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据美国宇航局太空网9月6日报道,人类探索太空决不仅仅是为了移民太空,也是为了更好的理解我们人类自己,因为直到今天,无论从宇宙的起源还是人类的起源,仍有许多未解之谜。太空也有许多奇怪的现象,而以下十种现象尤为科学家所关注。
反物质
正如超人也有另一面——比扎罗(Bizzaro)一样,组成普通物质的粒子也有另一面。例如一个带负电荷的电子其对应的反物质是一个带正电荷的正电子。物质和反物质碰到一起的时候会湮没,他们的质量会遵循爱因斯坦的定律E=mc2转换为纯粹的能量。一些未来的太空船设计将使用反物质引擎
老顽童注:以上右图或许是个错误,如果真是使用反物质作为动力,就不应该有喷射的现象,太空船也未必要做成剑状形,常见的UFO造型应该是理想的形态。
真空能量
量子物理告诉我们,虽然从表面看来,空旷的太空象一个什么也没有的泡泡,其实恰恰相反,真空中充满亚原子粒子,这些粒子经常被生成然后又泯灭掉。根据相对论,转瞬即逝粒子在每立方厘米的空间中都贡献着特定的能量,产生反引力把空间推开。但是,没有人知道是什么真正引起了宇宙的加速膨胀
微型黑洞
如果关于引力的激进的新理论——膜内宇宙正确的话,那我们的太阳系中就分布着上千个微型黑洞,每一个黑洞的大小和原子核相仿。和那些大型的黑洞不同,这些微型黑洞是宇宙大爆炸时留下的,因为与第五维的密切关系不同程度的影响着时空。
宇宙微波背景
也叫CMB,这种放射物是大爆炸的产物, 20世纪60年代最初发现的这种放射物,好像是太空每个地方发出的无线噪音。宇宙微波背景被认为是大爆炸存在的最佳证据。通过微波各向异性探测器的最新精确测量结果显示,宇宙微波背景辐射的温度是-270摄氏度。
暗物质
科学家认为暗物质占据宇宙的大部分空间,但是它既看不到,也无法利用当前的技术直接发现它。暗物质成分的候选范围从轻质中微子到看不见的黑洞,可谓五花八门。一些科学家怀疑暗物质是否真实存在,并提出这个很多科学家都想解开的谜团或许可以用引力得到更好的解释。
系外行星
在20世纪90年代初以前,我们唯一知道的宇宙中的行星就是我们太阳系中所熟悉的行星。从那之后,天文学家已经识别出190多颗太阳系外行星(到2006年6月为止)。这些太阳系外行星可谓形形色色,五花八门,范围从庞大的气体世界(它的质量因为太小而不能形成恒星),到体积较小、围绕红矮星运行的石质行星。然而,到目前为止,寻找第二颗地球的努力仍然一无所获。天文学家普遍认为,通过更先进的技术可能最终会发现几个与我们的地球一样的行星。
重力波
根据爱因斯坦广义相对论,重力波是时空结构中发生扭曲引起的。重力波以光的速度运行,但是它们非常微弱,只有在宇宙中发生重大事件,如黑洞相撞时产生的重力波才有可能被科学家观察到。激光干预重力波观测台(LIGO)和激光干预仪太空天线(LISA)是两个用来发现重力波的探测器。
星系相食
与地球上的生命一样,星系也能相互“吞食”,并随着时间不断进化。目前,银河系的邻居——仙女座正在蚕食它其中的一颗“卫星”。
中微子
中微子是不带电的,实际上是无质量的基本粒子,可以顺利通过数英里长的导线,有些会在你研究它的时候通过你的身体。这些“幽灵”粒子在燃烧的、正常的恒星火焰内部和即将消亡的恒星的超新星爆炸中产生。一些探测器被置于地下、海底或一大块冰中,这是一项中微子探测工程——冰立方(IceCube)的一部分内容。
类星体
