【瘟疫之年的牛顿:“苹果神话”是真的吗[吃瓜]】
1665~1666年,英国伦敦暴发鼠疫,波及剑桥。剑桥学生牛顿因此回到老家伍尔索普庄园,“居家隔离”了一年半左右。传说正是在此期间,牛顿被自家院子里的一颗苹果砸中了脑袋,引发了他的思考,由此发现了万有引力定律。这就是著名的“苹果神话”。
然而,事实真是如此吗?4月16日,在“人文清华云讲坛”直播中,清华大学科学史系教授吴国盛讲述了故事的另一个版本。
▲ “苹果神话”是牛顿本人说的
在剑桥大学三一学院门口的草坪上,种着一棵苹果树,那是从牛顿家的苹果树嫁接过来的;在1860年落成的牛津自然博物馆里,牛顿雕像脚下也有一个苹果。可见,“苹果神话”并不是街头小报的八卦,而是当时学界共同的看法。那么,这个故事最初是出自谁人之口呢?
“苹果神话”的来源,目前来看有四个:
第一个来源是老年牛顿在18世纪20年代自己说的。他在去世之前的七八年间写了一份东西,跟人说1665年、1666年这两年是他一辈子发明最旺盛的时期,其中有一项发明就是他思考了重力延伸到月球轨道这个问题。但这份手稿里并没有提到苹果。
来源之二,是牛顿《自然哲学的数学原理》第三版主编彭伯顿在1728年的一本书里写到的,他提到万有引力定律是来自1666年牛顿逃避大瘟疫时的思考。
来源之三,是启蒙运动伟大的思想家伏尔泰那本著名的《牛顿哲学原理》。他在1736年出版的这本书里提到,牛顿的外甥女告诉他说,牛顿在乡下看到苹果落地陷入沉思,引发了对万有引力定律的思考。
来源之四,是牛顿的同乡也是他的传记作者斯图克利。他在1752年曾经写了一本书回忆他跟牛顿的故事,提到1726年,即牛顿去世前的那一年,4月15日晚饭之后他俩出去散步,牛顿亲口对他说,当年就是在相同的情景下,苹果落地引发了他对重力的思考。
细究这四个来源,其实都来自于牛顿本人。也就是说,“苹果神话”是牛顿本人说的,当然也有些他的传记作者的添油加醋。
▲ 万有引力定律的发现一波三折
来自牛顿本人之口的“苹果神话”,家喻户晓,然而,事实果真如此吗?
实际上,万有引力定律绝对不是牛顿在瘟疫期间坐在苹果树下被一个苹果砸中脑袋之后就想出来的,它的发现经历了漫长的时间,而且过程一波三折。
要追溯万有引力定律的起源,还要从西方天文学的演变说起。
在古希腊,人们认为宇宙是一个球状的东西,所有的恒星和行星都镶嵌在一层层的天球上,每天围绕地球转动。后来,哥白尼和开普勒发展出日心天文学,使天球理论走向解体,以亚里士多德物理学为基础的托勒密地心天文学被打破。
新的天文学呼唤着新的物理学来作解释。此时站上舞台中心的,是17世纪的超级天才、新物理学的鼻祖法国人笛卡尔。他提出涡旋宇宙说,指出宇宙由物质和运动构成,运动自我维持、数量守恒。
这个原理对于牛顿的“苹果神话”非常重要,因为“苹果神话”包含一个意思,即苹果和月球之间没有本质的区别。但这个思想不是牛顿的首创,笛卡尔已经提出来了。
早期的牛顿深受笛卡尔影响,也相信涡旋理论,但他还在进一步思考重力问题。
从1665年的瘟疫之年至1669年,牛顿推导出了离心力公式和平方反比公式,但由于他所用的数据,包括地球的半径、月亮离地球的距离、月亮本身的运行周期等有误,导致他对地表重力的计算结果并不令人满意。于是牛顿似乎认为,笛卡尔式的涡旋还在起作用,引力问题就此被搁置了。
这段时间,牛顿将自己最主要的精力投入了炼金术实验,其次是圣经年代学研究。在此之余,他还做了光学实验和微积分的发明与完善。而在瘟疫期间思考过的重力问题,则被他搁置了十几年,一直没太关注。
不过,受炼金术思想影响,牛顿越来越相信作为超距作用的万有引力的存在。1682年,他把彗星纳入引力理论范围,这说明此时的他越来越相信大概用引力理论可以解释所有的天体现象。
1684年,哈雷拜访牛顿,询问行星轨道是何种曲线,这点燃了牛顿的热情。1684年8月~11月,牛顿严格证明了椭圆轨道需要平方反比引力。1686年~1687年,牛顿严格证明了球体引力公式,并发表了《自然哲学的数学原理》。在这本书中,他提出了牛顿三定律和万有引力定律,严格证明了不存在笛卡尔式的涡旋宇宙,并构造了新的天体体系。
到此为止,万有引力定律的发现才算大功告成,而不是瘟疫那两年。
此时的牛顿可以说是神一般的存在了。英国著名诗人蒲柏写道:“自然和自然律在黑暗中隐藏,上帝说,让牛顿去吧,于是一切豁然开朗!”
