大家好,如果您还对宇宙元纹布怎么用不太了解,没有关系,今天就由本站为大家分享宇宙元纹布怎么用的知识,包括宇宙世界怎么画的问题都会给大家分析到,还望可以解决大家的问题,下面我们就开始吧!
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宇宙世界怎么画
要描绘宇宙世界,可以通过以下步骤和方法来进行。
1.确定画面构图:
在绘制宇宙世界之前,首先需要确定好画面的构图。可以考虑以星系、行星、星云等天体为主题,通过巧妙的布局和分割,营造出宇宙的广袤和神秘感。
2.背景绘制与色彩运用:
在宇宙世界的描绘中,背景是非常重要的一部分。可以利用黑色或暗紫色作为背景色,并通过渐变、涂抹或喷洒技法,增加星空的层次感和真实感。同时,可以运用不同的明暗色调和色彩对比,表现出星系、星云的动态和光影效果。
3.天体的绘制与细节处理:
宇宙世界中的天体包括星系、行星、恒星等,需要注意其形状、质感和细节的描绘。可以使用绘画工具如油画颜料、水彩或铅笔等,根据自己的绘画风格选择合适的材料和技法。在绘制天体时,要注意遵循光源的方向和角度,表现出天体的立体感和光影效果。
4.添加宇宙元素与效果:
为了增强宇宙世界的真实感和神秘感,可以在画面中添加一些宇宙元素和特效。比如绘制流星、彗星、太阳耀斑等,或使用特殊的绘画技法和材料创造炫目的星光效果。可以运用各种绘画工具和技法,如点描、喷涂、刮擦等,创造出丰富多样的宇宙纹理和效果。
5.细节修饰与完善:
在完成基本画面后,可以进一步对细节进行修饰和完善。可以调整光影的明暗程度、增加细微的色彩变化,突出重要的天体和特效。同时,还可以通过增加星群、星尘、行星环等元素,丰富画面的层次感和细节。
总结:
要描绘宇宙世界,需要在画面构图、背景绘制与色彩运用、天体的绘制与细节处理、添加宇宙元素与效果以及细节修饰与完善等方面进行综合考虑和操作。通过细致入微的表现和运用适当的艺术手法,可以创造出独特而令人惊叹的宇宙世界画作。
问题:宇宙生命之谜
我们说自古以来,我们住在地球上的人类就经常在想,除了我们住的这个地球以外,有没有另外一个地球?那么从天文学家的角度来说,找另外一个地球有相当大的难度。那么我们先看看,我们怎么去找另外一个地球?也就是说我们先看看人住的这个天堂是什么样,我们把地球的情况搞清楚以后,才有可能去想,真正去找另外一个地球。人能够生活在地球上,有这么几个主要的条件:一个条件,我们地球距离太阳非常合适,也不远也不近;太近也不行,太近离太阳太近了,把人烤焦了。太远也不行,所以离着太阳的距离要合适。第二点,这个自身的质量也合适,正好。如果说地球要是再重,特别重!那也很麻烦,我们人类自然就变得更重了,有一系列的问题,所以地球本身的重力正好也合适。还有一条,地球的化学组成也合适。目前地球的化学组成对于各方面来讲非常合适。
还有,我们这个地球还有个优点,大气的成分比较合适,这个大气成分也很重要,我们说大气下面还有臭氧层,还有电离层等等。那这些臭氧层、电离层既是我们地球的一个屏障,同时又保护地球。我们知道电离层还有用途,正好我们人类的通信什么的,可以通过电离层来反射。所以说这个大气非常合适,我们说地球整个条件还是不错的,非常适合人类生存。
那么我们不满足光生活在地球上,到外面去找,看看有没有其他的地方或者是说适合人类生存,或者是说人家那个地方还有更高级的生命。比我们人还先进,那也有可能。我们到外面去找,大家知道尽管这个科学发展这么快,但是要到外面去找一个“地球”,谈何容易!所以我们首先要找什么呢?看看我们太阳系里面有没有其他地方有生命,或者你有人,或者是人能住。我们到太阳系先找一找,所以我们第一步就到太阳系里去找,有没有另外的生命。那么太阳系里面有没有另外的生命呢?
这九大行星里面我们一个一个去找,各个行星我们都做了些探测,那么到目前为止有可能产生生命的行星是什么?是火星。火星上的条件相当恶劣,跟我们地球相比差多了。那上面沙尘暴很多,它的大气主要是二氧化碳。所以大概是不适合生命,包括生物、植物的生长。除了火星以外,太阳系里边其他的行星上有没有合适的条件呢?那么其他行星我们大部分都去看过了,看的结果呀,那都不好,那比火星差多了。虽然说火星差一点,别的就更差。有的连大气都没有,有的大气又太多,温度也非常恶劣,根本就不适合。可是有一个天体的行星,也就说它的“月球”很有意思。什么呢?最近在木星上发现了一个卫星很有意思,这是木星的一部分卫星,我们看到的,哪个卫星有意思呢?就这个木星旁边这个木卫二,这个卫星很有意思。有意思在什么地方呢?居然这个木卫二这个卫星,如果我们仔细去拍照它的话,它的颜色会有一些变化。不光颜色会有一些变化,而且它还有一些条纹。而且这个木卫二上面还有一些大气,这上面有可能有水。种种迹象表明,这个木卫二,如果说人要去生存,大约还有可能。因为有一个很重要的条件你得要有水,得有大气。所以这个地方还有点接近,所以很有意思。其他的卫星你连想都不要想,人要去生存根本是不可想像的。那么我们的结论是什么呢?就是说目前在太阳系里边,还没有找到真正意义的生命。不过这个太阳系就提供了什么呢?给我们提供了开发太阳系的空间。虽然我们没找到生命,但是这空间还不错。当然了,我们现在要考虑另外一个问题,什么问题呢?太阳系没有,不见得宇宙中没有。所以我们下一步就想,我们到宇宙中去找,看看外头有没有。
