有关宇宙的优秀学生作文:研读《宇宙的未来》

丰羽 1172分享

  霍金很会演讲,那么关于他对于宇宙的想法都有哪些呢?接下来小编为大家介绍有关宇宙的优秀学生作文,一起来看看吧!

  研读《宇宙的未来》

  霍金很会演讲他一开始就说给未来预言非常困难,但是科学家仍然认为他们能够预言未来。然后先说怎么难,过去动不动就预测未来的大多是失败的,大多都是骗术 为说明这个问题。

  为了吸引听众就举了两个非常生动的非常典型的例子。一个就是斯巴达300勇士温泉关之战。巫师预言要么斯巴达会被消灭,要么国王会被伤害结果斯巴达国王就在温泉关之战中丧生了。这个温泉关之战,应该在欧洲文化里是非常著名的一场战争,会不会有点类似于我们中国的巨鹿之战?但是时间上可能有一点不同,温泉关之战是公元前480年的。

  然后又举一个例子,是莉迪亚的德国王克罗修斯要侵略波斯王国,巫师的说:如果要是侵略,一个伟大的王国将会崩溃,结果克罗休斯被波斯国王居鲁士打败。这两个一个是波斯侵略古希腊,一个是希腊国家要侵略波斯。在剑桥大学将这样的故事,一定会有广泛的共鸣,因为学生都很熟悉,但是他们可能不知道预言这样的事情。

  然后又回到现实,回到大家非常感兴趣的世界末日预言,很幽默的说都是骗人的。世界末日的预言影响股市,都世界末日了,还都要想方设法的弄点钱。

  过去的世界末日的预言没有一个成功。

  但他们会为他们的预言失败找各种借口,或者是设置了一些难以完成的任务,譬如基督将要降临,预言1844年基督第二次回归,但是要首先数出被基督救赎者的名单,蛮有点像是说你想见秦始皇吗?那你数一数秦始皇杀了多少人,数清楚了就就可以见到秦始皇了。

  霍金深谙演讲艺术,他这样说其实就在说历史也好现实也好,预测未来都是很难的。

  巫师的故事,世界末日的故事,基督回归的故事,都有很强的演讲性,能够吸引听众,增强现场效果,调动听众的兴趣。

  那么这些人的预言,都是骗术,都是诡辩。你今天作为一个科学家,来预言宇宙的未来,又会是怎么样的?

  霍金知道会这样质疑他,然后,他就直言不讳的说科学家预言不会比那些无视和原价更可靠,为什么呢?他举了天气预报的例子。科学家在预测天气,但是天气预报可靠又不可靠,这个我们是显而易见的。天气预报近几天的预测相对是比较准确的,但时间越长预测很显然就会出现一些问题。

  但霍金今仍然坚持,科学家在某种情形下,是可以做可靠的预言,说宇宙在非常大的尺度下的未来就是一个例子。

  这里留下了好几个问题,在某种情形下是什么情形呢?

  可以做一些可靠的预言,可靠的预言又是指什么呢?

  宇宙在非常大的尺度下的未来又是什么意思呢?

  霍金有点像在吊我们胃口。

  接下来,结合科学现实和已有的科学成就来说明预言宇宙未来的困难与可能。

  譬如我们对物理的定律的了解其实非常有限,虽然我们发现了制约在所有正常情形下的,物体的科学定理,但是仍然不知道至于在极端条件下物体的精确的定理,那么我们就更不容易了解制约宇宙的有关定理。他甚至说即便我们知道了制约宇宙的有关定理,但是仍然不能够利用他们去预言遥远的未来。因为这些制约宇宙的有关定律也具有不稳定性,在某一时刻,系统做非常微小的改变,系统的未来行为就可能变得完全不同。

  然后他又不失时机的举了旋转轮读盘的例子。他说如果你稍微改变一下旋转轮读盘的方式,就可能会改变这上面的数字,所以实际上是不可能预言出数字的,否则的话物理学家数学家就可能在赌场上发财了。

  用常见的赌盘证明在某一时刻对系统做非常微小的改变,系统的未来行为可能就会变得完全不同,用天气预报只能进行短期准确的预报,不能进行长期的准确预报,还讲虽然知道了一些制约人的行为的一些方程,但是我们显然不能预言人类社会的未来。这些例子其实都在强化对于一个混沌的系统,不能预言其遥远的未来。

  然后开始论及宇宙,他说太阳系、银河系以及星系团的运动其实是馄饨,所以我们只能在某个时段预言,但是在一段时间之后就不可能预言其运动的细节。可是作者又为什么会说我还是可以满怀信心的预言宇宙的未来呢?是根据什么样的科学的原理来预言宇宙的未来呢?

