时空穿梭的其他理论,宇宙自大霹雳创生之后,不断膨胀,如果宇宙是封闭的(密度大于临界密度),根据广义相对论,膨胀将停止,并开始收缩...
时空穿梭的其他理论
宇宙自大霹雳创生之后,不断膨胀,如果宇宙是封闭的(密度大于临界密度),根据广义相对论,膨胀将停止,并开始收缩,时空逆转,于是一切发生过的事都会像倒带一般重来一遍?答案是不可能,因为“时间之箭”虽然回头,但一切条件经已不同。BlackHole(黑洞):根据相对论,宇宙中应有一种天体,连最高速的光线也无法自它的重力场逃脱。黑洞的超高重力导致了空间扭曲,它的出口可能是“白洞”,之间以“虫洞”(wormhole)连系,而出口之外可能是宇宙的另一处,也可能是另一个“子宇宙”。小说“接触”(Contact,1985,电影“接触未来”1997)便是利用虫洞进行宇宙旅行。如果黑洞中时间也扭曲了呢?于是,以黑洞进行时间旅行也不无可能。
一切在瞬间中发生,又是在瞬间中过去的,真正的“现在”则是处于这两着之间,这与我们生活中所说的现在是完全不同的,生活中所指的是在某一时段中的现在,比如“现在要好好读书”之类的,(我现在在打这段文字)但是这并非真正意义上的现在...不知道你有没有想过我们的一切是因什么而起的?就拿我来说,我今天的这个时候为什么会在打这段文字,你是否会想到这与我昨天有关?与我的环境有关?(环境也是造就了我想法的产生的原因)你是否会想到与我的父母、家庭有关?你是否会想到和我母亲生我有关?再接着你会想到和我的父辈母辈有关?接着你会想到和新中国的诞生有关?......你会想到和我所知道的科学理论有关?然后你是否又想到和那些科学家有关?........你会想到与战争有关?你是否会想到和古代中国有关?你会想到和世界有关吗?接着你是否会想到和人类的诞生有关?你是否会想到和生命的诞生有关?然后你是否又会想到和地球的诞生,太阳系的诞生有关?与银河系的诞生有关?你是否会想到最终的原因--就是与宇宙的诞生有关?
同样 你也可以根据这来想想你的一切与什么有关...
相反的,宇宙诞生了......产生了银河系等...接着产生了太阳系,地球,然后经历了好一段时间,地球的生命产生了,接着又产生了人类,然后相对中国来说,中国产生了,以及世界的其他国家产生了,中国的产生.....然后我的祖辈产生了,导致我的产生,同时科学发展...导致过去的我知道了一系列理论等....最后导致了今天的这个时候我在这打这些文字....看到这你是否明白了什么?一切都是必然的不觉得吗?你有没有想过,我们人类的整个整体的一切也是一种规律?你本人,还有其他的科学家们,哲学家们等,在研究事物时是否有想过到底为什么导致了去研究,其实我们都是一个规律,人类的整体是一个规律,而这规律的产生又要联系到宇宙的产生,我们也是宇宙的产物,宇宙的产生导致了我们的产生,我们的产生又导致了其他的产生,我们研究宇宙规律的同时,我们本身也是一种规律...人类的一切都是息息相关,由于这种关系太过微妙了,导致了“区分”的产生,比如:“物理,生物,化学,政治,......”但是这些的产生也是必然的,(它们没产生,我也就不会写)... 理论D-ObserverEffect观察者效应:回到过去,并且成功改变了历史,但只有时间旅行者本身知道历史改变前后有什么不同。这个矛盾是在于,旅行者本身为什么不受影响?在这种情形下,当他回到已经改变后的现代,他可能成了一个陌生人。比如他回到过去杀了曾祖父,回到现代时,发现没有任何能证明他自身存在于这个世界上的纪录。
此外,还有一种说法,即灭亡论:对于现实,人们会问:“根据理论A和B,时空穿梭的存在是合理的,但是为什么我们从来没有遇到从未来来访的人呢?”人类的时间如果有足够多,或者说人类的历史足够长,那么很有可能人类最终能够掌握时空穿梭的技术回去影响历史,但事实上并没有看到这种迹象,为什么呢?有一种原因,即人类并未发展到掌握时空穿梭技术的文明程度就已经灭亡了;更糟的是,任何文明物种在并未掌握到时空穿梭的技术都灭亡了(恐怕任何文明物种都对历史有一种难以抗拒的好奇心,希望亲身前去看个究竟);也许,这项技术的掌握是一个过于漫长的过程,任何一个延续的文明都没有足够的时间来完成它。当然,历史发展的可能性有很多,或许未来人类已经到过我们的历史中,只是被人们当成了怪物或外星人。单就人类灭亡这种情形而言,并非没有可能,现代,来自人类自身的,如核威胁,以及人类行为之外的如行星撞地球,大火山喷发等威胁,随时都有可能将人类的时空穿梭之梦化为灰烬。这真是个令人沮丧的说法,但不用过于担忧,我相信凡致力于时空穿梭研究的科学家都不会赞同这个设想,否则他们后面的研究还有什么意义?