▲ 牛顿为什么要制造“苹果神话”
到今天为止,没有任何证据能够证明,牛顿在瘟疫之年发现了万有引力定律。那么,牛顿为什么要制造“苹果神话”呢?现在有很多研究表明,至少有三个原因。
第一,牛顿一辈子跟别人打官司,优先权之争贯穿他的一生。除了就光学问题、万有引力定律问题跟胡克争论外,他还就微积分的发明问题与莱布尼茨争论,就月球的数据问题跟当时的皇家天文学家争论。所以他到了晚年之后想以这种方式一劳永逸地结束各种争论。
第二,这和牛顿自己的个性有关。我们不能认为伟大的科学家在科学上伟大,人格就一定伟大。现在大家都认识到,牛顿的人格还是有一些缺陷的,他明显是一个自恋、自大,喜欢自我美化的人。晚年牛顿的自恋倾向更明显,最后十来年,他经常请人给自己画像,自我美化。制造“苹果神话”和他自我美化的倾向是统一的。
第三,牛顿大概希望通过“苹果神话”掩盖引力概念的炼金术起源。因为炼金术在当时属于半地下的工作,不能公开。
在1936年以前,牛顿的形象都是高大上的。直到1936年,经济学家凯恩斯从牛顿的后人手上买到了他的手稿,主要是他的炼金术手稿,研究后大吃一惊,他发现牛顿原来完全不是我们心目中那样的人。
凯恩斯后来在文章中写到,牛顿根本就不是理性时代的先师,而完全是最后的魔法师,他小心翼翼地掩盖他的炼金术活动和他反对三位一体的异端信仰。有意思的是,反对三位一体的牛顿,居然在剑桥三一学院待了35年,隐藏得非常深。
当然,无论牛顿有多么大的缺陷,我们都仍生活在牛顿为我们开辟的现代物理世界之中。诚如爱因斯坦所说:“在他(牛顿)以前和以后,都还没有人能像他那样决定着西方的思想、研究和实践的方向。”
(本文根据“人文清华云讲坛”直播内容整理)
https://t.cn/A6AykoZo
1665~1666年,英国伦敦暴发鼠疫,波及剑桥。剑桥学生牛顿因此回到老家伍尔索普庄园,“居家隔离”了一年半左右。传说正是在此期间,牛顿被自家院子里的一颗苹果砸中了脑袋,引发了他的思考,由此发现了万有引力定律。这就是著名的“苹果神话”。
然而,事实真是如此吗?4月16日,在“人文清华云讲坛”直播中,清华大学科学史系教授吴国盛讲述了故事的另一个版本。
▲ “苹果神话”是牛顿本人说的
在剑桥大学三一学院门口的草坪上,种着一棵苹果树,那是从牛顿家的苹果树嫁接过来的;在1860年落成的牛津自然博物馆里,牛顿雕像脚下也有一个苹果。可见,“苹果神话”并不是街头小报的八卦,而是当时学界共同的看法。那么,这个故事最初是出自谁人之口呢?
“苹果神话”的来源,目前来看有四个:
第一个来源是老年牛顿在18世纪20年代自己说的。他在去世之前的七八年间写了一份东西,跟人说1665年、1666年这两年是他一辈子发明最旺盛的时期,其中有一项发明就是他思考了重力延伸到月球轨道这个问题。但这份手稿里并没有提到苹果。
来源之二,是牛顿《自然哲学的数学原理》第三版主编彭伯顿在1728年的一本书里写到的,他提到万有引力定律是来自1666年牛顿逃避大瘟疫时的思考。
来源之三,是启蒙运动伟大的思想家伏尔泰那本著名的《牛顿哲学原理》。他在1736年出版的这本书里提到,牛顿的外甥女告诉他说,牛顿在乡下看到苹果落地陷入沉思,引发了对万有引力定律的思考。
来源之四,是牛顿的同乡也是他的传记作者斯图克利。他在1752年曾经写了一本书回忆他跟牛顿的故事,提到1726年,即牛顿去世前的那一年,4月15日晚饭之后他俩出去散步,牛顿亲口对他说,当年就是在相同的情景下,苹果落地引发了他对重力的思考。
细究这四个来源,其实都来自于牛顿本人。也就是说,“苹果神话”是牛顿本人说的,当然也有些他的传记作者的添油加醋。
▲ 万有引力定律的发现一波三折
来自牛顿本人之口的“苹果神话”,家喻户晓,然而,事实果真如此吗?
