天文学著名理论精选(九篇)

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第1篇：天文学著名理论范文

2002年8月，澳大利亚科学家提出了一个大胆创新的设想，光速可能是不恒定的。无独有偶，2003年3月，英国剑桥大学物理学高级讲师诺昂?马盖罗指出，大爆炸理论和相对论有几个问题沒有解决，最直接的是：第一，相距遥远的星系之间相似的概率几乎为零；第二，如果光速是固定不变的，宇宙就不可能扩张得这么远这么快。科学家早就认识到这一点，但迄今为止所有试图解释这些现象的理论都是修正而不是根本替代大爆炸理论。 而意大利科学家去年持续进行了成百上千次的中微子运动速度可能超过光速的实验，尽管存在争议未有定论，但这意味着现代物理学最重大的法则之一──爱因斯坦的相对论面临着空前的挑战。

观测表明宇宙正在加速膨胀

由最优秀的物理学家，包括斯坦福大学著名理论家伦纳德?萨斯坎德组成的两个独立小组几年前提出，哈勃太空望远镜的观测结果显示，宇宙正在加速膨胀，这有可能导致弦论的失败。有很多人认为弦论是统一四个主要物理学派的最佳候选理论。

在相继递交洛斯-阿拉莫斯国家实验室的论文中，斯坦福大学萨斯坎德，以及得克萨斯大学的弦论家威利?菲施勒和索尼娅?帕班得出相同的结论，即宇宙加速膨胀给弦论带来严重或许是致命的困难。洛斯阿拉莫斯国家实验室是有关这一题目的论文的众多资料库之一。

对弦论的质疑来自哈勃太空望远镜的数据。1998年2月，一个天体物理学家和天文学家的“国际联盟”──高红移超新星搜寻小组公布了一项惊人的发现：对来自遥远超新星的光的研究结果证明，宇宙正在加速膨胀得到充分证实，就是说宇宙正在以越来越快的速度膨胀。早在上纪七八十年代，根据红移现象，天文学家认为宇宙边缘天体的退行速度能达到光速的0.6倍甚至更大。

此后，伯克利加利福尼亚大学和芝加哥大学的哈勃望远镜研究小组多次证实了这项发现。

如萨斯坎德、菲施勒和帕班解释的那样，加速膨胀的宇宙会为“事界”所环绕。黑洞同样为这种边界所环绕。在事界之外存在的任何物质都是观察不到的。

但是弦论依赖的是，观测者能够看到和测量无限远处的以所谓“S 矩阵”排列的粒子。按照定义，这些粒子处于事界之外。

加拿大多伦多大学物理学家约翰?莫法特说：“这是个潜伏的危机。一旦有粒子系统，而弦论中必须有粒子系统，那就无法观测到。观测数据告诉我们宇宙正在加速膨胀的事实给弦论和依赖无穷远处存在粒子的任何量子场论带来危机。”

大爆炸理论难以自圆其说

2003年3月初，英国卫报报道了剑桥大学物理学高级讲师诺昂?马盖罗正在研究大爆炸理论以及这一理论在解释宇宙扩张方面的矛盾说法。诺昂?马盖罗认为，假如光速不是固定不变的，一切就都容易解释了。这可能意味着要爱因斯坦的相对论以及另外一些物理学定律。

马盖罗一开始向学术界的朋友们提出了自己的想法，得到的反应各不相同，有的人很礼貌地装聋作哑，有的人直率地嘲笑他的愚蠢，说他的想法是科学上的异端邪说。可是，多年过去了，越来越多的物理学家不得不承认，他可能有道理。

大爆炸理论和相对论有几个问题沒有解决，最直接的是：第一，相距遥远的星系之间相似的概率几乎为零；第二，如果光速是固定不变的，宇宙就不可能扩张得这么远这么快。科学家早就认识到这一点，但迄今为止所有试图解释这些现象的理论都是修正而不是根本替代大爆炸理论。

物理学界有两大主要流派。一派是“膨胀派”，他们认为婴儿时期的宇宙扩张的速度比现在快得多。另一派是“吸气派”，他们认为宇宙像是11维的吸气薄膜。科学沒有绝对的东西，这两大流派已经成为半政治性的派别。从广义上说，膨胀派理论是在美国人中发展起来的，现在仍被美国人所持有，而其他人都持吸气派理论。

当有人向他问起这两种理论时，马盖罗说：“他们可能是对的，如果他们是对的，我会为他们高兴。”但是，不言而喻的挑战是，他们必须拿出证据。马盖罗指出：“产生这种想法只是顷刻之间的事情，艰苦的工作是用事实证实这种理论。”

宇宙可能不是刻形成的

证明在实验室里创立的理论会遇到许多明显的困难。为了证实──或者至少解释这些理论，常常需要整页整页详细而复杂的数学计算。自从马盖罗同另一位物理学家──安迪?阿尔布雷克特结成志同道合的伙伴并在《物理学评论》上以来，为证明马盖罗的可变光速理论而采取的最初步骤已经取得稳步的进展，并且已经有许多科学家在许多不同的领域开展研究工作。

马盖罗说：“物理恒量是由环境决定的，是由周围物质决定的，而是不预先设定的。沒有物质就沒有物理学。如果宇宙在物质方面变得越来越稀薄，越来越冷，那就完全有理由认为恒量可能改变了。目前，可变光速理论有两大组成部分：光速受邻近物质影响，它受热量的影响──温度越高，光的能量越大。”

光速理论不仅纠正大爆炸理论在确定宇宙发展时间表方面的错误，而且还提出了全新的宇宙发展时间表，宇宙的形成不再是顷刻之间的事情，而是一个比较平稳变化的过程，是物质从“无物之海(a sea of nothing)”中形成的过程。