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66663周前
905年,26岁的爱因斯坦提出了狭义相对论,他说时间和空间不是分开的,它们是一个东西的两个方面,合起来叫时空。更夸张的是时空不是固定不变的,它会弯曲、会拉伸、会扭曲。10年后他又寄出了广义相对论,彻底颠覆了人们对引力的理解。 我们感受到的引力其实不是一种力,而是时空弯曲的结果。想象一张拉紧的床单,你往上面放一个保龄球,床单会陷下去,然后再滚一个弹珠上去,弹珠会顺着凹陷滚向保龄球,看起来就像保龄球在吸引弹珠,这就是引力的本质。质量让时空弯曲,弯曲的时空告诉物体怎么移动。 广义相对论有一个惊人的推论,时空本身是在大爆炸中诞生的。大爆炸之前不仅没有物质,连空间和时间都不存在,是大爆炸创造了一切,包括装这一切的容器。 爱因斯坦还预言了一个东西,引力波。当巨大的天体剧烈运动时,比如两个黑洞相互旋转然后撞在一起,它们会在时空里掀起涟漪,就像往平静的湖面扔石头。这个预言提出了整整一百年都没人能验证,直到2015年美国的LIGO探测器终于抓到了引力波信号,那是13亿光年外两个黑洞合并时发出的声音,爱因斯坦100年前的预言被证实了。 现在来说说宇宙里最让人摸不着头脑的东西,暗物质和暗能量。你以为构成宇宙的主要是原子、行星、恒星这些熟悉的东西,太天真了。熟悉的这些正常物质只占宇宙总量的大约5%,剩下的95%是什么?老师说不知道,但科学家给它们起了名字,暗物质和暗能量。之所以叫暗是因为它们不发光、不反光,几乎不和任何东西发生作用,压根看不见它们。 暗物质的故事要从1933年说起,有个瑞士天文学家叫茨维基,他在观测一个星系团的时候发现不对劲,那些星系运动的速度太快了,按照可见物质的质量,引力根本拉不住它们,它们早该四散飞走了,但它们没有,老老实实待在一起。茨维基说肯定有什么看不见的东西在提供额外的引力,他管这叫暗物质。当时大家都觉得这老头在说胡话。 40年后美国天文学家薇拉- 鲁宾发现了更直接的证据,她研究星系自转的时候发现星系外围的恒星转得太快了,比理论预测的快很多,唯一的解释就是星系外面包裹着一大团看不见的东西。 现在知道暗物质大约占宇宙总量的27%,它不发光、不反射光,唯一的存在感就是它的引力。全世界有很多实验室在拼命寻找暗物质粒子,但到现在还是一无所获。 如果暗物质够神秘了,那暗能量简直就是神秘他妈给神秘开门,神秘到家了。1990年代末,两组天文学家分别研究遥远的超新星来测量宇宙膨
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