实际上,万有引力定律绝对不是牛顿在瘟疫期间坐在苹果树下被一个苹果砸中脑袋之后就想出来的,它的发现经历了漫长的时间,而且过程一波三折。
要追溯万有引力定律的起源,还要从西方天文学的演变说起。
在古希腊,人们认为宇宙是一个球状的东西,所有的恒星和行星都镶嵌在一层层的天球上,每天围绕地球转动。后来,哥白尼和开普勒发展出日心天文学,使天球理论走向解体,以亚里士多德物理学为基础的托勒密地心天文学被打破。
新的天文学呼唤着新的物理学来作解释。此时站上舞台中心的,是17世纪的超级天才、新物理学的鼻祖法国人笛卡尔。他提出涡旋宇宙说,指出宇宙由物质和运动构成,运动自我维持、数量守恒。
这个原理对于牛顿的“苹果神话”非常重要,因为“苹果神话”包含一个意思,即苹果和月球之间没有本质的区别。但这个思想不是牛顿的首创,笛卡尔已经提出来了。
早期的牛顿深受笛卡尔影响,也相信涡旋理论,但他还在进一步思考重力问题。
从1665年的瘟疫之年至1669年,牛顿推导出了离心力公式和平方反比公式,但由于他所用的数据,包括地球的半径、月亮离地球的距离、月亮本身的运行周期等有误,导致他对地表重力的计算结果并不令人满意。于是牛顿似乎认为,笛卡尔式的涡旋还在起作用,引力问题就此被搁置了。
这段时间,牛顿将自己最主要的精力投入了炼金术实验,其次是圣经年代学研究。在此之余,他还做了光学实验和微积分的发明与完善。而在瘟疫期间思考过的重力问题,则被他搁置了十几年,一直没太关注。
不过,受炼金术思想影响,牛顿越来越相信作为超距作用的万有引力的存在。1682年,他把彗星纳入引力理论范围,这说明此时的他越来越相信大概用引力理论可以解释所有的天体现象。
1684年,哈雷拜访牛顿,询问行星轨道是何种曲线,这点燃了牛顿的热情。1684年8月~11月,牛顿严格证明了椭圆轨道需要平方反比引力。1686年~1687年,牛顿严格证明了球体引力公式,并发表了《自然哲学的数学原理》。在这本书中,他提出了牛顿三定律和万有引力定律,严格证明了不存在笛卡尔式的涡旋宇宙,并构造了新的天体体系。
到此为止,万有引力定律的发现才算大功告成,而不是瘟疫那两年。
此时的牛顿可以说是神一般的存在了。英国著名诗人蒲柏写道:“自然和自然律在黑暗中隐藏,上帝说,让牛顿去吧,于是一切豁然开朗!”
▲ 牛顿为什么要制造“苹果神话”
到今天为止,没有任何证据能够证明,牛顿在瘟疫之年发现了万有引力定律。那么,牛顿为什么要制造“苹果神话”呢?现在有很多研究表明,至少有三个原因。
第一,牛顿一辈子跟别人打官司,优先权之争贯穿他的一生。除了就光学问题、万有引力定律问题跟胡克争论外,他还就微积分的发明问题与莱布尼茨争论,就月球的数据问题跟当时的皇家天文学家争论。所以他到了晚年之后想以这种方式一劳永逸地结束各种争论。
第二,这和牛顿自己的个性有关。我们不能认为伟大的科学家在科学上伟大,人格就一定伟大。现在大家都认识到,牛顿的人格还是有一些缺陷的,他明显是一个自恋、自大,喜欢自我美化的人。晚年牛顿的自恋倾向更明显,最后十来年,他经常请人给自己画像,自我美化。制造“苹果神话”和他自我美化的倾向是统一的。
第三,牛顿大概希望通过“苹果神话”掩盖引力概念的炼金术起源。因为炼金术在当时属于半地下的工作,不能公开。
在1936年以前,牛顿的形象都是高大上的。直到1936年,经济学家凯恩斯从牛顿的后人手上买到了他的手稿,主要是他的炼金术手稿,研究后大吃一惊,他发现牛顿原来完全不是我们心目中那样的人。
凯恩斯后来在文章中写到,牛顿根本就不是理性时代的先师,而完全是最后的魔法师,他小心翼翼地掩盖他的炼金术活动和他反对三位一体的异端信仰。有意思的是,反对三位一体的牛顿,居然在剑桥三一学院待了35年,隐藏得非常深。
当然,无论牛顿有多么大的缺陷,我们都仍生活在牛顿为我们开辟的现代物理世界之中。诚如爱因斯坦所说:“在他(牛顿)以前和以后,都还没有人能像他那样决定着西方的思想、研究和实践的方向。”
(本文根据“人文清华云讲坛”直播内容整理)
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“拍打上岸的浪涛、拂面的微风、滚落的石头、以及潮起潮落,它们和一切有生命之物一样,都是壮大天体运行的一部分,遵循着自然界的循环法则。但这份联系正在被我们逐渐遗忘。我们希望通过器物与料理,重新找回我们与自然的失落关系。”
