几大科学疑团：无法解释的反常现象

南昌徐麟 · 发表于 2006-8-31 01:41:07

二、宇宙背景辐射同温     宇宙似乎令人费解地相同。从可见宇宙的一边向另一边看过去，会看到充满宇宙的微波背景辐射拥有同一温度。考虑到宇宙诞生仅140亿年之久，而宇宙的两边相距近280亿光年之遥，这一现象便尤其令人吃惊。     没有什么能比光传播的速度更快，因此热辐射不可能在大爆炸后迅速实现均衡，导致我们现在所看到的热平衡。     对宇宙学家们来说，“宇宙背景辐射同温”的问题是一个非常令人头疼的问题，一些近乎荒诞的解释被提了出来，如“暴胀说”。     如果在大爆炸后，宇宙以极快的速度膨胀，在10—33秒内膨胀了1050倍，那么，宇宙背景辐射同温的问题就能够得到解决。但这只是一种主观的想像。剑桥大学的天文学家马丁·里斯说：“如果事实真的如此的话，暴胀说倒是一种解释。”但问题是，谁也说不出是什么力量导致了这一切的发生。     也就是说，暴胀说在解决了一个谜团之后又创造了一个新的谜团。改变光速也可以解决宇宙背景辐射同温的问题———但这种解释也会引起人们问一个“为什么”，也就是说，如果用科学术语来表述的话，宇宙背景辐射同温仍然是一个反常现象。     三、能量超强的宇宙射线 瑰丽的马头星云 　　十多年来，日本的物理学家们经常探测到一些不应该存在的宇宙射线。宇宙射线是在宇宙中以接近光速的速度传播的粒子，大多由质子组成，有时由重原子核组成。从地球上探测到的一些宇宙射线是超新星爆发产生的，但不知道这些高能粒子（它们是自然界中能够见到的能量最高的粒子）的源头在哪里。但这还不是问题的本质。 　　宇宙射线在传播过程中会与充斥在宇宙各处的低能量光子发生碰撞，在这一过程中高能量的宇宙射线会损失部分能量。根据爱因斯坦的狭义相对论，由于要经过多次碰撞，任何来自银河系以外的宇宙射线的能量不能超过5×1019电子伏特，这就是所谓的GZK极限。 　　但在过去的十年中，东京大学的宇宙射线检测装置“超级神冈器”多次监测到了超过GZK极限的宇宙射线。从理论上讲，这些高能宇宙射线只能来自银河系内部，但天文学家们没有在银河系内部找到这些高能宇宙射线的源头。那么究竟是怎么回事呢？ 　　一个可能性是超级神冈器的结果有问题，另一个可能性是爱因斯坦错了。爱因斯坦的狭义相对论说，空间在各个方向上都是均衡的，但如果某些方向更容易被粒子穿越又会怎么样呢？如果是那样的话，宇宙射线就能更多地保存它们的能量，从而在抵达地球时超过GZK极限。 　　阿根廷门多萨的物理学家们正在对这一问题进行研究。皮埃尔·奥格实验将1600个探测器安装在方圆3000平方公里的范围内，通过这一实验应该能够探测到抵达地球的宇宙射线的能量，从而对超级神冈器的结果有一个更好的理解。 　　英国利兹大学的天文学家艾伦·沃森是该项目的发言人，他相信这里有些值得跟踪的东西。他说：“我毫不怀疑，能量高于1020电子伏特的宇宙射线确实存在。有足够的例子促使我相信这一点。”现在的问题是，这些粒子是什么东西？有多少这样的粒子抵达了地球？它们是从什么方向来到地球的？在我们搞清这些问题之前，我们是无法想像真正的答案会是怎样的。    [em13][em09]

[此贴子已经被作者于2006-9-9 12:33:24编辑过]

