宇宙有哪些秘密？你知道嗎？

宇宙的未來什麼樣

科學家們提出了宇宙大爆炸假說，並揭示了宇宙產生於200億年前，而且還在不斷膨脹的事實。這使得人們不禁要問，宇宙到底要膨脹到什麼時候，它的歸宿又如何呢?

宇宙論學者認為宇宙的歸宿可能有三種，關鍵在於宇宙所有物質的平均密度。

• 第一種情況是宇宙所包含的物質太少，引力無法遏制宇宙繼續膨脹,結果宇宙會永無止境地膨脹下去，我們稱這個宇宙為「開放字宙」;
• 第二種情況是宇宙擁有足夠的物質，使膨脹的速度逐漸降低，並在某- -時 刻將膨脹最終逆轉為「大壓縮」，我們稱這種宇宙為「 封閉宇宙」;
• 第三種情況介於兩者之間，宇宙物質的平均密度剛好等於臨界密度,這時候，宇宙會繼續保持膨脹的狀態，不過速度隨著時間的推移在逐漸減慢，我們稱這種宇宙為「平坦地球」。

銀河系的中心是太陽嗎

古時候，人們一-直把人類居住的地球當做宇宙的中心。公元前340年，希臘哲學家亞里斯多德發表了《論天》一書。他得到了地球是球形的理論，同時又得到了一個被我們批判千年的結論一地球是不動的， 地球是宇宙的中心。後來，託勒密描述出這個八天球的宇宙圖像，可以說這是-一個最早的完整宇宙模型，後來基督教認為這個模型與《聖經》很吻合，至少人們可以隨意想像在固定恆星球之外的天堂和地獄。

直到16世紀，哥白尼把地球作為一顆普通行星，把太陽作為宇宙中心天體，太陽中心論使人類第一次把自己的地位從中心移開。17 世紀，伽利略首先用望遠鏡觀察發現銀河是-一個恆星密集的區域。在這個基礎上，英國人賴特提出了銀河系的猜想，他覺得銀河系的形狀就像個透鏡，連同太陽在內的眾星體都位於其中，他還將自己的猜想描繪下來以方便大家理解。然而這畢竟只是猜想，雖然有遠見的科學家認為太陽的確處在銀河系中，但是對於太陽的方位依然不清楚，所以太陽是不是銀河系中心也就沒有確切的答案。

真正的無底洞一黑 洞

提起黑洞，有人是否會很容易地想到-一個大黑窟窿呢?其實不然，我們所要說的黑洞是- -種天體。 它的引力場是很強大的，就連光也不能逃脫出來，是宇宙中-個「吞噬」物質和能量的陷阱，一個真正的無底洞。

白洞之謎

從定義上來說，白洞與黑洞是物理學家們在愛因斯坦的廣義相對論上所提出的物體。物理學界和天文學界將白洞定義為- -種緻密物體，其性質與黑洞完全相反。白洞並不是吸收外部物質，而是不斷地向外圍噴射各種星際物質與字宙能量，是-種宇宙中的噴射源。

簡單來說

白洞可以說是時間呈現反轉的黑洞，進人黑洞的物質,最後應會從白洞出來，出現在另外-一個宇宙。由於具有和黑洞完全相反的性質，所以叫做白洞。它有-個封閉的邊界。聚集在白洞內部的物質，只可以向外運動，包括基本粒子和輻射物;而不能向內部運動。

因此

白洞可以向外部區域提供物質和能量，但不能吸收外部區域的任何物質和輻射。白洞是-一個強引力源，其外部引力性質與黑洞相同，可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層。

白洞學說主要用來解釋一些高能天體現象。目前，天文學家還沒有實際找到白洞，還只是個理論上的名詞，是理論上通過對黑洞的類比而得到的-個十分「 學者化」的理論產物。

小個子的白矮星

1892年，有人發現了天狼星的伴星。根據對恆星數據的分析，這個伴星的質量約一個太陽質量，表面溫度大約25000K,但是其光度大約是天狼星的萬分之- -， 所以根據光度和表面積的關係，推斷出其大小與地球相當。這樣的密度是地球上的物質達不到的。1917 年，阿德裡安發現了目前已知離太陽最近的白矮星一範馬南星。

在20世紀初由馬克斯●普朗克等人發展出量子理論之後，拉爾夫●福勒於1926年建立了-一個基於費米-狄拉克統計的解釋白矮星的密度的理論。1930年，蘇布拉馬尼揚●錢德拉塞卡發現了白矮星的質量上限(錢德拉塞卡極限)，並因此獲得1983年的諾貝爾物理學獎。

