发现宇宙MOBI,EPUB,AZW,PDF,TXT,KINDLE

• 发布人 藏书阁
• 科普
• 0 评论

将“人择”原理注入宇宙学研究的特立独行的物理学家，以生动又不失严谨的文笔，以充满想象力、神秘感和故事感的叙述，串联起宇宙学中魅力各异的关键人物和知识要点！

发现宇宙.jpg

没有大量堆砌公式，没有硬邦邦地罗列枯燥教条，“发现宇宙”背后的科研故事，让读者进一步了解科学家真实的思维动态和论证方式！

流行科幻作品中的场景设定，很多都可以从本书中找到理论来源，本书是对科学认知和科幻想象力的双重提升！

分形的宇宙

……宇宙宏大无穷，却对住在里面的人毫无影响。这就像对雷丁监狱里的一名囚犯说“欢呼吧，我们的监狱现在已经有半个国家那么大了”一样。

——吉尔伯特·K.切斯特顿（Gilbert K. Chesterton）［1］

20世纪20年代，爱因斯坦的理论促使了研究整个宇宙的科学——现代宇宙学的诞生，宇宙也变成了和12路公交车一样日常的概念。不过，在同一时期，也有科学家打起了复古保卫战，试图说服爱因斯坦，用牛顿的旧理论来描述宇宙并非像爱因斯坦声称的那样毫无可能。

这个理论最主要的难点在于如何将物质均匀地分布在无限的空间内。按照该理论，宇宙中所有的物质都只能存在于一个巨大的天体中，否则牛顿著名的平方反比定律就会在距离过远的情况下失效。而这样的话，在密度恒定的无限宇宙中，任何地方所受到的引力值都是相等的！［2］ 这很明显是哪里弄错了。

19世纪末，许多宇宙模型都与这个悖论艰苦斗争过，如我们早先提到过的史瓦西球状宇宙模型。1907年，爱尔兰科学家埃德蒙·富尼耶·达尔贝（Edmund Fournier d’Albe，1868—1933）就写过一本面向大众读者的趣味图书，名为“两种新世界”（Two New Worlds ），其中提到人们很自然地认为宇宙是拥有层级结构的——从原子到太阳系乃至更广阔的结构，无边无尽。［3］ 在他所描绘的宇宙里，星团套着另一个星团，无穷无尽。这种模型我们还曾在赖特、康德和朗贝尔的著作中见过，后来又被美国伟大的作家埃德加·爱伦·坡（Edgar Allan Poe）在1848年的一篇散文诗《尤里卡》（Eureka ）中凭着印象再创作了一次，这篇散文诗将宇宙描述成了无穷无尽的“团簇套团簇”结构，每个团簇都有不同的定律，跟我们没有丝毫关系［4］ 。

富尼耶·达尔贝研究宇宙的动机之一，就是为了构建出一个拥有无穷质量的宇宙模型。尽管他的想法很离奇，但还是受到了大众的严肃对待。他是一名电磁学专家，1923年，正是他负责将首个电视图像（拍的是国王乔治五世）从伦敦传送到了各地。他还发明了光声机（optophone），将光信号转化成声音，让盲人也能“看见”东西。

瑞典天文学家卡尔·沙利叶（Carl Charlier，图4.1）兴致勃勃地读了达尔贝的这本书，并以此在牛顿理论的基础上创建了更复杂的宇宙模型，巧妙避开了无限空间带来的悖论。他引入了一种无穷星团层状分布结构（见图4.2）的数学描述，从而使得整个宇宙的平均密度为零！［5］ 这解决了一个存在已久的问题——空中布满恒星，为什么夜空还是黑暗的：在他提出的星团层状分布结构中，所有恒星所做的贡献都是微不足道的。