第四節 宇宙探秘(2 / 3)

1990年4月25日,由美國航天飛機送上太空軌道的“哈勃”望遠鏡,以2.8萬公裏的時速沿太空軌道運行,默默地窺探著太空的秘密。

“哈勃”望遠鏡是有史以來最大、最精確的天文望遠鏡。它上麵的廣角行星照相機可拍攝上百個恒星的照片,其清晰度是地麵天文望遠鏡的10倍以上,1.6萬公裏以外的一隻螢火蟲都難逃它的“法眼”。它創造了一個個太空觀測奇跡,包括發現物理黑洞存在的證據,探測到恒星和星係的早期形成過程,觀測到迄今為止人類已發現的最遙遠、距離地球130億光年的古老星係。

1999年7月23日,被譽為探測宇宙新“天眼”的“錢德拉”X射線太空望遠鏡,由哥倫比亞航天飛機送入太空。是目前世界上最先進、功能最強的太空望遠鏡。它探測星係、類星體和恒星,尋找物理黑洞和暗物質的蹤跡,幫助天文學家對暗物質和物理黑洞進行深入研究,測定宇宙總質量中有多少是以熾熱氣體的形式存在,驗證宇宙年齡和星球演變及超新星爆炸理論。

“錢德拉”不負眾望,人們通過它發現了兩顆神秘誇克星。此外,科學家利用它拍攝到的月球X射線照片研究月球的組成元素及其分布,以了解月球的成因。科學家還利用它描繪迄今最清晰的銀河係中心圖像,發現那裏存在大量奇妙的天體。

嚴格而言,無論是“哈勃”望遠鏡還是“錢德拉”X射線望遠鏡,它們都拍攝的圖像均為“視空切片”,而並非客觀存在的宇宙天穹。

路障原理

我們都知道,根據《時空哲學》原理,哈勃(錢德拉X射線相同)望遠鏡並不是光的發射器,而僅僅是對於光的一種接收器。

因此,遙遠的星體之光在宇宙中進行直線傳遞的過程之中,根據現象之的屬性,它不可能一帆風順地到達觀察者(哈勃望遠鏡)後被接收。

如果中途有其他的星體等阻礙物,那麼,光將不可能到達觀察者處。

有的星體之也許永遠也到不了地球上或太空哈勃觀察處。這樣的話,人類將永遠不知道它的存在。

路障原理:現象之在時空運動的過程中,由於受中間體之影響,導致失去相互之間的緣分關係。即觀察者出現了觀察上的分隔斷層。

例如:美國加州理工學院天文學家裏查德·埃利斯宣布,他們借助哈勃望遠鏡和夏威夷島的科克天文台的巨大天文望遠鏡,觀察到距離地球130億光年的星係。這是迄今為止人類所觀測到的“年齡”最老、距離地球最遠的星係。那麼,隨著時代的變遷、科技的發展,我們就不可能觀察到150億光年前的星係?甚至於觀察到存在於200億光年前的星係?因此,宇宙誕生之“大爆炸”理論值得懷疑!

根據科學家觀測,該新發現之星係是個小星係,其直徑僅為2000光年,而我們太陽係所處的銀河係的直徑是10萬光年。這個星係如此之小,如果直接觀測是很難發現的。

科學家根據愛因斯坦“光受重力作用將發生扭曲”的原理,利用一個名叫“阿貝爾2218”的巨大星係的重力對新發現星係發出的光線扭曲所產生的放大效應,才發現了它。

然而,真空之下直線運行的光線真的在時空宇宙之中會扭曲或者拐彎嗎?

間障原理

根據路障原理,現象之在時空運動的過程中,由於受中間體之影響,將會失去相互之間的緣分關係。

但是,這種緣分關係的失去,有的是永久性的,也有的隻是暫時的,即是間隔性的。有了路障原理,我們就能很好地解釋現象之的間障原理。

間障原理:我們將暫時性的、間隔性的路障原理稱之為間障原理。

間障原理說明,現象之在時空運動的過程中,受中間體之阻隔影響,緣分關係的兩個事物之間在時間上反映為間隔性。

例如:人在觀察汽車行駛的過程中,可能被中間的一棵樹、電線杆或另一個人所隔開,那麼,人與汽車之間的緣分關係具有間障性。

反映在觀察宇宙間星體運動過程存在著兩種情況:其一是被觀察的星體具有間障性;其二是觀察者的存在具有間障性。

間障原理往往被誤認為光線不是暫時性地產生“斷裂”,而是連續性地存在,在中間體周圍產生了弧線彎曲。

例如:“哈勃”望遠鏡於1990年4月25日才被送上太空軌道為人類工作,所以,在1990年4月25日以前的進入到該觀察點的光,“哈勃”沒有觀察到,也永遠不會再觀察到。

