地球在宇宙边缘(经典20篇)

水资源真的会越来越贫乏吗?从某个角度来看，答案应该是：永远不会。

美国作家查尔斯·费什曼所著的一本书《大水荒：水资源大战与动荡未来》中告诉我们：水只会在人们习惯找到它的地方慢慢消失，仍然会有大量的水存在于地幔中，比如存在于岩石中的水。而地球上的水几乎都来自于外太空。

1猎户座星云是个“造水工厂”

迄今为止，地球上发现的最古老的岩石在加拿大魁北克省北部，有42.8亿年历史。这些年代久远的岩石，几乎与太阳系的年龄相近(据估计，太阳系已经存在46亿年)。可是你也许不知道，我们卫生间的水龙头里流出的水，极有可能比加拿大的岩石更为古老——它可能已存在了43亿、44亿或者45亿年。

尽管这个说法仍存在争议，但应该说我们现在所拥有的水，的确早已存在，并会永远存在下去。因为地球上的水的分子式一直都是H2O。这些水不仅来自太空，甚至也形成于太空。实际上，水本身就是宇宙的“体液”，比太阳系的形成还早数亿年，甚至数十亿年。

加里·梅尔尼克是美国哈佛大学天体物理学中心的资深天体物理学家，他也是1997年时通过欧洲航天局设计的红外线太空天文台，发现一个相当规模的“星际水源”的团队成员之一。多年来，他一直用轨道望远镜研究星体的形成和太空水。他发现猎户座的星体属于银河系，其旁边有一个亮闪闪的点，即猎户座“宝剑”上的一个小圆点，实际上它不是星体，而是一个巨大、明亮、由气体和尘雾形成的云团，即“猎户座分子云团”。氢气就在这种云团里凝结，正在形成新的星体。梅尔尼克说：“猎户座离地球最近，是大星体形成的区域。”这个氢气云团看起来像猎户座旁的一个小圆点，其实它规模庞大，可以产生成千上万个星体。

梅尔尼克在和同事们用望远镜观察猎户座分子云团时发现，那里“每24分钟产生的水，足以填满地球上的所有海洋”。这些星体结合或分解时会发出冲击波，冲击波穿过含有游离态的氢和氧的气体云，当冲击波冲击氢原子和氧原子使它们结合时，通常就会形成水。

在此需要强调的是，氢是宇宙中最普遍的元素，而氧元素位列第三。因此，悬挂在猎户座腰部的“宝剑”其实就像一个造水厂，一直在源源不断地造水，每天制造的水量甚至是地球所需的60倍，其规模之大，令人难以置信。而这一片正在造水的区域，不过是银河系中一片不起眼的“沼泽”而已。

梅尔尼克说，宇宙之大，我们难以想象。“那些星云所造之水虽然很多，且密度很大，但我们仍不会说，若飘在太空，可能会被一大堆水打到。”所以尽管这块星云产水量如此巨大，但它是在相当于420个太阳系范围大小的空间内造水，它周围的温度相对于我们来说，也仍不算“潮湿”。即使在这块星云中微尘最多的地方，即粒子最集中的地方，也比人类在地球上能创造出来的任何真空都“空寂”。

梅尔尼克称自他们发现这块星云以来的14年里，它已经创造出了如地球一样湿润多水的30万颗星体上所有的水的总量。

2地球水的“第四种存在形态”

让我们回到地球上——地球上的水更大多数其实并不是以我们所熟知的冰、水、气三种形式存在。水还有另外一种存在形式，这种形式异乎寻常——那就是封存在岩石中的水。

可以说，这些岩石像一个巨大的水库，它的含水量至少与地球上所有河流、海洋和冰川中的水量加起来一样多，或许还是海洋水量的4倍、6倍或10倍。但它们一直被深埋在我们脚下410千米(约255英里)处。

这种奇特的“第四种形态”的水，还可能隐匿在你家的厨房中。如果你家厨房的绿石灶台是用蛇纹石做成的，假设一块蛇纹石的锅台面板重约90公斤，在这块石头中，就有约10公斤会是水，即石头中可能融入了10升水。但是，这种融合并不像把鸡蛋搅在稀面糊中那样，而是水融进矿石的每个分子中，即裹在构成蛇纹石的镁、硅和氧原子的点阵结构中。几乎地下410千米深处的矿石大都以这样的方式融进了水，当然这些水的存在形态并不是我们所熟知的那种——410千米厚的岩石叠加在一起所产生的重力，以及2000华氏度(约1093.33℃)高温加热的共同作用下，一个氢原子会离开水分子，留下一个羟基，而这个氢原子会融入矿石分子。科学家把这种融入水的矿石称为“水合矿物质”(即“水岩”)。

有一点难以理解之处：一旦把羟基和单独的氢原子注入岩石的晶体点阵，埋在地下近500千米的深处，这些原子若依然结合成水分子，将以何种方式存在?

美国西北大学的地球物理学家史蒂芬·雅各布森专门研究地球内部的热量、压力，以及人类几乎不能到达的漆黑世界。他用巨大的压力(用来锻造人造钻石的压力)模拟在地下约500千米深处的压力和温度，将水挤进岩石。他说：“如果去除压力和温度，氢原子和羟基会合成水分子。如果它不在岩石中，它就是水。如果它被融入岩石，它看起来就还是岩石。所以矿石是地球上大部分水的存在之处——水就在矿石中。”

可以这样形象地解释：在适当的温度和压力下，某种矿石的确将水吸入其分子结构中，就像海绵吸水一样。而水分子进入矿石就会分解，分解为一个氢原子和一个羟基。所以矿石中绝对有水。

而且科学家至少从三方面得出了结论：水岩确实比没有水合状态时更柔韧，更易变形;科学家能用红外线分光镜测量出矿石分子结构中的水分子;最重要的是，当矿石承受的压力和温度以适当的方式被去除时，氢原子和羟基就会从矿石中脱离，以水的形式从矿石中流出。

科学家认为，他们已经弄清楚，这种水岩遍布地下400-650千米的深处，厚达240千米，比地球表面的水层还要厚。

雅各布森说，即使这种矿石的含水量只有1%，其水量也很大，实际上已相当于地球海洋水量的几倍。如今全球有成百上千名科学家正在研究地球深层水的物理特性和巨大作用。

我们也许看不见这种隐身在地球深处的水，而且这种水或许比美国国家航空航天局2009年在月球上发现的水的存在形式更难研究、更难理解，但地球的深层水与美国圣莫尼卡码头、英国多佛白崖的汹涌波涛，以及南非约翰内斯堡或上海的地平线涌起的风暴云其实都有关联。

3或许真正的水循环是这样的——

陨石-海水-深层水岩-火山云-海水-深层水岩

约瑟夫·史密斯是美国科罗拉多大学的地质学家，致力于研究深层水的动力学和重要意义，也是该领域的先驱之一。他认为，地幔深处矿石中的水是从海洋中而来，而地球表面的水其实又来自于地幔深处的深层水。

史密斯解释说，海洋底部有一层叫橄榄石的矿物质。当橄榄石和海水发生化学反应时，会生成蛇纹石，即上面所讲过的、能当厨房灶台用的绿石。然后，在大陆板块相互挤压的地方，海洋底发生“潜没”，即在大陆漂移的作用下，这些矿石被猛地推入地球内部。因此，这些浸透了水的蛇纹石便进入了地壳。

而深层水又是如何回到地球表面的呢?“大部分深层水是通过火山返回地面的，当安第斯山脉的火山或圣海伦火山喷发时，形成那些铺天盖地的火山云的主要物质其实仍是水，里面夹杂着火山灰。”通常，火山喷出的火山云70%都是水，甚至更多。史密斯说，“事实上，正是岩浆里的水，引起了火山喷发。”

地幔中到底储存了多少水，仍然是个谜。科学家一直在苦苦探索。迄今为止，人类在地球表面所钻的孔最深的有12千米，由苏联人耗时24年时间、斥资1亿美元才得以完成。截至2008年，世界上最深的矿井，即人类实际探索地球内部的最深处，也只有3.9千米深。这两个深度就像“手指甲在地球表面的抓痕”，离地球真正的“内部”仍然遥不可及。

但科学家们肯定，地球内部深层水区的反应约发生在410千米深处。所有的研究均通过声波和地震学，以及模拟地球410千米深处的强压和高温进行。科学家这才得以创造出供其研究的地球深处的矿石样本。但模拟强压和高温的代价极大，要动用一架两层楼高的液压机。即使地幔中有相当于四五个海洋总水量的深层水，抽取它却不像勘探巨大的油田和天然气田那样容易。因为人类根本不可能直接取样，更不用说抽取它来灌溉撒哈拉沙漠中的一块土地。

不过史密斯认为，这种锁在矿石中的第四种形态的水，或许是地球上最初的水源。他说：“地球上的水大多是‘球粒状陨石’初期陨落时，以羟基的形式来到地球的——对于这一点，现在还没有获得广泛的认同。此外，也有些水则是以分子形式来到了地球。”

也就是说，水仍然首先是在太空中形成，然后通过陨石的陨落来到了地球。当然，至今仍有一种说法认为地球上的水也可能由地球上早期的火山活动而来。

不管怎样，毫无疑问的是，地球深处的水岩对地球地质构造极其重要。这种水降低了矿石的黏度，使其产生柔韧性，也使大陆板块能移动或重叠，而移动的板块造就了地球上的大部分地貌。

