天文学新发现精选(九篇)

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第1篇：天文学新发现范文

这一发现让天文学家兴奋不已，因为这预示着，我们能从这里面找到更多可能存在生命迹象的行星。这不，没过多久，4月17日出版的《科学》杂志就刊文称，天文学家发现了迄今为止人类寻找到的最像地球的行星“开普勒-186f”。这个最新被发现的星球看起来正适合我们所知的生命存在条件，不太大又不太小，不太冷又不太热。发现它的，正是开普勒望远镜。

开普勒望远镜于2009年3月6日发射升空，是世界上首个专用于搜寻系外类地行星的航天器。如今，它已经交出了一份漂亮的答卷。

在它之前发现的系外行星

在宇宙中寻找类地行星和地外文明，是人类自古以来就有的愿望。只是在技术落后的过去，这一愿望仅能停留在丰富的想象之中。自1995年10月6日两位瑞士天文学家发现太阳系外第一颗行星后，人类才看到了实现这一愿望的曙光。从那时起，世界科学界发现系外行星的步伐加快了。到1998年末，天文学家在太阳系外发现的行星总数已达26颗。

1999年1月7日，美国天文学会宣布，根据哈勃太空望远镜的最新发现，宇宙约有1 250亿个星系，银河系仅是其中的一个普通星系，太阳仅是银河系3 000多亿颗恒星中的普通一颗。这大大增强了科学家寻找系外类地行星的信心。

几乎在同时，一个国际天文研究小组宣布，他们于1998年7月发现了太阳系外第一颗类地行星，也是人类发现的第27颗系外行星。该星的直径稍大于地球，质量亦比地球稍重一点，并围绕着1颗热度与太阳一样的恒星运行，两者距离为1～4个天文单位，这个距离对维持生命来说恰到好处。太阳系中日-地平均距离1.496亿千米，被定义为1个天文单位，这是使地球具有生命所需温度的重要因素。显而易见，要在宇宙中寻找生命，就要搜索与恒星距离接近1个天文单位的位于宜居带的类地行星。在太阳系，宜居带被认为是从0.95个天文单位延伸至1.37个天文单位的区域。

截至2009年3月初，科学家共发现了342颗系外行星，其中仅有7颗类地行星，其他基本属于体积较大、由气体组成的类似木星的行星，均不适合孕育生命。发射开普勒太空望远镜的目的，就是为了让它在绕行太阳的轨道上寻找更多的系外类地行星，并查看是否具备存活外星生命的条件。

“开普勒”交卷之后已经坏了

以德国天文学家约翰内斯・开普勒命名的太空望远镜，外形呈圆筒状，直径2.7米，长4.7米，内部仅装1台迄今世界最大的光度计，结构较为简单而灵敏度极高。光度计是一台直径为0.95米的施密特望远镜，在透镜后面装有一排由42块CCD图像传感器组成的接收器。每块CCD尺寸为50毫米×25毫米，像素为2 200×1 024，这使整个接收器相当于一个具有9 461万像素的数码相机。观测的数据将以连续的方式不间断地存储下来，每月向地球传回一次。这些数据资料被地面站接收后，最终被传送到美国的太空望远镜科学院，再由美国航天局的艾姆斯研究中心进行科学分析。

开普勒计划本来为期3.5年，在2012年4月，美国航天局决定将该计划延长至2016年。不料在2012年7月和2013年5月14日，开普勒望远镜4只反应轮中的两只先后停止工作，反应轮主要帮助控制望远镜的方向，坏了两只意味着开普勒望远镜将不能指向想要指向的地方，不能收集数据。因为开普勒望远镜现距离地球6 400万千米，路途遥远，无法派机器人或航天员前去修理，美国航天局被迫于2013年8月15日宣布放弃修复开普勒望远镜。该设备由此结束搜寻系外行星的主要任务，但它仍可能被用于其他太空观测科研工作，继续发挥作用。

但是，即便开普勒望远镜结束数据收集的工作，它已搜集到的那些数据也够地面人员忙活一两年的，艾姆斯研究中心首席科学家威廉・博鲁茨基当时就说：“我认为，最有趣、最激动人心的发现将在今后两年内出现，这一项目没有结束。”

“打包”发现系外行星

果不其然，经过长期的分析研究，天文学家确认，由开普勒望远镜发现的715颗候选太阳系外行星被证实为行星。开普勒望远镜此前发现过246颗系外星球，这一数字现在已经剧增到961颗，比过去19年内人类发现的总数789颗还多，使已知太阳系外行星总数已达1 750颗，从而得出了本文开头所讲的结论。

这份根据开普勒望远镜在2009年至2011年间采集的数据编纂的新系外行星花名册意味着，多行星系统在太空望远镜持续监控的15万颗恒星中是相对较为常见的。研究人员表示，过去科学家寻找系外行星通常是“一个一个分析的艰苦过程”，一次只能发现一颗或少数几颗，而他们利用一颗恒星通常有多颗行星绕转的特点，开发出一种“多重性确认”统计学技术，使得一次性“大批量”确认系外行星成为可能。这715颗行星分布在约305个多行星系统中，并配有太阳系的类地行星所具有的圆形轨道，但排列要更加紧密。

第2篇：天文学新发现范文

大多数星系团是宇宙中最大的结构体。在很久以前，在孕育出它们所能形成的许多恒星后，它们中的绝大多数现在都是“呈现红色并已经死去了”。但从理论上来说，根据新的恒星所发出的蓝色光线，星系团的形成应该有一种处于冷却的状态。

