《三体》一书中,宇宙有哪些秘密?

如题所述

拉普拉斯根据牛顿的万有引力理论,推测黑洞是存在的。拉普拉斯的黑洞很好理解,我们知道,在地球表面发射火箭,如果初始速度不够大,不论火箭飞多远,最终还会落回到地球上。如果速度再大一点,例如超过7.9千米每秒,火箭就会越飞越远,永远逃离地球。对于宇宙中的每个质量点而言,都可以计算逃逸速度,质量越大,距离质量中心的距离越近,逃逸速度就越大。如果我们将地球的质量压缩到一个更小的球体中,地球表面的逃逸速度就会增大,因为万有引力变强了。拉普拉斯发现,如果这个质量点的半径足够小,逃逸速度就达到光速,因为没有任何速度大过光速,故而所有物体都不可能逃脱这个质量吸引。不论它飞多远,最终都会落回来,或绕这个质量公转,这就是拉普拉斯的黑洞。

史瓦西先生发现,黑洞是爱因斯坦理论的一个自然结果。在其去世的前一年,也是爱因斯坦发现广义相对论的几个月后,他发现了爱因斯坦理论中的第一个严格解。在一个由中心质量造成的弯曲时空中,越靠近中心的钟走得越慢,到了一个固定的边界,时钟走得无限慢,也就是说,如果我们站在外面看这个边界上的钟,它的秒针几乎不动。这个边界就是著名的黑洞视界。在这个边界上,光也无法逃逸。为什么光无法逃逸呢?很简单,尽管光速很大,但时间变得太慢了,对于我们的一个小时甚至一年,那里的时间几乎没有变,当然光在我们看来也就没有走了。

史瓦西虽然发现了黑洞解,但爱因斯坦并不相信一个质量可以被大幅压缩以产生视界,所以黑洞对他来说并不存在。
直到史瓦西在理论上发现黑洞五十年后,黑洞研究才成为热门,因为天体物理学家发现,黑洞会在宇宙中自然形成。
黑洞是真实存在的,可以说宇宙中到处都是黑洞,从质量只有几个太阳质量的恒星级黑洞,到质量为太阳质量100至100000倍的中型黑洞,再到星系中心的黑洞,其质量高达10万至100亿个太阳质量。天文学家甚至猜测,所有星系的中心都是一个黑洞。
有一个简单的公式,黑洞的视界半径与质量成正比。根据这个公式,如果我们将太阳塞进半径大约为3000米的球体中,黑洞就会形成。如果要让地球成为黑洞,其直径或许不到1厘米。
其实,不大可能存在质量比太阳还要小的黑洞,这是因为天体物理不允许小质量黑洞的形成。较小的恒星形成黑洞之前就会停止核反应,形成白矮星或中子星。当恒星的质量足够大,以至于中子之间的排斥力不足以抵抗万有引力时,黑洞才会形成,这样的黑洞通常不会小于三个太阳质量。

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万有引力是近代科学最早确定的自然界中的基本力。牛顿的万有引力理论比法拉第和麦克斯韦的电磁力理论早了一个半世纪到两个世纪,在解释天体运行、潮汐以及预言新行星方面,取得了了不起的成就。

但是到了爱因斯坦时代,人们才发现牛顿理论并不完美,在原理上可以说完全不正确,因为它假设两个质量之间的超距作用,也就是说,假设相隔一定距离的两个物体之间存在着直接、瞬时的相互作用,不需要任何媒质传递,也不需要任何传递时间。这显然是不可思议的。

在爱因斯坦的理论中,万有引力成了弯曲时空的效应。而如果我们从一个固定的时空出发,考虑时空对这个固定时空微小的偏离,爱因斯坦理论中出现了类似光子的东西,就是引力波。
引力波是爱因斯坦广义相对论的预言。引力波的存在说明引力传播速度也是有限的,在爱因斯坦理论里面就等于光速。自从希格斯粒子现身之后,引力波是现代物理学预言中唯一还没有被证实的预言,虽然存在间接的证据。
万有引力无所不在,可为什么引力波难以探测?唯一的理由,还是万有引力作用太微弱了。静态万有引力已经足够微弱了,只有当质量积累到形成如月亮和地球这么巨大的天体时,我们才会感到万有引力的存在,而引力波就更加微弱。
一个振荡的电荷会产生电磁波,两个天体互相绕着运动能够成为引力波的来源。事实上,引力波就是这么被间接发现的。两个中子星互相绕着转动,辐射引力波导致中子星损失能量,之间的距离变小,转动的周期变小,这个间接观测完全符合爱因斯坦的理论,天文学家泰勒和赫尔斯因为这个观测,共同获得了1993年的诺贝尔物理学奖。
在宇宙中,超新星爆发,黑洞形成,一颗恒星掉入黑洞,都会产生引力波,而且比较强。虽然泰勒和赫尔斯在1974年就间接地观测到了引力波,但由于引力波非常微弱。