还有最关键的一点，地球深层水或许是地球通体蔚蓝的唯一原因。雅各布森说：“追溯到至少5亿年前，随着时间的流逝，我们已经拥有了相对恒定的海水总量……虽然海平面的确在上升或下降，但也只是在几十米的范围内波动。”地质学家将海拔高于海洋的大陆称为“大陆超高”。如果你不太担心大陆的边缘(很不幸，大多数人就居住在大陆边缘)，那么数亿年来，大陆超高的总量一直恒定，这令人称奇——地球内部可能储存着5倍于地球海洋总量的水，而海平面却一直稳定不变，这真令人迷惑。因为从地球深层即使释放出与现在地球海洋的水量相当的水，地球上的一切也都会被淹没。

雅各布森总结说：“或许，地幔中的深层水就是海洋存在的原因。我们目前仍无法开发饮用地幔中的水，但可能正是地幔中的水在维持着地球上海洋的总水量。”

超星系团又称“二级星系团”，是若干星系团集聚在一起构成的更高一级的天体系统。近日，天文学家们在银河系附近发现了一个超星系团，该超星系团之前一直被银河系的恒星光芒和尘埃遮掩了，所以对其研究存在误区。天文学家表示，超星系团为目前宇宙中最大星系团之一。

超星系团又称“二级星系团”，是若干星系团集聚在一起构成的更高一级的天体系统。

近日，天文学家们在银河系附近发现了一个超星系团，澳大利亚国立大学(ANU)是这个国际团队的一员。ANU的MatthewColless教授表示，这个名为Vela的超星系团之前一直被银河系的恒星光芒和尘埃遮掩了，但其实是一个质量巨大的星系团，并且会影响到银河系的运动。该超星系团是目前宇宙中最大的星系团之一，或许是银河系附近最大的星系团，不过这还得靠将来进一步的研究确认。

日前，天文学家发现一个超星系团，或为目前宇宙中最大星系团之一。据悉，Vela超星系团的引力或许能解释实际探测到的银河系动向与推测动向的不同之处。

该国际研究团队成员除了来自澳大利亚的Colless，还包括来自南非、澳大利亚和欧洲的天文学家。研究团队表示，2017年即将开始的两项研究将确认Vela超星系团的大小。Colless教授表示，Taipan项目将在Vela附近较大范围内测量星系间的距离，而WALLABY射电项目将使用无线电波穿越银河系密度最大的尘埃，直达Vela的心脏。

地球的内部

我们由直接观察所知的地球差不多完全限于它的表面。人类在上面挖穿的最深处与全球大小比起来不过像苹果皮之于苹果一样。

我先要请读者注意一下地球上的重量、压力、重力等事实。我们试着研究一块１立方米的泥土，这是地球外层表面的一部分。这块泥土加在自己底上的重量也许是２．５吨。下面１立方米也有同样重量，因此加在自己底上的重量就是自身重量加上面１立方米的重量了。这种压力的增加一直随着我们的深入。地球内部的每１平方米都支持着一直到表面的１平方米的柱形的压力。表面下不到若干厘米的地方这种压力就以吨计了；１千米深的地方大概是２ ５００吨；１００千米的地方就是２５万吨了；这样一直继续到中心。在这种不可思议的压力之下，地球中部的物质被高度地压缩。那儿的物质也更沉重。地球的平均密度被认为等于水的５．５２倍，但其表面密度却只有水的两三倍。

关于地球的确定事实之一就是在表面以下的矿坑中，愈深处温度愈高。增加的比率依地域与纬度而各处不同，平均增加率是每下降约３０米增高１℃。

这种温度的增加到地球中心时将怎样呢？回答这问题我们可以说不能仅仅根据表面的情形。因为地球外部在很久以前就冷却了，所以我们不能在下降时得到很大的温度增加。从地球存在以来热量都被保持着这一点事实，表明中心温度一定更高，而近表面的温度增加的比率也一定会保持到更深的若干千米直到地球的内部。

依照这增加率来看，地球的２０千米或２５千米深的地方的物质一定是灼热的，而２００千米或２５０千米以下的热度则一定足以熔化所有构成地壳的物质了。这事实使早期的地质学家认为我们的地球是一个熔化了的大块，正如一大块熔化了的铁，上面蒙了一层几千米厚的冷壳层，我们就居住在这壳上。火山的存在以及地震的发生都增加了这种见解的可靠性。

但在１９世纪２０年代，天文学家与物理学家收集了一些证据，似乎证明地球从中心到表面都是固体，甚至比同样大的一块钢还坚硬。这学说是开尔文爵士（Ｌｏｒｄ Ｋｅｌｖｉｎ）第一个发展的。他认为如果地球是被一层壳包着的液体，月亮的作用就不是吸起海洋的潮汐而只要将全地球向月亮的方向拉起来，却不改变壳与水之间的相对位置。

同样可靠的是那奇特的现象，地球表面的纬度变迁，这在下面我们就要讲到。不仅一个内部柔软的球体不能像地球这样旋转，甚至硬度不如钢的球体也不能。

那么我们如何能调和这固体性质与那不可思议的高温度呢？看来只有一个可能的解决方法：地球内部的物质因那巨大的压力而保持其为固体。据实验证明：强大的压力能提高物质的熔点，压力越大，熔点就越高。一块岩石到了熔点以后再加以重压，压力的结果使它又还原为固体。因此，我们增加了温度只要同时考虑压力的问题就可以使地球中心物质保持固体了。

当然我们还有一些实际的办法来获得证据，在地表人工制造一个震源（如炸弹），通过接受地下的回波来确知地下结构。通过地震技术获得的资料发现，地球的内核与地壳为实体，而中间的外核与地幔层为流体。地核可能大多由铁构成，虽然也有可能是一些较轻的物质。地核中心的温度可能高达７ ２００℃，比太阳表面还热；下地幔可能由硅、镁、氧和一些铁、钙、铝构成；上地幔大多由橄榄石、辉石、钙、铝构成。地壳主要由石英和类长石的其他硅酸盐构成。

地球与火星的近距离约为5500万公里，最远距离则超过4亿公里。两者之间的近距离接触大约每15年出现一次。

火星是太阳系八大行星之一，属于类地行星。直径约为地球的53%，质量为地球的11%，表面重力约为地球的2/5。火星的自转轴倾角、自转周期均与地球相近，平均自转一天时间为24小时39分35.244秒，公转一周约为地球公转时间的两倍。火星地表表面沙丘、砾石、陨石遍布，且没有稳定的液态水体。大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠，而且上面覆盖的干冰会随季节消长。

岩质行星又称“岩石行星”，其主要组成成分与类地行星、地球型行星相似，都是以硅酸盐岩石为主要成分。近日，天文学家发现一颗类似于地球的岩质行星，该行星还环绕着比邻星运行。目前关于这颗行星的更多细节还未公布，但在此之前，从未有科学家发现距离地球如此之近的岩质行星。

据外媒报道，天文学家在离太阳最近的恒星旁发现了一颗行星，这颗行星有可能和地球很相似。8月2日，欧洲南方天文台(ESO)下属的智利拉西拉天文台已经发现了一些证据，表明这是一颗可能适宜宜居的岩质行星，并且它还环绕着比邻星运行。

消息来源于团队中一位不愿透露姓名的天体物理学家。他表示欧洲南方天文台的科学家会在本月的晚些时候正式宣布这一发现。欧洲南方天文台的官员对这一消息不置可否。欧洲南方天文台发言人理查德-胡克表示，我们对其来源毫不知情，欧洲南方天文台目前为止对此没有进一步的评论。

比邻星是一颗红矮星，距太阳只有4.25光年。红矮星是一种比太阳更小，温度也更低的恒星。它们占银河系中全部恒星的约四分之三。它离半人马座α星的另外两颗星只有0.24光年远，许多天文学家将比邻星视为后者系统的一部分。在2012年，天文学家宣布，拉西拉的高精度径向速度恒星搜索器在半人马座α星B旁发现了一个大致和地球等大的岩质行星。当时发现团队表示，这颗被命名为半人马座α星Bb的行星每3.2天绕其炽热的母星运行一周，因此对于生命而言其表面太过炎热了。

然而在2015年，一项研究指出，当年被认为是发现半人马座α星Bb的信号纯粹只是一个噪声信号，因此这个行星几乎肯定是不存在。迄今为止，天文学家已经发现并确认了超过3200个系外行星，其中有三分之二是美国航空航天总署的开普勒空间望远镜的功劳。开普勒的成果暗示银河系里的每一个恒星平均拥有至少一颗行星。

天文学家表示：“发现绕比邻星运行的这颗行星让人非常激动。这使人类到访附近恒星系统显得更加有吸引力。”

2月25日，美国规模最大的合规数字货币交易平台Coinbase提交的S-1文件已获SEC批准，其将在纳斯达克直接上市，股票代码为「COIN」，高盛、花旗集团、摩根大通等公司担任交易顾问。这意味着Coinbase将成为全球第一家公开上市的加密货币交易所，这使得加密货币行业获得了更多主流机构的认可。