我们去找另外一个“地球”,看看能不能找到。这件事情在二十世纪的八十年代开始,就越来越引起人们的重视,特别是天文学家就开始重视,那么天文学家为什么重视呢?也是人类在重视,因为地球上的人生活水平各个方面都提高以后,都在想这个问题,有没有地外的文明?有没有外星人?特别是二十世纪八十年代的时候,又配合演了好多这种电影,所以说使得人们就在想这个问题。我们说国际天文学会也要考虑人们的需要,所以国际天文学会也专门成立了一个特别的委员会,这个委员会就是“寻找地外文明委员会”。天文学家真正去给你找一个,看看能不能找到另外一个“地球”。找另外一个“地球”,真是谈何容易!你们看看这是天空的一个局部地区的一个照片,真是茫茫大海,茫茫的星空,就这么一小块地方你们数数有多少个恒星?不计其数,太难找了。这怎么去找呢?那么,你们想想应该怎么找?所以我们找的话,你找恒星不行,因为每一个恒星就是一个“太阳”,这个太阳上面就不能居住人类。所以你要找什么呢?很简单,你要找那个恒星或者说那个太阳它周围怎么样呢?要有一个太阳系,至少有一个行星绕着它转,所以你的目的是这样。我不是去看一个一个的恒星,而是想法看看哪一个恒星有一个行星绕着它旋转,这个行星绕着恒星旋转,容易不容易找到呢?不太容易,我们说天上的星有双星,就是两个星在一起,跟人间一样,都是一对一对的。这个天上的双星也很多,双星容易找到。为什么呢?因为两个星都发光,所以天上的双星能找到。但是双星是两个太阳,而一个太阳和一个地球如果放在宇宙间就比较难找,原因是什么呢?地球不发光,所以我们找另外一个地球,首先一条就找那个恒星,它周围有一个行星系统,要找这样的恒星。怎么来搜寻呢?就是通过一个中间的天体,让它当一个引力体来看它后边的天体,这是一种方法。总之,天文学家绞尽脑汁想了不少方法来找另外可能存在生命的星球。
这个照片是这个意思,这是一个恒星,旁边还有恒星,这个恒星是非常非常弱,我们叫褐矮星。这是告诉你什么事情呢?就是说褐矮星将来有可能就不发光了,就是说这么暗弱的一个小的天体绕着这个恒星旋转,我们就可以拍下来。那么这就说明这个将来有可能演化成地球,是告诉你这个事情。有这个可能性,这是直接拍到的,很不容易,因为褐矮星的光非常非常暗,一般都拍不下来。
大家再看这个恒星,这个恒星本身我们不是很关心,我们关心的是什么呢?在这个恒星周围拍到了一个环,绕着这个恒星,这是真实的照片,这个环有多大呢?同样下面给了你一个比例尺,这是太阳系的大小。所以这个环正好和太阳系的大小差不多,所以我们就认为,这个环很可能就形成一个行星系统。这是另外一个跟刚才的意思是类似的,在恒星周围有气体环存在,这个气体环也可以和太阳系的大小相比,因此就有可能形成行星系统。这就是天文学家目前尽了这么大的努力,找到了这么多个证据来证明有可能有行星系统,但是你们可能还不满足,说你找了半天也不过就是找了什么呢?有可能有行星系统,有没有人呢?那就更难了。
这个是另外一个,这是一个想像的画。但是,这不是随便想的,这是根据这个恒星来想的,这个恒星离我们有多远呢?有九十光年,想的什么呢?就想像大概这个系统是这个样子,你们看看差不多,想像的跟太阳系差不多。这就是说在一个“月亮”上看这些大山,想像的就是“地球”。在一个“月亮”上看“地球”大概是这个样子,但这些我们确实不满足,我们想干什么呢?我们想来点真的,我们跟外边的高等文明或者说外星人我们能不能打个电话?我们接个信号看看有没有可能?这个接的结果呀,外星人给我们发来了信号。发了这么一个信号,“太空来信”。发了个信号,你们看一看,想像一下,这个信号还有点意思,什么意思啊?告诉你有两个人,而且这个还有一个行星系统,他们从哪儿来的呢?从这个行星上来的,从外星人那里接到的信号。不过我告诉你,这个信号你们不要太认真对待,有点假冒伪劣的嫌疑,有可能是天文学家在那儿想像的。因为我们接到太空的信号太多了,你可以任意地把它编译,可能是天文学家把它编译出来让你高兴一下,接到这么个信号。
那是我们想像的接到的信号,那我们能不能推测一下,到底我们的银河系里边,有多少高等生命,不管你接到信号也好,或者你们天文学家去看了,各种可能的行星系统最后你告诉我,究竟我们银河系里边有多少高等生命呢?这是银河系,这是我们的银河系,那么,这个地方呢,是我们太阳在银河系的位置。因为我们人生活在银河系里边,我们对银河系的情况不太了解,我们想像的银河系大概是是这个样子,所以我们叫做旋涡星系。就是中间有个核,外边有些旋臂,绕着中心在旋转。我们现在就估算一下,在银河系里到底有多少高等生命呢?这里面牵涉一个问题,什么问题呢?什么叫生命?当然了,这个生命情况不一样,我们自己在地球上很得意,觉得我们的生命不错了。但是实际上我们地球上这个生命呢,可能不见得是生命中的最高等的生命。我们才一个脑袋,两只手。人家可能是三头六臂,这怎么定义?什么叫高等文明?有人给了个定义,什么叫高等文明呢?它用能量来定义,我看有一定的道理。
不管怎么说,我们根据这个定义我们来看一看,有多少外星人,有一个公式叫绿岸公式。这是在美国的一个叫绿岸射电太天文台开了一个会,大家琢磨出一个公式所以叫绿岸公式。那你们想这个算起来容易不容易?确实不太容易,这个每一个数算起来很困难,只能来估算。那估算的结果是这样,我们把每一个数就取它最严格的条件,那么算出来呢,那么银河系里有多少个外星人的“太阳系”呢?条件最严格,有四十万个,所以相当可观。如果我们把条件适当放松一点,银河系里边有可能有五千万个太阳系。所以我们这个地球的人不要太骄傲。所以这个高等生命存在的几率还是相当可观的,但是真正找到它们,还要花一定的时间,不是那么很容易。那么不管怎么说,我们都在想办法,我们尽量去找他们。找到他们以后呢,可能对我们很友好,不像我们地球上人一样,自己和自己老打仗,人家外星人,你找一个文明程度高的,对我们非常友好,说不定还能帮助一把。我们地球上有些地方不尽如人意的地方请外星人帮帮忙,所以我们尽量去找,要找的话怎么办,要和外星人沟通。我们要想法去和外星人沟通,那沟通呢,无非是两方面的。一方面我们过去,去看看人家。一方面请人家过来,到我们这儿来看一看,我们去到人家那儿看过没有?历史上没有记载。真正说要到外星球去转一转,现在还可能性很小。那么反过来外星人到访过地球吗?大家很关心这个事情,到没到过地球上?这就是从宇宙飞船上,反过来看我们地球就是这个样子。那就是说外星人看我们的地球也是这个样子,也很有意思。因为它有大气在上面,所以看上去样子很好看,那外星人到没到过?到目前为止我们想到的,有到过的可能性大概就这几方面,我下边随便解释一下。