这个被正式命名为SPT-CLJ2344-4243的星系团距离我们大约70亿光年。研究者根据它所在的星座重新为它命名，它拥有的质量相当于大约2500万亿个太阳。

就如同行星被认为是由恒星形成后周边的物质聚合所构成的那样，星系团也被认为是通过巨大的星系合并而成的。目光敏锐的天文学家不止一次地设法得到了一些有关这类合并事件的图像。

理论上认为，除了中央有一个黑洞外，星系团在它的核心还存在大量的气体，这些气体来自附近的星系和超新星。星系团的核心最终将冷却下来以至于可以聚集在一起，并开始新的恒星形成过程。但是，天文学家目前只观测到星系团核心部分呈现红色和已经死亡的区域，没有太多的证据来证明这个理论上的“冷却流说”。

但从位于南极洲的南极望远镜和位于太空的钱德拉x射线望远镜的观测结果，天文学家在许多新发现的星系团中找到一个很明亮的。美国麻省理工学院的一个国际领先的研究队伍利用位于世界各地的10台不同的望远镜，从每个望远镜中观测到光线中不同的颜色，以描绘出这个令人惊奇的凤凰座星系团的特性。凤凰座星系团在紫外光谱中呈现出特别明亮的射线，对应着成百上千个年轻的恒星，这表明每年约有740颗新恒星诞生了。

麻省理工学院的迈克尔·麦克唐纳表示：“它不仅是宇宙中X射线最明亮的星系团，而且它中间质量巨大的星系正以无可比拟的速度正在形成恒星”

这些发现揭示了所有大型星系核心部分的超质量黑洞之间的相互作用，以及它们周围浩瀚的气体包围。

这些黑洞是宇宙间“拔河比赛的王者”，它们的重力把物质吸进去，但电喷射出巨大的能量。这些能量升高了周围气体的温度，并把这些气体保持在一定距离之外。

研究人员相信，在他们观测的时候，凤凰座星系团中央核心的黑洞一定没有放射出太多的能量。

第3篇：天文学新发现范文

从牛顿到罗斯，在反射望远镜将近两个世纪的历史中，金属做的镜子乃是前进的障碍。铸镜用的青铜易于腐蚀，不得不定期重新抛光，结果消耗了大量时间和劳动。有些金属耐腐蚀性好，却比青铜要重，而且昂贵。

玻璃重量轻，价格低廉，耐腐蚀，能够抛得很光洁，又比金属容易研磨成形。其实在早期望远镜的同时代，就已经有那种在玻璃后面贴一个金属背板类型的镜子了，就像现在家用的镜子那样。但这种镜子没法用在望远镜上，因为光线在金属背板上反射之前和之后都要通过一定厚度的玻璃，这就会使得图像变得模糊。

1856年一名叫尤斯图斯・冯・李比希(Justus von Liebig，1803～1873)的德国化学家利用新发现的一种化学反应，实现了在玻璃表面覆盖一个薄薄的银层，从而发明了新的制镜方法――只要将银镀到玻璃上再加以抛光就可以了。那年晚些时候，德国物理学家卡尔・奥古斯特・冯・斯坦黑尔(Carl August von Steinheil，1801～1870)使用这种工艺制作反射镜，将银层涂在镜子的正面。

第二年法国物理学家雷昂・傅科(Jean Bernard Leon Foucault，1819～1868)独立将一面10.16厘米的抛物面镜子镀上银层，他将望远镜放在了一台赤道仪上。同年傅科前往都柏林向英国天文学界宣读他的论文《银质玻璃望远镜镜片》。后来傅科还发明了测量镜面形状的更好方法，这种方法虽与早期磨镜者们使用的检测法类似，但拥有非常高的精度，磨制出正确的镜面形状变得容易了。

这样天文学家们获得了一种既轻又便宜的玻璃镜面，而且比金属镜面能多反射一半的光。尽管银层仍然会因氧化而变黑，但重新镀银远比重新抛光金属镜面容易。玻璃反射镜熠熠生辉，孕育了巨型反射望远镜的时代的到来。

墨尔本1.22米望远镜――最后的大型金属镜面反射镜

1862年，澳大利亚的当局决定建造一架大型望远镜，用以研究南天的星云，在当时尚不清楚这种云雾状的天体是什么。由包括罗斯伯爵在内的天文学家和望远镜制造商组成了一个委员会来确定望远镜的设计方案。大部分的天文台部建在北半球，南天很多部分还没有被观测过，所以这架位于南半球的望远镜将能够帮助人们获得完整的天空图景。

委员会确定了一个直径1.22米的卡赛格林式望远镜的方案。虽然在当时玻璃反射镜已经越来越普及了，委员会还是倾向于使用金属的反射镜，因为他们觉得在当地的气候条件下玻璃镜面的银镀层比金属镜面更容易氧化、分解和腐蚀，而且这样一架沉重巨大的玻璃望远镜难于操纵。

很快他们就为当初的决定而后悔了，因为当1877年金属镜面因为严重锈蚀而需要重新抛光时，整个镜子必须运回位于爱尔兰的原来的制造厂才能做处理。于是天文台的主管自学了一番如何抛光金属镜，然后亲自动手尝试。虽然抛光成功，但是他无法精确地检测抛光后的镜面精度是否符合要求，此后这架望远镜一直未能重新正常工作。

这架墨尔本望远镜只用了15年，而很多比它早的望远镜直到现在还能使用。这次失误标志着望远镜发展史上的一个转折点，墨尔本望远镜也成为最后一架大型金属镜面反射望远镜。这次失败的影响之大，使得此后的三十年里天文学家们都在避免建造大型反射望远镜

