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第一个,三位一体核实验。
一九四五年的七月十六号,美国在新墨西哥州沙漠里进行了人类首次核试验。当时美国宣称做这个核实验,目的是为了终止第二次世界大战。既然是人类首次的核实验,那么对于实验的结果和将要发生什么事情,人们是完全不知道的。当时推进这个实验,几个理论物理学家都进行了各种各样的计算。但是大家计算结果都有点不一样,有些人觉得这个爆炸会这样,有些人觉得是会那样,尤其是费米悖论的这个费米也在里面。
他当时觉得这个实验可能毁灭人类,因为他觉得一旦核裂变发生的话,可能会引燃大气,整个大气全部燃烧起来,那地球就完了。物理学家觉得不做实验也不知道结果是什么,只能试试看,于是用了一个和这个广岛原子弹差不多的一个原子弹在沙漠引爆,发现没出现什么太严重的结果。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-288.html
于是这次爆炸之后的二十几天,美国真的往日本扔了两颗原子弹,结束了第二次世界大战,也实现了他们的承诺。但是问题是美国最终给世界留下了一个永远无法抹除的难题——核武器。
第二个,超级细菌实验。
这个是一九七一年的时候,美国著名的微生物学家阿兰达查克拉巴蒂。他通过基因改造,将一种细菌改造成了一种超级细菌,能够快速的分解原油。
这个细菌的名字叫做恋臭假单胞菌。根据当时实验测试的结果,这种细菌可以将原油分解的速度提升一百倍。他为什么要研究这个细菌?是因为当时美国发生了很多原油泄漏事故,当时解决办法基本上是靠海水自己慢慢慢慢把它溶解掉,这速度很慢,需要几十年。
于是他发明了这种细菌之后,这个细菌可以快速把它们都分解吃掉。后来实验发现这个细菌能力非常的强大,几乎什么都能分解,甚至连塑料它都能分解。这个细菌还有一个非常严重的问题,它有强大的抗药性,目前已知没有任何抗生素对它有影响。你杀不死它,就不能把它拿出来。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-652.html
比如说你让它分解原油,分解原油完了之后怎么办?它如果再继续分解鱼虾都分解完了,人类吃什么?它如果上到陆地上再分解树木,地球就完了。最终这个细菌是关在实验室里,没有被放出来。
第三个,一流星鱼实验。
这是人类目前为止在高空进行最大规模的核爆炸。一九六二年七月六号这一天,美国从夏威夷发射了一个原子弹到高空,大概到了四百公里高的地方,也就是现在国际空间站所在的高度,把这个核弹引爆了。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-840.html
它在高空这一炸直接给天炸出一个洞,然后整个天都被照亮了,像个太阳一样,但是个环形的太阳。当时发生的这个核弹的威力,是广岛核弹的一百倍。按照美国政府的说法,当时他们根本没有预料到有这么大的爆炸,也就是说他们一开始计算应该比较小一些。
那么这个爆炸直接把臭氧层炸穿了之后,引起了地磁的紊乱,南北极磁场开始晃动,天空上大面积的出现像极光一样的景象。从这个实验结果来看的话,比如说让地磁发生紊乱不稳定或者缩小或者增大,不管哪一种,都会造成大气的不稳定,也有可能造成有害的射线照到地球上,然后杀死生物,也可能让人或者动物得病。不过幸好到现在为止并没有发现因为这次爆炸而产生的这种伤害。
但是一个很严重的结果是他这一炸把当时环绕地球的卫星的三分之一都炸毁了。这些卫星其实不是直接被这个爆炸波所击毁,而是被这个引发的地磁紊乱坠毁。
这次实验之后,很多国家反对美国做这个事情。于是在一九六七年的时候,联合国正式颁布《外太空条约》,又叫《太空宪法》。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-309.html
这个条约规定太空大家应该和平利用,不能占为己有,也不能在这儿做核实验或者是做什么。
第四个,稻热病实验。
稻热病是一种发生在小麦和水稻身上的疾病,这个病虽然对人没有任何伤害,但是它会造成水稻和小麦大量减产。一九四三年的时候,印度和孟加拉国发生了稻热病,造成大片大片的小麦和水稻不产,于是直接在这两个国家产生饥荒,死了将近三百五十万人。
上个世纪六十年代七十年代,也是美国冷战的时候,美国曾经想把这个东西作为生化武器做成炸弹,总共做了三十一次实验。后来全世界都反对,因为他如果真的把这个炸弹投放到一些主要靠农业的国家的话,这个国家就完了。
