诞生的宇宙,并不像今天这样充满了各种各样的天体。在刚诞生的前10亿年时间里,宇宙一直处于各种各样诡异的状态。
大爆炸的初期,整个宇宙的温度高得惊人,以至于电子和质子都无法结合成原子。一直到了38万年后,宇宙温度才低到原子可以形成。这个时候,光子才终于有机会自由传播,形成了宇宙中的第一道光,也就是今天的宇宙微波背景辐射。
狭义相对论提出以前,人们认为时间和空间是各自独立的绝对的存在,自伽利略时代以来这种绝对时空的观念就开始建立,牛顿创立的牛顿经典力学和经典运动学就是在绝对时空观的基础上创立。而爱因斯坦的相对论在牛顿经典力学、麦克斯韦经典电磁学等的基础上首次提出了“四维时空”的概念,它认为时间和空间各自都不是绝对的,而绝对的是一个它们的整体——时空,在时空中运动的观者可以建立“自己的”参照系,可以定义“自己的”时间和空间(即对四维时空做“3+1分解”),而不同的观者所定义的时间和空间可以是不同的。具体的来说,在闵氏时空中:如果一个惯性观者(g)相对于另一个惯性观者(g')在做匀速运动,则他们所定义的时间(t与t')和空间({x,y,z}与{x',y',z'})之间满足洛伦兹变换。而在这一变换关系下就可以推导出“尺缩”、“钟慢”等效应,具体见狭义相对论条目。因为爱因斯坦之前的科学家们并没有高速运动的观测和体验,所以绝对时空观在古代科技水平下无疑是真理,而爱因斯坦的狭义相对论更新了人们的世界观,为广义相对论的诞生奠定了坚实的基础。
可是,这些光线并没有由太久,宇宙就再一次黯淡了下来,这就是宇宙的黑暗时期。这是因为,当时所有的质子和电子都结合成了稳定的中性氢原子,这些原子不带电,无法相互吸引,所以就稳定地分布在宇宙空间中,也不会产生新的光子
直到后来,因为极少数不安分的原子出现了电离,正负电荷相互吸引,形成了局部物质的聚集,从而通过引力吸收更多物质,形成了宇宙中最早的恒星和星系。第一批恒星非常巨大,它们的强烈辐射引起了更多的电离现象,最终波及到整个宇宙。宇宙各个角落的氢原子都可能被电离、形成新的恒星,整个宇宙被点亮,这就是宇宙的再电离时期。
根据目前的研究,天文学家认为,在大爆炸的5000万年后,宇宙的再电离时期开启。大爆炸的1.5亿年后,第一批恒星的紫外线让宇宙各个角落的中性氢都得到了电离的机会,整个电磁辐射的光谱也终于可以自由移动。一直到10亿年后,也就是距今128亿年前,再电离时期正式结束。
别看我们描述得好像很精细,但对于宇宙的黑暗时代和再电离期,天文学家们还有很多不了解的地方。而且,人类目前的观测设备对于这段历史都有些无力,这就更让天文学家对这段时期的历史无从了解了。
要知道,我们对任何目标的观测,都是基于电磁波的探测。然而,从黑暗时代到很大一部分的再电离期,电磁波都难以在宇宙中穿行,这给人类的观测带来了更大的困难。尽管引力波也是一种研究方式,但人类的引力波研究才刚刚起步,很难破解巨大的宇宙谜题。
天文学家也不是完全没有办法,虽然不能在实验室里重现这段历史,但凭借着计算机的强大计算力,他们还是可以进行模拟的。美国的一支科学团队最近利用一台名叫supermuc-ng的超级计算机对宇宙的再电离期进行了模拟,值得一提的是,这台计算机是由中国的联想公司打造的,是世界上最强大的超级计算机之一。
研究人员从宇宙大爆炸后40万年的时间开始,在3亿光年的尺度下对宇宙进行模拟,一直模拟到大爆炸10亿年后,他们将这段时期命名为thesan,这是伊特鲁里亚的神话中黎明女神的名字,这也符合人们将这段时期称作“宇宙的黎明”的习惯。
他们利用这台强大的超级计算机,进行了相当于3000万个cpu小时的模拟,这也是迄今为止最详细的一次对宇宙再电离时期的建模。他们从宇宙中第一个星系的形成开始模拟,捕捉到了比模拟范围小100万倍的物理学细节。
并且,他们还使用了新的算法,重点关注了再电离时期宇宙中的光子与宇宙中的气体及尘埃的相互作用,这个过程可以说是非常复杂的。通过这次模拟,研究人员对早期的星系形成及其与宇宙气体之间相互作用的方式有了全新的了解。
态理论认为,宇宙在任何时候,平均来说始终保持相同的状态
若干世纪以来,很多科学家认为宇宙除去一些细微部分外,基本没有什么变化。宇宙不需要一个开端或结束。即使是在发现宇宙正在膨胀之后,这种想法也没有被放弃。这种说法是40年代后期提出的,认为物质正以恰当的速度不断创生着,这一创生速度刚好使宇宙中的物质密度维持不变。宇宙在任何时候,平均来说始终保持相同的状态。稳态理论的优点之一是它的明确性。它非常肯定地预言宇宙应该是什么样子的。也正因如此,它很容易遭受观测事实的质疑或反驳。当宇宙背景辐射被发现后,这一理论基本上已被否定。
去年年底刚刚升空的詹姆斯·韦布太空望远镜,就有这样的能力来验证本次模拟的准确性。它可以观测到136亿光年以外的宇宙,也就是宇宙大爆炸的仅仅2亿年后,也就是说,它可以观测到再电离时期的大部分阶段,它的观测数据将验证本次研究的正确与否。
