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)家提出了一個大膽創(chuàng)新的設(shè)想，光速可能是不恒定的。無獨有偶，2003年3月，英國劍橋大學(xué)物理學(xué)高級講師諾昂?馬蓋羅指出，大爆炸理論和相對論有幾個問題沒有解決，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，宇宙就不可能擴張得這么遠(yuǎn)這么快。科學(xué)家早就認(rèn)識到這一點，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動速度可能超過光速的實驗，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獨立小組幾年前提出，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-阿拉莫斯國家實驗室的論文中，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驗室是有關(guān)這一題目的論文的眾多資料庫之一。

對弦論的質(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驚人的發(fā)現(xiàn)：對來自遙遠(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，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了這項發(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：“這是個潛伏的危機。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?！?/p>

大爆炸理論難以自圓其說

2003年3月初，英國衛(wèi)報報道了劍橋大學(xué)物理學(xué)高級講師諾昂?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。

大爆炸理論和相對論有幾個問題沒有解決，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，宇宙就不可能擴張得這么遠(yuǎn)這么快?？茖W(xué)家早就認(rèn)識到這一點，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)為嬰兒時期的宇宙擴張的速度比現(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，馬蓋羅說：“他們可能是對的，如果他們是對的，我會為他們高興?！钡?，不言而喻的挑戰(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證實這種理論?！?/p>

宇宙可能不是刻形成的

證明在實驗室里創(chuàng)立的理論會遇到許多明顯的困難。為了證實──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)展時間表方面的錯誤，而且還提出了全新的宇宙發(fā)展時間表，宇宙的形成不再是頃刻之間的事情，而是一個比較平穩(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。