英媒盘点宇宙七大未解之谜

形成超大质量黑洞的,可能是恒星级黑洞构成的致密星团,因为恒星级黑洞在不断合并。
【千问解读】
形成超大质量黑洞的,可能是恒星级黑洞构成的致密星团,因为恒星级黑洞在不断合并。
参考消息网3月3日报道 英国广播公司《科学焦点杂志》网站2月16日刊发题为《宇宙的七大谜团(以及为何成为未解之谜)》一文,作者为马库斯·乔恩。
全文摘编如下:
在过去10年里,我们拍摄到一些黑洞照片,窥视到原子的中心,并回顾了宇宙的诞生。
但我们对宇宙及宇宙法则的理解仍存在巨大的鸿沟。
这些谜团将在未来10年及更远的时间里令物理学家和天文学家感到困惑。
为什么是“有”而不是“无”?
根据宇宙学的标准模型,宇宙最初是“暴胀真空”。
宇宙具有超高的能量密度和反引力,导致其膨胀。
它的能量密度越高,反引力就越大,膨胀就越快。
与所有的“量子”态相同的是,这种真空是无法预测的。
它会在任意地点坍缩为日常所见的普通真空。
而暴胀真空蕴含的巨大能量必须得到释放。
释放的能量创造了物质,并将其加热到极高温度,由此创造了“大爆炸”。
我们的宇宙只是在不断膨胀的暴胀真空中,众多大爆炸气泡之一。
不可思议的是,整个过程可能始于一片暴胀真空,其质量相当于一袋白糖。
所幸,物理学法则,特别是量子力学法则,允许此类物质从“无”到“有”。
显然,下一个问题是,物理学法则源自何方?
1918年,德国数学家埃米·诺特对此做出解释。
她发现,伟大的守恒定律不过是空间和时间完美对称的结果。
即便我们改变视角,事物仍会保持不变。
这种对称的一个惊人特性是,真空(一个完全空无一物的宇宙)也有对称。
因此,或许从“无”到“有”的转变并不稀奇。
或许,这只是充满星系的宇宙从“无”转变为“结构化的无”。
但为什么会发生这种转变?美国物理学家维克托·斯滕格指出,随着温度的下降,水会变成结构化的水,也就是冰,因为冰更稳定。
他猜测,宇宙会不会由“无”变成“结构化的无”,因为“结构化的无”更稳定?
为什么每个星系的中心都有一个巨大黑洞?
在我们的宇宙中,大约有2万亿个星系。
据我们所知,几乎每个星系的中心都包含一个超大质量黑洞。
它们的大小不等,从质量约为太阳500亿倍的“庞然大物”,到位于银河系中心、质量约为太阳430万倍的“小不点”——人马座A*黑洞。
但它们是如何形成的,这是宇宙学巨大的未解之谜之一。
我们知道,恒星级黑洞是由超新星爆炸形成的。
但没人知道超大质量黑洞如何形成。
在宇宙历史的大部分时间里,各大星系的中心一直是大量物质被限制在小范围的地方。
形成超大质量黑洞的,可能是由恒星级黑洞构成的致密星团,因为恒星级黑洞一直在不断合并。
这方面的初步证据来自引力波探测所揭示的两个黑洞之间的合并。
其中一个黑洞太大,不可能是超新星的遗迹,因此可能源自早前的黑洞合并。
形成超大质量黑洞的另一种可能方式是致密气云的直接收缩。
在宇宙大爆炸中,也有可能形成超大质量黑洞。
这将为宇宙版本的“先有鸡还是先有蛋”的问题提供新的答案:星系和超大质量黑洞,哪个先出现?
尽管质量超大,但即使最大的超大质量黑洞也不比太阳系大多少。
但超大质量黑洞会形成超快物质喷流。
在喷流较快的区域,也就是星系的内部区域,喷流吹散了气体,扼杀了恒星形成;而在喷流放缓的区域,也就是星系的外缘,气体受到压缩,恒星由此形成。
什么是暗物质?