继“记忆中的春之味”食享会之后,莨室和 Restaurant y·sea 再一次邀请“出差料理人”岸本惠理子,联合y·sea主理人 耀扬,在夏日的北方海边为食客带来“海之味”。
本次食享会器皿由“莨室”特别准备:
「漆器」
古银晚餐皿(赤木明登 作)
「玻璃」
玻璃平盘(有永浩太 作)
「陶瓷」
汤皿(冈本纯一 作)
民国时期花口盘
时间:
7月27日 耀扬x岸本惠理子 晚餐 17:00-20:00
1280元/人 含酒店住宿 2800元/人
7月28日 耀扬x岸本惠理子 午餐 11:00-13:00
880元/人 含酒店住宿 2200元/人
地点:
阿那亚 y・sea 海边餐厅电话:
0335-7165585
报名:
耀扬 x 岸本惠理子|“海岛之约”食享会 https://t.cn/AiWmqMSq
继“记忆中的春之味”食享会之后,莨室和 Restaurant y·sea 再一次邀请“出差料理人”岸本惠理子,联合y·sea主理人 耀扬,在夏日的北方海边为食客带来“海之味”。
本次食享会器皿由“莨室”特别准备:
「漆器」
古银晚餐皿(赤木明登 作)
「玻璃」
玻璃平盘(有永浩太 作)
「陶瓷」
汤皿(冈本纯一 作)
民国时期花口盘
时间:
7月27日 耀扬x岸本惠理子 晚餐 17:00-20:00
1280元/人 含酒店住宿 2800元/人
7月28日 耀扬x岸本惠理子 午餐 11:00-13:00
880元/人 含酒店住宿 2200元/人
地点:
阿那亚 y・sea 海边餐厅电话:
0335-7165585
报名:
耀扬 x 岸本惠理子|“海岛之约”食享会 https://t.cn/AiWmqMSq
为何宇宙网状结构与大脑如此相似?
自从越来越多的宇宙全景图被世界各地的太空望远镜拍摄到,越来越多的研究者将注意力放到了宇宙整体上面。科学家介绍到,如果抛开单个星体或恒星系,从更高一层的整体角度来看,宇宙的结构存在着许多有趣的地方,其中也承载着太多的秘密。
将星系缩小到一定的程度,就可以清晰看到宇宙存在着一个“网状结构”。星系和星系之间,并不是以相对平均的状态均匀分布在宇宙空间中的,而星系内部的星体也遵循着这个道理,它们总是能形成一种具有显著特征的结构。所以科学家更喜欢用“宇宙网”来代替“宇宙”这个词语,它表示可观测宇宙呈现给人类的真正结构,而后者倾向于人们对遥远而又宏大的未知存在的一种模糊称谓。
通过对脑部的了解可以知道,人类和其他生物的大脑,都是由单个的神经元和神经间质细胞构成。神经元是大脑的工作主体,也是存在比例最高的细胞。比如人类大脑的800-1000亿个细胞中,神经元细胞就占据90%左右。神经元通过神经间质细胞的信息传递,实现了生物的自我意识。我们可以看到,人体的大脑有一个固体的形状,因而从外观上来看,人脑是有边界的,也是有限的。但是若要从其内部去分析,大脑内部的空间区域是可以无限延伸,内部功能也能无限扩展。同时也可以发展过一些原本没有出现过的细胞。对比这个过程,宇宙网和星体的关系,非常类似于神经间质与神经元的关系。
直到宇宙微波背景辐射带来宇宙能量研究的新篇章,科学家使用普朗克太空望远镜,致力于描绘另一个“人眼看不见,但真实存在”的暗能量世界。将暗能量描绘出来的宇宙整体框架,让科学家非常惊讶,因为它几乎把原先的宇宙框架,变成了我们熟悉的“生物结构”的模式:在有规律的组织结构上,能量以高度规律的方式流动着,像极了某种不知名生物的某块组织。无论是NASA发布的原始星系与小白鼠大脑的对比照片,还是伦敦大学天体物理小组发布的暗能量宇宙网与人脑的对比照片,都在强烈暗示人们,宇宙自身与生物组织存在的诸多神秘相似处。
在进一步的观察和实验中,科学家发现宇宙内星系与星球之间信息传递和联系的方式,与人脑内组织和细胞间的信息交流模式十分相似。同时,宇宙内部结构也与人脑内部结构有异曲同工之妙。宇宙内部的运行机制也与人脑内部运行机制有几分相似。此外,在将宇宙全景图与脑部生长模式图进行对比时,科学家还惊讶地发现,宇宙的演化方式与人类脑部的成长方式也有诸多相似之处。
在宇宙诞生之初,宇宙内星系的分布是零散的,且星系间几乎没有任何联系的纽带。随着宇宙的演化,星系与星系之间渐渐出现了星云,尘埃等可以将两者联络起来的事物。大脑内部亦是如此,起初,脑部神经细胞各不相连。在脑部成长发育的过程中,各个神经细胞逐渐连成整体,形成神经脉络与神经关系网。