于是在一九七三年,美国宣布毁灭了所有稻热病的病原体。他当时做这个实验,也是为了震慑俄罗斯。
第五个,大型强子对撞机。
这个机器建于二零零八年在瑞士和法国交界的地方,那个地方,有欧洲核子研究所,它这个粒子对撞的目的是为了模拟宇宙初始状态,看看这个宇宙大爆发究竟是怎么产生的。同时也可以研究黑洞的形成,还有反物质的形成、磁单极的形成。
超弦理论,预言了磁单级的存在。哪一天我们找到了磁单级,我们就可以解释维度,那不会毁灭地球。但问题是如果这个对撞实验按照他们预测成功了,有可能产生宇宙大爆炸、黑洞、反物质。这三个哪一个我们都受不了。
后来科学家给出了一个说明,说对撞这个事情,其实在宇宙中每天都在发生,宇宙中有大量的射线射向太阳,而太阳也不断的发射射线,也没看产生黑洞,也没有宇宙大爆炸,已经五十多亿年过去了。所以他们认为这个粒子对撞应该没有那么大危险性。
但是反过来说,那既然什么都不会发生,你们做这个对撞实验干嘛?你们不是希望发生点什么吧?所以如果哪一天我们毁灭了,我们可能都不知道,一瞬间就结束了。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-357.html
第六个,地外文明探索实验。
目前地球上的科学主要通过接收信号来探索地外文明的,但其实很多其他的部分,也包括发送信号。接收信号其实没有很危险,但发送信号极端危险。以霍金为首的很多天文学家特别反对发射信号。霍金认为我们的信号一旦被高度文明收到,而且这个高度文明有能力来到我们这儿的话,我们一瞬间会被灭掉。他为什么这么肯定这个结果?他解释说英国人当初去了美洲大陆,百分之九十的印第安人都消失了。
我们地球也会面临同样的问题,不管他是高等文明,他是有多么先进,他们的想法就是消灭你。按照黑暗丛林法则,黑暗丛林中只要有一个猎人,剩下也都必须变成猎人,他们才能生存下去。
第七个,暗物质观测实验。
我们这个宇宙看上去空空如也,但其实百分之九十五都是暗物质和暗能量。我们能看到的只占百分之五。这个暗物质是到现在都没有观测到的东西,但为什么认为它存在?是因为我们观测太空的这些星系旋转的速度就会发现,如果没有暗物质的存在的话,它的转速不是这个样子的。
我们看到外面所有的星系都在那转,但是按照中心质量大边上质量小的一个原则的话,中间转的速度会快,四周的转速会慢,像漩涡一样来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-297.html。但是事实上不是这样,我们观测的所有的星系内外都是同时在旋转的。
按理来说离中心越远,引力越小,那为什么能保持跟中心所有的星球一个速度在旋转?于是现在最流行的一种说法是有暗物质在那,让它们变成了一个整体。看上去好像是空空如也,但其实不是,到处都是东西,所以保证它是这个形状的转动。
各个国家现在都在找,看谁先找到暗物质。而且都在地底下找,为了防止其他的东西干扰,所以要有厚厚的地层隔住宇宙射线。暗物质可以穿透任何东西,也可以穿透厚厚的地面,只要有反应就可以。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-541.html
黑洞通过主观观测观测不到,但是通过间接观测是可以观测的。你看不见黑洞,但是你能看到黑洞周围的东西,它这个走法很奇怪决定了它的存在。来源:https://www.faithandyoung.com/cshi/202501-4750.html
但暗物质不是物质,你怎么都看不见。那么在这个观测的过程中,有很多的科学家对此产生极大的不安。现在的量子力学让人们明白了一个道理,就是在微观世界里面意识是可以决定一些事情的。量子的状态也可能会因为我们的观测而产生坍缩,固定成某一个实质的状态,很多人认为暗物质有同样的属性。
我们现在只是没看到它,它呈现现在正常的状态。一旦有一天我们看到它了,它会坍缩。也就是说如果我们找到暗物质那天,我们一观测宇宙,整个宇宙就会大面积产生坍缩,整个宇宙将会实体化。现在看到什么东西都没有的地方,开始全部变成石头,整个宇宙会坍缩成一个死的东西,我们地球也就走到了尽头来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-1138.html。
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此时悟空在天上一刻不停得找寻暗物质,但是在上个世纪的很长一段时间里,人们并没能成果证明暗物质的存在。常说,“眼见为实”,那么科学家为什么认为不可见的暗物质是存在的呢?