暗物质不会发光,或发出的光太微弱,我们无法探测。
我们知道暗物质的确存在,是因为发现了它的引力对可见恒星和星系的影响。
举例而言,如果没有大量无形物质,银河系绝对不可能在大爆炸以来的138.2亿年里凑够物质来形成恒星,这些无形物质提供的引力加速了这一进程。
欧洲航天局的“普朗克”卫星发现,暗物质占宇宙质能的26.8%,而普通的“原子”物质仅占4.5%。
因此,暗物质的质量是可见恒星和星系的6倍。
令人困惑的是,尽管经过数十年的搜寻,但地球上的实验没有找到任何有关暗物质的证据。
可以想象,需要修改的不是我们的物质理论,而是引力理论。
或者,暗物质不是由单个粒子构成的流体,而是像在我们周围可见的原子物质一样复杂的物质。
或许,宇宙中充满了暗恒星、暗行星,甚至暗生命!
时间存在吗?
时间是一个难以把握的概念。
我们认为自己所知的说法大多数都是错误的。
举例而言,我们认为时间是流逝的。
但对于某种流动物体而言,它必须相对于其他物体流动,就像一条河流相对于河岸流动一样。
时间是否会相对于其他事物——比如第二种类型的时间——流动?这种想法似乎很荒谬。
时间的流逝很可能是我们的大脑创造的一种幻觉,以此来组织不断通过我们的感官涌入的信息。
我们还强烈感到有着共同的过去、现在和未来。
但在我们对现实的基本描述中却没有什么“共同”而言。
根据相对论,如何精确地衡量别人的时间取决于他们相对于你移动的速度,或他们承受的引力强度。
这种效应只能在接近光速或超强引力条件下才能观察到,因此在日常生活中并不明显。
然而可以得出这样的观点:一段时间,以及一段空间,都是因人而异的。
事实上,还不止于此。
空间和时间紧密交织,难解难分。
在我们的宇宙中,从大爆炸到宇宙寂灭,所有事件都排布于事先存在的四维时空地图上。
没有什么真能“穿越”时间。
正如爱因斯坦在朋友米歇尔·贝索去世后所写:“现在他先于我离开这个陌生的世界。
这没什么。
像我们这些相信物理学的人都知道,过去、现在和未来之间的区别只是一种顽固执着的幻觉。
”
什么是暗能量?
它是无形的,充满了所有空间,它的反引力正在加速宇宙的扩张。
天体物理学家在1998年发现了“暗能量”,当时他们正在研究Ia型超新星——据信,这种恒星爆炸会释放出一定量的能量,并以宇宙100瓦灯泡那样的标准光度燃烧。
问题在于,最遥远的超新星比预想中暗淡。
宇宙扩张加快了速度,将它们推得更远。
当时认为在广袤宇宙中唯一起作用的力量是引力。
引力像星系之间的一张无形网,在为宇宙扩张踩刹车。
有关宇宙正在加速扩张的发现令宇宙学家大吃一惊,他们不得不假定某种物质的存在。
惊人的是,这种物质占到宇宙质能的2/3。
这种“暗能量”压倒了引力,在大约50亿年前获得了宇宙的控制权。
2022年,欧洲航天局将发射欧几里德太空望远镜。
它将测量暗能量如何随宇宙时间变化而变化,希望能为解决科学最大难题提供重要线索。
为什么我们没有看到外星人的迹象?
目前,已提出成百上千种解释,其中包括:我们是银河系中出现的首种智慧生命,因此是完全孤立的;我们身处一个“托儿所世界”,禁止可能对我们的发展产生不利影响的先进文明进入。
一种相对乏味的可能是,外星人在遥远的过去访问地球的任何迹象都会被风、雨和地质演变所消除。
但最近,由美国纽约罗切斯特大学领导的一个研究小组提出,我们的太阳可能只是被一波宇宙扩张绕开了。
一个仍然存在的问题是,为什么我们用望远镜搜寻了半个多世纪,都没能在银河系中看到外星人的迹象。
美国宾夕法尼亚州立大学团队说,这并不难理解:我们只搜索了银河系的一小部分,相当于如果银河系是地球海洋,我们只搜索了一个浴缸。
为什么大自然基石会三迭代?