一种就是有不明飞行物,我想大家对这个早就听说了,可能是外星人来过。其他,像埃及的金字塔、英国的巨石阵、玛雅人的天文台,有可能有外星人的痕迹。这是埃及的金字塔,这个金字塔和外星人有没有关系?本来没有什么太多的关系,但是因为这个金字塔是什么年代造的?这是个谜。特别是据说有一个金字塔打开以后,很有意思,有什么意思呢?那里边法老不见了。就是那个木乃伊尸体不见了,可是周围的金银财宝一点都没少,所以就想,这肯定不是盗墓人盗的,如果盗墓人要盗首先盗金银财宝,所以想来想去可能是外星人到我们地球上来看一看,那会儿我们还没人,至少是人类文明程度还很低。一看有个金字塔,把里面那个木乃伊给拿走了,回去人家去研究研究,金银财宝人家都不要。这就是金字塔里边可能存在着外星人来过的可能性。还有,我不知道你们看过这个没有,这叫英国的巨石阵,这是从侧面看的。如果从俯视来看,巨石阵排列得非常有意思,那这个巨石阵从规模来讲,不见得比我们万里长城大。但是这个巨石阵非常地壮观,不光是壮观,这个巨石阵到底什么时候搞起来的?英国人都搞不清,没有任何记载。还有一个我不知道大家听说过没有,这个玛雅人的文化是了不起的。但是玛雅人的文化有一个非常遗憾的地方,后来突然玛雅人的文化就全消失了,留下一些文字我们现在也看不懂。只能猜测玛雅的文化,它的文字,可是它还居然留下了个天文台,所以我们就想像,玛雅人时代,说不定外星人来过,修了一个天文台,让大家来看。
这是说外星人访问过地球的可能性,当然你们可以想像,这些可能性也不是那么完全令人信服,只能说有可能吧,那么现在令人信服的,我们的想法就是派宇宙飞船出去。或者是呢,接受外星人真正发来的信息,派宇宙飞船容易不容易呢?当然很困难,我们说了登一次月都很困难,所以派宇宙飞船很难,在地球上面发一个人造卫星就是有相当的难度。如果发一个到月球上去的宇宙飞船,那就逃离开地球,那更难。但是我们现在要发呢,不光要是到月球上去,我们要发一个什么?脱离太阳系的,因此要求的发射速度要更大。一般来说,往往不能够直接发出去,我们中间还要有一个中间的“加油站”,比方说拿火星当中间的“接力站”,或者刚才说的拿木星的卫星当中间的“接力站”。但如果说坐我们目前的宇宙飞船出去,那不可思议,都几千年几万年才能过去,所以你要说真正到外面的星球上去看一看,那这个力气可不是一般的力气了,你要子孙万代接力下去才能走到。所以你必须把交通工具的能力要大大地提高,目前的话呢,那真得要特别勇敢了,一去那绝对是回不来了。
所以我们现在正在努力,那怎么办呢?我们去不了,我们可以发一些信号,这就是发出去的一个信号。目前发什么信号呢?我们在太空里面,茫茫太空里面,抛了一些个卫星,或者叫飞船,抛出去就不想让它回来了,让外星人拣到以后来推测我们地球。这是在飞船里面装了一块金的箔,这箔上面刻了一些个画。这个画也很有意思,就是说告诉人家外星人,你要拣到这块金箔以后呢,这是我们地球上的人。我们怎么来的呢?这是那个飞船,我们坐飞船过来的。这边呢是一个太阳,那太阳的光芒为什么是这个样子呢?这是告诉人家另外一个信息,什么信息呢?这是太阳,告诉离着银河系中心的距离。剩下的几个地方,是告诉人家一个很有意思的信息,什么信息呢?就是每一个线告诉你,离着一个我们叫中子星的距离,因为中子星能发射无线电信号,有脉冲的。就是说我们太阳周围有这么若干个中子星,你们要接到这个以后,按这个比例尺找我们太阳系周围的中子星,这样就可以了。当然还告诉你,我们上面最主要的是氢,等等。然后告诉,我们是在第几个行星上生活,发出去了。此外我们还在上面还弄了一些非常高级的录音带、录像带,把一些东西都刻到了上面。据说那个图画里面还有我们的万里长城,还有我们中国的音乐等等。可是到现在,还没有信息回来。什么时候收到这个信息?现在还不清楚。
总之我们人类正在努力尽量地去和外星人去沟通,我们想方设法找到外星人。不过最后我们想提一下,我们找到外星人的话,要和外星人友好相处,建立宇宙大家庭。我记得前几年有个电影叫《ET》,就是讲外星人的,外星人真来了。来了以后我们警察查户口,非要把人家抓起来不行。有个小孩很不错,帮忙把这个外星人从宇宙飞船就放走了。所以小孩的修养还不错,不能像警察似的,见了外星人就想跟人家打仗。总之现在天文学家也正在努力去找另外一个“地球”,找另外的高等生命。也希望在不久的未来能够有所突破,当然这个事情还是很难的,这需要我们几代人的努力
回答者:ni__po-魔法师四级 10-10 17:39
我们可能被外星生命包围
北京科技报
生命如何起源?地球之外的星球是否有生命存在?这是许多科学家一直在苦苦探索的问题。据澳大利亚广播公司报道,最近澳大利亚的研究人员披露了他们的最新研究成果,提出了“外星生命说”,地球上也许至今仍存在外星生命形式,我们每个人身上都存在外星生命成分。
科学家提出“外星生命说”,“外星人”也许就生活在我们中间。
当地球形成之初,由于各种物理的和化学的反应非常强烈,致使地球处在一种极其炽热的状态下,那里不可能有生命。后来随着地球的慢慢冷却和它得天独厚的天文位置及结构,生命便悄悄地演化出来。
可是除了地球之外,其他星球上是否也有生命存在?澳大利亚研究员保罗·戴维斯教授和查尔斯·林维瓦在最新一期的《天体生物学》刊物上提出了他们的新理论,寻找外星生命的踪迹不一定非得跑到其他星球,我们身边就可能有外星生命形式存在,“外星人”也许就生活在我们中间,但你不要以为它们的相貌是长着臭虫眼睛的怪兽。这些“外星人”只是体内携带着外星生命的基因而已。
来自外星球的微生物一起参与到地球生命演化过程中。
研究人员要讨论的外星生命很可能是原始微生物,这些微生物在40亿年以前开始出现。这个证据来自于科学家在澳大利亚发现的35亿年前的蓝绿藻化石。那些蓝绿藻形成了叠层石,它们是生活在太古时期(40亿至25亿年前)早期浅海的群居性生物。
虽然太古时期的环境和现在大不相同,当时的蓝绿藻和现生的蓝绿藻长得却相差无几,蓝绿藻在这几十亿年中的演化速率相当缓慢,可是为何它们却能够在地球形成之后的短短7亿年中,快速地从简单的化合物演化成最原始的生命形式?