白矮星是中低質量的恆星的演化路線的終點。在紅巨星階段的末期，恆星的中心會因為溫度、壓力不足或者核聚變達到鐵階段而停止產生能量(產生比鐵還重的元素不能產生能量，而需要吸收能量)。恆星外殼的重力會壓縮恆星產生一一個高密度的天體。

太空中的燈塔-脈衝星

脈衝星，就是變星的一-種。脈衝星是在1967年首次被發現的。當時，還是一名女研究生的貝爾，發現狐狸座有-顆星發出一種周期性的電波。經過仔細分析,科學家認為這是一種未知的天體。因為這種星體不斷地發出電磁脈衝信號，人們就把它命名為脈衝星。

人們最早認為恆星是永遠不變的。而大多數恆星的變化過程是如此的漫長，人們也根本覺察不到。然而，並不是所有的恆星都那麼平靜。後來人們發現，有些恆星也很「調皮」，變化多端。於是，就給那些喜歡變化的恆星起了個專門的名字，叫「變星」。

變化莫測的新星

有時候，遙望星空，我們可能會驚奇地發現:在某- -星區，出現了一顆從來沒有見過的明亮星星，然而僅僅過了幾個月甚至幾天，它又漸漸消失了。

這.種奇特的星星被叫做新星或者超新星。在古代又被稱為「客星」，意思是這是顆「前來做客」的恆星。

中國《明史稿》記載:「明隆慶六年冬十月丙辰，彗星見於東北方，至萬曆二年四月乃沒。」時隔三十餘年，克卜勒於1604年在蛇夫座中發現了一顆新星，這就是中國史籍中記載的出現在明朝萬曆三十二年的客星。這樣，「星空不變」的古老觀念被打破了，實際上，公元前204年在牧夫座出現的-顆新星就被中國史書《漢書》記載了:「漢高帝三年七月，有星孛於大角(牧夫座a星)，旬餘乃人。」這是人類歷史上對新星較早的記載之一。

佛不存在的暗物質

什麼是暗物質( Dark Matter)?暗物質( 包括暗能量)被認為是字宙研究中最具挑戰性的課題，它代表了宇宙中90% ( 暗物質加暗能量)以上的物質含量，而我們可以看到的物質只佔宇宙總質量的10%不到(約5%)。

1957 年諾貝爾獎的獲得者李政道更是認為其佔了宇宙質量的99%。暗物質無法直接觀測得到，但它卻能干擾星體發出的光波或引力，其存在能被明顯地感受到。科學家曾對暗物質的特性提出了多種假設，但直到目前還沒有得到充分的證明。

不過，最近對星系以及亞星繫結構的分析顯示，這- -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。

充滿神秘的反物質世界

我們的宇宙是由物質構成的，這對於人們來說已經司空見慣了。但是,現實世界的物質是從何而來的呢?為了解答這個問題，還要求助於物質的對立面一反物質。

20世紀物理學的發展，在微觀物質方面的研究取得了重要的進展。

• 1928年，英國物理學家狄拉克預言，有- -種帶電粒子與電子的電性相反，但其他的性質都-樣。- 些科學發現，常常使人們目瞪口呆、難以置信。而正是這些難以置信的發現，推動了人們對客觀世界的認識和科學的進步。反物質的發現就是這樣。
• 1932 年，美國物理學家安德遜發現了這種帶電粒子一-正電子， 為此他獲得了1936年的諾貝爾物理獎。正電子的發現引起了科學界的震驚和轟動。它是偶然的還是具有普遍性?如果具有普遍性，那麼其他粒子是不是都具有反粒子?於是,科學家們在探索微觀世界的研究中又增加了一個尋找的目標。

對於正電子研究,中國物理學家趙忠堯也作出了重要貢獻。此後，人們又發現了許多反物質粒子，如反質子、反中子等。

危險的太空垃圾

太空垃圾就是在人類探索宇宙的過程中，被有意無意地遺棄在宇宙空間的各種殘骸和廢物一如報廢的衛星、 軌道器、火箭殘骸等一漂浮在太空形 成太空垃圾。

太空垃圾的名目繁多。

• 大的有已經「壽終正寢」，但仍在空間軌道兜圈子的衛星、空間站等太空飛行器，被遺棄的運載火箭推進器殘骸。
• 中等的有意外爆炸形成的碎片，比如1996年6月3日，美國- -枚「飛馬座」火箭發生爆炸，共產生了約30萬個危害性碎片。
• 小的有--些零部件,如星箭分離用的爆炸螺栓、衛星包帶和彈簧等,還有太空人「隨地亂扔」的垃圾，比如1965年，在美國首次太空行走過程中，太空人愛德華失手丟掉了一隻手套(還好,一個月後，這隻時速近28 000千米，人類歷史上殺傷力最大的手套墜人大氣層燒毀)。更多的則是極其微小的空間微粒，如太空飛行器脫落的油漆顆粒等。