天体摄影

驱使天文学家将天文台建在高海拔地区的另一个原因是天体摄影的需要。与原来的绘图观测相比，天体摄影提供了一种迅速而客观准确地记录观测结果的方法。同时，摄影术能帮助天文学家们观测那些即便用了巨型望远镜肉眼也无法看到的暗弱天体。无论一个人用眼睛注视目镜中的星点多久，他也无法看到比他的视觉极限还暗的那些东西。但照相底片却能把照到它上面的所有光，不管有多暗，部记录下来。如果图像很暗，只要将曝光时间足够延长，就可能拍摄下来。

天文学家发现如果把望远镜架设在高山之上，那里有非常黑暗的天空，只有星光在闪耀，周围没有其他的光亮，就可以拍摄到很多肉眼无法看到的星星和天体的照片。最终，所有的天文望远镜都开始使用照相的方式观测。现在的专业天文望远镜上已经没有目镜，代之以照相装置和其他观测设备。

第4篇：天文学新发现范文

——新华社

木星外发现新彗星

据国外媒体报道，全世界的天文学家正密切注意一颗新发现彗星，即C/2012 S1 (ISON)。目前这颗彗星正运行于木星轨道之外，看上去还只是一个微小的亮点。但是在未来一年内，它或许将成为整个夜空中最明亮的天体。

——新华社

“体胖”真的“心宽”

定义“好看的人”时，大多数人都会列出苗条、富有曲线这样的特征。来自挪威的研究人员则通过样本调查发现，与这些特征越符合的人越在意自身外表，而距离较远的人更满意自己的外表。研究者认为，调查中超重的志愿者会有意降低外表的重要性，从而使自己更加接受不完美的体型，也就更加快乐。

——英国《每日邮报》

科学界的性别偏见

近日，耶鲁大学研究员发表报告显示，科研领域的性别偏见依然存在。美国大学的教授普遍认为女生的竞争力比男生弱，这些教授不大愿意当女生的导师或给她们提供实习机会，即使提供机会，工资也会较低。这一偏见是广泛存在的：无论是男教授还是女教授，无论物理学还是生物学教授——尽管生物学专业的女生人数超过一半。 ——《纽约时报》

“痘痘”克星

在我们的毛孔里，有一种名为丙酸杆菌的细菌，它是“痘痘”的罪魁祸首。因此，目前的治痘方法都集中在“对抗丙酸杆菌”，即抗生素的使用上。不过美国研究者发现，一种生活在我们皮肤上的良性病毒能自动搜索、找到引发“痘痘”的细菌并杀死它们。这种病毒被称为“丙酸杆菌噬菌体”，专门袭击“痘痘”细菌，有望用于临床治疗。——《洛杉矶时报》

难以实现的长寿秘诀

想活到100岁？对男性而言，的存在可能使得这个理想难以实现。韩国科学家比对了朝鲜王朝王族与同时期太监的寿命，发现缺失可能带来14～19年的寿命延长。就这一发现，研究者认为关键在素，它会提高男性患冠心病的几率，并侵害男性免疫系统。同时，有女性倾向的男性素水平往往较低，更难患男性相关疾病，身体较慢老化。

——《洛杉矶时报》

美国蜜蜂感染寄生虫变僵尸

美国专家表示，让蜜蜂成为“僵尸蜜蜂”的寄生虫已经入侵华盛顿州。“僵尸蜜蜂”夜间也会飞出蜂巢，到处乱飞直至死亡。养蜂新手马克·霍恩在西雅图郊外的住宅发现被感染的蜜蜂，他说：“我跟孩子们开玩笑说，僵尸末日正在我们家里上演。”霍恩几周前度假归来，发现他的蜜蜂死了很多，而且活着的也是疯了一样到处乱飞，直到一头栽到地上死去。 ——英国《每日邮报》

340000

美元

一块月球陨石正在被拍卖，专家估计这块陨石的最终成交价将会在34万美元左右。是迄今拍卖过的最大块月球岩石样品。

10

万年

研究发现，科伊桑人比世界上其他任何民族都更古老，他们已存在了超过10万年。

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第5篇：天文学新发现范文

出了巨大的能量波……这些能量不停地在宇宙中扩散、扩散、扩散……终于在2015年9月14日，人类感受到了这份震颤。北京时间2016年2月11日23点30分，美国国家科学基金会（NSF）宣布人类首次直接探测到了引力波，印证了爱因斯坦的预言。

看完上面这段文字，你是不是觉得信息量太大？引力波是什么？黑洞真的存在吗？本期特别关注，我们就一起聊聊这发生在天文学界的最新发现。

什么是引力波？

在物理学上，引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动。如石头丢进水里产生的波纹一样，引力波被视为宇宙中的“时空涟漪”。这种波可以造成空间的拉伸和压缩。当然，通常引力波的产生非常困难，地球围绕太阳以每秒30千米的速度前进，发出的引力波功率仅为200瓦，还不如家用电饭锅的功率大。宇宙中大质量天体的加速、碰撞和合并等事件才可能形成强大的引力波。但能产生这种较强引力波的波源距离地球都十分遥远，往往传播到地球上时，也已经非常微弱了。

如果石头对水波的影响你还是不容易理解，你可以想象有一张很大、很平整的橡胶膜，一只蚂蚁、一只兔子以及一个人分别在这张橡胶膜上跳动。因为蚂蚁、兔子和人的质量不同，所以橡胶膜发生的变化也不一样。蚂蚁质量小，虽然拼命跳动，橡胶膜的形变还是微乎其微。而人在上面跳过，橡胶膜每一次都会有较大的波动。