  这样就进入了比较专业的天文物理学方面的知识上来了。霍金认为宇宙正在膨胀,因为我们观察到从外空间来的微波辐射背景给出了这种膨胀是平滑的而非混沌的证据。

  微波背景辐射的发现有不平凡的意义,因为从地球上测出的微波辐射,各个方向的特征可以宇宙宇宙平均密度以及膨胀力处处是相同的,由此可以知道宇宙行为在大尺度下不是混沌的,因此就可以预言一下宇宙的未来。

  因为宇宙的膨胀,非常均匀。宇宙的平均密度以及膨胀力处处相同的。人们预料不同星系之间的引力会降低这个膨胀率。如果宇宙的密度大于某个临界值,吸引力最终使膨胀停止,并使宇宙开始重新收缩,那么宇宙就会坍缩。宇宙就会在大挤压处终结。如果终结了就没有什么可预测的,就好像再投胎。这样就等于会形成一个另一个新的宇宙。但是如果宇宙密度小于临界值,就不会坍缩,就会永远的膨胀下去。

  通过这样的推测,对宇宙未来的关键问题就在于宇宙的平均密度是多少?如果它比临界值小,那么宇宙就会永远膨胀,如果比临界值大,宇宙就会坍缩。霍金却说我可以满怀信心的预言宇宙至少在100亿年内不会停止膨胀。因为我们可以从观测来,估计宇宙的平均密度可知。

  说到这里其实,关于宇宙未来的预言基本就结束了。但宇宙有太多问题我们没有弄清楚,这样草草演说显然不是一个严谨的科学家所做的事。霍金进一步分析宇宙中我们所没有弄清楚的一些问题,以及这些问题可能对宇宙未来的产生影响的程度。

  霍金说我们所观测宇宙的平均密度只是宇宙的明物质在宇宙中所占的密度,而宇宙中还包含了一些暗物质,这些东西不能够直接观测得到。那么,这样就带来一个新的问题,计算宇宙的平均密度,必须要考虑暗物质这个重要的因素,而宇宙中的暗物质究竟有多少,不得而知。

  作者对宇宙中暗物质量进行估算分析之后,仍然坚信,宇宙将会继续膨胀下去,因为据估算暗物质的量,也只达到宇宙密度临界值10%左右。这样,如果仅仅依据观测的证据,还是可以预言宇宙会继续的膨胀下去。

  作者还根据恒星演化的原理,预言恒星的命运,大约在100亿年以后大多数恒星都会毁灭,燃料用尽,变成中子星、白矮星或者是黑洞。作者说可以假定星系演变到黑洞就是最后的终结。但是宇宙中所有的星系都真的会走到尽头了,那么宇宙还会继续膨胀吗?黑洞真的就再也没有变化了吗?

  但是,霍金又根据量子力学的不确定原理发现黑洞中的粒子,有可能超过光速会从黑洞中逃逸出来。既然粒子可以从黑洞中逃逸出来,那就意味着黑洞不黑,黑洞的物质还是在不断的减少最终会被蒸发完。还认为星系中心的巨大黑洞可能要花上10的90次方光年的时间才能完全蒸发掉,因此宇宙还是会永远的膨胀下去。

  那么宇宙,是不是就可以去确切的说会永远的膨胀下去?作者又回到了宇宙平均密度研究上来。目前,预言宇宙会无限膨胀下去的依据是根据观测宇宙中的明物质,以及星系和星系团中的暗物质。但是星系和星系团之外还有没有其他的暗物质,这些暗物质有没有可能使宇宙的平均密度达到或超过临界值,作者把他的研究和问题向前推进了一步。作者说宇宙中不只是已有确定证据的物质,也许还存在足够的使宇宙最终坍缩的暗物质。

  根据观察的证据,现在的宇宙只有1/10的临界密度,这个密度足以形成星系和恒星,足以产生有智慧的生命。根据人择原理认定在我们宇宙中,星系和星系团之外没有附加的暗物质。这样的话宇宙就会无限的膨胀下去。

  但是如果认为星系和星系团之外,还应该有足够的暗物质。这些暗物质会是宇宙密度非常接近现在的这个临界密度。那么宇宙就会坍缩,而这个过程,这个时间应该不会比宇宙已经膨胀过的150亿年的时间长太多。所以作者说,我可以满怀信心的预言,宇宙至少在100亿年内不会停止膨胀,也就是说宇宙坍缩的时间可能会是在150亿年之后。

  演讲的最后,作者做出了一个小结。宇宙是永远膨胀下去,还是最终会坍缩,按宇宙的密度而定?他认为宇宙明物质以及宇宙中星系与星系团中的暗物质的量只达到了宇宙重新坍缩的临界值的10%左右。这个密度下宇宙会继续无限的膨胀下去。

  但是如果根据人择原理这些研究预言未来其实没什么意义,对宇宙的一系列的担忧都没什么意义。如果根据暴涨宇宙理论分析,宇宙星系和星系团的广大空间,有足够复杂的暗物质,会使宇宙的平均密度非常接近于坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度,那么宇宙,最终可能会坍缩,而宇宙现在就可能在危险的风口上。

  所以宇宙是继续膨胀还是收缩?取决于宇宙星系和星系团之外的暗物质,这些暗物质目前没法计算,所以,在这些暗物质这些问题没有弄清楚之前。只能两方下注,宇宙的未来:可能是膨胀,也可能会坍缩。

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