宇宙是由众多星系构成的庞大"宇宙网"串成丝状或卷须状。宇宙网的丝状物是由暗物质维系在一起的。宇宙网被认为是由宇宙中密布的漏斗形的星系、气体和暗物质构成,仿佛混沌的"星系际高速公路"。
2009年11月,天文学家在宇宙遥远区域发现了一个巨大的由此前不被人知的星系构成的星系团,巨大星系团的发现将帮助天文学家了解潜在的宇宙网"骨架"。由众多星系构成的庞大"宇宙网"串成丝状或卷须状,在茫茫宇宙中蔓延数百万甚至数十亿光年远。据美宇航局太空网报道,宇宙这种网状的基本架构已经确定。法国斯特拉斯堡天文台的天文学家罗德里戈·伊巴塔表示:"当你使用大型天文望远镜遥望宇宙时,你的眼前会出现一张宇宙网,因为你可以看到星系是如何形成的。我们有很明显的证据表明证实宇宙网是存在的,但它依旧有很多谜团尚待我们解开。"据伊巴塔解释,宇宙网的丝状物是由暗物质维系在一起的。暗物质是人的肉眼所无法直接看到的,它既不发光,也不反射光,宇宙中85%的质量是暗物质。
宇宙网被认为是由宇宙中密布的漏斗形的星系、气体和暗物质构成,仿佛混沌的"星系际高速公路"。伊巴塔表示,他正试图通过我们的地球邻居来探查这种网络的影响,"我们认为宇宙网的枝蔓直接延伸到星系,将灰尘倾倒在上面,将它们牢牢地绑在一起。"
据悉,这个星系团是欧洲南方天文台天文学家马萨尤基·塔纳卡领导的研究小组发现的。塔纳卡表示:"宇宙中的物质分布并不均匀。在距离我们较近的宇宙区域,星系内会形成恒星,星系本身则经常形成星系群和星系团。"
但与长期以来只在理论上存在的体积更大的结构相比,这些物质群不过只是一个"小不点"。塔纳卡说:"最被广泛认同的宇宙理论认为,物质会在所谓的'宇宙网'内以更大的规模聚集。星系存在于宇宙网内空隙之间延伸的细丝状地带,形成一个巨大的束状结构。"
细丝状地带长度达到数百万光年,构成了宇宙的"骨架"。星系在其周围聚集,浩瀚的星系团则在交叉处形成,它们就像是潜伏在那里的巨型蜘蛛,等待"吞食"更多物质。一直以来,科学家便很难解释宇宙如何出现细丝状地带。通常情况下,质量巨大的细丝状结构在距离地球相对较近的区域被发现,有关更遥远宇宙区域也存在这种结构的坚实证据至今一直很少被发现。
在他们此前拍摄的图片中,塔纳卡领导的研究小组在一个遥远星系团的周围发现了一个巨大结构。在此之后,他们利用两架大型地面望远镜在更多细节上对这个结构进行分析,具体就是指测量地球与星系团内超过150个星系之间的距离,同时获取这个结构的三维图像。研究过程中,他们利用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜的可见光多目标光谱仪(VIMOS)以及日本国家天文台位于夏威夷的昴星望远镜的暗天体照相机和光谱仪(FOCAS)进行光谱观测。借助于观测结果,天文学家确定了这个主星系团周围的一些星系群。研究人员能够辨别出数十个类似这样的星系群,每一个的质量通常是银河系的10倍,有些则可达到1000倍。据他们估计,这个星系团的质量至少是银河系的1万倍。
法国斯特拉斯堡天文台的天文学家罗德里戈·伊巴塔称,欧洲航天局将发射的GAIA太空望远镜能收集到新的恒星数据,这将有助于收集银河系的此类活动的证据。GAIA太空望远镜将于2011年发射,旨在精确地测量十亿多颗恒星的距离和运动,此类数据将有助于揭开宇宙网的枝蔓在"天体森林"里四处伸展之谜。
伊巴塔表示:"充斥着这些枝蔓的空间可能是星系形成的最重要的因素之一。"伊巴塔认为,若要有效利用GAIA望远镜和其它天文台获得的海量数据,电脑技术则必须要跟上这种发展的步伐,"如果现在就有这些数据,我们尚不能有效地对其进行处理"。
哈佛大学天体物理学研究生克劳德·安德烈·菲索·吉古尔对伊巴塔的观点表示认同,当前的宇宙图大部分是根据可见光绘制的,但最新的方法将通过红外线或无线电波等波长深入宇宙内部进行观测:"我们将需要新的、更准确的电脑模拟处理目前我们尚无法分析的数据,我们需要做好充足准备,否则就不知道我们看到的是什么。"菲索·吉古尔希望,天文学家应逐步加强同电脑理论专家的合作,以有效地获取宇宙的最新信息。他说:"天文学是由最新观测推动的。为了利用好这些观测宇宙的新窗口,我们确实需要跟上理论研究的发展。"