Coinbase上市的消息一经推出，就引起了业内轰动。这家公司到底隐藏着什么秘密？接下来我们将从Coinbase向SEC提交的S-1文件中找到答案。

Coinbase简介

Coinbase是美国最大加密货币交易平台，2012年成立，使命是为世界创建一个开放的金融系统，伴随加密货币市场发展，逐步成为加密经济领域全球领先的金融基础设施与技术提供商，专注为加密经济发展提供动力。通过Coinbase，我们可在线购买、销售、转移和存储我们的数字货币。

根据招股书，截至2020年底，Coinbase平台支持90多种加密货币的交易、托管、借贷等；拥有来自100多个国家与地区约4300万认证用户、7000家机构客户、11.5万个生态系统合作伙伴，2020年月均交易用户280万；客户通过Coinbase平台累计交易额4560亿美元，2020年交易额1931亿美元（+141.7％）；客户在Coinbase平台共存储超过900亿美元资产，占全部加密货币总市值11.1％。

Coinbase的营收情况

根据Coinbase的资产负债表显示，2020年的利润为3.22亿美元，较 2019 年增长128%，在2019年加密货币交易所亏损约 3040 万美元。

从收入来源来看，Coinbase盈利主要分为数字货币交易费用、订阅与服务收入。根据招股书，前者收入达到10.96亿美元，约占总收入的85.8%；后者约为0.45亿美元，约占总收入的3.5%，这部分收入主要是客户支付的资产托管费用。可以看出，Coinbase的收入绝大部分收入来自交易费，而这高度依赖交易量。

在支出部分，Coinbase2020年的运营费用为8.69亿美元，较上年的5.80亿美元同比增长50%。Coinbase的行政费用是占比最高的，为2.79亿美元；其次是技术与发展费用，为2.71亿美元；以矿工费为主的交易费用为1.35亿美元；销售与营销费用为5678万美元。

在现金流方面，Coinbase截至2020年年末，持有的现金及现金等价物为10.62亿美元。其年末总资产为58.55亿美元，负债总额为48.29亿美元，股东权益总额为9.63亿美元。

Coinbase的交易情况

交易作为Coinbase的主要收入来源，呈现逐年增长的趋势。根据数据表明，Coinbase从2018年至2020年，平台上的季度交易额中位数为170亿、210亿和380亿美元，一直在不断增长。从交易的币种来看，2019年比特币交易额占比达58%，而到2020年下降至41%，ETH交易额变化不大，其他数字货币交易额则从2019年的18%上升至2020年的44%。

根据数据显示，Coinbase平台上用户所持有的资产绝大部分为比特币，占比高达70%，且2019到2020年的占比没有变化。以太坊的持有量占比从2019年的占比9%增长至2020年的13%，其他数字货币占比则从2019年的15%下降至2020年的13%，法币占比从2019年的6%下降至2020年的4%。

Coinbase的用户情况

Coinbase不仅交易呈现增长趋势，用户数量方面也是一样。从2018年至2020年，Coinbase平台上的认证个人用户数量呈现每季度增长的趋势。但在进入2020年后，这一增长趋势进一步明显。数据显示，2020年全年Coinbase平台上的认证个人用户一年增长了1100万，较2019年底增长34%，年末认证个人用户总数达到4300万。

与此同时，Coinbase 上的机构用户数量不断叠加，从2017年12月31日的1000多家增加到2020年12月31日的7000家。Coinbase数据显示，在2020年第四季度交易量中，零售用户交易量占比为36%，机构用户占比为64%。而在2018年第一季度的交易量中，零售用户交易量占比为80%，机构用户占比仅为20%。

机构投资者的涌入，改变了 Coinbase 的业务构成。数据显示，2020年第四季度，Coinbase平台上的机构用户贡献了570亿美元交易额，占到总交易额比例的64%，为历年来最高。Coinbase认为平台上机构用户越来越多将有助于减弱交易额与数字资产波动性之间的相关性。

Coinbase为何要上市？

合规！不难发现，2年来，Coinbase一直在监管与合规的边缘试探、摸索，它与监管部门时有交锋。早在2018年就传闻Coinbase要上市，但是由于美国的政策影响，一直进程缓慢。经历了美国商品期货交易委员会要求其关闭保证金交易以及美国财政部要求Coinbase等金融机构必须收集非托管钱包的接收者和所有者的身份信息的规定后，Coinbase终于迈向了上市的最后一步。

如今，Coinbase公开宣布要登陆纳斯达克，这可能使它成为第一个公开上市美股的知名加密货币交易所。这也意味着Coinbase带领加密货币行业走向合规化。

Coinbase上市后谁将受益？

Coinbase上市的第一重受益者，当然是 Coinbase 自身及其早期创始团队。根据招股书显示，目前 Coinbase 第一大股东，其创始人兼 CEO Brian Armstrong，占股 20.7%；第二大股东是 a16z 关联实体，占比 15.4%；第三大股东为联合广场风投（USV）关联实体，占比为 7.2%；第四大股东是 Ribbit Capital，占比 6.2%，此外老虎基金与 Paradigm 均持有约 1% 股份。

由于Coinbase采取了直接上市的方式，所有股票没有锁定期，这意味着早期员工和投资者可以立即出售股票，因此，Coinbase 也发出提醒：“现有注册股东可能会在短期内出售其 A 类普通股的股票，从而导致 A 类普通股供过于求，对价格产生不利影响。”

对于Coinbase来说，Coinbase上线纳斯达克后就意味着打开了传统金融市场融资通道，所获资金可以帮助其进一步扩大经营规模，并拓展业务线，不排除未来 Coinbase 将触手伸向其他司法管制区进行交易。

Coinbase未来发展方向

在招股书中，Coinbase表示，未来业绩增长主要依靠数字资产价格和波动、增加支持新的币种、提供更多产品和服务、扩大投资、使价格更具竞争力、控制交易费用、战略并购与投资合作、美国及国际市场法规等方面。

Coinbase的上市是加密货币行业的里程碑，其意义要远高于矿机厂商上市，这意味着加密货币世界与传统金融领域的连接将更加紧密。

窥探早期的宇宙

数月来，宇宙学家们一直期盼着由一只南极探测气球收集到的、有关宇宙边缘的数据。终于，在 4 月

27  日《自然》杂志上发表了一幅图，该图给出目前为至最详细的原始宇宙观测结果，揭示出大爆炸后不久宇宙的形状和物质的分布情况。这些数据支持当前流行的观点，即宇宙是“扁平”的，但也对有关早期宇宙的另一重要假说提出了质疑。

那只体积为 80 万立米的气球上有一套灵敏的、名为 BOOMERANG 的微波探测器。1998 年年末，气球在南极上空盘旋了 10 天，然后在气流的作用下，回到了施放地点。BOOMERANG 在空中控测了宇宙微波背景（CMB）下扰动的大量样本，其中，CMB 是从各个方向袭击地球的持续的电磁声波。这些遥远的声音是大爆炸之后的遗留辐射。

CMB 能够揭示宇宙的形状。依据相对论，我们生活的、包括时间和空间在内的四维“薄片”可以被弯曲。多年来，天体物理学家一直在寻找弯曲的空间-时间可能扭曲遥远物体形状的方式，天文学家有望因此说出我们生活的空间的形状：是球状的？还是鞍状的？或者都不是？BOOMERANG 和其它 CMB 的实验则说明，扰动并未出现在弯曲空间之中应当发生的扭曲。

尽管天文学家将这作为扁平宇宙的证据， BOOMERANG 别的一些数据却让他们感到惊讶。理论计算表明，微波背景下的扰动在许多不同的尺度下都会发生，每一种对应着数据上的一个“峰值”。BOOMERANG到了对应着约 1 度大小扰动的峰，按理还应该出现一个半度的峰，但是没有。宾夕法尼亚大学的物理学家 Max Tegmark说：“这很有趣，我心理恶作剧的一面也希望发生这种事情。

缺失的峰意味着天体物理学家必须拧动，或者说修改他们的有关宇宙形成的模型。如何准确地做到这一点大大依赖于将来的数据结果。BOOMERANG 的许多数据有待处理。今年秋天，美国宇航局将发射一颗名为 MAP 的微波探测卫星，届时会有更多的数据。新的 CMB 峰将告诉科学家，宇宙中有多少不可见的暗物质和普通的物质，并有助于阐明宇宙初始 30 万年的细节。Tegmark 说：”在我看来，这个实验确实意味着一个新时代的开始。“

引力的吸引使所有的物质受到拉力，这就使得时间会有一个终端，正像大爆炸的奇点被认为是时间的开始一样。对于质量足够大的恒星，引力可以超过其它使物质相互分离的力，而最终不留情地导致坍缩。引力场然后可能会变得如此之强，使得光都不能够逃逸，并且时间膨胀也会达到这样一个极端，使得时间看上去像停滞了一样。这样的超密天体的极限就称为“黑洞”，它是根据所谓的“事件视界”而定义的。事件视界不是一个物理的表面，而是代表任何被拉进去的物体都不能够再出来的地方。