南昌徐麟 · 发表于 2006-8-31 01:41:48

五、暗物质 　　只用引力来解释银河系的旋转，很快就会发现不对头：银河系应该崩溃。银河系的物质之所以能够围绕一个中心点绕轨道运行，是因为它们之间的相互引力创造了一种向心力。但在银河系中没有足够的物质导致出现研究人员观测到的旋转。 　　卡内基学会物理学家薇拉·鲁宾早在上个世纪70年代末期就发现了这一问题。对此的最佳解释是宇宙中还存在许多我们看不见的物质。问题是，没有人能解释这种“暗物质”是什么。 　　现在科学家们仍然不能解释暗物质是什么东西。在暗物质由何种粒子组成的问题上，虽然研究人员提出了多种假设，但迄今还没有达成一种共识。这是人类认识中一个令人尴尬的缺口。据天文观察显示，宇宙的90％都应该是由暗物质组成的，但对这90％的宇宙，我们惊人地无知。 　　也许我们永远都不会知道暗物质是什么，因为它们可能根本就不存在。鲁宾当然希望情况真的如此。她说：“如果我可以选择的话，我愿意真实的情况是牛顿定律不适用于相距遥远的物质之间的引力作用。这听起来比一个充满了一种新的亚原子粒子的宇宙更具吸引力。”
 八、“先驱者”宇宙飞船 　　这是有关两艘宇宙飞船的故事。“先驱者10”号宇宙飞船于1972年发射，“先驱者11”号宇宙飞船于1973年发射。现在，在无人观测的情况下，这两艘飞船应该都漂浮在深空的什么地方。令人感兴趣的是这两艘飞船的飞行轨道。 　　有某种力量在推动或是牵引它们，导致它们的飞行速度越来越快。虽然这一加速度非常小，不到一纳米每秒平方，但已经使“先驱者10”号偏离预定飞行轨道约40万公里。美国航天局1995年与“先驱者11”号失去了联系，但那时它也发生了与“先驱者10”号相同的偏离情况。那么是什么力量引起了这种偏离呢？ 　　没有人知道真相。一些可能的解释已被排除，这些解释包括软件错误、太阳风和燃料泄漏等。如果引起飞船偏离轨道的是一种引力，那也是一种我们根本不了解的引力。实际上，物理学对此毫无办法，一些人便将这一神秘现象与另外一些无法解释的现象联系在一起。 　　有人将这一现象与暗物质联系到一起，但既然我们根本搞不清什么是暗物质，所以这种解释没有什么帮助。洛斯阿拉莫斯国家实验所的迈克尔·马丁·涅托说：“这一切太令人迷惑了。我们只有一些假设，但没有一个得到过证实。”
 七、四中子 　　四年前，在法国的一个粒子加速器中检测到了6个不应该存在的粒子。它们被称为四中子：4个中子以不符合物理学法则的方式结合在一起。利用法国卡昂的粒子加速器工作的弗朗西斯科·米盖尔·马凯斯和他的同事们目前正在努力将这一过程加以重复。如果他们成功的话，这些粒子团将使我们不得不对将原子核结合在一起的力量重新进行思考。 　　研究人员用铍原子核撞击碳原子，然后对射入粒子监测器中的残核进行分析。他们原以为会看到4个独立的中子撞击到监测器上，但结果他们只在一个方向上看到了一次闪光。这次闪光的能量表明，4个中子同时抵达了监测器。当然，他们的发现可能是一次偶然事件：4个中子可能偶然同时抵达同一个地点。但这种情况极不可能发生。 　　也许会有人说，这种可能性总比四中子的可能性要大，因为在粒子物理学的标准模型中，四中子不可能存在。如果允许四个中子结合在一起，会出现各种各样的混乱局面。这就意味着在大爆炸后的物质形态与我们今天所看到的物质形态是不一样的，更糟糕的是，这种形态的物体很快就会变得过重，宇宙将难以承受。 　　但在这一推理中存在两个漏洞。首先，目前的理论实际上是允许四中子存在的，不过只能在极为短暂的时间内存在。而且还有其它证据支持多中子物质的存在：中子星。中子星是由大量中子聚合在一起形成的，这表明的确有一种无法解释的力量在使中子们聚集到一起。
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南昌徐麟 · 发表于 2006-8-31 01:42:44

