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宇宙及地球发生的系列重大事件

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-10-07

了解一下最近宇宙及地球发生的系列重大事件。

1. 发现距离我们 3 亿光年的巨型黑洞苏醒。

目前天文学家观测到一个巨大黑洞正在苏醒,这是一个距离我们 3 亿光年,位于室女座中一个星系中心的 SDSS-1335 黑洞。

在以往的认识中它似乎总是处于平静的状态,但是从 2019 年通过甚大望远镜追踪该星系亮度变化时,突然发现它的中心急剧变亮,并一直持续到现在。

一种解释是它正在吞噬其周围的恒星及气体云,但科学家还尚不清楚触发这种机制的原因所在。

想象一下若是某天银河系中心黑洞也突然活跃了起来,那会是一件多么可怕的事情。

2. 旅行者号复活。

自旅行者号失联半年后就一直奇怪地发回毫无头绪的二进制代码,这期间让不少的人们思绪万千。

有人说它可能是遭遇了外星不明物的劫持,当然还有人认为这就是一个普通的技术故障。

不过目前在经过半年多的努力之后,这个距离地球 240 亿千米的航天器终于恢复了信号传输。

据科学家分析并最终确认可能是一条错误指令,无意中导致天线偏离地球两度而出现的失联。

到底是不是这个原因也只有他们自己清楚了。

3. 奥博斯彗星回归。

这是一颗继庞士布鲁克斯彗星之后又一颗在地球近日点附近傍晚就能够看到的周期彗星,也被称为 13P 彗星。

它来自遥远的奥尔特云中,每 69 年才会回归一次。

上次回归的时间在 1956 年,所以它也是人类一生只能看到一次的彗星。

但是因为距离我们约 1.9 个天文单位,所以最佳的观测时间将会在本月末,届时它的亮度预计将达到 6.5 级,可通过双筒望远镜看到它的朴素之美。

4. 星舰第五次试飞。

第四次星舰试飞刚取得巨大成功,马斯克就迫不及待地透露出星舰第 5 次试飞的大概时间将会在 7 月。

据说下次试飞除了会更换前几次星舰两倍强度的隔热瓦外,星舰的助推器着陆时还将会被巨型机械臂接住,并尽可能实现星舰的快速重复利用计划。

要知道星舰每次发射都会耗费大约 30 亿美元的巨大成本,这对于任何一个私营老板来说都是一件难以承受的事情。

希望马斯克早日实现它的火星移民计划。

5. 新一代载人火箭。

在嫦娥六号登月成功并即将带着月壤返回之际,我国的新一代载人运载火箭长征十号也成功完成一子级火箭动力系统试车。

这是一种起飞推力约 2678 吨,未来可用于发射新一代载人飞船或月面登录器的火箭。

随着各项准备工作的积极推进,未来它将会与梦舟载人飞船、揽月月面着陆器组合一起完成我国载人月球探测或登月的任务。

量子信息+熵,能解释宇宙的演化吗

热力学第二定律,也许是物理里最根本的几条原理之一。

它说,一个系统的熵只会随时间增加,不会减少。

这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。

熵,说白了就是无序的程度:熵越低,结构越有序;熵越高,越散乱。

糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉,背后都是熵在增加。

人们相信,宇宙的演化也遵循这条定律。

宇宙早年处于低熵状态,一路演化到高熵。

可就在这个过程中,宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。

星系的熵很低,却是在一个高熵的环境里形成的。

这看起来像是在违反第二定律。

这个存在已久的矛盾,正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。

引力、熵与量子信息的交织,是比安科尼理论的视觉主题(图片来源:Physics World) 在爱因斯坦的广义相对论里,有个叫"度规"的数学对象,描述时空是怎么弯曲的;物质沿着这条弯曲走,就表现成了引力。

而在量子力学里,"算符"是对量子态做变换的数学工具。

比安科尼的关键一步,就是把这个"度规"当成量子算符来用,用量子化的方式描述时空的几何。

这样一来,会冒出两个"度规":一个是"真实"的时空度规,一个是由物质和能量诱导出来的度规。

两者之间"差多少",用量子信息论里的一个量来度量,叫量子相对熵。

正是这两个几何之间的量子相对熵,决定了时空怎么演化——换句话说,它给出的运动方程,就是引力。

在低曲率极限下,这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。

可一旦超出这个极限,方程就得被一个叫"G场"的对象修正。

G场生出一个暗能量项,而且是动态的。

暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西;在标准广义相对论里,它由静态的宇宙学常数驱动。

现在冒出一个动态的暗能量项,就有了被实验检验的机会。

比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)宇宙模型上。

这是广义相对论对宇宙行为的一级近似,假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。

膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质,或辐射。

宇宙膨胀时,体积变大,总熵也跟着变大。

但正因为体积涨得更快,单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。

总熵在涨,局部熵密度却在降,这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。

那这算不算违反第二定律?比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵:要把熵密度在整个时空区域上积分,而因为体积随时间变大,总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。

所以对辐射主导和物质主导的宇宙,总熵依然随时间增加,第二定律照样成立,尽管局部熵密度在下降。

比安科尼强调,GfE 理论还很年轻,需要实验来验证。

但这项工作揭示了它内在的热力学本质,为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述,也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。

引力,也许并不是什么神秘的基本力,而只是信息与熵的必然结果。

若真如此,宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命,答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。

来源:S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究:G. Bianconi, Physical Review D.

追踪13.4万亿个暗物质!百亿亿次超算用4天完成这场模拟

科技日报记者 刘霞 美国能源部阿贡国家实验室日前发布消息称,该机构科学家借助“极光”百亿亿次超级计算机,完成了迄今规模最大的两次宇宙学模拟。

每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。

这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀,并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。

左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图;右图外圈显示宇宙微波背景辐射,扇区分别展示视线速度(红/蓝)、物质密度(灰)和引力势(绿/蓝)。

图片来源: 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为,极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。

这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度,留下微小的密度差异;随后,引力把这些差异不断放大,最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。

然而,暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。

通过研究物质在宇宙中的分布,有望找到更多线索,探索宇宙最早期的秘密。

暗物质无法被望远镜直接看见,却凭借引力主导星系形成,并塑造更大尺度的宇宙结构。

在模拟中,暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”,团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。

标准宇宙暴胀模型预测,早期宇宙的密度涨落服从高斯分布,也就是最简单的一类随机模式。

科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差,即“原始非高斯性”。

一旦发现可测量的偏差,就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程,从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。

然而,这类信号极其微弱,还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积,统计不确定性难以完全消除。

因此,探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。

而如此规模的模拟对算力要求极高。

团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。

模拟及大部分数据分析约4天完成,目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。

这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目,包括美国能源部支持的暗能量光谱仪(DESI)和NASA的SPHEREx任务,两者目前均处于数据采集阶段。

模拟与前沿观测相互印证,将共同描绘出更为精细的宇宙图景,推动人类对宇宙起源与演化的探索。

来源:科技日报