如何探测引力波――先进的LIGO探测器

橡胶膜的形变是我们比较容易观测到的，但引力波造成的空间“形变”测起来却非常困难。因为引力波引起的空间变形非常微小，不能用常规的测量工具去测量。这该怎么办呢？

一起来看看这次探测到引力波的美国“激光干涉引力波天文台”（LIGO）是如何做到的吧。

“先进LIGO”设施包括两条互相垂直的L型长臂，长度均为4千米。将一束激光用分光镜分成夹角为90°的两束，然后两束激光分别被4千米外的反射镜反射回来并发生干涉，这样的反射可以来回进行多次，从而大大增加激光运行的路径长度。由于光的频率和波长完全一致，在正常情况下，这两束激光应该是完全相同的，但是如果存在引力波作用，激光跑过的路程被引力波拉长或者压短，而无论时空如何变化，光速是不变的，这样，激光通过两条互相垂直的L型长臂的时间长度就会发生变化，从而影响探测器的结果。理论上，测量到了这些变化，科学家们就相当于测量到了引力波。

强烈合体，引发强烈引力波

介绍完了引力波，大家一定会好奇，黑洞是什么？为什么黑洞碰撞在一起就能发出强烈的引力波呢？下面就介绍一下天文学中大名鼎鼎的黑洞。

黑洞，并不是一个洞，它也是一个充满神秘色彩的天体。凡是接近这个天体的物质会全部被吞噬，就连光线也无法从其势力范围中逃脱。由于没有光线能发射出来，人们就看不见它，所以称它为“黑洞”（想了解关于黑洞的更多信息，请看本期“糯米团团”《最“好吃”的天体――黑洞》）。

早在13亿年前，在距离地球13亿光年之外有两个黑洞，其中一个黑洞的质量相当于29个太阳的质量，另一个黑洞的质量相当于36个太阳的质量。这两个黑洞由于某种原因慢慢靠近，最终合体。在它们合体的过程中，有3个太阳质量的能量以引力波的形式释放出去……这些引力波经过长达13亿年的漫长旅行，终于达到了地球，并且被LIGO探测到。

引力波的探测意义

引力波天文学将是继传统电磁波天文学、宇宙线天文学和中微子天文学之后，人类认识宇宙的全新窗口，必将引发一场天文学革命。引力波像其他的波一样，携带着能量和信息。电磁波（宇宙背景微波辐射）只能让我们看到大爆炸38万年之后的景象，而引力波能够让我们回望宇宙大爆炸最初的瞬间，检验宇宙大爆炸理论的正确与否。

我国重大引力波探测工程“天琴计划”

第6篇：天文学新发现范文

水稻从土壤中吸收砷的原因已被日本研究人员找到了。这一发现将有助于把砷这种具有潜在危害的元素从亚洲人的主食中去除。据联合国教科文组织的统计，仅在南亚地区，就有2000多万人遭受慢性砷中毒的危害。研究人员在水稻中找到了两种蛋白，它们能把土壤中的砷运送到谷粒中。在去除了这两种蛋白的水稻中，稻秆和谷粒中的砷含量都减少了。不过与此同时，水稻从土壤中吸收硅的能力也会降低。硅对于水稻的生长和产量至关重要，它还有助于水稻防止病虫害。研究人员希望有朝一日能通过基因改良方式使水稻只吸收硅而不吸收砷。

古细菌现身海底地层

日本和德国科学家最近发现海底之下10厘米至365米深的地层内生存着大量古细菌。古细菌是一类很特殊的细菌，多生活在海底热液口以及高盐、强酸或强碱性等极端环境中。此次在海底发现大量古细菌，将有助于研究古细菌如何适应严酷的环境而独立进化。研究人员是利用探测船对海洋底部进行钻探时发现的。科学家推测，按照换算成碳元素来衡量，整个地球海底地层中的古细菌总量可达900亿吨，相当于陆地土壤中各种生物总量的3倍以上。

罕见星系疯狂“造星”

美国天文学家借助“斯皮策”太空望远镜等一系列观测设施，在遥远的宇宙中发现了一个异常罕见的星系，该星系内每年新形成1000~4000颗恒星，堪称“造星机器”。相比之下，地球所处的银河系现在平均每年才形成10颗新恒星。这种处于“生育高峰”期的星系在天文学中被称做“星暴”星系。“星暴”星系形成大量的年轻恒星，因此亮度极高。这个新发现的星系爆炸式地制造恒星，也对当今最流行的星系形成理论――“等级制模型”构成挑战，该理论认为星系都是通过“侵吞”周边的小天体系统而慢慢地膨胀，进而孕育恒星。目前还不清楚这个“造星机器”是个例，还是代表了很多大型星系在宇宙早期形成时的情形。

太阳能能制冷

第7篇：天文学新发现范文

时间有尽头吗?宇宙的开始和结束是什么样的?古往今来，无数人试图进行完美的解释；而哈勃太空望远镜20年对宇宙的观测有哪些新发现?对这些时空的终极问题又做出了怎样的回答?

