一些關于天文方面物理學的方式

一些關于天文方面物理學的方式牛書學號:PB06203064天文學在物理學中扮演著一個很特殊的角色。他是物理學的一個重要分支，又占據(jù)了物理學中一個相對重要的地位。它的進展是及其曲折而又興奮人心的，每一次進步都帶動了整個物理學界的龐大變革。而物理學界里程碑似的成績無不有與之相關的地址，無不有其應用的地址。天文學有著他不同于其他物理分支的一面，它的起源要比其它任何物理乃至整個科學都要久遠。自宇宙誕生之日起它就以它的魅力去吸引人們向往的目光。人們對它的感覺往往是神秘、玄妙的。因此初期的物理學大多與天文學有關。而在那時研究它的人往往是一些哲學家。人們崇送上天，因此他們也自然將上天與神聯(lián)系起來，因此哲學的理性去試探他們，自然他們也提出了許多錯誤的觀點。但這些觀點僅僅是為他們的哲學觀點效勞的。但也為后人帶來了更多的想象與試探。而其中的代表人物確實是古希臘的集大成者亞里士多德（左以下圖）。“MuchofwhatAristotlewroteaboutscientificsubjectswaswrong,buthewasnotascientist.Hewastryingtounderstandtheuniversebycreatingasystemofformalphilosophy.Heattemptedtousebasicobservationscombinedwithfirstprinciples(ideasthatwereobviouslytrue)tounderstandtheworldandtheheavens.”哥白尼的日心說帶來了天文學的一次翻天覆地的變革，以后致使了天體物理學的自誕生以來的最為飛速的一次進展，其中牛頓的萬有引力的阻礙是極為深遠的。它給天文學家說明許多問題提供了一個最有力的論證。引力的存在讓人感到一種莫名的欣喜，任何兩個物體之間存在一種使它們彼此靠近的作用成效。但萬有引力盡管不論村結(jié)論和從表達式來講都是看起來很完美的，但人們又慢慢發(fā)覺它不同凡響的地址。因為引力的產(chǎn)生與慣性有著很多相同與相似的地址。因此引力產(chǎn)生的機制慢慢引發(fā)了人們的關注。曾經(jīng)有人提出過如此的引力機制：以太陽與地球為例，假想有許許多多粒子在空間以極大的速度向各個方向運動，在它們穿過物質(zhì)時只有很少一部份被吸收掉，當他們被吸收時，就給地球一個沖量。但是，由于在一個方向上運動粒同在別的方向上運動的粒子一樣多，因此這些沖量都彼此抵消?？墒侨羰强紤]到太陽砸愛地球周圍，那么跑向地球的粒子穿過太陽時就要被吸收掉一部份，因此來自太陽的粒子比來自另一邊的粒子要少一些。因此地球受到一個朝向太陽的沖量，而且那個沖量與距離的平方成反比，因為當距離改變時，太陽所張的立體角也要改變。但此機制最終也因為的除不真實的結(jié)論而宣告破產(chǎn)。（很連年前的地球溫度將比此刻高很多）。其實我以為此機制還無法說明地球與太陽間的受力什么緣故是相等的，因為地球的體積比太陽小很多（10萬倍），因此地球(左圖)太陽與地球的大小對照所吸收的粒子將要比太陽吸收的少很多，比如說地球的半面都將在太陽的庇護下，地球為太陽所遮擋的只有極微小的一部份。很寶貴出太陽受力將要與地球受力相同?？墒菍σΦ奶接懖⒎鞘峭Ａ粲诖说?，相反愛因斯坦相對論的提出卻是極為令人振奮的。他勇于向最大體的條件提出質(zhì)疑。他為物理學界帶來了新生。相對論將咱們看似極為一般而又顯而易見成立的規(guī)律進行了深刻地討論，推翻了咱們一直奉為絕對權(quán)威的經(jīng)典理論。而經(jīng)典理論普遍應用的天文學界也一樣取得了龐大的改變。萬有引力在經(jīng)典力學中的神圣地位也取得質(zhì)疑。在愛因斯坦的廣義相對論中，質(zhì)點在純引力和慣性力的作用下的運動，與它的質(zhì)量無關。引力效應是一種幾何效應。萬有引力不是一樣的力（即不是真正咱們所概念的力），而是時空彎曲的表現(xiàn)。