2.3:視空黑洞

根據第二章第四節關於視空黑洞的討論研究,由於觀察者受光障之影響,其視界將客觀世界分割成視空世界與黑洞世界兩個不同性質的區域。時空拓撲圖可以表示為:

根據黑洞公式,當星體的運動達到一定的速度後,該星體的運動軌跡將不被觀察者所接收或反映。

暗物質

弗裏茲·紮維奇發現暗物質存在的證據是:據他的觀察判斷,大型星係團中的星係應該具有極高的運動速度,除非星係團的質量是根據其中恒星數量計算所得到之值的100倍以上,否則星係團根本無法束縛住這些星係。

之後幾十年的觀測分析證實了這一點。盡管對暗物質的性質仍然一無所知,但是到了20世紀80年代,占宇宙能量密度大約20%的暗物質便被廣為接受了。

幾十年前,暗物質剛被提出來時僅僅是理論的產物,但是現在我們知道暗物質已經成為了宇宙的重要組成部分。暗物質的總質量是普通物質的6倍,在宇宙能量密度中占了1/4,同時更重要的是,暗物質主導了宇宙結構的形成。

暗物質的本質現在還是個謎,但是如果假設它是一種弱相互作用亞原子粒子的話,那麼由此形成的宇宙大尺度結構與觀測相一致。不過,最近對星係以及亞星係結構的分析顯示,這一假設和觀測結果之間存在著差異,這同時為多種可能的暗物質理論提供了用武之地。通過對小尺度結構密度、分布、演化以及其環境的研究可以區分這些潛在的暗物質模型,為暗物質本性的研究帶來新的曙光。

然而,當人們在引入宇宙暴漲理論之後,許多宇宙學家相信我們的宇宙是平直的,而且宇宙總能量密度必定是等於臨界值的(這一臨界值用於區分宇宙是封閉的還是開放的)。

與此同時,宇宙學家們也傾向於一個簡單的宇宙,其中能量密度都以物質的形式出現,包括4%的普通物質和96%的暗物質。但事實上,觀測從來就沒有與此相符合過。

雖然在總物質密度的估計上存在著比較大的誤差,但是這一誤差還沒有大到使物質的總量達到臨界值,而且這一觀測和理論模型之間的不一致也隨著時間變得越來越尖銳。

暗能量

當人們意識到沒有足夠的物質能來解釋宇宙的結構及其特性時,暗能量出現了。

暗能量和暗物質的唯一共同點是它們既不發光也不吸收光。但從微觀上講,它們的組成是完全不同的。

更重要的是,像普通的物質一樣,暗物質是引力自吸引的,而且與普通物質成團並形成星係。而暗能量是引力自相斥的,並且在宇宙中幾乎均勻地分布。所以,在統計星係的能量時會遺漏暗能量。因此,暗能量可以解釋觀測到的物質密度和由暴漲理論預言的臨界密度之間70%~80%的差異。

之後,兩個獨立的天文學家小組通過對超新星的觀測發現,宇宙正在加速膨脹。由此,暗能量占主導的宇宙模型成為了一個和諧的宇宙模型。最近威爾金森宇宙微波背景輻射各向異性探測器的觀測也獨立地證實了暗能量的存在,並且使它成為了標準模型的一部分。

暗能量同時也改變了我們對暗物質在宇宙中所起作用的認識。按照愛因斯坦的廣義相對論,在一個僅含有物質的宇宙中,物質密度決定了宇宙的幾何,以及宇宙的過去和未來。

如果加上暗能量的話,情況就完全不同了。首先,總能量密度(物質能量密度與暗能量密度之和)決定著宇宙的幾何特性。其次,宇宙已經從物質占主導的時期過渡到了暗能量占主導的時期。大約在“大爆炸”之後的幾十億年中暗物質占了總能量密度的主導地位,但是這已成為了過去。

現在我們宇宙的未來將由暗能量的特性所決定,它目前正使宇宙加速膨脹,而且除非暗能量會隨時間衰減或者改變狀態,否則這種加速膨脹態勢將持續下去。

如果我們不了解暗物質和暗能量的性質,就不能說我們已經了解了宇宙。茫茫宇宙中,恒星間相互作用,做著各種各樣的規則的軌道運動,而有些運動我們就根本找不著其對應的物質。