上,在爱因斯坦刚刚提出相对论的初期,人们以所讨论的问题是否涉及非惯性参考系来作为狭义与广义相对论分类的标志。随着相对论理论的发展,这种分类方法越来越显出其缺点——参考系是跟观察者有关的,以这样一个相对的物理对象来划分物理理论,被认为不能反映问题的本质。一般认为,狭义与广义相对论的区别在于所讨论的问题是否涉及引力(弯曲时空),即狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题,而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学。用相对论的语言来说,就是狭义相对论的背景时空是平直的,即四维平凡流型配以闵氏度规,其曲率张量为零,又称闵氏时空;而广义相对论的背景时空则是弯曲的,其曲率张量不为零。
狭义相对性原理(狭义协变性原理):一切的惯性参考系都是平权的,即物理规律的形式在任何的惯性参考系中是相同的。这意味着物理规律对于一位静止在实验室里的观察者和一个相对于实验室高速匀速运动着的电子是相同的。m.xiumb.com
光速不变原理:真空中的光速在任何参考系下是恒定不变的,这用几何语言可以表述为光子在时空中的世界线总是类光的。也正是由于光子有这样的实验性质,在国际单位制中使用了“光在真空中1/299,792,458秒内所走过的距离”来定义长度单位“米”(米)。光速不变原理是宇宙时空对称性的体现,而中微子的超光速现象可能只是时空对称性的对称破缺而决不能推翻相对论 蓝星,夏国。
肿瘤科病房,弥漫着医院独有的消毒水味道。病房是单人间,设施俱全,温馨舒适。
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可对于孑然一身的路遥来讲,却是无人问津的等死之地。
他是癌症晚期,靠着意志力撑到现在,但也只是多受几天罪罢了。
此刻,路遥躺在病床上,怔怔望着床头柜上的水杯,想喝口水。
可他拼尽全力却无法让身体离开病床。剧痛和衰弱,让这原本无比简单的事情成了奢望。
这时,一道幸灾乐祸的声音响起:“表哥~你真是狼狈呢。连喝口水都得指望别人施舍。”
一位英俊的年轻男子悠闲坐在病床前,翘着二郎腿,眼睛笑成一道缝。
“你求求我,我给你喝口水如何?”
路遥面无表情,一言不发。自从失去了自理能力,一帮亲戚的嘴脸已经见多了,不差这一个。
男子起身,将水杯拿在手里递过来,“表哥别生气,我开玩笑的,你对我这么好,喂你口水还是能办到的。”
说完话,他将水杯里的水,缓缓倒在路遥苍白消瘦的脸上。
被呛到,路遥无力的咳嗽几声,好在少量的水流过嗓子,让他有了几丝说话的力气:
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“张鑫,为什么?我从未得罪过你。你去星盟国留学,还是我资助的!”
张鑫将水杯放下,不紧不慢的说:“谁让你这么古板呢,只是运点感冒药罢了,又不犯法,你非得千方百计的拦着。”
路遥脸上闪过一丝了然之色,道:“张鑫你这垃圾,狗改不了吃屎。将感冒药运到国外提炼毒品……咳咳……”
张鑫理了下领带,笑道:“你别血口喷人啊,我可是国际知名企业家。这次回国,‘省招商引资局’还打电话欢迎我呢~”
路遥叹了口气,现在的自己什么都做不了,索性闭上眼睛不再说话,安静等待死亡的到来。
但张鑫却不想让眼前饱受病痛折磨、即将离世的表兄走好。他附身靠近,悄悄说道:琇書蛧
“表哥啊~其实呢,我这次回国主要就是见你一面,告诉你一声——你的癌,是我弄出来的~”
路遥陡然挣开眼,“你说什么!”
张鑫笑眯眯的掏出个铅盒打开,里面是件古怪的三角形饰物,仅有巴掌大小,中间是只眼睛似的图案,一看就很有年代感。
“眼熟吧?这是我亲手送你的,货真价实的古董。我在里面掺了点放射性物质,长期接触就会变成你现在这副鬼样子。”
路遥马上认出来,这是自己很喜欢的一件古物,天天摆在书桌上,时不时的把玩,没想到却是要人命的东西!
他伸出枯枝似的手臂,死死的抓住眼前人的胳膊!“你……”
“别激动~表哥,我西装很贵的。”张鑫轻松拿掉路遥的手,小心的捏起铅盒,将放射性饰物塞进他怀里。
“我赶飞机,得先走一步。你好好留着这个当做纪念吧,有机会再去你的坟头蹦迪~”
说完话,张鑫从容起身离开。临走前,还回头俏皮的眨眨眼。他原本就男生女相,此时的神态动作居然有些娇媚。
保镖很有眼力劲,赶紧打开病房门。同时用无线耳麦联络同事,提前发动汽车。
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路遥只能无力的瘫在床上,浑身皆是钻心剜骨般的剧痛,还有无穷悔恨、不甘。
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但很快,剧痛渐渐消失,只剩麻木,路遥隐约听到过世的双亲在喊他。
就在路遥的身体越来越飘,即将失去意识时,胸口突然阵阵发烫,将他惊醒。
从怀中摸出那三角形饰物,发现这玩意变得滚烫无比,还在缓缓发光!
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