美国理论物理学家惠勒（John Wheeler）1967 年在纽约的一次学术会议期间创造了“黑洞”这个词来描述这样的单向行为。但是黑洞的概念早在十八世纪，在一个名叫米歇尔（JohnMitchell）的天文爱好者的作品中就可以找到。他根据当时流行的光的微粒说进行推理，认为光应该被引力所吸引。现在许多天文学家认为，黑洞存在于类星体和其它大的星系的核心部分。在某些有 X 射线辐射的双星系统中，据说也探测到了恒星质量的黑洞的存在，这是目前有关黑洞的最好的观测证据，虽然还没有一个黑洞被确凿地证认出来。毕竟黑洞是不能直接看到的，只能通过它对于其它物体的引力作用而间接地探测到。一个黑洞的事件视界从外表上看来并没有任何显著之处。一个倒楣的宇航员，也许会随着其它什么东西一起被吸进黑洞，然而他却看不到有任何特殊的事情发生；特别是，他自己的表仍然像往常一样地“滴答”走时。但是，一旦进入到事件视界以内，任何东西都不能够再逃逸出去（如果我们忽略量子力学效应的话）。并且这无法停止的引力会继续它的作用，把这个毫无觉察的宇航员拉向他自己的“局部大坍缩”点，也就是爱因斯坦方程的另一个讨厌的奇点，他头部和腿部的引力差异会把他整个人撕裂。

假定我们的太空人达姆，在事件视界外边与他的孪生兄弟迪姆分别，然后，比如说在他自己的表指向一点钟的时候，进入视界。进入视界之前，当这性命攸关的时刻迫近时，达姆每隔一秒钟给迪姆发出一个信号。达姆离视界越近，迪姆接收到的两个信号之间的间隔就变得越长，当达姆到达视界时，这个间隔就变成无穷大。然后，从理论上讲，迪姆会目睹达姆在视界处永远停滞不前；达姆的表在迪姆看来决不会真正指到一点零分零秒，因为时间被引力无限地膨胀了：时间看上去已经停滞。达姆发出的光信号的强度，在迪姆看来也越来越弱而且越变越红，因为光波的波长在强大的引力的作用下被拉长了。这样，达姆就从迪姆的视野中消失而进入黑洞。值得注意的是，对外部观察者来说，位于黑洞中心的奇点，由于事件视界而被掩盖了，这个视界阻止任何光线从黑洞内部逃逸出来。

奇点就是空间和时间的尽头。广义相对论方程中还有这样的解：太空人可以掉到黑洞里面，避开奇点而穿过一条小通道，再从一个“白洞”跑出来。“白洞”就是黑洞的时间倒转。这个特征是由于广义相对论是时间对称的理论：“白洞可能存在于另外一个宇宙，也可能存在于我们宇宙的另外一个部分。在后面这种情况下，可以利用黑洞到遥远的星系去旅行。如果星系际旅行具有现实可能性的话，我们确实需要某种像黑洞那样的东西，”霍金这样说过。然而对太空人说来不幸的是，“像宇宙飞船飞临这样的最小的扰动，也会把黑洞和白洞之间的通道挤断。”白洞所描述的情形，在时间上正好跟黑洞相反，奇点的密度无穷大的物质会通过爆炸而出现，同时发出眩目的光辐射——就像在一个局部尺度上发生的大爆炸一样。随后，奇点会裸现出来，暴露在光天化日之下。物理学家们通常觉得白洞是不现实的，会导致经不起推敲的、像霍金描述的那样的物理后果。为了处理白洞，彭罗斯引进了“宇宙监察”假说，这是一个没有理论根据的硬性规定，它一开始就禁止裸露的奇点在宇宙中出现。按照这一规定，所有的奇点都应当被事件视界所覆盖。这其实是为了排除时间对称可逆理论中令人讨厌的现象，而作出的人为假定的又一个例子。

宇宙星系物质能量的有限性

宇宙星系都是由恒星组成的，而恒星都是具有能量的，这就等于星系也都是具有能量的！更重要的是，所有恒星和星系的能量都是有限的，最终都逃不了能量耗尽走向消亡的规律。星系生成与消亡的过程，其实是宇宙生成方式的概括和有理性宇宙空间长度的代表,宇宙起源的重要秘密和玄机就在其中！星系能量的有限性现象与人们发现星系退行远离的现象一样，都共同作为科学发现宇宙生成和存在方式的两大重要证据！这两大证据都是我们建立新宇宙模型的重要基础！

我们有这样一个结论：宇宙事物的共性一定与宇宙的生成和存在方式有关！任何宇宙模型都必须满足这些宇宙共性的逻辑和规律，否则都是不能成立的。基于这一结论，我们建立了经受考

继续:

在讨论了苏联版本的Solaris和2001:太空漫游之间的关系之后，让我们来谈谈美国版本的Solaris。美国版由伊史蒂芬·索德伯格执导，乔治·克鲁尼、娜塔莎·麦克艾霍恩等人主演，并于2002年发行。从演员阵容来看，这部电影阵容强大，奥斯卡获得了最佳导演和最佳男配角。从情节的角度来看，原著基本没有什么大的变化，这被认为是对原著情节的更大尊重。以上亮点足以吸引一些普通观众和科幻迷。作者认为这部美国电影不仅照顾普通观众，而且不会忘记科幻迷。毕竟，电影商业化后，对票房有要求，投资者也需要可观的回报。鉴于上述原因，这部电影在讨论人与宇宙和人性的关系方面稍逊一筹，但它的情节流畅，节奏也不慢，所以不会有太多人看不到，也不会觉得无聊和冗长。这可能是美国版对市场的妥协。事实上，原作者莱姆还没有对这个美国版本发表评论，感兴趣的朋友可以去找它。

对于太空，有些人对原著小说做了总结，这就是所谓的宇宙深处的折射。就电影而言，我们人类甚至对自己了解不够。我们如何知道其他行星和整个宇宙？在小说中，莱姆表达了对宇宙更多的崇敬，并哀叹我们对宇宙的某些部分无能为力。在电影的结尾，男主角回到了他的家乡，但是我们不知道这个家乡是一个真实的家乡还是一个在他自己的幻觉中的家乡。因此，这部电影慢慢地完成了从外部到内部，从我们与周围环境甚至整个宇宙的关系到人类内心世界的音调变化。从这个比较中，我们可以发现小说和电影的异同。

继续谈论空间和宇宙。在阿瑟·克拉克的小说中，非洲原始人第一次仰望星空并开始探索宇宙时，对宇宙充满了好奇。在接下来的作品《遇见罗摩》和《2001:太空漫游》中，对宇宙的探索从未停止过。莱姆的小说《索拉里斯》表达了对宇宙的敬畏，哀叹人类的渺小和局限。虽然这部电影也表达了对宇宙的某种崇敬，并在某种程度上讨论了宇宙本身，但它更多的是对人类自身的一种审视。说到这，我们不能说哪一个更受欢迎和更好。毕竟，这是有道理的。塔科夫斯基认为人类还没有结束自己的事情。让我们抛开宇宙。因此，他的大部分电影都充满了对人性和爱情的讨论。这部科幻电影也不例外，科幻作品中的其他命题也不例外。

人和宇宙之间是什么关系？这是一个许多人都会问的问题。作者认为，无论人类是偶然还是必然出生在这个宇宙中，开始探索宇宙是正常的。我们生活在这个宇宙中的人可以在研究自己的同时研究宇宙。至于霍金先生曾经提出的“宇宙的目的是什么”的问题，我们现在还无法知道。然而，为了人类的目的，从个人的角度来看，每个人都有自己的目标和目的。然而，对于整个人类群体来说，总的方向是要有更好的发展，做好整个氏族的延续和进化。至于种族的延续，一些科学家认为，随着人类数量的增加和地球环境的逐渐恶化，人类需要走出地球，寻找新的可居住的行星。在这方面，人类一直在与宇宙打交道。作者希望有一天人类能够掌握穿越大规模空间到达另一个可居住星球的技术。像太阳系这样的行星是否会被发现取决于人类的运气。

回到电影，尽管导演改编并重新创作了原著小说，并用自己的风格给它打上了烙印，但不能说这是一次失败的尝试。这是一部相对成功的改编电影。无论从电影剧本、镜头、色调调整来看，塔科夫斯基都表现出了更高的水准，虽然这不是他最好的电影，但也很不错。有些人认为前苏联的电影更“文学”，这部电影就是其中之一，显示了它独特的艺术性。有些人还说这部电影是假的科幻小说，而且真的假装是被迫的。每个人眼里都有不同的哈姆雷特。作者承认这一点，但是对于那些认为这部电影是假科幻的人来说，他们说一件事:你不理解它，请冷静下来再看一遍。

本期的标题是“人、宇宙、他者”。几千年来，人类一直对头顶的星空充满好奇。古人和现在我们都对宇宙有着特殊的爱。随着科学技术的发展，人类与宇宙的关系越来越密切。终于有一天，我们离开了地球，飞到了太空，到达了其他星球。也许有一天，我们真的会发现其他外星生命，那么人类、宇宙和其他生命之间会有什么关系呢？如果有一天到来，人类的信仰和世界观将发生翻天覆地的变化。另一方面，本标题中的“他者”不仅代表外星人，还包括人类与宇宙之间令人不安的联系，还包括人类与宇宙之外的事物。人类也许不能完全理解无所不包的宇宙，但人类有一颗探索的心，也许宇宙的尽头会有另一个折射在等着我们。