具空中光速传播最快，但光速是有限的，意味着光线在太空中旅行也需要时间。光穿越太空的速度为每秒约30万公里，几乎等于地球到月球的距离。光从月球到地球只要一秒多，我们看到的月亮是一秒多钟以前的样子，这是空间转化成时间的结果。有限的光速使我们能够“回到过去”，将目光投向太空，等待遥远地方的光线到达眼球，看到的是光出发时的景象。天文学家依靠功能强大的望远镜，不断追寻着宇宙开始时的景象。

哈勃望远镜从深空中收集资料，就像地质学家刨开地表去寻找古老的化石，以定位地质年代一样；天文学家通过寻找发自遥远暗淡天体的光，不断地向时间的尽头“挖掘”。

无数天文学家都梦想寻找到最古老的宇宙，而哈勃望远镜在1995年圣诞节做了一次奇怪的尝试，它连续10天把镜头指向同一块天空。以前，有许多天文学家想这么做，然而第一次尝试却是由哈勃望远镜做的。

哈勃这项工作拍摄了所谓的哈勃深场。哈勃望远镜建成后，太空望远镜研究所专门负责哈勃的运行，在管理上也留了一部分时间作为机动时间，并由所长负责分配。这位所长产生了一个很好的想法，他要找一块没有任何特殊之处的地方，然后长时间地曝光，目的在于通过长时间拍摄，尽可能多地收集暗淡天体的光。

开始，大家对他的决定有异议。一些天文学家说，还有很多已知道的有意思的天体没有排上时间去观测，反而找一块看上去没有任何特殊之处的天区去观测。但当看到这个天区的第一张照片时，天文学家都惊呆了，在这块平淡无奇的小区域里竟有3000多个星系。这张照片被命名为“哈勃深场”，照片上的几千个星系处于不同的形成阶段，分布在长达数十亿光年的太空走廊中，使天文学家能通过观察这些星系，研究它们随时间进化的过程。(图1)

“哈勃深场”照片的问世，立即在天文界掀起热潮，之后，几乎所有地面望远镜和太空望远镜都用相当长的时间指向同一区域。天文学界一些最引人注目的成果在这次大协作中产生了。

不同大小、处于不同环境、有不同敏感度与不同波长的各种望远镜共同协作，提供了第一张宇宙恒星出生率的清晰照片。

令人惊讶的是，恒星的出生高峰期是在宇宙形成后的几十亿年中，那时的恒星出生率比今天高出10倍。

一旦天文学家发现了从未见过的遥远宇宙，就会努力地将他们的观测、记录时间推得更久远。2003年至2004年，哈勃望远镜上演了有史以来最长时间的曝光。这张著名的照片被称为“哈勃超深场”。

实际上它是由几个不同颜色的照片组合起来的，从中可以看到非常暗弱的一些天体。除了其他波段，微波背景辐射可能来自更古老的宇宙。在光学波段或光学近红外波段，最古老的宇宙照片就是哈勃超深场，照片上布满了大量形状、大小、颜色各异的星系。天文学家希望通过研究照片上的这些星系，揭开大爆炸以来宇宙形成与进化的秘密。同经典的螺旋星系和椭圆星系相比，哈勃超深场这张照片景象简直像个星系动物园，星系杂乱分布，有的像牙签，有些像手镯，还有的像是在打架。

这些古怪的星系产生于宇宙的混乱时期，就像远古地球上低级的单细胞生物构成了生命世界一样，这些星系是构成宇宙的原始细胞。

哈勃超深场是在光学近红外波段揭示的最古老的宇宙，按照科学家今天的理解，宇宙演化是这样的过程：首先，在很早时发生了宇宙大爆炸，这时宇宙处在非常高温的状态；大爆炸后，宇宙温度逐渐下降，在下降约40万年左右后，宇宙进入了新的状态，科学家称之为宇宙的“黑暗时期”。(图2)

在大爆炸刚结束时，新生的宇宙迅速膨胀。在恒星和星系时代开始之前，物质的分配相当平和、均匀。

从大爆炸到星系群的形成，这是整个宇宙发展演化最初的情况。对于宇宙的演化史，有一个问题争论了几十年，那就是宇宙大爆炸发生在什么时候?即宇宙有多大年龄?最终，哈勃望远镜以锐利的视力，帮助天文学家准确地知道了问题的答案。这听起来有些不可思议：科学家是怎么知道的?难道哈勃望远镜真正看到了宇宙的尽头?

在讲述测量宇宙年龄的故事之前，我们必须先认识一位活跃于20世纪初的天文学家，是他提出了测量宇宙年龄的巧妙方法，也是他把人类对宇宙的认识提升到一个新阶段。

他身材高大，擅长打篮球、排球、网球；他是芝加哥大学三铁的学校记录保持者；他还是能跟职业拳击手对决的拳击能手；这个离不开烟斗的天文学家，就是埃德温・哈勃。哈勃望远镜正是为了纪念他而得名，他被称为20世纪最闪亮的明星天文学家。(图3)

20世纪20年代，埃德温・哈勃对宇宙的发现，颠覆了人们千百年来对宇宙的认识。他发现：离我们越远的星系，远离的速度越快；大多数星系也以一定的比率，离我们远去；这是宇宙不断膨胀的结果。埃德温・哈勃提出了测量宇宙膨胀速度的一套方法，被称为“哈勃常数”。

在埃德温・哈勃之后，天文学家经研究进一步认为：上百亿年前，在一场大爆炸后，宇宙开始膨胀；根据膨胀的比例能够推算出宇宙的年龄与大小，或者说可以通过“向回收缩”直到将宇宙的一切都压缩回最初那个无穷小的能量点而估算出来。

1990年，哈勃空间望远镜升空后，因为它高清晰的分辨率，科学家给哈勃望远镜定下的最重要的科学目标，是精确测定宇宙膨胀的速度，最终确定宇宙的年龄。

这项工作由一个“关键项目小组”完成，他们需要哈勃望远镜精确地寻找出一些宇宙的“界碑”。这些“界碑”是一种特殊的恒星，被称为“造父变星”。由于它具有非常稳定的光度变换周期，且严格遵循恒星的物理属性，所以它是测定星体距离的重要标尺。