从格陵兰岛的石头上发现的化学证据显示出生命可能在38亿年前就形成了,当时地球正遭受许多流星和巨大的小行星的袭击,这就是所谓的太古时期大撞击,来自外星球的微生物形态可能在那时已经从太空到达地球并一直悄无声息地同我们生存在一起,一起参与生命的演化。悉尼马奎尔大学澳大利亚太空生物学中心的戴维斯承认这种理论只是一种假说,但是他同时认为不能排除那个时候的某些微生物生存到现在的可能。
我们可能被各种外星微生物所包围却浑然不知。
戴维斯表示,统计数据表明,在其它与地球类似的行星上存在生命的可能性高达95%。他将这个数据用在对地球本身的推断上。他说:“我认为我们中间有外星生命的可能性是存在的。基本理论是,如果生命真如许多太空生物学家认为的那样容易形成,那么它在地球上的形成可能不只一次。”
戴维斯分析认为,从我们了解的关于地球生命的早期记录中,可以看出一旦条件适宜,生命的发生非常迅速。如果生命从地球开始,那么很容易就能推断出,地球本身多次出现生命的机会达95%,也许是一次,也许两次,三次。他补充说,小行星撞击地球可能导致一系列“生命试验”的终结,出现的生命可能被之后的不断撞击所消灭。但是一些微生物可能在大撞击中幸存下来,并在今天依然潜伏在地球表面以下,或在深海热水出口处,或在高高的大气层中,或在污染的湖泊中。当然,它们也可能生存在太阳轨道上,或许它们已经“入侵”了火星。
这些外星生命甚至就在我们的眼皮底下,但是和我们毫不相干,我们没有发现它们而已。他说:“我们已经拥有发现它们的技术,只是我们还没有去做。即使在最全面的微生物分析中,我们也很可能错过或丢弃外星微生物。”也许这些生物戴着各种面具,使它们没有暴露出来,也许它们正处于休眠状态,等待适当的条件出现后再苏醒过来。鉴于以上这些原因,我们可能被各种仍然存活的、休眠的或死去的外星微生物所包围,却浑然不知。
科学家推测每个人身上可能都有外星生命的成分。
我们的祖先和一些数十亿年前“造访”地球的外星生命形式之间可能交换过某些基因材料。因此我们应该想到一些选择性生化系统的残余可能已经变成现存生命体的组成部分。我们可以想象不同类型生命曾经出现过交换和混合现象。
在太古时期的最新发现中有一种生命类似细菌但却同细菌具有完全不同的基因结构,这表明“微生物世界还有许多隐藏的秘密,其中可能包括外星生命。我们的结论是外星生物可能仍然存在于今天的地球上,只不过我们还没有去积极寻找它们而已”。
“外星生命说”是科学家试图从另一个视角解释生命起源问题。
澳大利亚研究员威尔弗雷德·沃尔什在新南威尔士大学就外星生命的问题发表演讲时表示,戴维斯的理论不是没有可能。与人类历史比较起来,生命的形成似乎十分漫长,但与地球的形成比较起来,生命的形成就显得既轻松又意外。“外星生命说”有助于我们理解一旦条件具备,生命在地球上迅速繁衍开来的原因。沃尔什说:“为什么地球平静下来后,生命迅速出现?这当然有些奇怪。但无非有两个原因,生命要么是从地球上迅速起源的,要么来自地球以外的地方。”
现在科学界达成的一个共识是,生命出现在地球上的时间可能要比原先知道的早。地球在45亿年前形成,大约7亿年后地球上出现了生命,虽然这看似一段不短的时间,但却是生命起源的最快极限,生命的起源可能比科学家所能想象的快得太多。所以,尽管越来越多的科学家倾向于“化学进化论”,但仍有不少像戴维斯这样的科学家试图从另一个视角解释生命起源问题。
美国宇航局曾做过一些实验,把细菌带至外层空间测试它们对真空和辐射的忍受度,结果发现它们的孢子暴露在外太空后的几个月仍能生长,这揭示了生物在星球间传播的可能性。其它的证据还包括在陨石上发现的有机物等。然而,生命源自外星的说法只是把事情的发生地移出地球外,它并没有真正地解决生命起源的问题,生命来自于巧合,宇宙间数量巨大的星球环境
完全有能力提供这样的巧合,比如地球:
其上任意一处出现的原子碰撞能够被永远复制,任务就完成了;
2、生命是宇宙的必然,否则就没有宇宙,
因为他的存在将失去意义,哲学解释;
3、宇宙的规律人类并不完全知道,
比如生物和物质因为结构负责而无法人工合成,
星球星系因为太大同样无法人工合成,
他们之间精良的比例更是不知何人所为:
3飞米的核,3艾的原子,30微米的细胞,3米的房间,
300千米的不搓自圆的星球,3千万千米的恒星行星间隙,
0.3光年的晶太恒星系单元,3万光年的银河系旋臂密集区,
300亿光年的已知宇宙……
……
我们有能力制造房间,就完成了地球村的通讯,
生物细胞占领了地球表面,难道不能通讯地球;
原子占领了宇宙,难道也不能通讯宇宙;
原子核甚至占领了黑洞,难道比我们更低级!
错了!《勾股模型》发现了原子核的精美构造,
太完美太迷人了,被愚弄的人类不应该在目中无人,自高自大了!
中国闪烁软件为您服务,希望阁下能辩论成功。
悬赏分换取注册码,我们的飞行器《分数维空间》
(全球下载)可以带您找到外星人。科学界仍需要在这方面不懈地探索。
关于宇宙知识
第八章宇宙的起源和命运
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爱因斯坦广义相对论本身预言了:空间—时间在大爆炸奇点处开始,并会在大挤压
奇点处(如果整个宇宙坍缩的话)或在黑洞中的一个奇点处(如果一个局部区域,譬如
恒星要坍缩的话)结束。任何抛进黑洞的东西都会在奇点处被毁灭,只有它的质量的引
力效应能继续在外面被感觉得到。另一方面,当计入量子效应时,物体的质量和能量会
最终回到宇宙的其余部分,黑洞和在它当中的任何奇点一道被蒸发掉并最终消失。量子
力学对大爆炸和大挤压奇点也能有同样戏剧性的效应吗?在宇宙的极早或极晚期,当引
力场是如此之强,以至于量子效应不能不考虑时,究竟会发生什么?宇宙究竟是否有一
个开端或终结?如果有的话,它们是什么样子的?
整个70年代我主要在研究黑洞,但在1981年参加在梵蒂冈由耶稣会组织的宇宙学会
议时,我对于宇宙的起源和命运问题的兴趣重新被唤起。天主教会试图对科学的问题立
法,并宣布太阳是绕着地球运动时,对伽利略犯下了大错误。几个世纪后的现在,它决
定邀请一些专家就宇宙学问题提出建议。在会议的尾声,所有参加者应邀出席教皇的一
次演讲。他告诉我们,在大爆炸之后的宇宙演化是可以研究的,但是我们不应该去过问
大爆炸本身,因为那是创生的时刻,因而是上帝的事务。那时候我心中暗喜,他并不知
道,我刚在会议上作过的演讲的主题——空间—时间是有限而无界的可能性,就表明着
没有开端、没有创生的时刻。我不想去分享伽利略的厄运。我对伽利略之所以有一种强
烈的认同感,其部分原因是刚好我出生于他死后的300年!