让我们集合一些事实(其实就是些电影)来分析一下:电影Terminator(1984,“终结者”)中,未来巨型电脑“天网”(Skynet)派机器人来现代,为的是杀死人类义军领袖的母亲,同时该领袖也派了部下来拯救母亲,没想到该部下与他母亲发生关系,怀孕了他这是理论A,不但没改变历史,反而完成了历史。在第二部(1991)中,前一部的机器人留下的手臂,引起高科技公司研究的兴趣,开发了“天网”的雏型。这也是理论A天网不但促成了反对它的人诞生,也造成了它自己的诞生。但是,故事最后,那只手臂被毁了!这马上成了理论C,手臂毁了,因此不会有天网诞生,也不会有人类义军,所以也不会有人派人来现代拯救母亲,那义军领袖也不会出生可是他们全都还存在!而且知道发生了什么事!所以,这也是理论D?因果法则或许成为内在限制,然而,人类想象力的无远弗届却也是你我的特权。
我们可以将此种“替人生作弊”的电影类型(无论剧中人物是否回到过去)加进时空理论的玄想,或许勉强可发现一扇较为合理的窗口。假设时空并非单一,有几种“预先”的可能。如果你选了A,展现在你眼前的将是A的人生;如果你选了B,B世界将立刻蹦现。这原是人类自由选择后的必然后果,每一次的“选择”都会在生命中展现某种“关键性”的作用;然而加进时空元素后,所有“必然性”的过去历史都在瞬间化为“可能性”,只要回到过去改变了一些重要事件,时空的连锁异变会从A历史转换为B历史,而且普遍于所有人,因为整组“记忆”在瞬间从A记忆转为B记忆;且这种记忆又预设了B的“真实”发生,因为关键人物亦可回到B历史的过去,甚至加以干涉。然而即使如此,逻辑矛盾似乎仍然存在。问题在于:过去中的“某一点”在那一点上究竟是往A亦或往B?因为同一点可能会被“未来”的某个力量干预,那么到底在“当时”的真相为何?其实,若依上述的非单一时空理论,我们可以这么说:不管当时的历史往A或往B,反正一定是往“某个方向”,而这个方向却非必然,因为人可以回到过去加以“干预”;而一旦干预成功,历史虽会转换跑道,却仍往“某个方向”进行,且这个方向表现在受影响者的记忆中。
研究平行宇宙、多维空间、黑洞、属于什么专业?