如果乐高推出一种新版本的积木,其中每块都比标准积木大成百上千倍;然后它又推出一个版本,每块比标准积木大成千上万倍——你自然会认为这家公司疯了。
但这正是大自然对其基本单元夸克和轻子所做的事情。
普通物质仅由两种夸克和两种轻子构成。
但还存在“第二代”夸克和轻子,除了重成百上千倍外,所有粒子都与第一代相同;而在第三代粒子中,它们也与第一代相同,但重了成千上万倍。
较重的第二代和第三代粒子需要大量的能量来创造,因此今天很少见。
不过,它们很可能在大爆炸中扮演了关键角色。
但为什么每一代粒子的质量都大不相同?美国物理学家、诺贝尔得主史蒂文·温伯格博士做出了一个有趣的猜测。
构成物质的基本单元通过与希格斯场相互作用而获得质量。
希格斯场是一种充满所有空间的不可见流体。
这就像操场上的传话游戏:让孩子们接力传递一条信息,传的人越多,信息与起初时的偏差就越大。
或许,粒子每降一代,就会“感觉”离希格斯场越远,因此其质量生成效应也就会被削弱。
温伯格不知道这种机制运作的具体细节。
但是其他物理学家认为,他可能提供了解答大自然基石三迭代之谜的线索。
苏联地广人稀沃野千里为什么粮食却经常不够吃?是什么真相导致的
作为冷战时期唯一能和美国抗衡的国家,苏联国力强盛、实力雄厚,连美国都要让他三分。
鼎盛时期的苏联曾一度在战略态势上压倒了美国,让美国不得不采取守势。
不过苏联那么强大,但却长期面临着一个严重的问题,那就是粮食不够吃。
众所周知,苏联是世界上面积最大的国家,国内平原广布、沃野千里,苏联的机械化水平又很高,怎么看也不像粮食不够吃的样子。
沙俄时代,沙俄还曾是欧洲主要的粮食出口国,为何到了苏联时代粮食就不够吃了呢? 首先,苏联粮食短缺问题和苏联的自然环境有很大关系。
虽然苏联面积辽阔、平原广布,土地也很肥沃,但其纬度较高,气候较为寒冷,大部分地区根本不适合种植。
即使适合种植的东欧平原,由于光照和热量不足,大部分苏联农产区都是一年一熟,种植的作物也是玉米、马铃薯和小麦等耐寒作物。
所以别看俄罗斯平原挺多,土地也算肥沃,但粮食产量并不算高,起码与其丰富的耕地资源不匹配。
实际上,如果苏联像印度那样一年三熟,粮食供应整个欧洲都没问题。
当然,虽然苏联受到自然条件的影响产量相对较低,但苏联的土地资源多,机械化水平又高,所以粮食总产量并不少。
1987年,苏联的粮食产量高达2.114 亿吨,占世界粮食总产量的 10.9%,仅次中国和美国,是世界第三大粮食生产国。
所以苏联的粮食并非不够吃,起码让本国国民吃饱饭不是问题。
但苏联是个比较发达的工业国家,工业化水平很高,生活水平也不低,而且实行全民福利,所以粮食的需求量很大。
因为人们不仅要吃粮食,还要喝酒、吃肉、喝奶,还要吃各种副食品。
随着消费的升级,很多粮食不仅被用于生产酒精等产品,还要用来做饲料,以满足国民日益增长的副食产品需求,这样一来粮食就不够吃了。
现在中国是世界最大的粮食生产国,但同样需要进口大量粮食。
这并不代表我们没有粮食吃,而且我们需要更多的粮食生产酒精、汽油、饲料等产品,这是人民生活水平提高、消费升级的一种表现。
所以从整体上来讲,苏联的粮食生产完全能够满足国民的生活需求。
只是随着消费和生活的升级,粮食出现了一定的短缺现象,因此需要从国外进口一部分粮食弥补缺口。
一般来讲,这种本国生产加上少量进口的方式并没有什么大的问题。
但苏联人野心勃勃,老想和美国争霸,疯狂发展重工业和军事力量,导致国内的农业生产被忽视,造成了粮食产量不断减少,所以出现了人为的粮食短缺状态。
苏联人为了解决这个问题,就想采取一蹴而就的办法,在国内瞎折腾,又是号召全国人民种玉米,又是大搞集体农场,结果不仅粮食产量没有得到提高,反而造成了农业危机。
没办法,苏联人只能跑到国外去购买粮食。
慢慢的,苏联的粮食消费对外依存度越来越高。