来自两大领域的证据
自茨威基二十世纪30年代发现并命名“暗物质”后,直到二十世纪70年代,证明暗物质存在的研究才真正取得进展。为什么在长达四十年的时间里,暗物质研究都没有进展呢?
当时,天文学家刚刚意识到星系是由恒星组成的巨型集合体。茨威基观测后发座星系团时,对爱因斯坦理论的验证刚刚起步,首次宇宙测量正在进行,核物理学家刚刚开始发展解释大爆炸和超新星的理论。星系复杂而遥远,暗物质问题没有立即引起天文学家的关注,也不足为奇。
二十世纪70年代早期,技术、天文学和粒子物理的进步为暗物质研究奠定了基础。广义相对论和核物理在关于早期宇宙的大爆炸理论中“携手”,更大的望远镜和更精准灵敏的光探测器提升了天文观测的速度和质量,微型计算机的降价使从事物理和天文研究的机构有能力购进用于天文计算的高性能计算机。各领域的进步都为拉开暗物质综合研究的序幕做好了准备。不久,两个重要的研究“应运而生”,来自计算机模拟和天文学观测的证据再次证明宇宙中存在暗物质。
1973年,供职于普林斯顿大学的天文学家欧斯垂克(Jeremiah Ostriker)和皮伯斯(James Peebles)使用数值模拟研究星系演化。他们应用多体数值模拟(N-body simulation)将300个质点编入计算机程序,以此代表一个星系中围绕中心点转动的恒星群。在他们模拟的星系中,靠近中心处的质点较多,边缘处的质点较少。模拟运行时,程序通过牛顿定律计算每对质点之间的引力,显示出质点在短时间内如何运动。通过多次计算,欧斯垂克和皮伯斯能够“追踪”星系中所有质点在长时间内的运动情况。
欧斯垂克和皮伯斯。来源: AIP, Physics Today Collection and Tenn Collection.
欧斯垂克和皮伯斯发现,大部分质点在一个轨道周期(质点环绕轨道一周需要的时间)内就会“压缩”为接近星系中心的高密度条状物,仅有少数质点向更靠近边缘处的位置运动。这与通常情况下观测到的优美的螺旋形或椭圆形星系完全不同。但如果在模拟中加入相当于所有质点总质量3-10倍的均匀分布的静态质量,输出的星系结构就变得合理了。欧斯垂克和皮伯斯的数值证据可以证明,要形成我们观测到的星系结构,暗物质的参与是不可或缺的。
与此同时,供职于华盛顿卡内基研究所的天文学家福德(Kent Ford)和鲁宾(Vera Cooper Rubin)开始对仙女座星系(galaxy of Andromeda)的恒星运动进行细致观测。星系非常庞大,即便是以每秒200公里的速度运动的恒星,看起来也像是静止的,天文学家需要通过多普勒频移计算其运动速度。早期,测量仙女座星系不同部位的恒星速度极为困难。当时,用于测量频移的光谱仪很长时间才能聚集足够的光线,对仙女座星系某个特定部位的观测需要耗费数小时甚至数个夜晚。整合几次观测的图像也面临重重挑战,结果经常出现误差。70年代早期,更加灵敏的光探测器缩短了观测时间,为在更大范围内进行星系观测带来曙光。
鲁宾正在测量星系光谱,她用看起来像显微镜的设备发现光谱中的微小差别,通过这些差别得出星系各个部分转动的速度。
来源:Carnegie Institute of Washington
福德和鲁宾用新的探测器测量了仙女座星系内部和附近氢气云的速度。这些氢气云绕星系做轨道运动,这在很大程度上类似于恒星在星系内部的轨道运动。福德和鲁宾设想,与边缘处的氢气云相比,星系可见边缘外的氢气云应该以更慢的速度运动。倘若星系的质量集中在发光之处,福德和鲁宾的设想就符合维里定理的推测。但他们的发现恰恰相反:星系可见边缘外的氢气云的轨道速度保持不变。如果牛顿引力定律是正确的,星系可见边缘外必定存在额外的不发光的物质。鲁宾认为,如果仙女座星系符合牛顿引力定律,该星系必定含有暗物质,离星系中心处越远、暗物质的数量越多。下图中的绿点表示实际观测到的M33星系中物体的轨道运动速度(竖轴)和该物体到星系中心点距离(横轴)之间的关系。位置较低的**虚线表示根据星系内的发光物推算的M33星系内物体的轨道速度。绿色的点明显与虚线不符:星系外的物体的轨道速度远快于预期。但如果星系中含有大量不发光物体,远离星系中心的物体就会以更快的速度运动。绿色实线是以M33星系内含有暗物质为前提推算的物体轨道运动速度。这些轨道运动曲线为暗物质的存在提供了强有力的间接证据。