这是问题的结束。谢谢你的阅读。我们下次再见。

导演奖名单

1986

第39届戛纳电影节主要竞赛单元:金棕榈奖(提名)“牺牲”

第39届戛纳电影节主要竞赛单元评审团奖《牺牲》

第39届戛纳电影节菲比·Xi奖“牺牲”

第39届戛纳电影节天主教人文精神奖的牺牲

1983

第36届戛纳电影节主要竞赛单元:金棕榈奖(提名)“乡愁”

第36届戛纳电影节“思乡”主竞赛单元最佳导演

第三十六届戛纳电影节菲比·Xi奖《乡愁》

第36届戛纳电影节天主教人文精神奖“乡愁”

1980

第33届戛纳电影节天主教人文精神奖——特别提到“潜行者”

1972

第25届戛纳电影节主要竞赛单元:金棕榈奖(提名)“飞入太空”

第25届戛纳电影节“飞入太空”主要竞赛单元评审团奖

第25届戛纳电影节菲比·Xi奖“飞入太空”

1969

第22届戛纳电影节法比奥奖“安德烈·卢布列夫”

1、地球是我家人人爱护它，每人做一点，造福千万家！

2、爱青山，绿水，爱蓝天，白云，让生命在爱中每时每刻充满活力。

3、爱护环境，保护地球，让我们托起双手共同撑起一片蔚蓝的天空。

4、地球只有一个，爱护家园从我做起。

5、家园只有一个，地球不能克隆绿色是地球的本色。

6、天空是小鸟家，河流是鱼儿的家，地球是咱们的家。

7、保护环境，保护地球，就是保护人类自己。

8、为了地球上的生命，清除白色污染。

9、不乱扔垃圾，别四处污染，只有先清洁我们周围，才能清洁美丽的地球。

10、地球是人类之母，勿做竭泽而渔的子孙。

11、让我们为母亲来战斗，让我们为地球来战斗。

12、亿万双手动起来，绿色家园建起来。

毫无疑问，有了光，才有了我们现在色彩丰富的世界！然而宇宙中虽然有数量庞大的光源，却依然无法驱散宇宙的黑暗，因为宇宙实在太过庞大了！

黑暗的宇宙

根据科学家的计算，宇宙的平均密度只有1*10^-28千克/立方米，这个数字相当于每立方米的宇宙空间内只有十几个原子！也就是说，如果宇宙中的所有物质是平均分布的，那我们看到的宇宙将是一片黑暗，没有任何光线存在。

所幸宇宙中的绝大多数物质都形成了星系，但即使在物质高度密集的星系内部，也是一片黑暗！就拿我们的太阳系来讲，太阳发出的光远远无法照亮整个太阳系，尤其是太阳系边缘地带，更是黑暗无比。

黑暗的太阳系

可以想象，如果新视野号观测到的数据是正确的，那就意味着宇宙中的实际星系数量只有原先预估的十分之一！而如果将宇宙照片中的光源变为现在的十分之一，那就真的是星星点点了！

简介:在我们生活的地球上，热带雨林是分布最广、动植物种类最多的森林。它们与人类的生活环境密切相关。

在我们生活的地球上，热带雨林是分布最广、动植物种类最多的森林。它们与人类的生活环境密切相关。

热带雨林主要分布在东南亚、中非、南美北部和欧洲部分地区。在20世纪中叶之前，人类活动几乎没有涉及到它。那时，地球上的沙漠面积比现在小得多，动植物的种类和数量比现在多得多，自然灾害也少得多。在以前的进化史中，一种植物大约花了1000年才灭绝。但是到了1980年，它已经达到了每天一株植物灭绝的程度。进入20世纪90年代后，植物物种消失得更快，达到每小时一种。在已知的250，000多种开花植物中，2/3生长在热带地区，其中25，000种濒临灭绝。

世界银行发布的数据再次警告人们，从1993年到1998年的五年中，东南亚和南美洲的热带雨林面积减少了3.5%。

今天，全球热带雨林正以每分钟20公顷的速度被化学物质砍伐、烧毁或破坏。如果热带雨林的破坏得不到有效遏制，到2025年，生活在热带雨林中的25%的鸟类和植物将濒临灭绝，这是自然物种灭绝速度的10，000倍。

热带雨林在调节全球生态环境方面发挥着重要作用。一旦森林消失，沙漠将急剧扩大。大西洋沿岸的热带雨林只剩下2%，而邻近的秘鲁沙漠已经扩大。非洲的撒哈拉沙漠一直向南推进。干旱威胁着西非的沙漠草原，这也是由当地热带雨林的消失引起的。如今，地球上频繁的洪水、严重的干旱、变暖的气候和严重的沙漠化都与热带雨林面积的缩小有关。

热带雨林是一个天然基因库。根据专家调查，仅在南美洲的热带雨林中就发现了10，000种植物。如果森林继续遭到破坏，这些植物中的大部分将在人们找到并使用它们之前消失。植物不仅是我们所有食物和一半药物的来源，也是净化空气和制造氧气的天然“氧吧”。

热带雨林对人类来说实在太重要了。它的确是地球的宝贵资源。

海洋与陆地

1、海陆分布：

（1）运用地图和数据说出全球海陆所占比例：海洋占地球表面积的71％，陆地占地球表面积的29％。

（2）七大洲和四大洋的地理分布和概况

①七大洲：（面积从大到小）亚洲、非洲、北美洲、南美洲、南极洲、欧洲、大洋洲。

②四大洋：（面积从大到小）太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋

③洲界：亚洲与非洲：苏伊士运河北美洲与南美洲：巴拿马运河

亚洲与欧洲：乌拉尔山脉、乌拉尔河、里海、大高加索山脉、黑海、土耳其海峡

2、海陆变迁：

（1）改变地表的作用有来自内部（地壳运动、火山和地震）和来自外部（流水、风力、海浪和冰川）两种。

（2）知道板块构造学说，说出世界著名山系及火山、地震分布与板块运动的关系。

世界两大火山、地震带：a)地中海—喜马拉雅山火山地震带b)环太平洋火山地震带

（3）大陆漂移学说，魏格纳。

隐形眼镜边缘破了一点其实也是属于破损的，是不能够佩戴的，虽然隐形眼镜比较柔软，但是边缘破损了，其实也会形成锯齿状或者锐利的尖端，要是继续佩戴的话就容易伤害到角膜了。角膜受损了就会引起角膜瘢痕，如果在周边未必会影响视力，要是在瞳孔中央就会影响到视力了。

导致隐形眼镜破损的原因

隐形眼镜一旦脱水就很容易变干变硬了，这个时候就容易出现破损了，因此，我们在不佩戴隐形眼镜的时候就需要浸泡在护理液中。

佩戴者的指甲太长，在佩戴或者摘取隐形眼镜的时候就容易弄破隐形眼镜，因此，使用者一定要将指甲修剪好，另外，拿隐形眼镜的时候，用镊子的力度也要掌握起来，太用力就会造成破损了。

在放置隐形眼镜时，一定要确保隐形眼镜是放在盒子的正中间的，要是粘着盒子的边缘，拧盒子的时候就容易被拧进去而使得隐形眼镜受损了。

怎样区分隐形眼镜正反面

不少的朋友都不懂得区分隐形眼镜的正反面，最直接的方面就是观察了。将隐形眼镜取出放在指腹上，让隐形眼镜的最低点贴着指腹，四周会翘起的，从侧面看，如果像U型，上面的边缘是往内扣的话，那么就是正面了。如果是像一个倒着的草帽，最上面的边缘往外翻，那么就是反面了。

如果还是不懂得观察正方面，可以直接佩戴上，如果是正面的话佩戴以后会感觉比较舒服的，而有不舒服的话，那就是反面了。

带隐形眼镜要注意什么

在佩戴隐形眼镜之前一定要保持双手的洁净，不要留长指甲，否则会弄破隐形眼镜。在佩戴之前要检查隐形眼镜是否完整无损，要是出现破损就不能佩戴了。隐形眼镜有左右之分，佩戴前需要区分开来。每天佩戴隐形眼镜的时间需要控制，尤其是首次佩戴的朋友，佩戴的时间不能超过8个小时。

86．大爆炸宇宙学面临的困难

前面我们介绍了大爆炸宇宙学的建立和成就。从哈勃定律的发现，到宇宙原初核合成解决氦丰度问题和 3K 微波背景辐射的预言和发现，以及 COBE 卫星探测到的微波背景辐射的高度均匀性，使大爆炸宇宙学达到了光辉的顶峰。就像其他理论的命运一样，正是它取得辉煌成就的同时暴露了它的问题。