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在谈到宇宙的未来之前,我们首先应了解宇宙现在的状态。其实,我们不需要知道太多,只需要弄清楚两个重要的问题:

在1998年以前,几乎所有人都相信宇宙虽然在膨胀,但膨胀在减速,将来的很多很多年之后,膨胀的速度可能无限趋近于零,也可能会降低到零,然后宇宙开始收缩变小。这是一个自然的想法,自从大约150亿年前发生的大爆炸以来宇宙一直在膨胀,但目前的膨胀速度已经比宇宙早期变小了很多,许多人认为宇宙的膨胀一直在减速,观测也似乎支持这个自然而然的想法。有趣的是,几乎没有人质疑过观测数据,尽管现在回头看以前的观测数据,并没有在严格的意义上告诉我们宇宙的膨胀在减速。

为什么物理学家特别相信宇宙膨胀的速度在减小呢?这是因为主导宇宙的力是万有引力,即使是爱因斯坦的理论也不能改变这个事实。在万有引力的主导下,宇宙中所有天体之间的相对速度都会变小。
爱因斯坦为了获得一个静止的宇宙引入了一个万有斥力。万有斥力只是宇宙加速膨胀的解释之一。从现代物理学的观点来看,他的理论相当于认为真空中存在某种永远不会因为宇宙膨胀而稀释的能量,这个能量的密度保持恒定。这种能量叫暗能量。
暗能量的性质决定了我们宇宙的命运。这是因为,暗能量现在是主导宇宙的能量,它占宇宙中所有能量的60%以上,而我们肉眼能够看到的物质以及肉眼看不到的暗物质只有不到40%。
我们稍微谈一下暗物质,它是暗能量之外占宇宙能量组分最大的。这种物质看不见摸不着,但天文学家在20世纪60年代,就发现它的存在了。它的存在导致星系和星系团的万有引力比可见物质引起的万有引力大得多,天文学家通过观测恒星围绕星系中心的运动速度,可以推断出暗物质要比普通物质多了5至6倍。
不论是普通物质、暗物质,还是辐射,这些能量密度在宇宙空间膨胀下被稀释,而暗能量呢,在数十亿年之内没有明显的变化。也就是说,数十亿年到上百亿年之后,暗能量不仅主导宇宙,还远远高于其他能量份额。
还有一种可能,暗能量密度其实在慢慢变大。如果是这样,暗能量密度会在有限时间内变成无限大,也就是说,万有斥力变成无限大。不需要专家我们都能推测将会发生什么,宇宙中所有空间和物质都会被撕裂——首先是银河系被撕裂,然后是地球被甩出太阳系,接着是月球被甩出地球的引力范围,然后地球本身被撕裂……直到每个原子,每个原子核,每个质子和中子都被撕裂。
我们也许永远无法弄清宇宙在发生暴涨前的状态,但我们应该会知道宇宙的宿命,到底是一直膨胀下去,还是有一天会减速刹车,或者……发生大撕裂。

