宇宙中会有星际联盟吗?

宇宙学是一门古老而年轻的学科。人类作为宇宙中的高等生物,并不满足于自身的生存和种族的延伸。

一代又一代人孜孜不倦地探索着存在和生命的意义。然而,人类思想的进化是极其缓慢和艰巨的。从亚里士多德-托勒密的

地心说用了2000年才讲到哥白尼-伽利略的日心说的演变。令人惊讶的是,虽然人们知道世界上的一切都是

在运动中,直到20世纪20年代哈勃发现红移定律后,宇宙演化的概念才进入人类意识。人们甚至从来没有

从没想过宇宙会进化。牛顿万有引力定律表明,宇宙中的物质在引力作用下不可能处于稳定状态。即使在

在爱因斯坦的广义相对论中,情况也好不到哪里去。为了得到一个稳定的宇宙模型,他在理论中引入了宇宙常数。

他们都希望在自己的理论中找到一个稳定的宇宙模型。可见宇宙进化的概念并不是在这些天才的头脑中产生的。

公平地说,哈勃的观测标志着现代宇宙学的诞生。哈勃发现,从星系光谱的红移可以推断出星系越远。

离开我们越快,说明整个宇宙都在膨胀。时光倒流,估计在10亿到200亿之间。

若干年前有一个划时代的事件,那就是宇宙由大爆炸从一个极其致密极热的状态诞生。加莫夫,电话1948

1998年发表的一篇关于热大爆炸模型的文章做出了惊人的预测,早期大爆炸的辐射仍然在我们周围徘徊,但它是由

由于宇宙膨胀导致的红移,绝对温度只有几度。在这个温度下,辐射在微波波段。但在1965,彭

在齐阿斯和威尔逊观测到宇宙微波背景辐射之前,人们并没有把这个预言当回事。

一般认为爱因斯坦的广义相对论是描述宇宙演化的正确理论。在经典广义相对论的框架下,霍金和

彭罗斯证明了在非常一般的条件下,时空必然存在奇点,最著名的奇点就是黑洞和宇宙大爆炸中的奇点。

爆炸的奇点。在奇点,所有的定律和可预测性都失效了。奇点可以看作是空间和时间的边缘或边界。只有考虑到奇点

只有通过边界条件,才能从爱因斯坦方程中得出宇宙的演化。因为边界条件只能由宇宙之外的造物主给定,宇宙的

命运掌握在造物主手中。这是自牛顿时代以来,第一个困扰人类智慧的问题。

如果空间和时间没有界限,那就没必要用第一推去打扰上帝。这只有在量子引力理论中才能做到。霍金承认

因为宇宙的量子态处于基态,所以时空可以看作是一个有限无界的四维曲面,就像地球表面一样,只是多了很多。

只是二维的。宇宙中所有的结构都可以归结为量子力学测不准原理所允许的最小涨落。从一些简单的模型计算

可以得出与天文观测一致的推论,如星系和恒星的星团结构、大尺度各向同性和均匀性、时空等

平直,即时空基本上是平直的,这使得星系乃至生命的发展成为可能,还有时间的方向箭头等等。

霍金的量子宇宙论的意义在于,它真正使宇宙学成为一门成熟的科学。这是一个自给自足的理论,也就是说,原则上,只有科学

通过学习定律,我们可以预测宇宙中的一切。

这本书的作者是当代最重要的广义相对论者和宇宙学家。20世纪70年代,他和彭罗斯一起证明了著名的奇点定理。

他们一起获得了1988年的沃尔夫物理学奖。他还证明了黑洞的面积定理,即黑洞的面积不随时间的增加而减小。这

自然地,人们把黑洞的面积与热力学的熵联系起来。1973年,他考虑了黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像一个黑体。

同样的辐射,其辐射的温度与黑洞的质量成反比,这样黑洞会因为辐射而逐渐变小,但温度会越来越高,而且会

最后一刻的爆炸结束了。黑洞辐射的发现有其基础意义,统一了引力、量子力学和统计力学。

1974之后,他的研究转向了量子引力理论。虽然人们还没有得到一个成功的理论,但已经发现了它的一些特征。

比如时空在普朗克尺度(10-33 cm)上不是平的,而是处于泡沫状态。在量子引力中是不存在的。

在纯态下,因果性被破坏,于是不可知性从经典统计物理和量子统计物理上升到量子引力的第三层次。

1980之后,他的兴趣转向了量子宇宙学。

这本书的副标题是从宇宙大爆炸到黑洞。霍金认为他一生的贡献就是在经典物理学的框架下证明黑洞和大爆炸奇点。

必然性,黑洞越来越大;但在量子物理学的框架下,他指出黑洞由于辐射而变得越来越小,大爆炸的奇点不仅仅是

被量子效应抚平,整个宇宙从这里开始。

理论物理的细节在未来20年内会有变化,但就概念而言,现在已经相当完整了。

霍金的一生非常传奇。就科学成就而言,他是历史上最杰出的科学家之一。他的贡献在他的20岁。

因卢格氏症而被限制在轮椅上多年,这确实是史无前例的。因为他的贡献对人类的观念有着深远的影响,

所以媒体上有很多关于他如何与全身瘫痪抗争的描述。尽管如此,还是有一个翻译第一次见到他是在1979。

那情景仍然历历在目。那是我第一次参加剑桥霍金小组的广义相对论研讨会。当门打开的时候,突然一个很小的声音从我的脑后传来。

微弱的电器声,回头一看,只见一个瘦子斜靠在电动轮椅上,自己开着电动开关。翻译尽量做到礼貌。

他看起来并不太惊讶,但他已经习惯了对初次见面的人的残疾程度感到惊讶。他需要很大的努力才能抬起头来。

在他失声之前,他只能用非常微弱的畸形语言说话,只有和他一起工作生活了几个月后才能听懂。他不会写字。

话说,看书一定要靠翻页的机器。阅读一份文件时,你必须把每一页摊开在一张大书桌上,然后他驾驶一辆轮椅,如

蚕像桑叶一样一页一页地读。人们不得不对人类中以如此强烈的意志追求终极真理的灵魂产生发自内心的深深敬意。

意义。他每天都要开着轮椅从剑桥西路5号的家出发,穿过美丽的剑河和古老的国王学院,去银街的应用数学系。

和理论物理系办公室。系里专门修了一个斜坡,方便他坐轮椅。

在富有学术传统的剑桥大学,他目前拥有也许是有史以来最高的教授职位,这个职位是由牛顿和狄拉克拥有的。

卢克森数学教授。