比如我们要找出一个天体，假如已知道它是个100瓦灯泡，之后还要知道它的光度是多少；拿望远镜看时，看到的不是它的光度而是其亮度；100瓦灯泡搁在距离1米的地方，与搁在100米的地方，所看到的亮度是不一样的；亮度是天文学家观察到的，而光度是它自身的；知道了光度和亮度，也就知道了距离，因为距离是亮度的平方成反比。天文学家就是用这个方法测定天体的距离。造父变星正是这种光度已知的恒星，所以被称为“标准烛光”，它是测量超新星实际距离的可靠基石。

因为超新星比造父变星亮得多，从很远的地方就能看见。从地面看去，造父变星和超新星的图像，通常和它所在星系的图像掺合在一起。而哈勃望远镜

却能清楚地区分这两种光源，于是造父变星和超新星为我们提供了一个宇宙刻度表，可以精确测得哈勃常数及宇宙膨胀速度的演化规律，再反推至宇宙缩成为一个点，就像回放一部电影。这段回放时间就是宇宙现在的年龄。(图4)

2009年5月7日，是个值得纪念的日子，哈勃望远镜网站公布了天文学家通过对漩涡星系NGC4258中的造父变星和超新星的研究，得到了迄今最精确的哈勃常数，根据它推断出宇宙的年龄约为137亿年。

生命只有短短几十年的人类，竟能知道宇宙年龄，这的确令人惊讶，但这还不是最大胆的探索，真正的挑战在于预测宇宙的未来。天文学家一直在探讨宇宙是否会在遥远的未来停止膨胀，并在一次激烈的大坍缩中灭亡；还是继续膨胀，速度越来越慢?

天文学家将哈勃望远镜与其他望远镜的观测数据结合，测量那些较远的超新星的距离。结果似乎是宇宙并没有放慢膨胀的脚步，反而还在不断地加速。对于宇宙，这暗示着不同寻常的命运，因为那意味着有一股反引力力量在不断地变强。这股力量来自何方呢?

当哈勃望远镜在度量宇宙如何膨胀时，发现情况起了突然的变化：宇宙演进史的前半程和后半程发生了变化，宇宙膨胀的速率实际上在引力的作用下放慢了，但一种反引力的神秘力量，又使宇宙加大了油门，造成了今天宇宙加速的境况。

如果这种情况继续下去，反引力的力量最终会战胜物质的引力，宇宙将以超快的速度膨胀，并使万物被撕裂成基本的原子。宇宙学家把想象中的这个梦魇称之为大解体。

宇宙大解体，听起来令人恐怖，宇宙的终结真的会这样吗?如果宇宙一直以超快的速度扩张，宇宙最后的结局可能就是大解体。(图5)

宇宙早期，在空间膨胀和物质引力的争斗中，在引力赢的地方，物质坍缩形成星系；引力输的地方，空间膨胀。科学家发现，如今的宇宙膨胀在不断地加速。如果宇宙只是由普通物质组成，物质的引力效果将使宇宙的膨胀减速，但现在宇宙不断膨胀表明，宇宙中应该还有一种反引力的东西。

初中学物理时，我们都知道万有引力。有的学生问老师，既然有万有引力，有没有万有斥力呢?老师回答，宇宙只有万有引力没有万有斥力。既然有正电就有负电，有阴就有阳，为什么宇宙只有引力没有斥力呢?

现在看来，这个结论下早了。原来，当时空大到一定范围，才能显现出宇宙还有另外一种力，一种跟引力相反的斥力性质的能量。现在，由于对它的了解并不多，它被叫作暗能量。(图6)

哈勃在探测暗能量上也起到很重要的作用，暗能量是通过超星距离的测量，而被准确发现的。

2004年，哈勃望远镜又发现了16颗遥远的超新星，它们爆发的时间横跨宇宙膨胀从减速到加速的转折点，因而得知转折点大约在50亿年前。

在宇宙年龄大概50亿至60亿年的宇宙早期，物质是普通物质加上更多的暗物质占主导地位。因此，其引力作用使宇宙膨胀减速。但当宇宙年龄大概是60亿年左右时，有新的成分开始逐步占主导地位，这就是暗能量。它使宇宙开始加速膨胀，这是一个转折过程。

天文学家将哈勃望远镜、地面望远镜和微波背景辐射的观测数据结合在一起，发现暗能量大约占据宇宙总能量的3／4。

有如此庞大的暗能量，我们却一无所知，最主要的问题在于我们根本无法看到它；还有一个与暗能量常常一起提到的神秘的“暗物质”，我们也无法看到。

天文学家知道，我们在宇宙中所见到的事物仅仅是冰山一角，虽然物质有引力，但将星系和星系群整合在一起的，不仅是可见的东西，更重要的是那些看不见的物质。(图7)

由于大星系的引力作用，星体光线经过它时会改变路径，就像天空中安放了一面透镜一样，科学家根据引力透镜效应称量星团的质量，并推测出了隐藏的暗物质的分布情况。

我们通过观测星系里和星系团里的引力，根据可以看到的发光的普通物质推算出来的引力很小，但发现实际上引力要大得多。这就说明还存在着我们还没有看到的物质，这就是暗物质。

人们非常想了解这些巨大而又看不见的物质，2006年，在“钱德拉”空间X射线望远镜和哈勃空间望远镜以及地面大型望远镜的通力合作下，天文学家对子弹星系团进行了几个月的观测后，于2006年8月21日宣布，第一次“看”到了暗物质。