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第1个回答  2023-04-26
中华民族历来不缺乏想象力,对宇宙的想象更是自古有之,盘古开天地、女娲补天、嫦娥奔月等美好的传说都是我们对这个世界尚未了解时有的传说。 当然,对宇宙万物的探求并不是中国的专利,随着科学技术的展开,人们借以深化对宇宙的认识。航天事业的展开,人们在探求宇宙微妙的进程有了质的飞跃。固然如此,关于宇宙的真实结构仍然没有确切的认识。 刘慈欣的《三体》,为我们描画了一个新奇的世界,也表现了刘慈欣对宇宙的想象。 曾经有科学家提出,微观止境的世界:原子放大1亿倍能再看见一宇宙?刘慈欣道出真相 大家都是知道的,这茫茫的宇宙中, 运行着所有的天体,并且都是很有秩序的。 大系统带着小系统和小系统自己都是在运行着。 有这么一种现象, 地月系统是地球和月球组成的,在太阳系里它在运转着,在银河系里的太阳系也在运转着, 同时,银河系被太阳系围绕着旋转的时候,太阳系里的地月系统同时也在旋转。 超星系是被银河系围绕着旋转,而黑洞是控制银河系,是在银河系的中央位置。 作者 刘慈欣的《三体》的“微观”的尽头中有提到做过有关猜想 ,书中的描述,刘慈欣是这么说的: 比原子还要小的物质叫做夸克, 这是科学家们目前发现的。 科学家们利用强子对撞机进一步进行挖掘,主要是为了证明这种结论, 不过并没有什么发现,同时 也造成了强子对撞机的失灵,来证明宏观世界是不是被微观世界影响了, 在对夸克加以作用力,反倒整个宏观世界被影响到了。 所以说, 微观世界尽头是宏观世界,这是刘慈欣一个大胆的预测。 不过这种假设如今并没有被证明,如果去证实的话,将会彻底颠覆整个人类世界观。 科学家们还需要进一步地对这些猜测进行探究, 刘慈欣的《三体》出来后,针对中国的科幻水平现已被跻身世界的行列。 自然是真正的主宰,而人类并不是自然的主宰。 人是渺小的就是在《三体》中展现出来的价值观,是虚妄的,没有价值的。 也就说人对于自然的破坏,始终会遭受自然的惩罚,只不过是早晚的问题罢了。 反人类恶的一种价值观,其实就是让人类敬畏自然,鼓励人类 探索 世界, 所以《三体》如今并没有拍出来一个能看的电影,这也是刘慈欣不交给好莱坞拍的因素! 它不仅仅是一部精彩的小说,更重要的是其内容具有一定的 现实意义和参考价值。 同样由于这个原因,《三体》更是获得了素有“ 科幻诺贝尔文学奖 ”之称的 雨果奖。 而后,《三体》被翻译成 十多种文字 ,并在世界各国热销,已售出超过200万册。这也是中国近年来,最成功的 文化输出 的案例。 这部科幻巨作讲述了 地球人类文明和三体文明的信息交流、生死搏杀 以及两个文明在宇宙中的 兴衰历程。 但它又分为3本,分别是:《三体》一书,讲述了 地球的往事 ,《三体2》一书,讲述了 黑暗森林 ,《三体3》一书,讲述了死神的永生,刘慈欣用他的文字,把我们带进了 他的科幻世界! 《三体》小说将 最空灵最疯狂的想象写成了新闻报道中的一般真实 ,它不仅涉及到了现实中的科学理论,各种法律猜想,还涉及到了对 人性和哲学的深刻思考 。 精装版全3册《三体》只需 一顿饭钱,就能让你体会到 这个世界上最贴近内心的巨作。本回答被网友采纳
第2个回答  2023-05-03
关于宇宙闪烁的描述,那是三体文明对人类的基础物理学家的震慑,从精神上摧毁他们研究物理的信仰,摧毁了他们所研究的物理理论基础。
根据《三体》第一部:地球往事第3、6、10节描述,身为国家纳米项目负责人汪淼因为在日常拍照的时候,他发现他拍的照片出现一组数字,后来在他的眼前一直闪现出一段数字,好像是倒计时。这时候三体拯救派组织的成员申玉菲找到他,让他停止纳米技术项目和机器运转,否则后果很严重。当他停止机器运转之后,那些数字消失。但是当他准备再次重启机器时,申玉菲就说了一句话“三天后,也就是十四日,在凌晨一点钟至五点钟,整个宇宙将为你闪烁。”
汪淼通过叶文洁的关系,在中科院国家天文观测中心,通过射电天文望远镜观测,在那个时间真的发生了宇宙闪烁。