为了解释我和其他人关于量子力学如何影响宇宙的起源和命运的思想,必须首先按
照“热大爆炸模型”来理解为大家所接受的宇宙历史。它是假定从早到大爆炸时刻起宇
宙就用弗利德曼模型描述。在此模型中,人们发现当宇宙膨胀时,其中的任何物体或辐
射都变得更凉。(当宇宙的尺度大到二倍,它的温度就降低到一半。)由于温度即是粒
子的平均能量——或速度的测度,宇宙的变凉对于其中的物质就会有较大的效应。在非
常高的温度下,粒子会运动得如此之快,以至于能逃脱任何由核力或电磁力将它们吸引
一起的作用。但是可以预料,当它们变冷下来时,互相吸引的粒子开始结块。更有甚者,
连存在于宇宙中的粒子的种类也依赖于温度。在足够高的温度下,粒子的能量是如此之
高,只要它们碰撞就会产生出来很多不同的粒子/反粒子对——并且,虽然其中一些粒
子打到反粒子上去时会湮灭,但是它们产生得比湮灭得更快。然而,在更低的温度下,
碰撞粒子具有较小的能量,粒子/反粒子对产生得不快,而湮灭则变得比产生更快。
就在大爆炸时,宇宙体积被认为是零,所以是无限热。但是,辐射的温度随着宇宙
的膨胀而降低。大爆炸后的1秒钟,温度降低到约为100亿度,这大约是太阳中心温度的
1千倍,亦即氢弹爆炸达到的温度。此刻宇宙主要包含光子、电子和中微子(极轻的粒子,
它只受弱力和引力的作用)和它们的反粒子,还有一些质子和中子。随着宇宙的继续膨
胀,温度继续降低,电子/反电子对在碰撞中的产生率就落到它们湮灭率之下。这样只
剩下很少的电子,而大部分电子和反电子相互湮灭,产生出更多的光子。然而,中微子
和反中微子并没有互相湮灭掉,因为这些粒子和它们自己以及其他粒子的作用非常微弱,
所以直到今天它们应该仍然存在。如果我们能观测到它们,就会为非常热的早期宇宙阶
段的图象提供一个很好的证据。可惜现今它们的能量太低了,以至于我们不能直接地观
察到。然而,如果中微子不是零质量,而是如苏联在1981年进行的一次没被证实的实验
所暗示的,自身具有小的质量,我们则可能间接地探测到它们。正如前面提到的那样,
它们可以是“暗物质”的一种形式,具有足够的引力吸引去遏止宇宙的膨胀,并使之重
新坍缩。
在大爆炸后的大约100秒,温度降到了10亿度,也即最热的恒星内部的温度。在此温
度下,质子和中子不再有足够的能量逃脱强核力的吸引,所以开始结合产生氘(重氢)
的原子核。氘核包含一个质子和一个中子。然后,氘核和更多的质子中子相结合形成氦
核,它包含二个质子和二个中子,还产生了少量的两种更重的元素锂和铍。可以计算出,
在热大爆炸模型中大约4分之1的质子和中子转变了氦核,还有少量的重氢和其他元素。
所余下的中子会衰变成质子,这正是通常氢原子的核。
1948年,科学家乔治·伽莫夫和他的学生拉夫·阿尔法在合写的一篇著名的论文中,
第一次提出了宇宙的热的早期阶段的图像。伽莫夫颇有幽默——他说服了核物理学家汉
斯·贝特将他的名字加到这论文上面,使得列名作者为“阿尔法、贝特、伽莫夫”,正
如希腊字母的前三个:阿尔法、贝他、伽玛,这特别适合于一篇关于宇宙开初的论文!
他们在此论文中作出了一个惊人的预言:宇宙的热的早期阶段的辐射(以光子的形式)
今天还应在周围存在,但是其温度已被降低到只比绝对零度(一273℃)高几度。这正是
彭齐亚斯和威尔逊在1965年发现的辐射。在阿尔法、贝特和伽莫夫写此论文时,对于质
子和中子的核反应了解得不多。所以对于早期宇宙不同元素比例所作的预言相当不准确,
但是,在用更好的知识重新进行这些计算之后,现在已和我们的观测符合得非常好。况
且,在解释宇宙为何应该有这么多氦时,用任何其他方法都是非常困难的。所以,我们
相当确信,至少一直回溯到大爆炸后大约一秒钟为止,这个图像是正确无误的。
大爆炸后的几个钟头之内,氦和其他元素的产生就停止了。之后的100万年左右,宇
宙仅仅只是继续膨胀,没有发生什么事。最后,一旦温度降低到几千度,电子和核子不
再有足够能量去抵抗它们之间的电磁吸引力,它们就开始结合形成原子。宇宙作为整体,
继续膨胀变冷,但在一个略比平均更密集的区域,膨胀就会由于额外的引力吸引而慢下
来。在一些区域膨胀会最终停止并开始坍缩。当它们坍缩时,在这些区域外的物体的引
力拉力使它们开始很慢地旋转;当坍缩的区域变得更小,它会自转得更快——正如在冰
上自转的滑冰者,缩回手臂时会自转得更快;最终,当这些区域变得足够小,自转的速
度就足以平衡引力的吸引,碟状的旋转星系就以这种方式诞生了。另外一些区域刚好没
有得到旋转,就形成了叫做椭圆星系的椭球状物体。这些区域之所以停止坍缩是因为星
系的个别部分稳定地绕着它的中心旋转,但星系整体并没有旋转。
随着时间流逝,星系中的氢和氦气体被分割成更小的星云,它们在自身引力下坍缩。
当它们收缩时,其中的原子相碰撞,气体温度升高,直到最后,热得足以开始热骤变反
应。这些反应将更多的氢转变成氦,释放出的热升高了压力,因此使星云不再继续收缩。
正如同我们的太阳一样,它们将氢燃烧成氦,并将得到的能量以热和光的形式辐射出来。
它们会稳定地在这种状态下停留一段很长的时间。质量更大的恒星需要变得更热,以去
平衡它们更强的引力,使得其核聚变反应进行得极快,以至于它们在1亿年这么短的时间
里将氢用光。然后,它们会稍微收缩一点。当它们进一步变热,就开始将氦转变成像碳
和氧这样更重的元素。但是,这一过程没有释放出太多的能量,所以正如在黑洞那一章
描述的,危机就会发生了。人们不完全清楚下面还会发生什么,但是看来恒星的中心
区域会坍缩成一个非常紧致的状态,譬如中子星或黑洞。恒星的外部区域有时会在叫做
超新星的巨大爆发中吹出来,这种爆发会使星系中的所有恒星相形之下显得黯淡无光。
一些恒星接近生命终点时产生的重元素就抛回到星系里的气体中去,为下一代恒星提供
一些原料。我们自己的太阳包含大约2%这样的重元素,因为它是第二代或第三代恒星,
是由50亿年前从包含有更早的超新星的碎片的旋转气体云形成的。云里的大部分气体形
成了太阳或者喷到外面去,但是少量的重元素集聚在一起,形成了像地球这样的、现在
绕太阳公转的物体。
地球原先是非常热的,并且没有大气。在时间的长河中它冷却下来,并从岩石中溢
出的气体里得到了大气。这早先的大气不能使我们存活。因为它不包含氧气,但有很多
对我们有毒的气体,如硫化氢(即是使臭鸡蛋难闻的气体)。然而,存在其他在这条件
下能繁衍的生命的原始形式。人们认为,它们可能是作为原子的偶然结合形成叫做宏观
分子的大结构的结果而在海洋中发展,这种结构能够将海洋中的其他原子聚集成类似的
结构。它们就这样地复制了自己并繁殖。在有些情况下复制有误差。这些误差多数使得
新的宏观分子不能复制自己,并最终被消灭。然而,有一些误差会产生出新的宏观分子,
在复制它们自己时会变得更好。所以它们具有优点,并趋向于取代原先的宏观分子。进
化的过程就是用这种方式开始,它导致了越来越复杂的自复制的组织。第一种原始的生
命形式消化了包括硫化氢在内的不同物质而放出氧气。这样就逐渐地将大气改变到今天
这样的成份,允许诸如鱼、爬行动物、哺乳动物以及最后人类等生命的更高形式的发展。
宇宙从非常热开始并随膨胀而冷却的景象,和我们今天所有的观测证据相一致。尽
管如此,还有许多重要问题未被回答:
(1)为何早期宇宙如此之热?