原来这个星系团其实是两个星系团正在进行合并、碰撞的过程。天文学家还发现，这两个星系互相穿越了。而一般的物质或这些气体，它们互相会有作用，所以其速度比暗物质要低；x射线望远镜观察到的现象，这些气体是在中间范围；而通过哈勃做引力透镜，发现暗物质分布在，或者它们领先了气体。

结果暗物质跑到了发射x光的热气体的前面；于是，这两个星系团各自分成两部分：暗物质在前，x光热气体在后。

这是暗物质在20世纪30年代提出后，第一次显露正身，证实了暗物质并不是气体成分，更像是一种只参与引力作用而不参与电磁过程的“无碰撞”的粒子。(图8)

暗物质是人类在观测中发现的。而我们能直接看到的发光的物质，只占宇宙总物质密度很少的一部分。在星系中，暗物质的成分比可见的恒星、气体要多10倍左右。在整个宇宙中，可能有20％多是暗物质，而普通的物质只占4％或者5％。(图9)

2010年是哈勃望远镜升空20周年，世界上很多著名的科学杂志都制作了纪念专号，总结了哈勃望远镜20年来所做的最重要的科学发现。其中关于宇宙年龄的测量、最古老的宇宙的影像一哈勃深场和超深场的照片，都位列这些最重大的发现之列，但最引人注目的还属于哈勃望远镜对暗物质和暗能量的观测和研究所做出的贡献。(图10)

哈勃太空望远镜在经历了2009年的第五次大维修后，又焕发了生命力。人们期待它能带来更多的发现，不过对于天文学王冠上的明珠――暗能量和暗物质的研究，哈勃望远镜只有最后几年的观测时间了，而摘得这颗明珠的机遇注定只能留给未来更大更好的望远镜。

第8篇：天文学新发现范文

靠近黑洞过程中，气体云被撕裂和拉伸，每小时的速度达到500万英里（约合每小时804万公里）

科学家认为银河系中央的人马座A黑洞可能将一颗年轻恒星及其行星形成盘拖出一个年轻恒星环

北京时间7月5日消息，一个巨型气体云将于2013年撞向银河系中央的超大质量黑洞人马座A，时速达到500万英里（约合每小时804万公里）。这将是迄今为止人类观测到的最猛烈的太空撞击事件之一。实际上，这个气体云并不会真正与人马座A黑洞相撞，在距离黑洞240亿英里（约合386亿公里，相当于光线36小时的穿行距离）时，黑洞的潮汐力将被这个气体云撕裂。

在人马座A黑洞巨大引力的拖拽下，气体云以每秒5000英里（约合每秒8046公里）的速度加速，将于2013年撞向这个黑洞

巨型气体云将于2013年撞向人马座A黑洞并被黑洞的巨大引力完全撕裂。这是科学家第一次观测到巨型气体云靠近超大质量黑洞

过去20年时间里，德国慕尼黑马克斯-普朗克地外物理学研究所的天体物理学家史蒂芬-格里森一直对人马座A黑洞进行观测。2013年，他将继续进行观测。格里森表示：“迄今为止，只有两颗恒星与人马座A黑洞进行如此近距离接触，最后毫发无损地掠过地球。不过，气体云的情况不同，将被黑洞的潮汐力完全撕裂。”随着与人马座A黑洞之间的距离越来越近，气体云的速度不断加快。7年内，它的速度增加了一倍。

借助于欧洲南方天文台的甚大望远镜，天文学家能够对这个黑洞进行观测。在对人马座A黑洞进行观测时，马克斯-普朗克地外物理学研究所的莱恩哈德-格泽尔发现一个独特的新天体，正快速逼近这个黑洞。这个天体就是气体云。研究论文主执笔人格里森表示：“在科幻作品中，宇航员在靠近黑洞时身体会被拉伸，变得好似意大利面条。有趣的是，这个新发现的气体云便遭遇这种厄运。在与人马座A黑洞亲密接触时，这个气体云无法幸存下来。”

这个气体云将掠过人马座A黑洞的事件穹界，彼此间的距离大约在400亿公里左右，相当于光线36小时的穿行距离。在这个距离，气体云将被黑洞的潮汐力撕裂。逼近人马座A黑洞过程中，气体云将因为黑洞周围炙热恒星的强紫外辐射发光。随着进一步靠近这个黑洞，气体云承受的外部压力不断加大。人马座A黑洞的地心引力是太阳的400万倍，将加速气体云的内部运动并对其进行拉伸，使其变得好似意大利面。目前，这个气体云的边缘已开始崩溃，几年内，它将被黑洞的引力彻底撕碎。2008年至2011年，天文学家发现的气体云遭破坏的迹象越发强烈。

第9篇：天文学新发现范文

20世纪二三十年代，随着望远镜技术的发展，天文学家发现，宇宙中那些遥远的星系都在远离地球而去，而且距离地球越远的天体，远离地球的速度也就越快。

这个新发现似乎意味着宇宙在不断膨胀。由此逆推，不难得出结论：宇宙的过去一定比现在更小。推到最后，宇宙间所有的物质都曾被挤压在一个极小的空间当中，大爆炸理论由此而生。大爆炸理论指出宇宙开始于一次大爆炸，然后向外膨胀，逐渐形成了现在的星系等天体。

大爆炸理论虽然解释了宇宙不断膨胀的事实，但却无法回答人们的普遍疑问：大爆炸之前发生了什么呢？因此，这一理论也受到了一些宇宙学家的反驳，这其中的代表人物就是汤姆斯・戈尔德。

戈尔德（1920～2004）是出生于奥地利的犹太天文学家，小时候随父亲来到柏林，纳粹上台后，他和家人一起走遍欧洲，最后定居英国，上了剑桥大学。20世纪50年代末移居美国，先后执教于哈佛大学、康奈尔大学。