人类对于宇宙微波背景辐射的理解,宇宙诞生于距今约一百四十亿年前的一次大爆炸。宇宙诞生之初内部温度极高,但是随着宇宙的膨胀,随后开始冷却,形成一些微波背景辐射。这些辐射的波动几乎是不变的。细微的变化从此宇宙时间尺度上观测,一百万年都不会发生的。
但是这一次宇宙闪烁就是宇宙3K微波背景辐射整体上的向同性的波动,振幅在百分之一至百分之五之间。通过波动曲线来表现出来,用莫尔斯电码翻译出来,组成了一组倒计时数字。甚至用3K眼镜直接观测,通过眼镜将波动转换成红色微光微微闪动。
第6节、34节解释,宇宙闪烁产生的原因。那是三体文明给人类展示他们文明水平。三体文明接受到地球信息之后,他们做出的一个“智子”,是用降维和增维技术把质子(氢原子核)改造成一台超级计算机,然后通过加速把智子加速到光速发射到了地球。当它发射到地球上后,自行执行降维程序,展开至二维包裹住地球,透明化后调节宇宙背景辐射的波段变化,通过在地球上三体文明降临派组织成员让人类高能物理研究学者观测到这一现象。
所以说这就是三体文明为了震慑人类文明,从而运用自己更高级的文明技术,通过展现一些“神迹”,他让人类物理基础理论解释不清楚的现象,让他们终于直到自己面临的敌人是多么的恐怖。本回答被网友采纳
第3个回答  2023-03-11
关于宇宙闪烁的描述,那是三体文明对人类的基础物理学家的震慑,从精神上摧毁他们研究物理的信仰,摧毁了他们所研究的物理理论基础。
根据《三体》第一部:地球往事第3、6、10节描述,身为国家纳米项目负责人汪淼因为在日常拍照的时候,他发现他拍的照片出现一组数字,后来在他的眼前一直闪现出一段数字,好像是倒计时。这时候三体拯救派组织的成员申玉菲找到他,让他停止纳米技术项目和机器运转,否则后果很严重。当他停止机器运转之后,那些数字消失。但是当他准备再次重启机器时,申玉菲就说了一句话“三天后,也就是十四日,在凌晨一点钟至五点钟,整个宇宙将为你闪烁。”
汪淼通过叶文洁的关系,在中科院国家天文观测中心,通过射电天文望远镜观测,在那个时间真的发生了宇宙闪烁。
人类对于宇宙微波背景辐射的理解,宇宙诞生于距今约一百四十亿年前的一次大爆炸。宇宙诞生之初内部温度极高,但是随着宇宙的膨胀,随后开始冷却,形成一些微波背景辐射。这些辐射的波动几乎是不变的。细微的变化从此宇宙时间尺度上观测,一百万年都不会发生的。
但是这一次宇宙闪烁就是宇宙3K微波背景辐射整体上的向同性的波动,振幅在百分之一至百分之五之间。通过波动曲线来表现出来,用莫尔斯电码翻译出来,组成了一组倒计时数字。甚至用3K眼镜直接观测,通过眼镜将波动转换成红色微光微微闪动。
第6节、34节解释,宇宙闪烁产生的原因。那是三体文明给人类展示他们文明水平。三体文明接受到地球信息之后,他们做出的一个“智子”,是用降维和增维技术把质子(氢原子核)改造成一台超级计算机,然后通过加速把智子加速到光速发射到了地球。当它发射到地球上后,自行执行降维程序,展开至二维包裹住地球,透明化后调节宇宙背景辐射的波段变化,通过在地球上三体文明降临派组织成员让人类高能物理研究学者观测到这一现象。
所以说这就是三体文明为了震慑人类文明,从而运用自己更高级的文明技术,通过展现一些“神迹”,他让人类物理基础理论解释不清楚的现象,让他们终于直到自己面临的敌人是多么的恐怖。本回答被网友采纳
第4个回答  2022-11-11
《三体》的故事内容:讲述了一个生活在有3个太阳的一颗行星上的外星文明,由于生存环境恶劣,在经历了200多次的文明毁灭后,终于决定放弃自己的家园远征地球。三体人在军事科技方面远超地球人类,他们利用先进技术锁死了人类的基础科学,使人类的科技陷入停滞不前的状态。
面对这场前所未有的危机,人类世界陷入了一片大恐慌中。两个世纪后,终于有人发现了令三体世界畏惧的秘密,宇宙黑暗森林法则,每一个暴露自己位置的文明,都将被更强大的外星文明彻底的从宇宙中抹去。
借助这一发现人类以向全宇宙公布三体世界的位置坐标相威胁,暂时制止了三体对太阳系的入侵,使地球与三体建立起脆弱的战略平衡。但最后人类还是由于自己的骄傲自大,永远的失去了自己的家园—太阳系。