理论物理、核与粒子物理、天体物理都会涉及到以上课题,侧重点有不同。
理论物理专业以研究量子场论为基础,主要研究高能物理理论,量子引力方向中会涉及到多维空间、时间(因果律)以及极早期宇宙
核与粒子物理专业主要是研究高能物理实验与唯象理论,但是高能物理是与天体物理密切渗透的,因此也会研究粒子宇宙学等方向。目前LHC也在试图检验超对称、额外维等弦理论效应。
天体物理专业中有高能天体物理方向,与高能物理密切相关;宇宙学方向本身就是研究宇宙的(与理论物理专业的区别在于天体物理是以观察为基础)
虽然侧重点有不同,但这三个专业研究到深层都是一样的,现在的研究往往是团队形式,一个团队里一般都包含以上3个专业的研究者。
理论物理、核与粒子物理一级学科是物理学,天体物理一级学科一般是天文学
本科的话全国大部分开设物理系(学院)的大学的课程基本都是一样的,核心课程都是“五小力学”和“四大力学”。五小力学就是普通物理,包括力学、电磁学、热学、光学和原子物理;四大力学是理论力学、电动力学、量子力学、热力学统计物理。之外还会有一些其他的专业课程,有的是必修有的是选修,比如数学物理方法、固体物理、凝聚态、计算物理、广义相对论、宇宙学、量子场论等等,有些不是每个学校都会开的,要看学校里有没有做类似领域的老师;有些是导论性质的,在相应领域的硕士研究生阶段还会具体学。
宇宙学理论:如果是和做引力的聚集在一起的一般是做黑洞还有你所说”平行宇宙“等偏引力方向的,如果是和做粒子物理理论的聚集在一起的基本都是做暗物质暗能量早期宇宙之类偏粒子方向的。
关于物理空间宇宙有趣可以写论文的话题、像黑洞之类
“黑洞”的真面目
天文学家通过长期观测发现,在宇宙中有一些引力非常大却又看不到任何天体的区域,这种奇异天文现象的主要特征是:1、这个区域有很强的磁场和引力,不断吞噬大量的星际物质,一些物质在它周围运行轨迹会发生变化形成圆形的气体尘埃环;2、它有很大的能量,可以发出极强的各类射线辐射;3、由于它极大的引力作用,光线在它附近也会发生弯曲变化。的确,通过观测到的大量间接征兆可以证实它的存在,却无论如何没能直接看到它。于是一些天文学家想象的认为它是一种恒星塌缩后,质量、密度很大的暗天体,美国物理学家惠勒给它取了一个有趣的名字“黑洞”。
在进入宇航时代的今天,世界各国已拥有各种先进的天文观测设备,如大口径配有极灵敏接受器的光学望远镜,大型射电天文望远镜,突破了地球大气层包围的哈勃空间望远镜等。天文观测已触及到距地球100亿光年以外的遥远天体,从河外星系到宇宙尘埃都可以一览无余,甚至像几万公里外一支小蜡烛那么微弱的光也能观测到,而唯独对“黑洞”却无能为力,确有些不合逻辑。如果它真是一种质量、密度很大,磁场、引力极强的“天体”,为什么至今看不到它的庐山真面目呢? 原因很简单,“黑洞”并不是一种实体星球,而是宇宙天体运动时产生的各种“磁场旋涡”现象,它的能量、射线辐射主要都是由磁场力作用产生的,因为它的构成物质密度非常稀薄,光线发射极其微弱,所以根本无法在远距离用光学仪器观察到它的形状,按其形态和性质说来它倒真是一个名副其实的“黑暗磁场旋涡洞”。
设想如果“黑洞”是一种物质构成密度非常大的“天体”,那么,在“黑洞”与物质密度相对极小的宇宙空间两者应该是有分界面的。根据光的反射、折射原理,当光投在两种物质的分界面时会有反射和折射现象的,这一点已经从宇宙中所有不发光天体都能够反光得到证实,无一例外。所以,从“黑洞”不能反射光线这一点说明“黑洞”虽然有很强的吸引力,但是它的物质构成密度非常稀薄,还不足以达到反射光线的程度(并不是光线由于被它吸引无法脱离而不能反射)。当光线与它相遇时,只能是穿它而过了,没有明显的光反射和折射现象。因此也就无法通过光学观测直接看到它的形状,而只能用其它天文观测方式,通过“黑洞”急速旋转运动中产生的极强各类射线辐射来证实它的存在。科学家通过哈勃望远镜上的高速光度计在1992年对天鹅座X-1的一批观察数据进行分析时,发现了两个迅速衰减并很快消失的紫外线脉冲阵列。这种现象与理论预言的物质落进黑洞视界时释放辐射的特征正相符合。至于光线在“黑洞”附近会发生弯曲的现象,是因为光波本身就是一种频率很高的电磁波,光现象本质就是一种电磁现象,所以,光线在“黑洞”附近由于受其磁场引力作用而发生弯曲现象是很自然的。
