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  • 宇宙十大未解之谜,你知道几个?

    那些现在仍然困扰着天文学家的谜团是什么?

    1.什么是费米气泡?

    不,这只是很常见的浸煮式混乱。这些气泡是巨大而神秘的结构,从银河系中心发出,在银河系平面上下延伸约2万光年。这种奇怪的现象最初是在2010年发现的,伴随着高强度的伽马射线和X射线,肉眼不可见。科学家猜测,伽马射线可能是被银河系中心的大黑洞吞噬的恒星发出的激波。

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    图解:困扰着天文学家的谜团之一就是像银河系这样的星团在以一种不能持续进行的速度下是怎样形成新的恒星的。 (NASA/JPL)

    2.矩形星系

    “看,天上那是什么!一个......长方形?天文学家定位到了一个星体,大约七千万光年远,外表很奇特:LEDAO74886星系的形状就像一个矩形。虽然大多数星系都是圆盘形,三维椭圆形或者像不规则的气泡,这个似乎是规则的矩形或钻石一样的外观。一些人猜测这种形状是由于两个螺旋形的星系撞击产生的,但是现在没有人知道确切的答案。

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    图解:星系LEDA 074886的假彩色图像资料图:阿利斯特·格雷厄姆日本斯巴鲁望远镜拍摄的照片

    3.月球的磁场

    有一个关于月球的谜团困扰了天文学家很久,甚至激发了小说《2001太空漫游》中被埋在地下神秘巨石的灵感。这个谜团就是为什么只有月球表面的一些部分才像是有磁场的样子。

    宇宙十大未解之谜,你知道几个?

    图解:月球表面的总磁场强度由探月者电子反射计实验得出。

    最后,一些科学家认为可能有另一种解释。在用电脑建模去分析月球表面之后,研究人员认为月球的磁场可能是一处遗迹,由4.5亿年前120英里那么宽的小行星撞击月球的南极形成的磁性物质。另一些人认为磁场的形成可能会和另一些近期发生的小型撞击有关。

    4.为什么脉冲星会有脉冲?

    脉冲星是一种遥远的、快速旋转的中子星,它以一定的间隔发射出一束电磁辐射,就像旋转的灯塔光束扫过海岸线一样。尽管1967年才发现第一颗脉冲星,科学家很久以来都非常困惑这些恒星为什么可以发出脉冲,并且什么东西会导致脉冲星间歇性停止发射脉冲。

    宇宙十大未解之谜,你知道几个?

    图解:蟹状星云脉冲星的X射线/可见光波段合成图像

    然而,在2008年,当一个脉冲星突然停止发射脉冲580天,科学家发现,那些发射脉冲与否的时间段是跟脉冲星自身电磁场让它的转速下降有关的。天文学家现在仍然在尝试先理解为什么电磁场会发生波动。

    5.什么是暗物质?

    天体物理学家现在正在尝试观察暗能量的影响,这种能量大概占了全宇宙能量的70%。但它并不是宇宙中唯一的黑暗物质:它大约有25%是由一种完全独立的物质组成,这种物质被称为暗物质。

    宇宙十大未解之谜,你知道几个?

    图解:从引力透镜产生的效应,星系团CL0024+17内部被发现存在有一个暗物质圈,在这张哈勃太空望远镜像片里以蓝色显示出来。

    暗物质对望远镜和肉眼不可见,它不吸收也不释放可见光(或者任何形式的电磁辐射),但是它的引力效应在星系和单个星团中尤为明显。尽管暗物质已经被证实研究难度特别大,许多科学家推测它可能是由亚原子(一种与构成我们周围物质完全不同的东西)组成的。

    6.银河回收

    最近几年,天文学加注意到,星系形成新恒星的速度似乎比它们内部的物质消耗更多。比如,银河系似乎每年都会将相当于一个太阳的尘埃和气体转化成新的恒星,但它没有足够的富余物质来维持这种长期的状态。

    宇宙十大未解之谜,你知道几个?

    图解:霍格天体是著名的环星系,是非典型的星系。 它的外观不仅令业余天文学家感到兴趣,不平凡的结构连专业天文学家也为之着迷。这个星系是在1950年由天文学家亚瑟·艾伦·霍格发现的,他认为这个拥有80亿恒星的天体若不是行星状星云,就是一个特殊星系。

    关于遥远星系德另一个研究可能可以提供答案:天文学家注意到被星系喷出的气体会流回星系中心。如果星系会回收这种气体去产生新的恒星,这可能是解决缺少原材料问题的一块“拼图”。

    7.所有的锂都在哪里?

    宇宙大爆炸模型表明锂元素在整个宇宙中应该都非常多。因此,这个谜团就直截了当的出现了:并没有那么多锂。通过观察古老的恒星(组成成分跟由大爆炸产生的恒星非常像),科学家们发现,那些恒星里面所含有的锂元素比预计的要少两到三倍。新研究表明一些锂元素可能是被混合到了恒星中心,用望远镜看不见,但是另一些理论家觉得,假设中的亚原子粒子——轴子可能吸收了质子,并减少了大爆炸后产生的锂的数量。

    8.有人吗?

    1961年,天体物理学家弗兰克·德雷克得出了一个非常具有争议性的等式:通过将一系列关于外星生命的概率(宇宙中恒星的形成率,有行星的恒星的比例,有适合生命存在条件的行星的比例,等等)相乘得到。他推测在其它行星上极其可能有高智商生命体存在。但有一个问题是:尽管有罗斯威尔的阴谋论者(Roswell conspiracy theorists),我们至今还没有收到任何外星人的消息。不过,最近发现的那些理论上可能孕育生命的遥远行星,增加了我们探测到外星人的希望,我们要做的,只是继续寻找。

    9.宇宙会怎样终结?

    大家都觉得宇宙是由大爆炸开始的。但是它会怎样终结呢?基于一系列事实,理论家们认为宇宙命运的可能性有很多种完全不同的。如果暗能量的总量不足以抵抗引力的压缩,整个宇宙就会坍缩成一个点——一个大爆炸的镜像,被称为大收缩(Big Crunch)。

    宇宙十大未解之谜,你知道几个?

    图解:绘图显示,宇宙是否稳定,还是只是长寿泡沫,这要依希格斯玻色子与顶夸克的质量而定。直至2012年为止,从兆电子伏特加速器与大型强子对撞机实验数据得到的2σ椭圆,仍旧允许这两种可能结局。

    然而,最近的发现表明大收缩发生的可能性小于大寒(Big Chill):暗能量迫使宇宙缓慢、渐进地膨胀,剩下的只有燃烧殆尽的恒星和死去的行星,在接近绝对零度的温度上徘徊。如果有足够的暗能量来压倒所有其他的力,大撕裂的场景就会发生,所有的星系、恒星甚至原子都会被撕裂。

    10.多个宇宙

    物理学家猜测,我们的宇宙不会只有一个。这个想法是,我们的宇宙存在于一个气泡中,多个不同的宇宙包含在它们自己独特的气泡中。其它宇宙,他们的物理构成或者所遵循的物理定律都可能与我们非常不同。

    宇宙十大未解之谜,你知道几个?

    图解:“泡沫宇宙”示意图,宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常数,我们的“宇宙”不过是其中的一个“泡沫”而已

    尽管该理论与科幻小说相似,天文学家现在正在寻找证据:大爆炸遗留下来的宇宙背景辐射中的圆盘形图案,它可能表明与其他宇宙的碰撞。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. smithsonianmag-张颢葶- SmithsonianMag

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