因此,如果應用《時空哲學》原理解釋:

在宇宙中存著我們看不見的許多暗物質,它們就存在於視空黑洞區域之中,即這些物質的速度都遠遠大於光速。

暗能量屬於之範疇。即宇宙之中的暗能量尚未被當今的世界所認識,它們既不同於人類已經了解的各種運動現象,又區別於人類已經掌握的電磁波等性質,它們不是物質,但均勻地分布在整個空間間隔之中,其運動規律符合相對論等效原理。

正是由於暗物質和暗能量的存在促成了宇宙結構的形成。如果沒有暗物質和暗能量,就不會形成星係、恒星和行星,也就更談不上今天的人類。

3:宇宙起源

在這130億年中先後誕生了星係團、星係、我們的銀河係、恒星、太陽係、行星、衛星等。現在我們看見的和看不見的一切天體和宇宙物質,形成了當今的宇宙形態,人類就是在這一宇宙演變中誕生的。然而卻不知,由於人類對於時空宇宙的觀察(人類所看到的)與客觀存在的運動(客觀存在的)之間存在著相當大的差距,而且,隨著離人類觀察點地球的距離越來越遠,其誤差的係數會越來越大。

由於人類對於時空宇宙的觀察受傳統哲學思想之影響,與客觀存在的運動之間存在著相當大的差距,由此導致了時空會產生彎曲(或偏轉)的結論。

3.1:上帝眼睛

要正確揭示宇宙的奧秘,就必須將存在於宇宙之中星體所處的位置關係搞清楚,當然就離不開對天體之間的距離及其天體的運動速度的了解。

天體距離

測量天體之間的距離可不是一件容易的事。天文學家把需要測量的天體按遠近不同分成好幾個等級。

離我們比較近的天體,通常用三角視差法測量它們的距離。就是把被測的那個天體置於一個特大三角形的頂點,地球繞太陽公轉的軌道直徑的兩端是這個三角形的另外兩個頂點,通過測量地球到那個天體的視角,再用到已知的地球繞太陽公轉軌道的直徑,依靠三角公式來推算出那個天體到我們的距離。

稍遠一點的天體我們無法用三角視差法測量它和地球之間的距離,因為在地球上再也不能精確地測定它們的視差了。

利用《時空哲學》原理剖析,其疑問存在有三:一、觀察者所觀察到的圖像是時空切片,如何來正確反映客觀宇宙與實際情況之間存在著多大的差距?二、星體A與地球運行軌跡之中的M、N點之間所構成的三角形,在宇宙之中是固定不變的嗎?三、觀察者所觀察的依據是光之動距,與實際空間之間的距離受時空辯證角之影響所存在的時間偏差如何解決?

雖然人類不能像乘坐火車觀察山水風光一樣乘坐宇宙飛船去暢遊太空世界,但是,如果利用當今人類所觀察的結果來判斷、推算太空星體之間的距離、而又忽略時空辯證因子的話,怎能正確描繪宇宙之藍圖呢?

俗話說:“差之毫厘、謬以千裏”。近的都不能反映正確的距離、還存在著差距,那麼,遠的就能夠做到正確判斷了?

時空速度

宇宙天體處於永恒的運動和發展之中,天體的運動形式多種多樣,例如自轉、各自的空間運動(本動)、繞係統中心的公轉以及參與整個天體係統的運動等。

例如:月球一方麵自轉一方麵圍繞地球運轉,同時又跟隨地球一起圍繞太陽運轉;太陽一方麵自轉,一方麵又向著武仙座方向以20千米/秒的速度運動,同時又帶著整個太陽係以250千米/秒的速度繞銀河係中心運轉,運轉一周約需2.2億年。

銀河係也在自轉,同時也有相對於鄰近的星係的運動。那麼地球上的閏秒反映的是什麼速度?

目前,國際上有3種時間計量尺度:根據地球自轉周期確定——世界時(UT),以原子能級躍遷所輻射的電磁波振蕩周期為基礎確定——原子時(AT),世界時和原子時協調的產物——協調世界時(UTC)。

因為地球的運動導致世界時經常發生變化,而原子鍾則相對是不會發生變化的,所以當世界時和原子時之間出現細微差距時,有關國際機構就負責在一年中添加或減少一秒鍾的時間。

從1958年“原子時”誕生至今,兩個計時係統之間已累計差了33秒,也就是說,由於地球的運動導致時間慢了半分鍾左右。目前的科學解釋是由於地球自轉有長期變慢的趨勢,世界時比原子時慢。