来自瑞士日内瓦大学的科学家发现,宇宙中的主要物质除了暗物质外,还有大量的热气体,科学家对Abell 2744星系团的观测表明,暗物质仍然占据绝大多数的宇宙物质,在可见的物质中,亚原子粒子组成的热气体是主要物质。在由热气体构成的宇宙网中,我们能够看到这些炙热的气体连成了巨大丝状结构,温度达到10万摄氏度。
每个星系都嵌在宇宙网上,日内瓦大学科学家多米尼克-埃克特领导的研究小组声称通过X射线观测表明,Abell 2744星系团中有着明显的X射线特征,这也是科学家第一次观测到大规模的宇宙网连接着许多星系团。数字仿真结果显示,每个星系是宇宙网上的一个结点,物质都集中在结点或者细丝上,xmm -牛顿太空望远镜观测表明,星系并不是孤立在宇宙中存在。
Abell 2744星系团也称为潘多拉集群,这里的黑暗环境极为恐怖,但明亮的地方充满了各种宇宙物质。科学家在这里发现了四个星系碰撞的情景,距离我们大约35亿光年,庞大的星系集群意味着引力环境也十分复杂,天体物理学家正在观测这里,以便发现一些失踪事件。比如某个天体被吞噬、碰撞、合并消失等。
欧洲空间局计划在2020年代中期发射雅典娜空间望远镜,这是一具对高能天体物理事件进行研究的望远镜,比目前的钱德拉X射线、牛顿XMM望远镜都要先进,具有100倍以上的灵敏度。一旦望远镜成功到位后,科学家试图利用雅典娜望远镜对宇宙星系团进行研究,试图发现暗物质与普通物质之间的联系。
从这组对比照片开始,各国的科学界都开启了一股研究宇宙整体结构的风潮。最近最有影响力的,当属德国理论物理学家Gregory Matloff的研究。(什么?你说物理学家不该研究生命现象?请看看薛定谔所著《生命是什么》)
Gregory Matloff教授的注意力聚焦在一项被称作Paranego的违反物理规则的恒星运动体系上。Gregory Matloff教授的团队原本致力于对宇宙早期星系行为的研究,在发现越来越多的谜团之后,Gregory Matloff认为宇宙自身也许存在着一种由“自我意识”才能解释的属性。经过对一个距离地球340亿光年的原始星系,长达一年的基于矩阵观测技术的测算后,Gregory Matloff指出,这个区域的恒星存在许多“显然违反物质规则”的现象。比如无根据的大规模星云喷发,或者恒星的“瞬间移动式”的运动模式等等。Gregory Matloff认为,这些方式如果由目前人类未知的天文规律导致,那么它应该具有普遍性,在其他星系中也能够捕捉到。而如果是某种“自我意识”导致,那么它应该具有一种“个性”,也就是会存在仅有这片区域才能捕获的数据上的特征。到目前未知,该团队所有的观测结果,都符合第二种判断。
宇宙自身是否具备生命呢?我们人类无法洞察的暗物质和暗能量,是否就是宇宙自身的另一种物质层面?为什么宇宙在高度宏观的层面,会和生物组织具有这样多的相似性呢?
也许这种想象过于粗糙和狂妄,但是从Gregory Matloff教授的研究结果来看,这种可能性至少不能否定。如果宇宙自身有意识的话,人类是否将拥有另一种必然性的“主宰”?人类命运有什么样的意义呢?未来又会是什么样的概念呢?
自从越来越多的宇宙全景图被世界各地的太空望远镜拍摄到,越来越多的研究者将注意力放到了宇宙整体上面。科学家介绍到,如果抛开单个星体或恒星系,从更高一层的整体角度来看,宇宙的结构存在着许多有趣的地方,其中也承载着太多的秘密。
将星系缩小到一定的程度,就可以清晰看到宇宙存在着一个“网状结构”。星系和星系之间,并不是以相对平均的状态均匀分布在宇宙空间中的,而星系内部的星体也遵循着这个道理,它们总是能形成一种具有显著特征的结构。所以科学家更喜欢用“宇宙网”来代替“宇宙”这个词语,它表示可观测宇宙呈现给人类的真正结构,而后者倾向于人们对遥远而又宏大的未知存在的一种模糊称谓。
通过对脑部的了解可以知道,人类和其他生物的大脑,都是由单个的神经元和神经间质细胞构成。神经元是大脑的工作主体,也是存在比例最高的细胞。比如人类大脑的800-1000亿个细胞中,神经元细胞就占据90%左右。神经元通过神经间质细胞的信息传递,实现了生物的自我意识。我们可以看到,人体的大脑有一个固体的形状,因而从外观上来看,人脑是有边界的,也是有限的。但是若要从其内部去分析,大脑内部的空间区域是可以无限延伸,内部功能也能无限扩展。同时也可以发展过一些原本没有出现过的细胞。对比这个过程,宇宙网和星体的关系,非常类似于神经间质与神经元的关系。
