文档介绍：霍金
宇宙的未来
背景知识 中国是最早进行天文观测的国家之一,在殷商甲骨文里,就有许多天文观测记录。汉语“宇宙”一词出现较早。战国时期的尸佼在他的著作《尸子》中就说:“上下四方曰宇,往古来今曰宙。”东汉的高诱在《淮南子·原道训》注中也说:“四方上下曰宇,古往今来曰宙。” 中国古代的宇宙学说,有浑天说、盖天说、宣夜说等。
在西方,古希腊人也有多种宇宙学说。公元前600年左右,住在米利都的古希腊哲学家泰利斯认为地球是一个圆盘,漂浮在一片汪洋中。他的弟子阿那克西曼德认为天空是包围地球的一个球层,恒星在内层,太阳和月亮在外层。毕达哥拉斯认为,地球、月亮、太阳、行星和恒星都在一个同心球上围绕中央火旋转。托勒密总结了古希腊的天文学成就,著《天文学大成》,认为地为球形,静止不动,处于宇宙的中心,其他天体围绕地球运行,创立了“地心说”,统治西方天文学界一千四百多年,直到波兰天文学家哥白尼在16世纪发表《天体运行论》,创立日心说。
现代宇宙学最有影响的学说是大爆炸宇宙学。大爆炸宇宙学认为,宇宙早期温度极高(在100亿度以上),物质密度极大。在那里,物质被压缩成一个奇点,时间和空间都毫无意义。大约200亿年前,发生“爆炸”,温度逐渐冷却,形成各种各样的恒星体系,也就是我们今天所能观测到的宇宙。
霍金是当今最负盛名的英国理论物理学家,他战胜严重的残疾,执着地从事科学研究,他的名著《时间简史》被翻译成30多种文字,销售500多万册,成为科学著作中罕见的畅销书。霍金的研究领域主要集中在宇宙学与黑洞,他提出的一系列观点,都或多或少改变了我们对宇宙、对时空的认识,有着重要的启发性。他目前担任剑桥大学卢卡逊数学教授。这篇文章是他1991年1月在剑桥大学的讲演。
霍金
在中文里,“宇”是“上下四方”的意思,表示空间;“宙”是“古往今来”的意思,表示时间。宇宙的历史,就是空间在时间上发展的过程,斯蒂芬·霍金以时间为序,研究我们所处的这个宇宙诞生、发展,以及它将来可能的状况,因此,他把自己的书称作《时间简史》,实际上就是《宇宙简史》。
何为宇宙?
导入  宇宙是怎样诞生的?它从何而来?又向哪里去?斯蒂芬·霍金教授写的《时间简史》给了我们这样的回答:      我们现在生活的宇宙有自己的历史起点,它大约诞生于150亿年前,那时,宇宙只是一个点,不占有空间,也没有时间的概念。在这一点发生了大爆炸,时间和空间从此开始,物质开始形成。      最初,宇宙的温度极高,随着时间的推移,空间越来越大,温度越来越低,宇宙中的能量与物质不断发生复杂的反应,逐渐形成星系。
空间继续扩大、膨胀,直到今天,宇宙仍然在膨胀之中。     大约在距今50亿年前,太阳形成。大约在距今46亿年前,地球形成。      宇宙继续膨胀,将来也会膨胀,也许在膨胀到一定程度后,宇宙开始收缩,可能会收缩成一个点,一个不占有空间的点。到那时,时间结束。到底会不会这样,现在还说不定。      大爆炸之前是怎么回事,不知道。永远也无法知道。这就是大爆炸宇宙的基本理论。
本文重点是谈作者对宇宙的未来作出的科学预言,阅读时要准确地筛选出这些预言的观点和支撑这些观点的材料。同时,还应该体会这篇讲演在语言上的幽默特点。
本文重点
霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点?
(1)宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关,如果平均密度小于某个临界值,它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值,宇宙就会坍缩,时间本身就会终结。      (2)在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质,它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住,不至于使这些星系或星系团飞散开去。      (3)如果宇宙继续膨胀下去,五十亿年后,太阳将耗尽它的核燃料,变成一颗白矮星。在大约一百亿年后,具有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星,具有更大质量的恒星会变成黑洞。      (4)黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞,只要有足够长的时间,巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。      (5)在星系或星系团之外,应该存在有足够的暗物质,这些暗物质能使密度达到临界值,从而可能会使宇宙最终坍缩。但这个时间肯定在一百五十亿年之后。