1948年，戈尔德和同事邦迪提出，那些不断离我们而去的遥远星系，实际上最终会跑出我们的宇宙。而随着星系的分离，在星系之间的广大空间会慢慢地形成新的物质。当相邻的两个星系之间的距离加倍时，在它们之间就会形成足够的物质来组成新的星系，因而星系在空间的密度保持不变。就这样，老星系跑出宇宙而新星系产生，但宇宙总的图景不随时间改变，这就是“稳恒态”宇宙。稳恒态宇宙学认为宇宙处于连续的创造过程之中，当宇宙不断地膨胀时，新的物质便连续地在星体中创造出来以填补空隙。这个理论不但完美地解释了宇宙不断膨胀的事实，而且避免了大爆炸理论难以摆脱的“奇点”困扰。

但连续创生理论要求物质能不断从无中创生出来，这挑战了能量守恒定律，从而受到人们的质疑。上世纪60年代宇宙微波背景辐射的发现，证明了大爆炸假说的正确性，使得稳恒态宇宙理论归于失败。虽然这一学说没有成功，但提出这一学说的人是伟大的，因为这一学说要挑战更加权威的能量守恒定律，这需要具备强大的勇气。

一个又一个天才式假设

戈尔德在宇宙形成假说上的失利，并没有妨碍他在面对宇宙新发现时大胆假设的热情。1968年，天文学界发现了脉冲星，戈尔德认为该天体是快速自转的中子星，他还指出，由于脉冲星的强力磁场和高速自转，会使其发射的电磁波类似旋转的灯塔光束。这个理论在第一次脉冲星国际研讨会上就遭到了否定，但是后来，当人们用阿雷西博电波望远镜观测到蟹状星云内的脉冲星之后，才发现戈尔德的理论是正确的。

最令人印象深刻的，还是戈尔德在美国宇航局工作时对月球表面状况进行的预测。在航天器未曾到访月球之前，人们大多猜测月球表面遍布着岩石。但是戈尔德在经过分析后却预测，月球表面被一层来自“太阳系中碎片持续撞击”而产生的细颗粒尘埃所覆盖，也就是说，地球表面分布的不是岩石，而是尘埃。刚开始，他认为这层尘埃非常之厚，人类如果在月球上降落，将会被尘埃完全埋没，但不久后他又对月球上的环形山和静电场进行了分析，得出太空人的靴子会陷入月球表面3厘米左右的结论。

同事们都认为他的思想极为荒谬，还将这些尘埃戏称为“戈尔德尘埃”来嘲笑戈尔德。但是戈尔德并不为所动。10多年后，当阿波罗11号的宇航员登陆月球后，研究人员确认了戈尔德预测的正确性。

我们是外太空“垃圾”？

除了对天体物理学的现象进行了一系列大胆假设外，对于人类的起源，戈尔德也有自己的看法。他是泛种论的坚定支持者。泛种论起源于古希腊，在19世纪再一次重新进入人们的视野，这种假说猜想有各种生命形态存在于整个宇宙当中，它们通过流星和小行星等“媒介”来散播、繁衍，而地球生命正是由此而来。

在原始的泛种论看来，一个星球能否产生生命，完全是随机的，地球是因为“运气不错”，刚好有宇宙中携带某些生命种子的天体降落地球，因此才使得地球的生命得以起源。但是戈尔德却另有想法，他提出了一种“垃圾理论”，认为在很久之前，有外星人路过地球，它们随手将垃圾倾倒在这颗贫瘠的星球上，而地球最初的生命则是在这些垃圾之上滋生出来的。

这种理论看起来不是很靠谱，说我们起源于一堆垃圾，怎么看怎么感觉是在说胡话。但是到后来，越来越多的人感觉这似乎也不是没可能。比如因发现脱氧核糖核酸（DNA）的双螺旋结构而获得诺贝尔奖的弗朗西斯・克里克提出的定向泛种论，就是说宇宙中所散播的生命并非自然随机发生的，而是由高等的外星民族所为。这种说法虽然没有得到科学界的公认，但是却被许多科幻小说和电影的作者所引用，倒也成了一种经典。或许当有一天，我们真的遇到了“外星人”，就能向它们求证泛种论的真实性了。

挑战石油形成理论

上世纪50年代，戈尔德对石油的起源产生了浓厚的兴趣。传统理论认为，石油像煤和天然气一样，都是古代的有机物在漫长的时间中不断经历压缩、加热等“工序”而形成的，也就是说，石油的“原料”是史前的海洋动物和藻类的尸体。但是戈尔德却另辟蹊径，从石油的成分――碳氢化合物出发，提出了石油并不必须要由生物生成的观点。碳氢化合物在宇宙中是普遍存在的，地球内部本来就有许多碳，其中一部分自然地也是以碳氢化合物的形式存在的。戈尔德认为，石油在45亿年前以化合物分子的形式封闭在地核之中，随着时间的推移，这些化合物分子被岩浆等液体携带到地底浅层，并给微生物群落的繁衍生息创造了条件，这也就解释了为什么在石油中往往会出现生物化石的痕迹。因此，石油是由板块构造力，而非生物遗骸的分解产生的。

为了证明自己假设的正确性，戈尔德和同事史蒂芬・索特尔还绘制了一幅世界产油区与历史地震活动区域的地图。从这幅图中可以看出，许多石油产区，如墨西哥、波斯湾、东南亚等国家和地区都位于主要的地震带上，这从侧面证明了戈尔德假说的正确性。