物理学对宇宙研究的独特贡献

影随茵动对爱因斯坦的望远镜的书评发表时间：2011-11-05 21:11:23

在天文学漫长的研究史上，人类每跨出一步，都会感受我们与宇宙的距离既在增近又在远离，这样的矛盾就好比宇宙的加速膨胀和引力作用的强烈存在一样。每当人类看到了更为广阔的宇宙面貌，同时又会发现许多新的未知。于是伴随着很多的设想，宇宙变得越发的不可穷尽。尽管如此，却无法阻挡科学家的脚步，纵然“人类一思考，上帝就微笑。”但是求知欲绝对是上天对人类最好的恩赐。

对于天文学的探索研究从来离不开物理方面的知识体系，今年诺贝尔物理学奖的获得者恰好就是来自于对天体物理学方面的研究者（三位科学家通过对超新星的观测发现宇宙膨胀不断加速，而且逐渐变冷的理论研究恰巧正是《爱因斯坦的望远镜》一书中涉及到的观点），事实上物理学方面的许多成果对于推进宇宙的探索都起着至关重要的作用。作为工具与手段，虽然外行人（特别是非理工科的人）可能读不懂那些公式，无法明白那些试验，但是某些理论及成果却能一一被道明。

《爱因斯坦的望远镜》就是这样一本书，虽然本书作者艾弗琳•盖茨主要的研究领域是粒子宇宙学和天体物理学，在书里也大量涉及了物理学的知识体系，但是整本书并不是特别难读，从引力透镜开始，到多元宇宙的解读，作者从人类对宇宙中暗物质和暗能量的探索历程里，渐进的讲了许多已知的宇宙研究成果。很多理论一点就透，是本书的最大特色，虽然它长的像教科书，但是一点也不枯燥晦涩，恰恰相反，只有极少的部分让我无法聚焦，更多的情况下都产生了涟漪效应，越发的激起了我对宇宙奥秘的好奇之心。

我们很早就知道宇宙产生于大爆炸，那么大爆炸初期的宇宙与大爆炸之前的宇宙是怎样的？当下，科学家们正在努力探索的方向正是如此，这也是天体物理学研究开始蓬勃起来的原因。我们已经不只局限于对已知宇宙形态的研究，而是扩展到了对宇宙历史的研究，也正是力图通过对历史的研究，转而更加深入的了解我们当下的宇宙形态。

在对天文学的研究上，物理学家们的视角主要集中在宇宙的物质与成份上，当我们知道宇宙中常规物质只占到5%的时候，我们开始了对23%的暗物质的追寻探索，于是现在有了MACHO——大质量致密晕物体，比如黑洞、中子星、白矮星、棕矮星、大行星等，是类似于太阳这样的星体（或大于数倍，或等量，或小于一些）在释放完全部能量后坍塌而成的无光体，话说太阳将在50亿年后塌缩成这样的一颗白矮星，地球也就会随之毁灭。而另一些被怀疑的暗物质对象涉及到粒子物理学，可能就不那么容易理解了，比如WIMP——弱相互作用质量粒子，它是热门的冷暗物质候选者，也是科学家们在不断的实验里终于发现的一种粒子，除此之外，以中微子为主要候选者的热暗物质的推断也一直在求证中。

相比于在暗物质探索上取得的成就，对于暗能量的研究，只是刚刚上路，或许当有一天我们能够揭开占有宇宙72%的暗能量的真相时，我们对于宇宙的研究也将会掀开一个新的篇章。

而这一切首先不得不归功于爱因斯坦的望远镜，即引力透镜，“由物质质量引起的光线偏折，是一种真正意义上的透镜效应。”由于质量和能量都能扭曲时空，扭曲时空中的物体将沿“最短路径”运动，扭曲的时空中，最短路径不再是一条直线，光总是沿着最短路径传播，因此光在空间中将沿弯曲的路径前进，于是引力透镜得以产生。恰是通过这个原理使科学家们可以探知到暗物质的质量和位置，推进了人类认识宇宙的脚步。

无疑《爱因斯坦的望远镜》所涉及的暗物质和暗能量的研究，虽然只是复杂的宇宙的一面，却也是宇宙寻迹路上最重要的一页，从这里开始，我对宇宙天体有了一种全新的认知，现在想来，早前无论读《三体》这样的科幻作品，还是看《超时空接触》这样的科幻电影，都更偏重于对地外生命的命题的演绎，确实也很过瘾，不过读《爱因斯坦的望远镜》给我的感觉是一种满足和丰富，所以文科生偶尔去读读理科读物，特别是自己感兴趣的，会有一种特别的充足感。

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