直到宇宙微波背景辐射带来宇宙能量研究的新篇章,科学家使用普朗克太空望远镜,致力于描绘另一个“人眼看不见,但真实存在”的暗能量世界。将暗能量描绘出来的宇宙整体框架,让科学家非常惊讶,因为它几乎把原先的宇宙框架,变成了我们熟悉的“生物结构”的模式:在有规律的组织结构上,能量以高度规律的方式流动着,像极了某种不知名生物的某块组织。无论是NASA发布的原始星系与小白鼠大脑的对比照片,还是伦敦大学天体物理小组发布的暗能量宇宙网与人脑的对比照片,都在强烈暗示人们,宇宙自身与生物组织存在的诸多神秘相似处。
在进一步的观察和实验中,科学家发现宇宙内星系与星球之间信息传递和联系的方式,与人脑内组织和细胞间的信息交流模式十分相似。同时,宇宙内部结构也与人脑内部结构有异曲同工之妙。宇宙内部的运行机制也与人脑内部运行机制有几分相似。此外,在将宇宙全景图与脑部生长模式图进行对比时,科学家还惊讶地发现,宇宙的演化方式与人类脑部的成长方式也有诸多相似之处。
在宇宙诞生之初,宇宙内星系的分布是零散的,且星系间几乎没有任何联系的纽带。随着宇宙的演化,星系与星系之间渐渐出现了星云,尘埃等可以将两者联络起来的事物。大脑内部亦是如此,起初,脑部神经细胞各不相连。在脑部成长发育的过程中,各个神经细胞逐渐连成整体,形成神经脉络与神经关系网。
宇宙是由众多星系构成的庞大"宇宙网"串成丝状或卷须状。宇宙网的丝状物是由暗物质维系在一起的。宇宙网被认为是由宇宙中密布的漏斗形的星系、气体和暗物质构成,仿佛混沌的"星系际高速公路"。
2009年11月,天文学家在宇宙遥远区域发现了一个巨大的由此前不被人知的星系构成的星系团,巨大星系团的发现将帮助天文学家了解潜在的宇宙网"骨架"。由众多星系构成的庞大"宇宙网"串成丝状或卷须状,在茫茫宇宙中蔓延数百万甚至数十亿光年远。据美宇航局太空网报道,宇宙这种网状的基本架构已经确定。法国斯特拉斯堡天文台的天文学家罗德里戈·伊巴塔表示:"当你使用大型天文望远镜遥望宇宙时,你的眼前会出现一张宇宙网,因为你可以看到星系是如何形成的。我们有很明显的证据表明证实宇宙网是存在的,但它依旧有很多谜团尚待我们解开。"据伊巴塔解释,宇宙网的丝状物是由暗物质维系在一起的。暗物质是人的肉眼所无法直接看到的,它既不发光,也不反射光,宇宙中85%的质量是暗物质。
宇宙网被认为是由宇宙中密布的漏斗形的星系、气体和暗物质构成,仿佛混沌的"星系际高速公路"。伊巴塔表示,他正试图通过我们的地球邻居来探查这种网络的影响,"我们认为宇宙网的枝蔓直接延伸到星系,将灰尘倾倒在上面,将它们牢牢地绑在一起。"
据悉,这个星系团是欧洲南方天文台天文学家马萨尤基·塔纳卡领导的研究小组发现的。塔纳卡表示:"宇宙中的物质分布并不均匀。在距离我们较近的宇宙区域,星系内会形成恒星,星系本身则经常形成星系群和星系团。"
但与长期以来只在理论上存在的体积更大的结构相比,这些物质群不过只是一个"小不点"。塔纳卡说:"最被广泛认同的宇宙理论认为,物质会在所谓的'宇宙网'内以更大的规模聚集。星系存在于宇宙网内空隙之间延伸的细丝状地带,形成一个巨大的束状结构。"
细丝状地带长度达到数百万光年,构成了宇宙的"骨架"。星系在其周围聚集,浩瀚的星系团则在交叉处形成,它们就像是潜伏在那里的巨型蜘蛛,等待"吞食"更多物质。一直以来,科学家便很难解释宇宙如何出现细丝状地带。通常情况下,质量巨大的细丝状结构在距离地球相对较近的区域被发现,有关更遥远宇宙区域也存在这种结构的坚实证据至今一直很少被发现。
在他们此前拍摄的图片中,塔纳卡领导的研究小组在一个遥远星系团的周围发现了一个巨大结构。在此之后,他们利用两架大型地面望远镜在更多细节上对这个结构进行分析,具体就是指测量地球与星系团内超过150个星系之间的距离,同时获取这个结构的三维图像。研究过程中,他们利用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜的可见光多目标光谱仪(VIMOS)以及日本国家天文台位于夏威夷的昴星望远镜的暗天体照相机和光谱仪(FOCAS)进行光谱观测。借助于观测结果,天文学家确定了这个主星系团周围的一些星系群。研究人员能够辨别出数十个类似这样的星系群,每一个的质量通常是银河系的10倍,有些则可达到1000倍。据他们估计,这个星系团的质量至少是银河系的1万倍。