(2)为何在大尺度上宇宙是如此一致?为何在空间的所有地方和所有方向上它显得
是一样的?尤其是,当我们朝不同方向看时,为何微波辐射背景的温度是如此之相同?
这有点像问许多学生一个考试题。如果所有人都刚好给出相同的回答,你就会十分肯定,
他们互相之间通过话。在上述的模型中,从大爆炸开始光还没有来得及从一个很远的区
域传到另一个区域,即使这两个区域在宇宙的早期靠得很近。按照相对论,如果连光都
不能从一个区域走到另一个区域,则没有任何其他的信息能做到。所以,除非因为某种
不能解释的原因,导致早期宇宙中不同的区域刚好从同样的温度开始,否则,没有一种
方法能使它们有互相一样的温度。
(3)为何宇宙以这样接近于区分坍缩和永远膨胀模型的临界膨胀率的速率开始,以
至于即使在100亿年以后的现在,它仍然几乎以临界的速率膨胀?如果在大爆炸后的1秒
钟那一时刻其膨胀率甚至只要小十亿亿分之一,那么在它达到今天这么大的尺度之前宇
宙就已坍缩。
(4)尽管在大尺度上宇宙是如此的一致和均匀,它却包含有局部的无规性,诸如恒
星和星系。人们认为,这些是从早期宇宙中不同区域间的密度的很小的差别发展而来。
这些密度起伏的起源是什么?
广义相对论本身不能解释这些特征或回答这些问题,因为它预言,在大爆炸奇点宇
宙是从无限密度开始的。在奇点处,广义相对论和所有其他物理定律都失效:人们不能
预言从奇点会出来什么。正如以前解释的,这表明我们可以从这理论中除去大爆炸奇点
和任何先于它的事件,因为它们对我们没有任何观测效应。空间一时间就会有边界——
大爆炸处的开端。
看来科学揭露了一组定律,在不确定性原理极限内,如果我们知道宇宙在任一时刻
的状态,这些定律就会告诉我们,它如何随时间发展。这些定律也许原先是由上帝颁布
的,但是看来从那以后他就让宇宙按照这些定律去演化,而不再对它干涉。但是,它是
如何选择宇宙的初始状态和结构的?在时间的开端处“边界条件”是什么?
一种可能的回答是,上帝选择宇宙的这种初始结构是因为某些我们无望理解的原因。
这肯定是在一个全能造物主的力量之内。但是如果他使宇宙以这种不可理解的方式开始,
何以他又选择让它按照我们可理解的定律去演化?整部科学史是对事件不是以任意方式
发生,而是反映了一定的内在秩序的逐步的意识。这秩序可以是、也可以不是由神灵主
宰的。只有假定这种秩序不但应用于定律,而且应用于在空间—时间边界处所给定的宇
宙初始条件才是自然的。可以有大量具有不同初始条件的宇宙模型,它们都服从定律。
应该存在某种原则去抽取一个初始状态,也就是一个模型去代表我们的宇宙。
所谓的紊乱边界条件即是这样的一种可能性。这里含蓄地假定,或者宇宙是空间无
限的,或者存在无限多宇宙。在紊乱边界条件下,在刚刚大爆炸之后,寻求任何空间的
区域在任意给定的结构的概率,在某种意义上,和它在任何其他的结构的概率是一样的:
宇宙初始态的选择纯粹是随机的。这意味着,早期宇宙可能是非常紊乱和无规则的。因
为与光滑和有序的宇宙相比,存在着更多得多的紊乱和无序的宇宙。(如果每一结构都
是等几率的,多半宇宙是从紊乱无序态开始,就是因为这种态多得这么多。)很难理解,
从这样紊乱的初始条件,如何导致今天我们这个在大尺度上如此光滑和规则的宇宙。人
们还预料,在这样的模型中,密度起伏导致了比由伽玛射线背景所限定的多得多的太初
黑洞的形成。
如果宇宙确实是空间无限的,或者如果存在无限多宇宙,则就会存在某些从光滑和
一致的形态开始演化的大的区域。这有一点像著名的一大群猴子敲打打字机的故事——
它们大部分所写的都是废话。但是纯粹由于偶然,它们可能碰巧打出莎士比亚的一首短
诗。类似地,在宇宙的情形,是否我们可能刚好生活在一个光滑和一致的区域里呢?初
看起来,这是非常不可能的,因为这样光滑的区域比紊乱的无序的区域少得多得多。然
而,假定只有在光滑的区域里星系、恒星才能形成,才能有合适的条件,让像我们这样
复杂的、有能力质疑为什么宇宙是如此光滑的问题、能自然复制的组织得以存在。这就
是被称为人择原理的一个应用的例子。人择原理可以释义作:“我们看到的宇宙之所以
这个样子,乃是因为我们的存在。”
人择原理有弱的和强的意义下的两种版本。弱人择原理是讲,在一个大的或具有无
限空间和/或时间的宇宙里,只有在空间一时间有限的一定区域里,才存在智慧生命发
展的必要条件。在这些区域中,如果智慧生物观察到他们在宇宙的位置满足那些为他们
生存所需的条件,他们不应感到惊讶。这有点像生活在富裕街坊的富人看不到任何贫穷。
应用弱人择原理的一个例子是“解释”为何大爆炸发生于大约100亿年之前——智慧
生物需要那么长时间演化。正如前面所解释的,一个早代的恒星首先必须形成。这些恒
星将一些原先的氢和氦转化成像碳和氧这样的元素,由这些元素构成我们。然后恒星作
为超新星而爆发,其裂片形成其他恒星和行星,其中就包括我们的太阳系,太阳系年龄
大约是50亿年。地球存在的头10亿或20亿年,对于任何复杂东西的发展都嫌太热。余下
的30亿年左右才用于生物进化的漫长过程,这个过程导致从最简单的组织到能够测量回
溯到大爆炸那一瞬间的生物的形成。
很少人会对弱人择原理的有效性提出异议。然而,有的人走得更远并提出强人择原
理。按照这个理论,存在许多不同的宇宙或者一个单独宇宙的许多不同的区域,每一个
都有自己初始的结构,或许还有自己的一套科学定律。在这些大部分宇宙中,不具备复
杂组织发展的条件;只有很少像我们的宇宙,在那里智慧生命得以发展并质疑:“为何
宇宙是我们看到的这种样子?”这回答很简单:如果它不是这个样子,我们就不会在这
儿!
