求助于量子力学，他们推测，“气泡宇宙”并非共存于真实空间中，而是以不同的概率叠加在一起的，就像微观粒子处于量子态一样。 现在，许多宇宙学家都接受了一个奇特的理论：我们这个看上去独一无二的宇宙，…- 345.8k
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为实现首次给黑洞拍照，科学家组建地球大小的望远镜
为实现首次给黑洞拍照，科学家组建地球大小的望远镜 2017/04/09 dogstar 0 幻灯模式 银河系中心的超级黑洞“人马座A*”距地球约2.5万光年。图为艺术家想象图。智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA） 将是事件视界望远镜的八只眼睛之一本周，科学家将有机会首次拍摄银河系中心超级黑洞的影像，从而揭示黑洞的基本机制，并有助揭示相对论和量子力学之间可能存在的联系。 组建…- 14.8k
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第八章暴胀与宇宙之始_宇宙起源
暴胀与宇宙之始_宇宙起源 “这是要抽足二斗烟才能解决的问题；同时我请您在 50 分钟内不要和我说话。” ① 我们已经浏览了暴胀宇宙的思想及其在观测上可见的后果。关于宇宙在早期如何膨胀的这一图景，迄今为止在很可能取得成功的那些理论中依然居于领先地位。一旦研究了 COBE 卫星取得的更多结果，我们也许就能说出这一理论预言究竟是与宇宙背景辐射的强度变化相符还是相悖。但是，就像那些老练的理论家所做的那…- 11.8k
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哥本哈根解释_奇点天文奥秘
哥本哈根解释_宇宙时间奥秘 玻尔大胆地正面处理了测量带来的难题。他的方法被大多数物理学家所采纳，被称为量子力学的“哥本哈根解释”，因为他一直在这个城市生活和工作。这一解释的基本前提是，我们对微观世界的描述受到我们语言贫乏的限制，而语言是建立在经由感觉传递过来的信息的基础上的。世界具有一个经典的部分，它由测量行为所构成；同时又有一个量子部分，这就是我们正在测量的东西。换句话说，我们所观察的世…- 15.1k
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第四章时间的量子跃迁_奇点天文奥秘
第四章时间的量子跃迁_宇宙时间奥秘 对于时间箭头的存在，量子力学给了我们饶有兴趣的启示。如我们将会看到的，它认为时间的流逝是由某种非常简单的事情决定的：即我们自己对于变化的观测。它揭开了原子世界的奥秘，显示了有一种极其微小的粒子（长寿 K 介子），其存在表示时间是不可逆的。但是物理学家们仍然在为此争论不休：这确实是一个基本线索呢，还是一种风马牛不相及的东西。有一件事倒是很清楚——量…- 16.2k
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相对论的不足之处_奇点天文奥秘
相对论的不足之处_宇宙时间奥秘 现在回到我们的主题：爱因斯坦对解释时间箭头无能为力。这其中的原因，是和因果律的概念密切有关的，这个概念认为，结果决不可以先于其原因。设想在一个给定的参考系中，某一事件——例如说一个击球员在空间某 X 处，在某个给定的时刻击中一个板球，引起晚些时候发 生在空间坐标 Y 处的另一个事件——例如说是板球落到外场员的手里。为了使 Y 处的事件能够发生，一定有信息…- 12.1k
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牛顿物理学的局限_奇点天文奥秘
牛顿物理学的局限_宇宙时间奥秘 牛顿物理学承认绝对时间的概念，但不承认绝对空间。如我们上面提到的，在向火车外扔果核的那一例中，牛顿方程的描述在伽里略变换下是不变的。这个变换讲的是，当两个观测者的参考系作匀速相对运动时，如何把这两个观测者对于同一个事件的记录联系起来。如果要求物理学与描述事件所用的参考系无关，那么这一不变原理是必需的。如果宇航员到了月球上，发现那里的物理定律不同，他们一定会感…- 11.3k
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创造性时间_奇点天文奥秘
创造性时间_宇宙时间奥秘 主要是布鲁塞尔自由大学一群研究者，以普里高金为首，创造了一套二十世纪的热力学。由此我们可以借助“自组织”这个新的科学法则，来理解秩序为什么可以在混乱中出现。他们的论点和通常对第二定律的理解不同，说第二定律并不等于千篇一律地朝着混乱一直消沉。混乱固然可能是物质的最后状态，在时间终点的宇宙固然会是一片倾圮，但是第二定律绝不是说这个过程均匀地发生在空间的每一点、时间的每…- 16.9k
