天文学家李竟的研究成果

天文学家李竟的研究成果

天文学家李竟:天穹上的会聚和列阵主持人：今天来到这里的嘉宾是中科院北京天文台的李竟研究员，李竟先生曾是国际天文学联合会会员，曾任中国天文学名词审定委员会主任、中国天文学会理事，是北京大学、北京师范大学、中科院研究生院的兼任教授，主要从事恒星物理、银河系天文和天文史的研究，对天文学感兴趣的网友可以在此和李教授一起交流讨论。 　　李竟：网友们好。我在网上跟大家交流。　　网友：任何物质都会经历诞生、形成、保持和消亡这四个过程，宇宙是不是也是这样？　　李竟：是的。我们的宇宙是一个物质宇宙，有它的生老病死和最后消亡。　　网友：最近有报道说宇宙的成分已经基本探明，我们目前所能了解的物质仅仅占宇宙总重量的4％，宇宙膨胀将悄含握一直持续下去。英国霍金教授所预言的宇宙塌陷可能是错误的，不存在的。　　李竟：你刚才提到的问题是21世纪初重大的天文学进展，尤其是关于宇宙的物质成分，最新的测定是2003年之初的事。这个大成就就在世纪之交有三件各自独立的天文探测。第一个是上世纪90年代一直持续到现在的遥远的超行星的搜索和测量。它的距离超过了80亿光年之外，在80亿光年之外的星系上出现超行星搜索跟测量。发现在这么远的超行星，它的预期亮度比观测的亮度来得强，也就是观测的亮度更暗，那就意味着它更远。因为这样的超行星有一定的质量限度，在一定限度质量的天体爆炸爆发出来的光度是恒定的，因此是标准光源，这个标准光源更近一些就是更亮一些，更远一些就是更暗一些。世纪之交确认了超行星在80亿光年开启庆外是加速膨胀，比预期要远。　　第二件事情也是在世纪之交，南极上空发射了一个气球，南极上面有半年是黑夜不受太阳干扰。为了探测厘米波背景辐射，探测得出结论，宇宙的几何特征是平直的，这个说起来有点儿难理解。如果有两条平行线就一直平行下去，这个叫宇宙空间结构的扁平特征，但是要求物质跟能量有一定的比例。　　第三件事情出现在2003年年初，另外一个空间探测器不是气球，这个探测器是探测微波背景辐射，进一步确定我们宇宙的扁平特征跟宇宙能量跟物质的比例。　　物质跟能量的比例根据最近的三个不同彼此独立的探测得到结果，我们所熟悉的可见的发光的天体质量仅占我们宇宙物质的4％，有73％是新发现的叫做暗能量，剩下的23％叫做暗物质，暗物质里面究竟有哪些，现在还不全清楚，但老耐是所占的份额被最近三次探测确定。剩下大 量的73％被称之为暗能量，暗能量是一种斥力。我们学过矛盾论，有正就有负，有阴就有阳，有正电就有负电，可是宇宙中一直到今年之前，只知道有引力，而宇宙中没有斥力。宇宙斥力是不是没有？今年这个大的天文探测告诉我们，宇宙不仅有斥力，而且斥力影响非常大。能量也是物质，这个能量就占了整个宇宙物质的73％，它的性质跟引力相反，斥力性质的能量非常微弱，咱们感觉不出来，只有到了大于80亿光年的距离这个力量才展现出来，而再往外的空间变成了加速膨胀。因为它跟引力相反，引力是收缩的，它是膨胀的。我们的宇宙是加速膨胀，膨胀将要一去不复返，可能将要在一千亿年之后变成寂静的暗死的宇宙。　　霍金的预言是不是错的？这个倒不是只有霍金有这样的预言。过去我们并不知道宇宙是一直膨胀下去还是加速膨胀，还是减速膨胀，如果减速膨胀就可能要终止，而这个是宇宙的几种不同命运之一，过去一直有这样的推论。现在看来，恐怕我们的宇宙不是这样，而是加速膨胀。　　网友：请问李教授，我们人类已经可以看到140亿光年以外的天体，但是还不能确定太阳系还有没有其他行星，这是为什么？　　李竟：太阳系以外还有没有行星，这件事情在1992年已经探测到，到现在为止，经过十年的奋斗，人类已经探测到太阳系以外的恒星一百多个有行星或者行星系。为什么到了1992年才探测到，原因是这样，一个行星的存在，探测太阳系以外的行星存在是一件非常难的事情。由于行星是不发光的，拿太阳系来说，除了太阳之外，九大行星中最亮的个儿最大的是木星，木星是地球直径的108倍，质量是338倍。这样大的一个天体，我们如果要到遥远的地方，比如说我们站在五光年之外、十光年之外去回看太阳，那么木星就完全掩盖在太阳的光芒之下，它们的亮度比，如果木星的亮度要作为1，那么太阳的亮度是它的2.5亿倍。在这么一个亮度差的情况下，任何行星都无法看见。既然直接拿望远镜去看这么困难的话，那么为什么又说1992年到现在探测到一百多个？我们用另外的方法。由于行星质量比太阳小，比恒星小，是围绕着恒星运转的，但是它究竟有质量，它不仅受恒星引力的影响，围绕着恒星转，实际上它也有引力，使得恒星也在运动，受引力影响。这样互相引力作为的情况下，恒星就有某种振动，这个振动的周期就是行星围绕它的公转。这样一种效应叫做反应运动，运动速度叫做反应速度，天文学上早就知道。