首先就是均匀性问题。宇宙为什么会如此均匀和各向同性？早先人们把宇宙的均匀性与各向同性作为一种假设。当成是为了简化模型便于求解的某种约定。但微波背景辐射的高度均匀性使这个先前的假设成为受到高度精确的观测检定的客观事实。这样一来它就不是这样想当然的事情。而应该是宇宙中各个部分各种相互作用反复作用的结果。有如两种物质混合在一起，开始总是不均匀的，由于两种物质的分子相互碰撞，经过一段时间后形成均匀的混合或化合物。有的情况下，两种物质不互溶，还得加上一定的物理的或化学的手段。天文观测已达到一百多亿光年的尺度，而且在这个尺度上宇宙是均匀的。那么在这个尺度范围内的各部分间应该已进行过充分的相互作用。按相对论，真空中的光速是任何物质运动及任何相互作用传播速度的上限。而宇宙的年龄也是有限的，因此在宇宙创生以来，物质间能进行相互作用的范围也是有限的。由此推之，宇宙的均匀范围也应该是有限的。一句话：如果大爆炸宇宙学严格成立，那么宇宙不应该如此均匀。这个均匀性问题，也可称为视界问题。通常视界包括观测视界和事件视界，前者是指观测过程中讯号以光速传播，因此一定时间内所能观测到的范围是有限的，后者是指同样条件下相互作用能到达的范围是有限的。

图 30 用时空图表示的视界问题。图中 to 是现在时间，P 表示我们今天所在的时空位置，而今天我们所收到的背景辐射分别来自图中 x 的正、负向即 A 和 B 所在的位置，而宇宙的各向同性意味着 A 和 B 具有相同的辐射性质且同处于宇宙时 tR。然而从宇宙开端到宇宙透明并开始发出背景辐射的时刻tB，有因果联系的范围 ab 是由条件 ab=2ctR 所决定的。这个范围就称为视界。作为一个自洽的理论体系应该有 ab≥AB。但按照大爆炸宇宙学只能得到相反的结果，即视界 ab 远远小于 AB。这就给大爆炸宇宙学带来困难。

第二个问题是平性问题。前面我们已介绍，宇宙的理论模型所描述的宇宙可以有三种可能情况：即开放的，封闭的和临界的。它们取决于宇宙的减速因子 qo 或者物质密度因子Ωo。很多观测事实表明 qo 十分接近 1/2，或者说Ωo。十分接近于 1。如此巨大的取值范围为什么恰好选择了这个临界值？仅用巧合是难以令人信服的。是否在宇宙的演化过程中存在某种调节机制使宇宙密度自然地到达这个数值。

在大爆炸模型与物理学中为了统一强、弱和电磁相互作用的大统一理论结合，成功地解释了宇宙中的光子和重子之比，同时合理地解释了重子和反重子间的不对称。但按大统一理论，宇宙早期会发生“真空相变”。通常我们习惯于把物理上的“真空”理解为一无所有的空间区域。而按现代物理学的理解，真空乃是各种物质场的基态，因此，它并非一无所有，而且可能有多重不同的真空态。设想自然界中有一种场，并用δ描述该场的场强。一般说来，“空的空间”应该相应于δ=0，即处于真空态时场强为零。所以，从现代粒子物理观点来看，真空之所以相应于δ=0，不在于它是一无所有的“空”，而在于δ≠0 状态的能量比它高。图 31 给出了一种场的能量随δ取值而变化的曲线，δ =0 能量是极小，故对应于基态，即真空态。我们已说过，真空态并不是唯一的。如果δ场的能量曲线是如图 32 所示，那么真空态就可能有两个，即δ= δo 和δ=-δo。对于这样一条曲线，δ=0 也仍然是个极值。但它是极大值，故此时对于δ=0 的态是不稳定的。一种场强δ的能量曲线一般说来是温度的函数。如果存在某个临界温度 To，当实际温度高于它时，能量曲线由图 31 表示，反之则由图 32 表示。此时真空态在温度下降过程中就会从一种稳定状态过渡到不稳定的状态，并将发生所谓的“真空相变”。而按大统一理论，这个相变过程中将有大量的“磁单极子”产生。我们在现实世界中所观察到的只有电荷，但无磁荷。也就是说，没有磁单极存在。但从理论上考察磁单极子是可能存在的，且按大统一理论，在宇宙大爆炸过程中，这种磁单极会大量产生。1982 年美国斯坦福大学的卡伯来拉曾宣称他们已探测到了一个磁单极事件。可惜 10 多年过去了，不仅别人，就连他们自己也再没能重复这种探测。于是大爆炸宇宙学又面临一个“磁单极”问题。当然，这个问题也可能是大统一理论本身的。

此外，大爆炸宇宙模型认为宇宙起源于时空奇点的爆炸。但它本身不能解决“奇点”问题。这也是给大爆炸宇宙学带来的疑难。

87．暴胀宇宙的成就和困难

1981 年，美国物理学家古斯提出了一种摆脱困境的有效途径，就是“宇宙暴胀”。他原本是借助经济上的通货膨胀（in-flation）一词得来。暴胀模型和通货膨胀之间确实也存在某种可以类比之处。

在社会的经济发展过程中，失业率和通货膨胀率之间是一对矛盾因素。想要压低通货膨胀率，势必要增加失业率；而人为地压低失业率又会增加通货膨胀率。理论研究表明，膨胀宇宙中磁单极子的产生率和宇宙膨胀率之间也是这样一对矛盾因素。宇宙的膨胀率越低，磁单极子的产生率就越高。而为了压低磁单极的产生率（以适应实际上并未观察到磁单极子的客观事实）就必须有很高的宇宙膨胀率。

暴胀模型认为，当宇宙的温度下降到某一个临界值 Tc，甚至 T

在图 33 所示的模型中，人们把δ=0 处的真空态称为假真空态，而δ=δ o 的真空态称为真真空态，两者间过渡时的相变是通过真真空泡的形成而迅速发生的。按量子理论，假真空只能通过隧道效应来衰变；而这是一个局域过程，新相的泡是在旧相之内无规形成的，因此，不可能同时产生。因此，即令每个泡都以光速膨胀，后发生的宇宙泡将小于可观测宇宙的尺度。也就是说，在可观测宇宙之内将存在一些小泡。这些泡间互相碰撞，直到整个宇宙变成新相。但由于宇宙膨胀得如此之快，使这些泡之间只能互相远离，不能结合在一起。结果使宇宙变成一种非常不一致的状态，破坏了它的均匀性，这与观测事实矛盾。

为了克服上述困难，林德于 1982 年提出了对古思暴胀模型的修正方案，现在人们称这些方案为新暴胀模型。这个模型假设：如果每个泡泡都如此之大，以致我们宇宙的区域被整个地包含在一个单独的泡之中，则可避免泡泡不能合并在一起的困难。研究表明，这要求宇宙由对称相向对称破缺相过渡变化必须在泡泡中进行得十分缓慢，而按粒子物理中的大统一理论，这种过程是相当可能实现的。但不少研究又表明对于极早期宇宙是否真存在这类所需要的相变是很值得怀疑的。林德在 1983 年又提出了一个更好的混沌暴胀模型。此模型不用相变和过冷，而代之以存在一个自旋为 0 的场。我们知道每一个基本粒子除了有具有质量、电荷外还有宇称、自旋、磁矩等物理特征量。这些量虽然可以与经典物理量类比，但并不完全一致。例如自旋它尽管可以表现出经典动量矩的特征，但基本粒子的自旋却是一个量子化的量。在经典物理学中，一个矢量可以指向任何方向。相对于人们称为 Z 轴的某方向，经典角动量矢量可以取不同的角度。但是，在基本粒子的量子物理学中，一旦选定了 Z 轴，角动量矢量的方向就不是任意的了。它只允许指向几个固定的方向，这些角度的数量与矢量的长度有关。不同的自旋量将粒子分成了不同类型。粒子的自旋量子数为 1／2 的整数倍。在四大类粒子中，光子的自旋为1，统计性质上是玻色子；轻子和重子的自旋为 1／2，是费米子；而介子的自旋为 0，也是玻色子。自旋为 0 的场的量子涨落，在早期宇宙的某些区域有大的场量。在那些区域中，场的能量起到宇宙常数的作用，它具有排斥的引力效应，因此使得这些区域以暴胀形式膨胀。当它们膨胀时，其场的能量慢慢地减小，直到暴胀改变到犹如热大爆炸模型中的膨胀时为止。这些区域之一就成为我们观测到的宇宙。这个模型既具有早先暴胀宇宙模型的所有的优点，但它不是取决于使人生疑的相变，并且还能给出微波背景辐射的温度起伏，其幅度与观测相符合。

这样，按暴胀宇宙模型，当宇宙处于 10-35 秒～10-32 秒间，宇宙经历过一个急剧地膨胀阶段，宇宙尺度增长的幅度达 50～60 个量级。这样一来，大爆炸宇宙学的因果疑难，平性困难都自然地解决了。但奇点问题等，暴胀宇宙任未加以解决。

88．中微子有静质量吗

本书中我们已多次提及中微子，一开始就介绍了中微子天文学，后来又介绍了太阳中微子之谜。我想读者会有一个很深的印象，相信中微子在天体物理学中确实起着十分重要的作用。但究竟“什么是中微子？”也许不少读者仍不十分明确。人们可以毫不含糊地说：中微子是一种基本粒子。它具有物理学中其他基本粒子所具有的性质。人们常说：1931 年泡利“发明了”中微子。也许不少读者认为，科学家进入实验室时，是不带任何成见的，并忠实地报告他的见闻。他们或许想象，科学家像一个优秀的捕鸟人，一个新的粒子发现好比是捕捉到了一种新的珍禽。