我们现在知道,科学定律包含许多基本的数,如电子电荷的大小以及质子和电子的
质量比。至少现在,我们不能从理论上预言这些数值——我们必须由观察找到它们。也
许有一天,我们会发现一个将它们所有都预言出来的一个完整的统一理论,但是还可能
它们之中的一些或全部,在不同的宇宙或在一个宇宙之中是变化的。令人吃惊的事实是,
这些数值看来是被非常细致地调整到使得生命的发展成为可能。例如,如果电子的电荷
只要稍微有点不同,则要么恒星不能够燃烧氢和氦,要么它们没有爆炸过。当然,也许
存在其他形式的、甚至还没被科学幻想作家梦想过的智慧生命。它并不需要像太阳这样
恒星的光,或在恒星中制造出并在它爆炸时被抛到空间去的更重的化学元素。尽管如此,
看来很清楚,允许任何智慧生命形式的发展的数值范围是比较小的。对于大部份数值的
集合,宇宙也会产生,虽然它们可以是非常美的,但不包含任何一个能为如此美丽而惊
讶的人。人们既可以认为这是在创生和科学定律选择中的神意的证据,也可以认为是对
强人择原理的支持。
人们可以提出一系列理由,来反对强人择原理对宇宙的所观察到的状态的解释。首
先,在何种意义上可以说,所有这些不同的宇宙存在?如果它们确实互相隔开,在其他
宇宙发生的东西,怎么可以在我们自己的宇宙中没有可观测的后果?所以,我们应该用
经济学原理,将它们从理论中割除去。另一方面,它们若仅仅是一个单独宇宙的不同区
域,则在每个区域里的科学定律必须是一样的,因为否则人们不能从一个区域连续地运
动到另一区域。在这种情况下,不同区域之间的仅有的不同只是它们的初始结构。这样,
强人择原理即归结为弱人择原理。
对强人择原理的第二个异议是,它和整个科学史的潮流背道而驰。我们是从托勒密
和他的党人的地心宇宙论发展而来,通过哥白尼和伽利略日心宇宙论,直到现代的图象,
其中地球是一个中等大小的行星,它绕着一个寻常的螺旋星系外圈的普通恒星作公转,
而这星系本身只是在可观察到的宇宙中万亿个星系中的一个。然而强人择原理却宣布,
这整个庞大的构造仅仅是为我们的缘故而存在,这是非常难以令人置信的。我们太阳系
肯定是我们存在的前提,人们可以将之推广于我们的星系,使之允许早代的恒星产生重
元素。但是,丝毫看不出存在任何其他星系的必要,在大尺度上也不需要宇宙在每一方
向上必须如此一致和类似。
如果人们能够表明,相当多的宇宙的不同初始结构会演化产生像我们今天看到的宇
宙,至少在弱的形式上,人们会对人择原理感到更满意。如果这样,则一个从某些随机
的初始条件发展而来的宇宙,应当包含许多光滑的、一致的并适合智慧生命演化的区域。
另一方面,如果宇宙的初始条件必须极端仔细地选择,才能导致在我们周围所看到的一
切,宇宙就不太可能包含任何会出现生命的区域。在上述的热大爆炸模型中,没有足够
的方向使热从一个区域流到另一区域。这意味着宇宙的初始态在每一处必须刚好有同样
的温度,才能说明我们在每一方向上看到的微波背景辐射都有同样温度,其初始的膨胀
率也要非常精确地选择,才能使得现在的膨胀率仍然是如此接近于需要用以避免坍缩的
临界速率。这表明,如果直到时间的开端热大爆炸模型都是正确的,则必须非常仔细地
选择宇宙的初始态。所以,除非作为上帝有意创造像我们这样生命的行为,否则要解释
为何宇宙只用这种方式起始是非常困难的。
为了试图寻找一个能从许多不同的初始结构演化到象现在这样的宇宙的宇宙模型,
麻省理工学院的科学家阿伦·固斯提出,早期宇宙可能存在过一个非常快速膨胀的时期。
这种膨胀叫做“暴涨”,意指宇宙在一段时间里,不像现在这样以减少的、而是以增加
的速率膨胀。按照固斯理论,在远远小于1秒的时间里,宇宙的半径增大了100万亿亿亿
(1后面跟30个0)倍。
固斯提出,宇宙是以一个非常热而且相当紊乱的状态从大爆炸开始的。这些高温表
明宇宙中的粒子运动得非常快并具有高能量。正如早先我们讨论的,人们预料在这么高
的温度下,强和弱核力及电磁力都被统一成一个单独的力。当宇宙膨胀时它会变冷,粒
子能量下降。最后出现了所谓的相变,并且力之间的对称性被破坏了:强力变得和弱力
以及电磁力不同。相变的一个普通的例子是,当水降温时会冻结成冰。液态水是对称的,
它在任何一点和任何方向上都是相同的。然而,当冰晶体形成时,它们有确定的位置,
并在某一方向上整齐排列,这就破坏了水的对称。
处理水的时候,只要你足够小心,就能使之“过冷”,也就是可以将温度降低到冰
点(0℃)以下而不结冰。固斯认为,宇宙的行为也很相似:宇宙温度可以低到临界值以
下,而没有使不同的力之间的对称受到破坏。如果发生这种情形,宇宙就处于一个不稳
定状态,其能量比对称破缺时更大。这特殊的额外能量呈现出反引力的效应:其作用如
同一个宇宙常数。宇宙常数是当爱因斯坦在试图建立一个稳定的宇宙模型时,引进广义
相对论之中去的。由于宇宙已经像大爆炸模型那样膨胀,所以这宇宙常数的排斥效应使
得宇宙以不断增加的速度膨胀,即使在一些物质粒子比平均数多的区域,这一有效宇宙
常数的排斥作用超过了物质的引力吸引作用。这样,这些区域也以加速暴涨的形式而膨
胀。当它们膨胀时,物质粒子越分越开,留下了一个几乎不包含任何粒子,并仍然处于
过冷状态的膨胀的宇宙。宇宙中的任何不规则性都被这膨胀抹平,正如当你吹胀气球时,
它上面的皱纹就被抹平了。所以,宇宙现在光滑一致的状态,可以是从许多不同的非一
致的初始状态演化而来。
在这样一个其膨胀由宇宙常数加速、而不由物质的引力吸引使之减慢的宇宙中,早
期宇宙中的光线就有足够的时间从一个地方传到另一个地方。这就解答了早先提出的,
为何在早期宇宙中的不同区域具有同样性质的问题。不但如此,宇宙的膨胀率也自动变
得非常接近于由宇宙的能量密度决定的临界值。这样,不必去假设宇宙初始膨胀率曾被
非常仔细地选择过,就能解释为何现在的膨胀率仍然是如此地接近于临界值。
暴涨的思想还能解释为何宇宙存在这么多物质。在我们能观察到的宇宙里大体有1亿
亿亿亿亿亿亿亿亿亿(1后面跟80个0)个粒子。它们从何而来?答案是,在量子理论中,