九、暗能量 　　这是物理学最著名、也是最令人挠头的问题之一。1998年，天文学家们发现宇宙正在以越来越快的速度膨胀。此前，所有人都认为，在大爆炸后，宇宙的膨胀速度在逐渐放慢。密歇根大学的宇宙学家凯瑟琳·弗里兹说：“理论家们仍在想方设法寻找一个合理的解释。我们都希望未来对超新星、星团等的观测能够给我们提供更多线索。” 　　一种可能的解释是，宇宙空间中的某种物质————宇宙学家们称之为暗能量在起作用。但所有企图对此加以证实的努力都失败了。另一种可能的解释是爱因斯坦的广义相对论在适用于特大规模的宇宙时需要加以修改。弗里兹说：“这还是一个全新的领域。”
 十、柯伊伯峭壁 　　如果遨游到太阳系的最边缘，到达冥王星外面寒冷的空间，将可以看到一种奇怪的现象。在穿越充满了冰岩的柯伊伯带后，突然，太空中空无一物。由于冰岩的密度出现了陡然下降，天文学家们将这一分界线称为柯伊伯峭壁。那么，是什么力量造成了这种现象呢？唯一的解释似乎是存在第十颗行星。我们谈论的是像地球或火星一样大的一个星球，正是因为它的存在，这个地区的所有碎片都被它一扫而光。 　　天文学家艾伦·斯特恩说，“第十颗行星”说非常引人注目。虽然这种假设能够解释柯伊伯峭壁现象，但从来没有人看到过这一传说中的第十颗行星。这种情况是可以理解的。因为柯伊伯带离得过于遥远，我们无法将它看得很清晰。在我们对这一区域下任何结论之前，我们应该先到那里去看一看。但至少在十年之内人类还做不到这一点。
<table height="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" width="100%" border="0" style="TABLE-LAYOUT: fixed; WORD-WRAP: break-word;"><tbody><tr><td valign="top"><a href="http://bbs.hefei.cc/misc.php?action=viewratings&tid=511250&pid=6293524" name="pid6293524" alt="查看评分记录"></a>十一、令人吃惊的外太空信号 　　这一信号持续了37秒，来自外太空。1977年8月15日，当时还在俄亥俄州立大学的天文学家杰里·埃曼通过俄亥俄州的“巨耳”射电望远镜观测到这一信号时激动地写下了“Wow”三个字母。28年过去了，仍然没有人知道是什么发出了这一信号。埃曼说：“我仍在等待一个合理的确切解释。” 　　信号来自人马座方向，其无线电波段极其狭窄，约围绕1420兆赫窄幅波动。国际协约规定，任何人不得使用该波段进行信息传输。而自然辐射，如行星的热辐射等的波段要宽泛得多。那么，这一信号源自何处？这一方向上最近的恒星距地球有220光年。如果是来自这颗恒星，则一定发生了极其强烈的天文事件———难道是一种外星文明在用一个威力无比的无线电装置发送信号吗？ 　　虽然对这一片天空的多次扫描都未能有所发现，但这一事实并不能说明这一信号一定不是来自外星文明。只要想想“巨耳”一次只能观测到一百万分之一的天空，外星文明的无线电发送装置也可能在以同样的效率工作，因此再次捕捉到这一信号的可能性即使不是没有，也微乎其微。 　　另外一些人则认为，一定存在一个合理的解释。科学家丹·韦特海默说，这个信号几乎肯定是地球上的电波干扰。他说：“我们见过许多这样的信号，结果都是些干扰信号。”
 </td></tr><tr><td valign="bottom" style="HEIGHT: 20em;"><img src="http://bbs.hefei.cc/images/common/sigline.gif" alt=""/> 我相信你一定敢</td></tr></tbody></table>

南昌徐麟 · 发表于 2006-8-31 01:42:57

<table height="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" width="100%" border="0" style="TABLE-LAYOUT: fixed; WORD-WRAP: break-word;"><tbody><tr><td valign="top"><a href="http://bbs.hefei.cc/misc.php?action=viewratings&tid=511250&pid=6293529" name="pid6293529" alt="查看评分记录"></a>十二、不“听话”的常数 　　1997年，悉尼新南威尔士大学的约翰·韦布和他的研究组对从遥远的类星体抵达地球的光进行了分析。这些光经过120亿年的行程，穿越了主要成分为铁、镍、铬的星云，研究人员发现，星云原子吸收了类星体光的部分光子，但与他们所计算的数量不符。 　　如果他们的观测是正确的，对这种现象唯一合理的解释是，当光穿越星云时，一种被称为阿尔法常数的物理量发生了改变。但这是一种臆想。阿尔法常数是决定光与物质相互作用的非常重要的常数，这一常数不应该发生改变。这一常数值是由电子所携带的电荷、光速、普朗克常数及其它许多因素决定的。难道这些因素之中真的有某种因素发生了改变吗？ 　　物理学家们谁都不愿相信这一测量结果。韦布和他的研究组多年来都在试图从他们的结果中找出错误。但直到目前他们还没有成功。 　　十三、冷聚变 　　从1989年到1999年的十年中，美国海军的多个实验室共进行了200多次实验，试图发现核聚变能否在常温下进行。自那以后，已经有很多科学家宣称他们相信存在这种可能性。
 </td></tr><tr><td valign="bottom" style="HEIGHT: 20em;"><img src="http://bbs.hefei.cc/images/common/sigline.gif" alt=""/></td></tr></tbody></table>

人间NPC · 发表于 2006-9-8 16:40:01

UP UP[em01]

原色 · 发表于 2006-9-10 10:58:38

总是有一些谜

文龙 · 发表于 2006-9-17 01:26:25

很深奥,不过长知识

死神的苦衷 · 发表于 2008-1-8 15:51:25

放放水,时间长了,应该没人看到哇...哈哈...

训练中的暴徒 · 发表于 2008-5-14 16:40:59

迷太多了！！

xxg6811764 · 发表于 2008-5-29 21:29:12

:yun: 专业术语好多有点看不懂```

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