宇宙中一切天体都不是孤立存在的、所有物质之间都有千丝万缕的相互内在联系。“黑洞”现象的产生也不是偶然的,而是在自然规律内物质循环演变过程中一个重要的环节。整个自然界是由不断运动着的物质所组成,绝对静止的物质是不存在的,物质运动必然会产生磁场,天体和磁场是不可分割的整体,只要天体存在,它周围就一定有磁场存在。各类物质结构由于运动方向的不同,运动速度的差异,会产生无数大小不一、强弱不同的磁场旋涡,这种磁场旋涡就是神秘的“黑洞”。大的物质结构产生大的磁场旋涡,如星系中心的“黑洞”(银河系中心);小的物质结构产生小的磁场旋涡,如恒星之间的“黑洞”(天鹅座X-1)。
自然界决定物质能量大小有两个重要因素:一是物质的质量;二是物质的运动速度。由于磁场具有力和能的特征,所以“黑洞”虽然构成物质密度很小,但因为它有极快的旋转运动速度,当组成它的物质凝聚向一个方向作有序运动时,便产生很大的能量和极强的引力。宇宙中一些分散的呈气态的氢、氧类物质和呈固态的硅、铁类尘埃物质,受“黑洞”吸引力作用,在“黑洞”附近运动方向发生变化,向其中心高速旋进,会形成围绕“黑洞”中心运动的圆形气体尘埃环。“黑洞”虽然不能直观地看到,但可以通过它向外发出的各类射线辐射现象提示它的形态。国外有报道,哈勃望远镜已拍摄到“黑洞”周围边缘呈翘曲状的尘埃圆盘,这就更形象的证实了“黑洞”的旋涡性质和真实形态以及旋涡多呈漏斗状的特点。
其实宇宙中这些各类“黑洞”的运动形态和形成原理就像我们用肉眼可以观察到的许多自然涡流现象一样。如地球上大气运动产生的热带气旋--“台风”,在“台风”外围是急速旋转的气流形成的急风暴雨区域,能量非常大,而在空气涡流中心区域--“台风眼”,由于空气稀薄,压力相对较小,对周围产生很大吸引力,因此气流不易进入,反而是风平浪静的区域,从卫星图上可以清晰地看到“台风”的圆形旋涡状云团。还有江河湖海中的水涡流也是圆形旋涡状的,水涡流同样有很大的能量和吸引力,当物体接近时会被吸引进漩涡之中。“黑洞”就像“台风”、“水流漩涡”这些可以直观的涡流现象,是宇宙中物质运动的产物。它的巨大能量和引力主要来自物质急速运动产生的磁场。“黑洞”中心是外界物质不易进入、有形物质极少的区域,所以,在“黑洞”的中心都是空白区域。因为它对周围物质的吸引力在各方向基本是均匀的,一般“黑洞”周围物质运行的轨迹都是圆形旋涡状的。由于“黑洞”物质分布密度的不同,周围还会伸出一些旋臂(如可见的星系旋臂),造成同方向辐射强弱程度不同的射线脉冲现象(即脉冲星)。
在“黑洞”引力吸积过程中,物质的数量和密度不断增加,磁场旋涡范围会相应增大,能量和引力明显加强,又会吸引更多的物质,如此像滚雪球一样不断发展。当“黑洞”周围物质达到相当体积和密度时,对光的反射、折射作用逐步增强,到了一定程度便发展成为可以通过光学望远镜直接观察到的有形天体--“星云”,正是从恒星级“黑洞”中孕育出新生的天体“星云”。这种初期的有形天体多呈环状(环状星云),它的构成物质相对仍很稀薄,所以,形状非常模糊。随着“星云”体积不断膨胀,便开始了几十亿年以上向“恒星”发展的演变进程。
宇宙中所有天体的存在形式和演变过程都是由自然规律所决定的,“黑洞”也不例外。一但我们通过表面现象揭示出它的本质和与自然规律的内在联系,包括“黑洞”在内的各种奇异天象便不难解释了。
论文是不适合给大众看的。
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