来源:M33 Image: NOAO, AURA, NSF, T.A.Rector.来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-566.html
第三种证据
到上世纪70年代末期,两种关于暗物质的证据已“脱颖而出”。星系团内的星系运动和气体云绕个体星系的运动证明,要么星系和星系团中存在大量看不见的物质,要么我们对引力的理解从根本上就是错误的。而对星系形成的模拟也显示,要形成我们在夜空中观测到的螺旋形和椭圆形星系,大量暗物质的参与不可或缺。上世纪90年代,随着大气层外的射电望远镜“绘出”宇宙微波背景(cosmic microwave background),第三种证据浮出水面。
新的证据来自早期宇宙。天体物理学家相信,大爆炸发生约一秒钟后,由质子、中子、光子、电子和其它次原子粒子组成的致密混合物充斥了宇宙。当时温度极高,以至于电子无法与质子结合形成原子。所有粒子高速分散,使所有存在形式保持相同的温度,即彼此处于热平衡状态。光子也在远离带电的质子和电子,但它们无法到达很远的地方。
在宇宙膨胀的过程中,温度下降至约10亿开氏度。质子和中子开始结合,形成原子核。在大爆炸发生约39万年后,持续的膨胀和降温使宇宙温度下降到约3000开氏度。此时,所有电子和质子均已结合形成电中性的氢原子,所有其它带电粒子均已衰变。初始时期的氢气形成后,宇宙对于光子来说变得“畅通无阻”,此后的130多亿年中,它们始终在宇宙中穿行。这些来自早期宇宙的“古老”光子带有一个微波波长,也就是人们所说的宇宙微波背景。
中性的氢气形成前,物质在空间中几乎是均匀分布的,但量子力学的波动会引起普通物质和暗物质密度的微小变化。引力将普通物质和暗物质拉向每次波动的中心。暗物质向中心移动时,普通物质会填充进来,直至光子的压力将其推回并导致普通物质向外移动。引力的压力超过光子压力时,物质才会再次向内填充。每次波动“周而复始”,波动频率由其大小决定。这种起伏会影响普通物质的温度,使其在向内填充时升温,向外移动时降温。暗物质不与光子发生相互作用,不受这种效应的影响。
中性的氢气形成时,物质向内填充过的区域比周边区域温度高。反之,物质“流出”的区域温度相对较低。物质在空间不同区域的温度以及与其保持热平衡的光子能够反映出暗物质在初始密度波动中的分布情况和普通物质的情况。电子和质子形成中性氢气时,这种温度变化模式被“冻结”在宇宙微波背景中。因此宇宙微波背景中的温度变化图能够揭示大爆炸发生39万年后不同类型物质的位置和数量。
欧洲普朗克宇宙探测器团队于2013年发布的宇宙微波背景图。来源:ESA来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-908.html
2013年3月21日,欧洲普朗克宇宙探测器团队发布了新的全宇宙微波背景图。图像表明,宇宙的年龄比研究人员之前的推测稍微古老一些。这张宇宙的“婴儿照”将细微的温度变化镌刻在深空中。镌刻下的印记反应出宇宙在初始时期“泛起的涟漪”,这些“涟漪”带来了目前星系团和暗物质组成的广袤的宇宙网络。该团队推算,宇宙的年龄为137.980.37亿岁,由4.9%的普通物质,26.8%的暗物质和68.3%的暗能量组成。来源:https://yz66.net/cshi/202501-1840.html
在这三大证据的面前,暗物质的面目逐渐越来越清晰起来。
来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-350.html关于“现在什么实验”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!