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时间与热力学_奇点天文奥秘
时间与热力学_宇宙时间奥秘 另一种描述，牵涉到科学家所谓的宏观层次。这个层次的现象是我们看得到、尝得到、碰得到和感觉得到的。热力学也就是探讨这个层次。十九世纪，这门学问随着蒸汽动力的出现而问世，布莱克（Black）、卡诺（Carnot）、克劳修斯（Clausius）、玻尔兹曼、吉布斯（Gibbs）等人将它发展；它当时注意的是热机的功能。在一个形式的理论框架之下，热力学列出热和功之间的关系，…- 11k
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量子论与不可逆性_奇点天文奥秘
量子论与不可逆性_宇宙时间奥秘 至此为止，我们所考虑的是：当我们用牛顿的观点来处理微观层次上的事件时，不可逆性会以何种形式登上舞台。可是近代的证据（第四章讨论过）是说：要正确地描述微观物质，必须运用量子力学的语言， 尽管这样做有许多困难。因此，我们应该设法把不可逆性的讨论建筑在量子理论上。这样做和用经典理论有许多相似之处。 在量子力学中，一个系统的状态由波函数描述，而对于嵌置其中的…- 12.8k
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混沌与时间之箭_奇点天文奥秘
混沌与时间之箭_宇宙时间奥秘 对于相空间肖像画廊如何跟时间配合这问题，现在让我们来试图给出一个更坚实的理解。我们已经看到，一个混沌式混合型系统（例如盒子里的气体），它的概率分布开始是一个小团，然后逐渐生出越来越细的卷须。这种卷须的成长和探触标志着气体分子对多得令人头晕的可能性进行调查。用单独一点的一定轨道来代表气体所有分子的运动是无意义的。我们唯一能说的是：气体分子，开始如果是在相空间某个…- 11.5k
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时间的问题_奇点天文奥秘
时间的问题_宇宙时间奥秘 在我们寻找时间之箭的过程中，我们调查了现代科学中所有的主要学说。我们看到，牛顿力学、爱因斯坦力学、量子力学这些所谓“基本”理论，都否定了时间具有方向。我们看到，决定论和因果论与这些理论的可逆性紧密相联。爱因斯坦建造他十分成功的引力的几何描述，动机其实就是出于他对因果关系的第一位置持有根深蒂固的信仰。可是在这种决定性的理论中，时间被降到次要地位：不管时间朝哪个方向走…- 14.4k
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决定论放手了_奇点天文奥秘
决定论放手了_宇宙时间奥秘 在我们对时间箭头的搜寻中，我们先找一下牛顿，采用第二章所述的他对微观世界的描述。当然，这样做对寻找我们的对象，不是有利的。牛顿定律说，信息如果充足，就可以决定任何系统的过去和未来。好比说，在一个罐子里不住碰撞的成亿成万的分子，如果它们在某个时刻的位置和速度完全知道，就可以预言、倒算它们在整个时间上的行为。庞 加莱进一步又证明了，这些分子将要在漫长的时期中，不…- 10.5k
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分子演化、复制和生命的起源_奇点天文奥秘
分子演化、复制和生命的起源_宇宙时间奥秘 经过若干年辛苦的实物研究，达尔文得到如下结论：现今所有的物种在几十亿年以前，都有同一个祖先。这个所有生物为其后裔的老祖宗，一定是一个由单细胞或少数几个细胞组成的有机体。达尔文的基于变异 和竞争选择的进化论，经过生物学家不断搜集资料，日益巩固了。但是，那最简单的生物又来自何处？达尔文没有答覆这个问题。有人提议过上帝，然而现代科学对神的干预的观念，…- 10.6k
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跨越鸿沟_奇点天文奥秘
跨越鸿沟_宇宙时间奥秘 要跨越现实世界的这两个层次（宏观和微观）之间的鸿沟，就要用到“统计力学”这门学科，它的任务是把量子力学或经典力学中所需要的庞大数目的信息，缩减到少数几个热力学参量。例如，它告诉我们，如何把对一升气体中的单个分子的描述，代之以气体的压力和温度这类更一般的术语。 在微观层次上，这一升气体由巨大数目运动着的分子组成——这个数目的数量级是 10 后面接着 23 个零。因…- 15k
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