法国斯特拉斯堡天文台的天文学家罗德里戈·伊巴塔称,欧洲航天局将发射的GAIA太空望远镜能收集到新的恒星数据,这将有助于收集银河系的此类活动的证据。GAIA太空望远镜将于2011年发射,旨在精确地测量十亿多颗恒星的距离和运动,此类数据将有助于揭开宇宙网的枝蔓在"天体森林"里四处伸展之谜。
伊巴塔表示:"充斥着这些枝蔓的空间可能是星系形成的最重要的因素之一。"伊巴塔认为,若要有效利用GAIA望远镜和其它天文台获得的海量数据,电脑技术则必须要跟上这种发展的步伐,"如果现在就有这些数据,我们尚不能有效地对其进行处理"。
哈佛大学天体物理学研究生克劳德·安德烈·菲索·吉古尔对伊巴塔的观点表示认同,当前的宇宙图大部分是根据可见光绘制的,但最新的方法将通过红外线或无线电波等波长深入宇宙内部进行观测:"我们将需要新的、更准确的电脑模拟处理目前我们尚无法分析的数据,我们需要做好充足准备,否则就不知道我们看到的是什么。"菲索·吉古尔希望,天文学家应逐步加强同电脑理论专家的合作,以有效地获取宇宙的最新信息。他说:"天文学是由最新观测推动的。为了利用好这些观测宇宙的新窗口,我们确实需要跟上理论研究的发展。"
来自瑞士日内瓦大学的科学家发现,宇宙中的主要物质除了暗物质外,还有大量的热气体,科学家对Abell 2744星系团的观测表明,暗物质仍然占据绝大多数的宇宙物质,在可见的物质中,亚原子粒子组成的热气体是主要物质。在由热气体构成的宇宙网中,我们能够看到这些炙热的气体连成了巨大丝状结构,温度达到10万摄氏度。
每个星系都嵌在宇宙网上,日内瓦大学科学家多米尼克-埃克特领导的研究小组声称通过X射线观测表明,Abell 2744星系团中有着明显的X射线特征,这也是科学家第一次观测到大规模的宇宙网连接着许多星系团。数字仿真结果显示,每个星系是宇宙网上的一个结点,物质都集中在结点或者细丝上,xmm -牛顿太空望远镜观测表明,星系并不是孤立在宇宙中存在。
Abell 2744星系团也称为潘多拉集群,这里的黑暗环境极为恐怖,但明亮的地方充满了各种宇宙物质。科学家在这里发现了四个星系碰撞的情景,距离我们大约35亿光年,庞大的星系集群意味着引力环境也十分复杂,天体物理学家正在观测这里,以便发现一些失踪事件。比如某个天体被吞噬、碰撞、合并消失等。
欧洲空间局计划在2020年代中期发射雅典娜空间望远镜,这是一具对高能天体物理事件进行研究的望远镜,比目前的钱德拉X射线、牛顿XMM望远镜都要先进,具有100倍以上的灵敏度。一旦望远镜成功到位后,科学家试图利用雅典娜望远镜对宇宙星系团进行研究,试图发现暗物质与普通物质之间的联系。
从这组对比照片开始,各国的科学界都开启了一股研究宇宙整体结构的风潮。最近最有影响力的,当属德国理论物理学家Gregory Matloff的研究。(什么?你说物理学家不该研究生命现象?请看看薛定谔所著《生命是什么》)
Gregory Matloff教授的注意力聚焦在一项被称作Paranego的违反物理规则的恒星运动体系上。Gregory Matloff教授的团队原本致力于对宇宙早期星系行为的研究,在发现越来越多的谜团之后,Gregory Matloff认为宇宙自身也许存在着一种由“自我意识”才能解释的属性。经过对一个距离地球340亿光年的原始星系,长达一年的基于矩阵观测技术的测算后,Gregory Matloff指出,这个区域的恒星存在许多“显然违反物质规则”的现象。比如无根据的大规模星云喷发,或者恒星的“瞬间移动式”的运动模式等等。Gregory Matloff认为,这些方式如果由目前人类未知的天文规律导致,那么它应该具有普遍性,在其他星系中也能够捕捉到。而如果是某种“自我意识”导致,那么它应该具有一种“个性”,也就是会存在仅有这片区域才能捕获的数据上的特征。到目前未知,该团队所有的观测结果,都符合第二种判断。
宇宙自身是否具备生命呢?我们人类无法洞察的暗物质和暗能量,是否就是宇宙自身的另一种物质层面?为什么宇宙在高度宏观的层面,会和生物组织具有这样多的相似性呢?
也许这种想象过于粗糙和狂妄,但是从Gregory Matloff教授的研究结果来看,这种可能性至少不能否定。如果宇宙自身有意识的话,人类是否将拥有另一种必然性的“主宰”?人类命运有什么样的意义呢?未来又会是什么样的概念呢?
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