实际上，科学上的新发现，特别是近代物理学中，差不多总是与上面的叙述相反。科学家往往总是带着一定的成见走进实验室。这些成见就是他们所接受的科学原理，在他们进行实验前总认为这些原理是正确无误的。物理学中的绝大多数实验，都是想证实理论所预言的结果。就像天文学家预言了海王星的存在，人们按其指示的方位和时间去等待它的出现那样。现代的物理学家绝不会像守株待兔的农夫，呆在树下等待某只不小心的野兔撞死在树下。当科学家发现某一现象与他的固有看法相抵触时，最振奋人心的发现就出现了，而一位优秀的科学家的特点，就是他能取得十分可靠的结果，因而他能坚信他自己的结果，而不致于陷入先入为主的下意识观念。

在泡利发明中微子之前，人们已清楚地从实验认识到，在β衰变中发射出的电子能量并不固定。这个实验事实只有两种可能解释：不是能量和动量不守恒，就是β衰变并不是双体的，即除电子和核外，还要放出别的粒子。当时，包括玻尔在内的一些物理学家，曾打算在β衰变中放弃能量守恒与动量守恒等概念。而泡利深信守恒定律的普适性，他不相信在自然界中唯独β衰变过程不遵从守恒定律。他提出的这个附加粒子后来费米把它叫做“中微子”。费米建立了第一个定量的中微子理论。他假设存在着一种看不见但遵从量子力学一般规律的粒子，并由此建立起与很多实验相吻合的β衰变理论。按费米理论，通过对β衰变中发射出的电子能量极大值的测量，如果已知电子、母核与子核的质量，我们就能知道中微子的质量。这是用非零值的未知中微子质改写能和动量守恒方程的结果。然而，测量中微子质量远非表面上看来那么容易，以至中微子的质量至今仍是一个大的谜团。但最简洁和最漂亮的中微子理论是以其静质量准确地为零的假设出发而得到的，这是当时物理学家一致公认的结果。

1980 年，一些粒子物理学家宣称，中微子的静止质量可能不为零，前苏联的一个实验小组则更具体地宣布：电子中微子的静质量约为 6×10-32 克。这个消息，在当时，在天体物理学界的反响远远大于粒子物理学界。

原来中微子不是重子，通常天文学家所观测到的天体的各种辐射都是与重子物质有关的。理论分析表明，在宇宙中，中微子的数量远远多于重子物质的数量。只要每一个中微子有很小的静质量，其总和就会远远大于重子物质成分的质量，成为宇宙质量中的主导成分。粗略地说，在目前的宇宙中光子的数目和中微子的数目大体相等，每立方厘米的体积中大约有 400 个。每个光子的平均质量为 1.1×10-36 克。所以，光子对宇宙平均质量密度的贡献

为

1.1×10-36×400=4.4×10-34（克／厘米 3）＜＜ρc

如果中微子的静质量为零，则它对宇宙平均质量密度的贡献不会超过光子的贡献。但若中微子果真有上面所述的静质量，则它对宇宙平均质量密度的贡献将为

6×10-32×400=2.4×10-29（克／厘米 3）＞ρc

即，仅中微子的质量贡献就使宇宙的平均物质密度超过了宇宙的临界密度，从而可能使宇宙是封闭的。小小的中微子竟可能决定整个宇宙的命运！尽管中微子的静质量至今仍是一个未解之谜，但是，关于中微子静质量的风波却引出了天体物理学中的一个新的研究领域——宇宙中的暗物质。它是一个有待天体物理和粒子物理共同去开发的新天地。粒子物理学家希望在这个新领域中找到或证实他们所预言的许多“暗”粒子。

89．热暗物质，温暗物质和冷暗物质

80  年代兴起的超对称、超引力等理论，预言了很多新粒子。它们都不是重子，它们大都不参与电磁作用，或只有很弱的相互作用，极难甚至不可能在现今的实验室中发现它们。而这样一些粒子如果真实存在，它们也将像有静质量的中微子那样为宇宙的平均物质质量密度做贡献。也就是说，或许正是这些粒子组成了宇宙中的各种不可能发光的各种“暗”物质。下面的表给出了暗物质可能候选者的名单：

由表可以看出，多数的候选者都是微粒子。所以说，如果这种理论正确，那么宇宙中百分之九十的物质将由不可能发光的微子组成，而不是迄今为止天文学家所直接观测到的发光物质。也就是说，宇宙中的绝大部分成员都是伟大的哑巴！而我们前面所介绍的形形色色的天体歌星仅是其中的少数佼佼者！

也许有的读者会说，既然是观测不到的东西，我们为什么还要去研究它们呢？天文学不是以观测为基础吗？研究表明，具有静质量的微粒子虽然不可能发光，因而不能被人们直接观测到。但它们在宇宙的演化，特别是在宇宙大尺度结构的形成过程中扮演了极重要的角色。我们已说过，微粒子很少能与普通重子物质发生相互作用。因此，在极早期宇宙的极高温和高压下各种物质高度混合的物质“浓汤”中，各种微粒子会首先“逃”出浓汤而“独立”，天文学家称之为“退耦”（即不再与浓汤中的物质发生碰撞或其他相互作用）。而这些游离的微粒子在引力的作用下会成团。这些团当然不会产生什么观测效应，但其引力却形成了一种“看不见的团聚力”，它像化学反应中的“触媒剂”那样，促使后来退耦的重子物质很快成团，从而有效地改变了宇宙的大尺度结构和星系的形成进程。研究表明，对于具有不同静质量的微粒子，这种影响是极不相同的。为此，人们将由各种微粒子组成的暗物质按其质量大小分成三种不同类型。取其典型质量为 10eV、1keV 和 1GeV 分别称之为热暗物质、温暗物质和冷暗物质。由于这些粒子的质量都非常小，它们都是相对论性的，即总是以极接近光的速度运动。按相对论，静质量越小的粒子运动速度越接近光速。其特点是退耦早，因而开始成团的时间早。但它容易抹平一些小尺度的重子物质的成团。这一点与宇宙中存在多种小尺度结构的观测事实不相符合。因此，天文学家很快就对热暗物质失去了兴趣。冷暗物质虽然有能保存小尺度结构的优点，一度是天文学家所偏爱的选择，但由于它退耦时间晚，致使宇宙中各种尺度结构的形成时间过长，以至按严格的理论计算星系等结构至今尚未完全形成。这也与观测事实不符。当然，在考虑宇宙大尺度结构形成中除了暗物质成分因素外，尚需考虑各种动力学和热力学等因素。

90．暗物质存在的观测依据是什么——星系周围物质的转动曲线

也许读者会感到暗物质像一个“幽灵”，它几乎无所不在而又捉摸不住。实际上由于暗物质仍参与引力相互作用。因此，能通过引力效应间接地证实暗物质的存在。所谓星系的转动曲线，是指围绕漩涡星系转动物体的速度与其半径的关系。它就是天文学家证实暗物质存在的基本观测依据。

对于一个旋转的刚体某一点的转动速度与其到转心的距离成正比。而对于太阳系，行星绕太阳的转动速度与行星的轨道半径的平方根成反比，即距太阳越远的行星，转动速度越小。这也是开普勒定律中的一条。它对于任何绕一个大质量的中心物体作转动的运动都是适用的。因此，如果一个星系中的质量都集中在发光区，那么，发光区之外的物体的转动速度也应当遵从上述的开普勒定律：距星系中心越远的物体，转动速度应越小。

观测结果却与开普勒定律完全不同。图 34 显示了一些星系由 21 厘米射电波观测所得到的旋转曲线。它们表明：在大量的星系的发光区之外，物体的转动速度几乎与距离无关。也就是说，在距星系不同距离上的物体，竟然具有相同的转动速度！对于这个“反常”的观测结果的唯一可能解释是：在星系周围的空间里，并不是真空，而是存在着质量相当可观的物质晕。这些晕是不发光的，不可视的。在我们介绍银河系时也曾提及这一点。实际上， 1983 年曾发现，在距银心 20 万光年的距离上，有一颗名为 R15 的星，其视向速度高达 465 公里／秒。要产生如此大的速度，也表明银河系的总质量也至少比光学区的质量大十倍，即银河系的质量中也有百分之九十是属于暗物质。这些暗物质究竟是属于什么性质的物质？天文学家常把这个问题称为宇宙的质量短缺。

一种很自然的猜想是暗物质由弥漫的气体所贡献。在银河系中确实有不少的气体云，那么星系际空间是否也有类似的这类气态物质呢？简单的分析表明，只要在星系团中平均每平方厘米体积中有 1／100 个氢原子，其总质量贡献就足以解释星系旋转曲线的观测结果。这种物质密度若放在地球上的实验室可称得上是很好的真空条件了，的确可以说是不可视的，即很难加以测量。可是对于天文观测来说，这种密度已经算是很高的了。

物理学研究表明，中性的氢气会发射或吸收波长为 21 厘米的射电波，探测这种信号的分布就可以判断氢气的分布和密度。而在射电背景辐射中没有搜寻到 21 厘米的发射线，在一些射电源的谱中也没有 21 厘米的吸收线。分析这些观测结果表明，氢气的密度决不高于每立方厘米百分之一这个数值。通过更精确的可见光波段的类似观测可断定在星系际空间氢原子的密度不会高于每立方厘米 10-12。至于其他元素如锂、碳、氧、镁、铝、硅、硫和铁等的原子的密度也不可能超过氢气的密度。

