膨胀的宇宙

可以忽 略不计 。 以， 因斯 坦一 开始就 认识 到 ， 所 爱
广 义相 对论 的应 用 对 象应 该 是 宇 宙 而 不 是原 子
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现象 。 、 强 弱作 用 是 短 程 的 ， 作 用仅 在 １ 。 强 Ｏ 米 以内有 效 ， 弱作用 的力 程 只有 １ 米 。 而 Ｏ 宇宙物 质 又是 电 中性 的 ， 电磁作 用 可 以忽 略 ， 以 在辽 所 阔的宇 宙 中 ， 引力 扮 演 着最 主 要 的角 色 ， 在那 里
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第２ ６卷 总 第 ３ ９ ０ 期 ２０ 年 第 ２期 （ 半 月） ０８ 上
物
理
教
学
探
讨
Ｖｏ１２ Ｎｏ ３ ９ ．６ ． ０ （ ２ ２ ０ ．１． Ｓ） ．０８
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｐｈｙ ｉｓ Ｔｅ ｃ ｉ ｇ ｏ ｒ ａ ｆ ｓｃ ａ ｈｎ
中国物理 学会 选为世 界物 理年推 荐 书籍 。
自然 界 存 在 四种 相 互 作 用 （ 作 用 、 作 强 弱 用 、 磁作用 和 万有 引力作用 ） 它们 的强度 相 差 电 ， 很大。 如果 以强 作 用 的强 度 为 １ 则 电磁 作 用 为 ， １＿ ， Ｏ 。弱作用 为 １ ， Ｏ 而引力 作 用 为 １ 。 Ｏ 。引力 相互 作 用与强 、 、 弱 电磁 作用 相 比太微弱 了 ， 完全
宇宙 的 中心 。 球 和其 它行 星 都 围 绕 着 太 阳转 地
动 ，恒 星则 镶嵌在 天球 的最 外层 上 。 布鲁 诺进 一
度 以下 ，物 质 是 成 团分 布 的 。 星绕 着 行 星 转 卫 动 ；行 星 、 彗星则 绕 着恒 星转 动 ，形 成 一 个 个 太 阳系 。 些太 阳系分别 由一个 、 这 两个 、 个或 更 多 三 个太 阳以及 它们 的行 星组成 。 有两 个太 阳的称 为 双星 系 ， 三个 以上太 阳的称 为 聚 星系 。 千 亿 有 成
膨 胀 的 宇 宙
赵 峥
北 京 师 范 大 学 物 理 系 ， 京市 １ ０ ４ 北 ０８５
作者 简介 ： 赵峥 ， １ ６ 男， ９ ７年毕 业 于 中 国科 技 大 学物 理 系，９ ７年 于 布 鲁塞 尔 自 １８
由大 学获博 士 学位 （ 师普利 高津教 授 为诺 贝 尔奖金 获得 者 ） 曾任 北京 师 范 大学研 导 。
个 太 阳系聚集 在一 起 ， 成银 河 系 ， 成银河 系 形 组
步认 为 ， 宇宙没 有 中心 ，恒 星都是 遥远 的太 阳 。
无 论 是托 勒密 的地 心 说 还 是 哥 白尼 的 日心
说 ，都认 为 宇宙是 有 限的 。 教会 也 支持 宇 宙有 限
的论 点 。 是 ，布 鲁诺 居 然 敢 说 宇 宙 是 无 限 的 ， 但
可 以观察 到时 空 的弯 曲。 １ 均 匀 的宇宙
长期 以来 ， 们相 信地球 是宇 宙 的 中心 。 人 哥
白尼 把这 个 观 点 颠 倒 了 过来 ，他 认 为 太 阳才 是
亿 光年 以上 ， 在所见 的 范围 内 ， 有无 数 的星 系团
存在 ， 些 星系 团不再 组成更 大 的团 ，而是均 匀 这 各 向同性 地 分布 着 。 就 是 说 ，在 １ 年 的 尺 这 Ｏ光
的恒星 （ 阳系） 围绕 着共 同的重 心 —— 银 心 太 都
径充 其量 约 １ 年 ，而银 河 系 的直 径则 高达 １ 光 Ｏ 万光 年 。 河系 由 １ ０ 银 ０ ０多亿 颗恒 星组 成 。 阳系 太 在银 河系 中 的地 位 ，真 像 一粒 砂 子 处 在 北 京 城 中。 后来 又 发现 ，我们 的银 河 系还 与 其 它银 河 系 组成更 大 的星 系团 ，星系 团的直 径约 为 １ 年 Ｏ光 （ 一千 万光 年） 目前 ，望 远 镜 观测 距 离 已达 １ ０ 。 ０
究生 院副 院长 、 理 系主任 、 物 中国引 力与相 对 论 天体 物 理 学会 理 事 长 、 国物 理 学会 中 理事 。 为 北京 师范 大学物理 系教授 ， 现 理论 物理博 士 生导 师 、 育 学博 士 生导 师 、 教 中国 引力与相 对 论天体 物理 学会理 事 。
赵峥 教授 承担 过 多项 国家 自然科 学基金 项 目， 在相 对论 、 黑洞 物理 等 领域 发表 论 文 １ ０余篇 ， 黑 洞热性 质 、 ０ 在 时空 奇点 、 间测量理 论 、 速 同步 和热 力 学 的关 系等方 面有 创 新 性 的工 时 钟
从 而挑 起 了宇 宙究竟 有 限还 是无 限的长期 论 战 。 这 场论 战并 没 有 因 为教 会 烧 死 布鲁 诺 而 停 止 下 来 。 张宇 宙有 限的人 说 ：宇宙 怎么 可能 是无 限 主 “ 的呢 ？ 个 问题 确 实 不 容 易 说 清 楚 。 张 宇 宙 ”这 主 无 限 的人 则反 问 ： 宇 宙 怎 么 可 能是 有 限 的 呢？ “ ”
作 。９ ６年 、９６年 两次 荻 国家教 委 科技进 步二 等 奖。 １８ １９ 其著作《 洞的热性 质与 时空奇异 性》和《 求上 黑 探
帝 的秘 密》分荻 第 １ 届 和第 １ １ ２届 中国图 书奖 ， 黑洞与 弯曲 的时 空》 物理 学与人 类 文明 ） ０ ５年 被 《 和《 ） ０ ２
这个 问题 同样也 不好 回答 。 随着 天文观 测技术 的发 展 ， 们看 到 ， 实 人 确
像 布鲁诺 所说 的那 样 ， 星是 遥远 的太 阳。 们 恒 人 还进 一步认 识 到 ，银 河 是 由无 数 个 太 阳 系 组 成 的大 星系 ， 们 的太 阳系处在 银河 系 的边 缘 ， 我 围 绕着 银河 系 的 中 心 旋 转 。 速 大 约 每 秒 ２ ０公 转 ５ 里 ，围绕 银心转 一 圈约需 ２ ５ 年 。 阳系 的 直 ．亿 太