农业是国民经济基础,粮食是基础的基础,苏联靠进口粮食解决国内民众吃饭问题自然是非常危险的。
美苏关系缓和的时候问题还不明显,但当美苏关系紧张的时候这种矛盾就不断激化了。
八十年代,由于苏联和美国长期争霸,在国内外瞎折腾,苏联的国家财政已经不堪重负,加上石油价格的暴跌,直接导致苏联。
但吃饭问题不能耽误,苏联不得不抛售黄金去国外买粮食,但没多久,苏联就没钱买粮食了,粮食危机彻底爆发了。
由于没有足够的粮食供应,苏联民众生活质量严重下降,以至于人们不得不大清晨的排队去买面包。
到后来排队都买不到面包了,所以人们纷纷走上街头抗议,最终导致了苏联的解体。
强大的苏联就这样被国民抛弃了。
粮食生产是个大问题,这个问题不能忽视。
一个穷兵黩武的国家即使再发达再强大,老百姓吃不上饭饿肚子也是不行的。
苏联的教训是非常深刻的,值得其他国家借鉴。
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战国七雄中最弱的国家是哪个?阻挡秦国长达20年的进攻
而在历史上,就曾出现过许多著名的乱世,像时期、时期、五胡时期,魏晋时期等等都是非常典型的乱世,基本上全天下都在发生战争。
而要说到历时最久的乱世,那么还是非长达数百年的春秋战国时期莫属,从一开始的诸侯国林立,在到后来的战国7雄时期,以及最后的秦王扫六合,这期间7国打了数百年的战争。
而在这7个国家之中,就有一个国家,从立国开始以来,从头到尾都没有什么存在感,实力也是最弱的,它就是。
其实,韩国之所以声名不显,除了它位于秦、魏、楚、齐这4个强国的包围圈之外,还有就是它的领土太过于狭小了。
从地理位置上来看,韩国四周的邻居,就没有一个是它能惹得起的,因此韩国也根本没有机会拓展领土,只能龟缩在这4个国家中间。
还有就是,韩国因为实力弱小,又恰逢四国的中心点,所以经常有国家打战的时候,就会顺带捎上他,像什么魏挟韩攻秦,秦挟韩攻楚等等。
而在这之下,韩国原本就不强盛的国力,在这一次次的消耗中,就变得更加衰败了。
因此,韩国在当时更像是其它六国,争夺天下的资本和缓冲之地。
不过,就是这样一个国家,在当初秦王扫六合的时候,硬是阻挡了秦国长达20年的进攻步伐,让人非常诧异。
那么,实力孱弱的韩国,到底是凭什么能阻挡秦国20年之久呢? 首先,韩国也非常了解自己的处境,为了不在收到其它邻居的欺负,他很早的时候就致力于发展军备了。
因此,韩国当时的冶炼技术,是当时7国之中,最为先进的,而且韩国非常擅长制造弓弩,有“天下之强弓劲弩皆从韩出”的美誉。
此外,韩国制造出来的宝剑,也十分得锋利,能“陆断牛马,水截鹄雁”,属于当时最先进的宝剑。
而拥有如此“大杀器”的韩国,就连杀神都很忌惮,不敢与其正面交锋。
其次,韩国的发展离不开、等人的变法。
在他们的主张之下,韩国很快就到达了最强盛的时期,对内政治朝纲,让政局趋于稳定,老百衣足食;而对外,结交诸侯,给自己争取同盟,尽量做到和周围国家交好的状态。
最后,就是的之术。
在施行“”的策略时,韩国面临了巨大的威胁,很有可能就导致灭国。
而这个时候上党太守,将自己的郡县送给赵国,挑起了赵国和秦国之间的战争。
而其中发生的长达2年的,虽然秦国获胜了,但是却元气大伤。
最后信陵君联合了5国的联军,对秦国的发起进攻,因此秦国的实力又被大大削弱。
而信陵君的这一举措,重创了秦国进攻的步伐,硬是将秦王扫六合的时间,往后推延了整整20年。
而这也是韩国作为7国中实力最弱小的国家,所存在的最大意义了。
因此,韩国之所以能抵挡秦国的进攻步伐,长达20年之久,除了自身的军备优势之外,更多的还是有韩非子、信陵君这样的人才存在。
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