粒子可以从粒子/反粒子对的形式由能量中创生出来。但这只不过引起了能量从何而来
的问题。答案是,宇宙的总能量刚好是零。宇宙的物质是由正能量构成的;然而,所有
物质都由引力互相吸引。两块互相靠近的物质比两块分得很开的物质具有更少的能量,
因为你必须消耗能量去克服把它们拉在一起的引力而将其分开。这样,在一定意义上,
引力场具有负能量。在空间上大体一致的宇宙的情形中,人们可以证明,这个负的引力
能刚好抵消了物质所代表的正能量,所以宇宙的总能量为零。
零的两倍仍为零。这样宇宙可以同时将其正的物质能和负的引力能加倍,而不破坏
其能量的守恒。在宇宙的正常膨胀时,这并没有发生。这时当宇宙变大时,物质能量密
度下降。然而,这种情形确实发生于暴涨时期。因为宇宙膨胀时,过冷态的能量密度保
持不变:当宇宙体积加倍时,正物质能和负引力能都加倍,总能量保持为零。在暴涨相,
宇宙的尺度增大了一个非常大的倍数。这样,可用以制造粒子的总能量变得非常大。正
如固斯所说的:“都说没有免费午餐这件事,但是宇宙是最彻底的免费午餐。”
今天宇宙不是以暴涨的方式膨胀。这样,必须有一种机制,它可以消去这一非常大
的有效宇宙常数,从而使膨胀率从加速的状态,改变为正如同今天这样由引力减慢下的
样子。人们可以预料,在宇宙暴涨时不同力之间的对称最终会被破坏,正如过冷的水最
终会凝固一样。这样,未破缺的对称态的额外能量就会释放,并将宇宙重新加热到刚好
低于使不同力对称的临界温度。以后,宇宙就以标准的大爆炸模式继续膨胀并变冷。但
是,现在找到了何以宇宙刚好以临界速率膨胀,并在不同的区域具有相同温度的解释。
在固斯的原先设想中,有点像在非常冷的水中出现冰晶体,相变是突然发生的。其
想法是,正如同沸腾的水围绕着蒸汽泡,新的对称破缺相的“泡泡”在原有的对称相中
形成。泡泡膨胀并互相碰撞,直到整个宇宙变成新相。麻烦在于,正如同我和其他几个
人所指出的,宇宙膨胀得如此之快,甚至即使泡泡以光速涨大,它们也要互相分离,并
因此不能合并在一起。结果宇宙变成一种非常不一致的状态,有些区域仍具有不同力之
间的对称。这样的模型跟我们所观察到的宇宙并不吻合。
1981年10月,我去莫斯科参加量子引力的会议。会后,我在斯特堡天文研究所做了
一个有关暴涨模型和它的问题的讲演。听众席中有一年轻的苏联人——莫斯科列别提夫
研究所的安德雷·林德——他讲,如果泡泡是如此之大,以至于我们宇宙的区域被整个
地包含在一个单独的泡泡之中,则可以避免泡泡不能合并在一起的困难。为了使这个行
得通,从对称相向对称破缺相的改变必须在泡泡中进行得非常慢,而按照大统一理论这
是相当可能的。林德的缓慢对称破缺思想是非常好的,但过后我意识到,他的泡泡在那
一时刻必须比宇宙的尺度还要大!我指出,那时对称不仅仅在泡泡里,而且在所有的地
方同时被破坏。这会导致一个正如我们所观察到的一致的宇宙。我被这个思想弄得非常
激动,并和我的一个学生因·莫斯讨论。然而,当我后来收到一个科学杂志社寄来的林
德的论文,征求是否可以发表时,作为他的朋友,我感到相当难为情。我回答说,这里
有一个关于泡泡比宇宙还大的瑕疵,但是里面关于缓慢对称破缺的基本思想是非常好的。
我建议将此论文照原样发表。因为林德要花几个月时间去改正它,并且他寄到西方的任
何东西都要通过苏联的
最美的宇宙怎么画
要画出最美的宇宙,可以通过以下几个步骤来实现:
1.准备素材和工具2.规划构图3.选择色彩和光影效果4.注重细节和纹理5.运用质感和层次6.添加宇宙的特色景观7.调整和修饰画面。
1.准备素材和工具
在开始绘画之前,确保你拥有所需素材和工具。你可以使用铅笔和纸张,或者选择数字画板和绘图软件。准备好颜料、画刷、油画布等绘画材料。
2.规划构图
在开始绘画之前,先规划好宇宙的整体构图。确定画面中的主题和重点,并将宇宙的各个元素合理安排在画面中。可以运用对称、透视等构图技巧,使画面更加有层次感和震撼力。
3.选择色彩和光影效果
宇宙是丰富多彩的,选择适合的色彩是非常重要的。可以运用冷色调,如蓝色和紫色,来表现宇宙的神秘与宁静。同时,注意运用光影效果,打造出星辰闪烁、星云漂浮等真实感。
4.注重细节和纹理
细节是画面的灵魂,它能够让宇宙更加真实和生动。在绘画过程中,注重描绘星星的细微差异、行星的纹理和光芒的细节等。通过细腻的触感和精细的描绘,使画面更加逼真。
5.运用质感和层次
为了表现宇宙的深邃和浩瀚,可以运用质感和层次感。在绘画过程中,可以使用渐变色和明暗对比来表现星云的层次和星星的远近。同时,注意给天空增加纹理,使其看起来更加丰满和立体。
6.添加宇宙的特色景观
为了使宇宙画更具个性和独特性,可以添加一些特色景观。例如,可以绘制行星环、恒星爆发、星系碰撞等壮观的场景。这些景观能够吸引观众的目光,并为整幅画作增添魅力。
7.调整和修饰画面
完成画作后,进行最后的调整和修饰。可以增加适当的高光和阴影,调整色彩的对比度和饱和度,使画面更加生动和富有层次感。同时,可以添加一些细微的光晕效果或流星雨,增强宇宙的神秘感。
在完成以上步骤后,你就可以画出最美的宇宙作品了。记得细致入微,注重细节,并尽情发挥创造力,展现你对宇宙的独特理解和想象力。
宇宙到底有多大
真实的宇宙有多大,并没有定论和说法,但是人类能够观测到的宇宙是大约直径为930亿光年的球。
光年是长度单位,用于衡量天体之间的距离。字面意思指:光在宇宙真空中沿直线经过一年时间的距离称为一个光年。光速在真空中约为30万千米每秒,也就是3×108米每秒,所以一光年就是9.4607×1015米。
因为宇宙中天体之间的距离很大,需要更大的单位进行描述。
艺术家对可观测宇宙的对数尺度构想,以太阳为中心,朝外是太阳系内行星和外行星、柯伊伯带、奥尔特云、南门二、猎户臂、银河系、仙女座星系、邻近星系、宇宙纤维状结构、宇宙微波辐射以及处在边缘的不可见的大爆炸等离子体。
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