這一點已經(jīng)由天文學家觀測通過太陽的光線的軌跡而取得確信。我關于時空扭曲的一些觀點及推想引力引發(fā)時空的彎曲（如上圖），它不單單是表示這一平面，從各個平面上看（假設咱們能看見引力場線的話?。┒紤撌侨绱说?。這關于咱們很難相像，恍如在龐大滑膩充滿空氣空間中顯現(xiàn)了一團稀薄的空氣一樣。而黑洞那么是顯現(xiàn)真空的極端情形。它將接近于將周圍一切物質(zhì)都吸收進來。上圖衍變成一種類似無底洞的情形，而更令我驚奇的是此洞在各個平面方向上所“下落”的方應該是趨于一點的。因此被吸入的物體應該最終被高度擠壓在一點的。從外部是看不出來有任何訊息傳出的。此刻有一種理論即是宇宙在不斷地減速膨脹，并最終停下來或開始收縮，可是若是如此的話宇宙就將極可能由于存在黑的關系將收縮為一點——“打擠壓(BigBunch)”。若是真是如此的話，咱們就會對宇宙之外的時空很感愛好。因為畢竟收縮成一點的話，咱們就不能不想方法來找到新的地址來容納咱們。但宇宙之外又將是什么圖景呢？我以為和想得出的結(jié)論確實是宇宙之外存在著第四維乃至更高維的空間。從咱們本身來講，咱們想要宇宙成為一種表面滑膩的立體圖形（比如雞蛋型，或更完美的球形），因為咱們本身不肯看到宇宙存在各向異性。因此咱們可能無法想像宇宙在第四維上是如何存在的。因為咱們?nèi)淮_實是三維的生物，因此無法從自身找到四維同時存在的東西。就像咱們?nèi)羰鞘嵌S生物（且稱其為二維人），那咱們就很難想像而為之外的第三維是什么樣子的。二維人永久都將生活在那個二維空間中，二維空間也能夠無窮延伸，因此指望“走”出去幾乎是不可能的。但這在咱們?nèi)S人看來，空間的第三維卻是異樣顯而易見的，只要通過觀看，就會得出二維空間只是三維空間的一部份，因此不同的二維空間的積存必然在第三維空間上表現(xiàn)。推行到咱們的三維空間的話，咱們就有足夠理由去相信第四維的存在性。咱們?nèi)S人極可能是無法通過三維的運動走出咱們所在的三維空間的。若是一旦走出，咱們自身的三維將會與新的三維空間的三維有所不同，（左圖）宇宙邊緣的星爆星系因此將產(chǎn)生一系列的矛盾。比如因為那一空間的“維”必然無法表示出咱們自身的維。用句詼諧的話說：“上帝從不萬股子”。但假設從四維人（假設存在的話）看來，咱們的宇宙僅僅是很一般的三維空間。若是將不同的三維空間，也確實是不同的“宇宙”疊加在一路的話，咱們就能夠夠找出第四維，乃至第五維、第六維……因為其他三維空間也應如咱們的宇宙圖景一樣是一個能夠無窮延伸的滑膩立體圖形，但如果是離開（左圖）四維空間的陶藝咱們的宇宙必然到了其他的宇宙中，因此空間的第四維必然由三維空間充滿（也確實是說關于空間第四維的每一點來講都有三維空間），但由于三維空間絕對沒有重疊的部份，因此把四維空間的任意一維作空間的第四維來看都應是如此。因此空間的第四維應與其他三維兩兩垂直?？臻g的第四維是如此神秘，但咱們很難去找尋這一維。因為假設有來自其他空間的信號必有咱們空間所不具有的信號矢量分量，而這是咱們宇宙空間所不容納的。因此咱們尚且?guī)缀鯖]可能同意到原始的信號。上述只是我的推測，有些聽起來乃至很怪誕，可是咱們再將這些與天文有關的假設聯(lián)系到本文開頭來看，天文學也正表現(xiàn)了它玄妙的地址?，F(xiàn)代天文學不在只是觀測與計算自然學科，由于它本身存在慢慢被發(fā)覺的令人出乎意料的結(jié)果，尤其是廣義相對論被普遍應用在天文領域，咱們應該熟悉到研究天體物理這門科學，咱們也需要像前人那樣用哲理的思維去試探最博大的問題。但并非是說咱們就回到了亞里士多德上帝至上的時期。因為咱們對上帝的討論是毫無心義的，若是他人拿引力理論或相對論就來否決上帝的存在。我也能夠說上帝本來確實是設定好讓咱們?nèi)祟惒粩嗳〉每萍及l(fā)覺來巧妙幸免咱們對他的過度“依托”。而今的以后咱們?nèi)允亲咴谏系蹫樵蹅冊O定好的線路上。因此咱們不要對天文的研究局限于此，只要用心去感受天文的美，那么天文的奧意就將顯現(xiàn)。前人與后人也將會達到完