當我們凝視著寧靜、閃爍的夜空時,我們看到的景象與數千年前我們的祖先所見大致相同。然而,幾個世紀以來的科學進步極大地改變了我們的理解,以至於不能說我們與他們持有相同的簡單看法。我們現在知道世界不是平的,天空不是穹頂,星星也不是閃爍火焰從中穿過的針孔。
當然,許多謎團仍然存在。但隨著每一年過去,新的發現使我們對宇宙的起源、演化和未來走向有了更好的理解。今天我們知道恆星是太陽,地球只是我們銀河系中數十億顆行星之一。科學家們正在競相瞭解我們在宇宙中是否孤獨,尋找類地行星並研究它們是否存在生命跡象。
地球上的生命可以追溯到 46 億多年前,那時我們的太陽誕生於恆星團中較大的星群中。一些天文學家即將追蹤到我們失散已久的恆星兄弟姐妹,並重建太陽系最深遠的歷史。與此同時,其他人正在探索遙遠未來生命的可能性,試圖瞥見數千億年後的宇宙。
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在更大的尺度上,宇宙為我們提供了其他非常重要的驚喜。星系依靠看不見的、引力粘合劑暗物質結合在一起,並以加速的速度彼此遠離,這是由一種只被稱為暗能量的力造成的。類似的力可能在大爆炸後萬億分之一秒時活躍起來,當時宇宙的膨脹在一個稱為原始暴脹的過程中短暫加速。如果暗物質、暗能量或暴脹的性質稍有不同,星系和恆星可能無法形成,從而排除我們所知的生命的可能性。
這些發現正在將科學推向未知的領域。許多宇宙學家認為,暴脹不僅導致了我們整個可觀測宇宙,還導致了無限的平行宇宙“多元宇宙”。一些特立獨行的研究人員正在研究迴圈宇宙的想法,即宇宙在死亡和重生之間永恆地振盪。物理學家也在研究資訊而不是物質和能量是否構成了時空結構。
本期《大眾科學》特刊的文章深入探討了所有這些令人費解的想法以及更多內容。夜空將永遠不再顯得簡單。