这些明亮的烟火从可见宇宙的边缘对着我们闪耀,对科学家来说是宇宙混乱无序的幼儿期的提示物。类星体释放比数百个星系加起来还要多的能量。普遍的看法是,它们是遥远星系中心怪异的黑洞。1979年,人类拍到了类星体3C 273的照片。(杨孝文)
附:另一话题
我国科学家首次描绘太空磁场三维天然舞姿(图)
新华网北京9月5日电 (记者 吴晶晶、李斌)
一个以我国科学家为核心的国际联合研究团队通过卫星观测数据,首次观测到了主导太阳耀斑、极光、磁暴等太空自然现象的基本物理过程——“磁重联”的三维几何结构,描绘出了人类前所未见的太空磁场的“天然舞姿”。这将有助于为人类航天飞行等活动建立更加准确的空间天气预报模型。
以中科院国家天文台肖池阶副研究员北京大学王晓钢教授、濮祖荫教授等为主完成的这一研究成果发表在最新出版的《自然·物理学》上。
磁重联是影响空间环境和空间天气的重要因素。“对它的研究能帮助我们更深入地了解太空中的等离子体物理现象,使今后建立空间天气预报模型更加准确。”王晓钢说。
欧洲空间局官方网站称:“这是一个由中国科学家主导的国际团队得到的先驱性发现。”并指出这一成果“揭示了前所未见的三维磁场的‘天然舞姿’”。欧洲物理学会前主席马丁·胡伯教授表示:“这一工作确实是朝着确立三维磁重联观测基础的一个重要进展。”
作为“空间天气”研究的重要基础课题,各国科学家一直在研究磁重联现象。上个世纪五六十年代,科学家建立了磁重联的二维模型,并在七八十年代提出了磁重联的三维理论模型,但后者一直没有被真正观测到过。
在我国“地球空间双星探测计划”与欧洲空间局“星簇”(Cluster)计划的合作中,我国科学家利用“星簇”计划提供的迄今唯一符合太空三维探测要求的多卫星观测手段和国家天文台博士研究生赵辉及其导师汪景琇研究员发展的诊断方法,于2005年底首次证实自然界中存在磁零点。之后一年多,这个研究团队经过对卫星观测数据的反复分析和计算,进一步找到了匹配的磁零点对,证实了三维磁重联的磁场几何结构。
“在许多科学家认为几乎不可能的情况下,我们采用突破性的几何学诊断方法,最终观测结果表明磁重联的三维几何结构是由一对磁零点、两个由磁零点分别决定的特殊平面,以及两平面之间的交线,即两个磁零点间的连线构成。”肖池阶说。
伴随着我国步入空间大国的快速进程,我国近年来十分重视空间天气和空间环境研究,并将建设东半球空间环境地基综合监测子午链(即“子午工程”)。有专家表示,准确的太空灾害天气预报可帮助科学家及时采取措施减少损失,如为卫星调整轨道,推迟宇航员空间行走,为飞机、舰船导航系统采取保护措施和为通讯寻找替换频率等。
天然舞姿” 照片为地球磁层的示意图以及欧洲空间局“星簇”(Cluster)卫星探测到的“磁重联”三维几何结构。黄色框内为“磁重联”三维几何结构图。一个以我国科学家为核心的国际联合研究团队通过卫星观测数据,首次观测到了主导太阳耀斑、极光、磁暴等太空自然现象的基本物理过程――“磁重联”的三维几何结构,描绘出了人类前所未见的太空磁场的“天然舞姿”。这将有助于为人类航天飞行等活动建立更加准确的空间天气预报模型。新华社发(资料照片)
老顽童感言:
我没有资格评价国内科学家的科研水平,但看看上面的图,再来看看这张图的品质(其实此图在国内同类图中已经算是上乘之作),同样是科学想象示意图,为什么会有如此差距,我们是否能从中感觉到一些什么?当然,科学家不需要做这件事,问题是科学家的审美眼光如何来把关,在中国,这种高智商、低审美的现象不是比比皆是吗?或许,重理轻文和重文轻理的传统,正是我们和世界产生差距的重要成因吧。