通过对星系团中 x 射线观测的分析可知，电离气体的密度也很小，以至不足以用电离气体来说明质量短缺的所在。如果短缺质量以尘埃形式存在，则它会引起星光的昏暗。通过定量的分析估计，弥散尘埃的质量最多只占星系团中恒星质量的百分之一。理论上的各种分析也排斥了短缺质量由“死亡了”的恒星提供的可能性。一句话，宇宙中的短缺质量绝不可能是由重子物质构成的。前面所介绍的非重子暗物质刚好可能填补这个短缺！这正是天文学家热衷于非重子“暗物质”的基本原因。

91．引力透镜——光在宇宙空间中如何传播

光线在宇宙空间如何转播！这也是个问题吗？光线在真空中走直线，这还有什么疑惑吗？爱因斯坦所建立的广义相对论其三大经典验证中有两个是涉及光的传递性质的。其一是光线的引力红移，它表明光在离开引力场时与一般物质一样，会损失能量。而按光量子理论，光子在损失能量后波长增加故红化，这种效应称为引力红移。它被大量的恒星的光谱观测结果所证实。广义相对论关于光的传递性质的第二个预言是光线的引力弯曲。它指出，光线在从一个引力场经过时会像其他物质粒子一样因受到引力吸引而使其轨道弯曲。图 35 就是一束来自遥远天体的星光在经过太阳附近时被太阳所弯曲的示意图。1919 年 5 月 29 日非洲发生日全食，英国天文学家爱丁顿发起，两个英国远征队去进行观测，一队到非洲西海岸，一队到巴西北部。他们带回了大量的太阳附近的恒星观测照片。从这些照片的结果分析，证实了爱因斯坦所预言的结果是正确的。

如果一个遥远的天体，其星光在向地球传递的过程中，经过了一个足够大的质量由于光线的对称偏转很像通过了一个凸透镜而产生的聚焦现象，天文学家把它称为引力透镜现象。引力透镜效应引起了很多有趣的天文现象。最典型的事例是“双类星体”现象。在已观到的七千多个类星体的样本中，有很多双类星体现象。所谓双类星体是在方位位置上相距很近（往往视角差只有几角分），而其他性质极接近甚至完全相同的两颗类星体。例如，类星体 Q0957＋561A，B 它们的红移均为 z=1.41，而在其视线上发现了一个红移为 z=0.36 的插入星系其视星等为 18.49、视角半径为 0.24″、椭率为 0.13。这充分证明了这两颗类星体就是一个类星体通过引力透镜现象所形成的双像。对于其他双类星体也有类似的发现。这些观测发现引起了人们对于引力透镜现象的兴趣。刚才说的双类星体现象，可以说是通过点质量成像的事例。爱因斯坦曾预言在一种很对称的情况下一个点光源通过引力透镜现象可能形成一个光环。当然他本人也曾指出这种现象的产生几率很小。近些年来通过欧洲南方天文台 3.5 米新技术望远镜确实发现了光环的事例。

为了证实宇宙弦的存在人们也寻找链状物质分布导致引力透镜成像的特征。在这种情况下一个小天区内可能观测到多个双像。如果在一个天区研究光线传递的整体特征，人们可以分析这局部天区的物质质量分布，其中当然也包括各种暗物质的质量。近几年来，天文学家为此进行了“微引力透镜”效应的研究。如果一个遥远的光源的光的传递路径中插入了某个天体，则该天体的引力也有可能像凸透镜的聚焦效应那样引起光源的亮度增加。倘若这个天体在运动，则这种亮度增加会随时间变化。当天体接近某一个位置时亮度逐渐增加，而到达这个位置时亮度达最大，然后天体远离这个位置，亮度又逐渐变小。这样一来遥远的光源好像是发生了一个随时间变化十分对称的光变。天文学家通过巡天观测，的确发现了几个这种光变的事例，为研究宇宙中的物质质量分布提供了极有价值的新途径。但这个方案研究的初步结果似乎是否定非重子暗物质的存在。

在宇宙产生之初，产生了不均匀的物质。在后来宇宙膨胀过程中，这些不均匀的物质由于引力的作用，逐渐收缩成一个个“岛屿”，这就是星系，人们将其形象地称作“宇宙岛”或“岛宇宙”。

提起宇宙岛，可追溯到意大利布鲁诺关于宇宙中恒星世界的构想。1755年，德国哲学家康德认为宇宙中有无限多的星系，这就是宇宙岛假说的渊源。天文学家通过观测，看到许多雾状的云团，便猜测可能是由很多恒星构成的，只是离得太远，人们无法一一分辨出。

英国天文学家赫歇尔首先发现许多星云可分解成恒星群，后来又发现一些星云无法分解，于是他提出了星系并非宇宙岛的观点。

到了19世纪，人们借助更大的望远镜进行更仔细的观测，特别是分光术的应用，使人们对星云的观测有了极大的进步。只是困于赫歇尔的影响，人们对宇宙岛与星云的关系仍然缺乏正确的认识。

进入20世纪，在美国引起了关于宇宙岛的争论。人文学家柯蒂斯认为宇宙岛是河外星系，否则它们就是银河系的成员。另一位大文学家沙普利提出与柯蒂斯不同的观点。在20年代，他们展开激烈的争论。后来，哈勃进行了更精确的测量，证明了河外星系的存在，这样，关于宇宙岛的争论才告结束。

现在人们观测到的河外星系已达上万个，最远者距银河系达70亿光年。估计河外星系数目大得惊人，若画一个半径达20亿光年的圆球，其内含有约30亿个星系，每个星系都包含着数以千亿计的恒星。

关于宇宙中的宇宙岛从何处漂移过来的问题，目前仍有很多的争论。关于星系起源的理论更有很多，有代表性的是引力不稳定性假说和宇宙湍流假说。前者认为，在30亿年间，星系团物质由于引力的不稳定而形成原星系，并进一步形成星系或恒星；后者认为，宇宙膨胀时形成旋涡，它可以阻止膨胀，并在旋涡处形成原星系。二者都认为星系形成了100亿年，但与其他一些关于星系起源的观点一样虽然都产生了深远的影响，却都不能完整科学地解释宇宙岛理论。

iPhonex微信地球怎么是椭圆?相信小伙伴们一定很好奇，下面小编为大家带来了iPhonex椭圆地球形象原因介绍，感兴趣的小伙伴赶紧跟着小编一起来看看吧。

iPhonex微信地球是椭圆的情况介绍：

苹果iPhone x在今天首发，不少的软件都已经在其发布之前对新的刘海屏进行了适配，但用户常用软件微信却没有提前上传升级包，于是用户下载的微信最终变成了上图这样：

在今天临近中午，微信官方火速对iOS版微信进行了更新，最新版的版本号为v6.5.21，主要是适配了iPhone X的屏幕，更新之后你再也不会见到上图这样的椭圆地球形象。

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简介:不管怎样，我们都可以排除地球的水来自宇宙礼物的想法。即使宇宙中有水，它也会被紫外线分解成氢和氧，并且根本无法到达地球。

地球上的水存在于大约46亿年前，那时地球刚刚诞生，这可以通过地球上最古老的岩石中的岩石堆积得到证实。太阳系中唯一有水的行星是地球。关于地球上的水是如何产生的，有两种观点。

首先，在地球诞生的最初阶段，原始的水以水蒸气的形式与大气成分如氮一起形成了海洋。

第二，氙是地球上一种惰性重气体，比太阳系中的其他大气要少得多。也就是说，地球上太阳系的原始大气层已经消失，取而代之的是从地球内部喷射出来的气体，它构成了地球的大气层。可以说地球上的水是由这种水蒸气形成的。

总之，两种理论都可以排除地球的水来自宇宙礼物的想法。即使宇宙中有水，它也会被紫外线分解成氢和氧，并且根本无法到达地球。

龙珠超宇宙大猩猩怎么打 无伤碾压大猩猩攻略

《龙珠：超宇宙》是由DIMPS开发、Namco Bandai发行的一款格斗竞技类游戏，日版于2015年2月05日在日本发行。为《七龙珠》系列游戏。那么龙珠超宇宙大猩猩怎么打?下面给大家带来《龙珠超宇宙》无伤打大猩猩方法，无需等级!就算1级也能打。

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所需准备，单人即可，熟练使用抓取(防御键+气弹攻击键)，时刻准备3格气。

巨猿出场后，锁定巨猿的尾巴，绕后，呆在尾巴旁边(不能太近，因为巨猿有一种攻击是尾巴两边甩)。

注意巨猿的攻击姿势，一旦巨猿打算攻击，立刻使用方向键+按一下Shift键 突进到尾巴旁边，对尾巴使用抓取。(因为是巨猿攻击的时刻，所以是破绽攻击，必定抓取成功。)减少巨猿45%左右的体力。3次成功抓取必定破防。

破防之后立刻对尾巴甩一个究极技。然后到尾巴旁边用抓取，1级也能秒巨猿。