宇宙的奥秘(简析宇宙十大奥秘)

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宇宙的奥秘(简析宇宙十大奥秘)

有哪些关于宇宙的紧急问题至今仍困扰着天文学家?

银河系这样的星系是如何以不可连续的速度形成新恒星的,这是令天文学家觉得迷惑的诸多谜团之一。(美国航天局/喷气推动试验室)

1.什么是费米气泡?

图解:黑洞、费米气泡和银河,图源:universetoday

不,这不是一种罕见的消化体系疾病。这些气泡是伟大而神秘的构造,从银河系中心发出,在银河系平面高低延长约2万光年。这种奇异的现象在2010年首次被发明,它是由肉眼看不见的高能伽马射线和x射线辐射组成的。科学家们推测,伽马射线可能是被银河系中心的大黑洞吞噬的恒星发出的冲击波。

2.矩形星系

图解:被发明的罕见矩形星系,图源:universetoday

“看,抬头看天空!”这是一个……矩形?早些时候,天文学家在大约7000万光年之外发明了一个天体,其外观在可观测宇宙中是独一无二的:LEDA 074886星系的形状或多或少有点像一个矩形。虽然大多数星系的形状都像圆盘、三维椭圆或不规矩的液滴,但这个星系似乎有一个规矩的矩形或菱形外观,有人推测这种形状是由两个螺旋状星系的碰撞造成的,但目前真实情形并不明白。

3.月球的磁场

图解:月球的分层和假想磁极图,图源:universetoday

月球最大的谜团之一——为什么只有部分地壳可能有磁场——这已经让天文学家着迷了几十年,甚至激发了在小说和电影《2001太空漫游》中神秘的“巨石百思特网”的灵感。但一些科学家最终以为他们可能有一个说明:研讨人员应用盘算机模型剖析了月球的地壳,他们以为,月球的磁场可能是45亿年前一颗直径120英里的小行星撞击月球南极时留下的遗迹,那次撞击使磁性物资四处散落。不过,也有人以为,磁场可能与其他更小、离现在更近的撞击有关。

4.为什么脉冲星会发出脉冲?

图解:脉冲星的磁极模型,图源:universetoday

脉冲星是距我们很遥远的、迅速旋转的中子星,它们每隔必定的时光发射一束电磁辐射,就像灯塔旋转的光束扫过海岸线一样。尽管1967年就发明了第一颗脉冲星,但几十年来,科学家们一直在尽力弄清晰是什么导致恒星发出脉冲信号,以及是什么导致脉冲星偶尔中止发射脉冲信号。不过在2008年,当一颗脉冲星突然关闭脉冲580天时,科学家的观测成果使他们能够肯定“开启”和“关闭”周期在某种水平上与减缓恒星自转的磁流有关。天文学家仍在尽力探究为什么这些磁流一开端会有波动。

5.什么是暗物资?

图解:漆黑的网络状存在是暗物资,悬挂在网络的橙色区域是物资,而全部空间暗能量无处不在,图百思特网源:universetoday

天体物理学家目前正试图视察暗能量的影响,暗能量占宇宙的70%。但它并不是宇宙中唯一的黑暗物资:它大约有25%是由一种完整独立的被称为暗物资的东西组成,它对望远镜和人眼完整不可见,既不发射也不接收可见光(或任何情势的电磁辐射),但它的引力效应在星系团和单个恒星的活动中非常显著。尽管暗物资已被证明是极难研讨的,但许多科学家推测,它可能是由亚原子粒子组成的,而这些亚原子粒子与我们周围物资的构成从基本上是不同的。

如图所示,新发明的伽马射线气泡从一端到另一端延长了5万光年,大约是银河系直径的一半。(美国宇航局戈达德太空飞翔中心)

6.星系循环

图解:星系的色彩和形状在很大水平上是由围绕它的扩大光晕中的气体流动掌握的。所有关于星系形成的现代模仿都发明,如果不对庞杂的吸积和“反馈”进程进行建模,就无法说明星系的观测属性。星系通过吸积和“反馈”进程获得气体,然后在恒星的化学处置后将气体排出。哈勃的光谱观测表明,像我们银河系这样的星系会回收气体,而阅历了迅速星爆运动的星系会失去气体进入星系间空间,变成“红色和逝世亡”。(起源:美国国度航空航天局;ESA,太空望远镜科学研讨所)

天文学家们已经注意到,星系形成新恒星的速度似乎比它们内部实际存在的物资消费还要快。例如,银河系似乎每年都会将相当于一个太阳的尘埃和蔼体转化成新的恒星,但它没有足够的充裕物资来长期保持这种状况。一项对遥远星系的新研讨可能会给出答案:天文学家注意到星系喷出的气领会流回星系中心,如果星系循环这些气体来发生新的恒星,那么这可能是解决丧失的原材质之谜的一部分原因。

7. 锂元素在哪里?

大爆炸的模型表明锂元素在全部宇宙中应当是很丰硕的,在这种情形下,这个谜团的成果显而易见:事实并非如此。通过对与大爆炸发生的物资最类似的古代恒星的视察,发明锂的含量比理论模型预测的要低两到三倍。新的研讨表明,在我们的望远镜观测不到的处所,其中一些锂可能混入了恒星的中心,而理论学家则以为,轴子(亚原子粒子)可能接收了质子,并减少了大爆炸后发生锂的数目。

外太空有人吗?

1961年,天体物理学家弗兰克德雷克(Frank Drake)设计了一个极具争议的方程式:将有关外星性命概率的一系列术语(宇宙中恒星形成的速率、有行星的恒星所占的比例、有合适性命的条件的行星所占的比例等等)相乘。他推测,其他行星上存在智能性命的可能性极大。有一个问题:尽管有罗斯威尔的诡计论者,我们至今还没有收到任何外星人的资讯。然而,发明的遥远行星在理论上可能储藏着性命,这使我们又怀有了愿望,如果我们持续寻找的话可能会探测到外星人。

9. 宇宙将如何终结?

我们现在信任宇宙始于大爆炸,但它将如何停止呢?依据一系列的因素,理论家们得出结论,宇宙的命运可能是几种截然不同的情势之一。如果百思特网暗能量的总量不足以抵御引力的紧缩,全部宇宙就会坍缩成一个奇点——一个大爆炸的镜像,被称为大挤压。不过,发明表明,大挤压不如冷寂更有可能产生。在冷寂中,暗能量迫使宇宙迟缓、逐渐地膨胀,剩下的只有销毁的恒星和逝世亡的行星,它们在略高于绝对零度的温度下彷徨。如果有足够的暗能量来压倒所有其他的力,大撕裂的场景就会产生,所有的星系、恒星甚至原子都会被撕裂。

10. 多元宇宙论

图解:多元宇宙想象图,图源:universetoday

理论物理学家推测,我们的宇宙可能不是唯一的宇宙。这个想法是:我们的宇宙存在于一个气泡中,多个不同的宇宙包括在它们自己奇特的气泡中。在这些其他的宇宙中,物理常数——甚至物理定律——可能有很大的不同。尽管该理论与科幻小说类似,但天文学家现在正在寻找物理证据:大爆炸遗留下来的宇宙背景辐射中的圆盘形图案,它可能表明我们的宇宙在与其他宇宙碰撞。