哪个大学有天体生物学科

1. 哪个大学有天体生物学科

全中国没有任何一个大学有天体生物学专业。教育部的学科目录里面根本就没有这个学科。
有天体物理学专业，南京大学、北京大学、中国科学技术大学都有，但是不是本科专业，是研究生的专业方向。

2. 一个天体生物学的问题

　　你说的是米勒实验吧？
　　米勒实验认为化学起源说将生命的起源分为：
　　第一个阶段，从无机小分子生成有机小分子的阶段，即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的，这一过程教材中已有叙述，这里不再重复。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中，一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋，其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。米勒先给烧瓶加热，使水蒸汽在管中循环，接着他通过两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电，以激发密封装置中的不同气体发生化学反应，而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体，又流回底部的烧瓶，即模拟降雨的过程。经过一周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时发现，其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物，同时还形成了氰氢酸，而氰氢酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。
　　第二个阶段，从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的，即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质，经过长期积累，相互作用，在适当条件下（如黏土的吸附作用），通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。
　　但是，问题是模仿原始地球环境是怎么样的，谁也不知道，所以在模仿时，不同的人未免会有不同的观点，所以在模拟环境下，不一定能反应原始地球的真实状况，这是米勒实验最大的难题！

3. 一个生命星球只有植物没有动物，说明了什么？真的存在进化链？

从生态学来说，任何一个生态系统（包括非生物部分、生产者、消费者、分解者）离开了分解者都是无法运行的，即是是灯泡中的微型生态圈或者《三体》中提到的水晶球里的小世界也是如此。但这不妨碍我们的大胆想象。

下面我们设想存在这样一个只有植物的生态系统：“X世界”：

生产者：
生产者将光能转化成生物能。大部分的植物仍然安安心心的扮演自己生产者的角色。但由于生态系统的循环变得非常缓慢（否则X世界将沦为一个遍布尸体的“死星”），所以这个系统异常脆弱，一旦遇到火山喷发、陨石撞击的情况，也许需要非常时间才能恢复，还有可能从此一蹶不振，甚至走向灭亡。

消费者：
靠其他生物为生。现在的地球上其实也是有扮演一部分消费者角色的植物的，如食虫的捕蝇草、猪笼草、茅膏菜，寄生的菟丝子、地衣等。寄生型的可以继续在X世界中出现。

分解者：
分解者是指把有机物分解为无机物的动物和微生物。目前分解者是无法由植物扮演的，因为将有机物转化为无机物的环节必须由体型足够小以尸体为食的完全异养型生物才行，这种植物是不可能出现在目前的地球上的，因为它们一来无法自由移动，二来竞争不过其他体型更小的分动物分解者、微生物分解者。但是在我们讨论的这种没有动物、微生物的X世界中，我认为是有可能出现若干种体型非常小的植物型分解者的。
考虑到X世界的植物生长缓慢，如果这个星球的总生物量较低的话，没有分解者也是可以的，这个任务完全交给无机环境就可以了，我们有丰富的工具：风、雷电、火、熔岩、地热、陨石撞击等等。

到这里我们发现，X世界中所有生物都起源于单细胞植物，正如我们目前的地球上所有生物都起源于只有核糖和蛋白质的原始生命一样。目前的我们的分类学有如下等级：生物、域、界、门、纲、目、科、属、种等等。而在X世界中，上溯至“植物界”即打止了，于是我们会发现，在这个世界中，生物==植物，即X世界只包含如下等级：生物、门、纲、目、科、属、种，研究X世界的生物学家的字典里不需要有“植物”这个词。接下来会发生什么呢？为了研究上的方便，来自X世界的分类学家会重新创造“界”这个等级，暂且可以设想为：生产界、消费界、分解界，但这明显听起来很别扭，也许这样命名更符合当地分类学家的直觉：植物界与动物界。（以自养为主、生长缓慢的划到植物界，以异养为主、生长快速的划到动物界）。
于是我们发现一个很奇怪的现象，X世界只有植物，但翻开他们的生物学字典，却发现跟我们的没有多大区别。

但在这个不靠谱的设想中，我们可以做一个靠谱的推论：随着时间的推移，进化之轮滚滚向前，类似单细胞动物、真菌、细菌、病毒，甚至于原生生物、古生菌的生物都也许都会重新进化出来的。那时我们又会看到一个生机勃勃，鸟语花香的世界（尽管都是我们没见过的鸟）。

4. 怎么吃辣椒不辣？骗人的是进化不完全的生命体，基因突变的外星人， 幼稚园程度的高中生，先天蒙古症的

先只吃一点，辣了就吐掉。或者请厨师调味。

5. 地球2050年真的毁灭吗

都是假的，这是不存在的
地球毁灭是迟早的事情，可能会是这二，三十年，因为美国的科学家发现有颗和月球差不多大小的小行星运行的轨道正偏往地球。如果真的撞上的话起码地球一半上的生物都会死掉。科学家正在想办法，可能会在地球以外毁掉这个小行星，但是处理的不好的话还是会祸及的一些地方。可能会设法改变它的运行轨道，但是二，三十年后还是会偏向地球。美国的科学家说一部分的人会移居去月球，虽然在月球上发现有生物生存过的痕迹可是人类能不能居住在月球上还是由很多问题的，比如水和食物。（感觉就像是在坐铁塔尼克号。）不过这都是眼前“可能”会发生的事，说不定它自己又改轨道去别的地方！（好像有点牵强）在加上地球上有很多地方的臭氧层坏掉了，毁灭是迟早的事情。像南极和北极上空就有个大臭氧洞，所以才会使一些冰山融化，要是都化掉的话一些城市就要永远睡在海地了！！所以为了臭氧层着想不要再用有cfc的东西了！！ 

科学家一直在说，终有一天地球会毁灭，行将消亡的太阳将像气球一样瀑炸，全球都将处于极度的高温之中，但是现在离地球焚毁至少还有50亿年，而且，首先它会变得非常非常寒冷。 

如果你们认为这是遥遥无期的事情，根本不值得担心，那么你们就应该知道，至少有两位科学家已经断言地球已在走下坡路，它在生物学上的全盛时期几百万年前就已结束。华盛顿大学天体物理学家唐·布朗利和古生物学家彼得·沃德在其刚发表的新著《地球的生存与灭亡》中，根据最近的科学知识提出了一种故意刺激人的悲观设想。他们断言，不会有单一的“地球的末日”，它会表现为一系列不可逆转的灭亡：最后一头大象、最后一棵树、最后一朵花、最后一个海洋和最后一条生命。 

总之，他们说，我们生活在这个湿润的绿洲是这个星球激烈多变的生命中的一段难得而珍贵的平静时期——在它从炽热的高温中轰轰烈烈地诞生到它向烧成灰烬并在太空消散的漫长衰变过程中一眨眼的功夫。 

我们需要了解这些事情吗？布朗利说，“如果让人们认识到生活在空间与时间中是多么可贵……因而尽可能地保护他们的环境，其实是一件好事情。” 

科学家们说，当今时代，恐怖袭击时有发生，战争迫在眉睫，穷人忍饥挨饿，还有突发性的悲剧以及其他令人担忧的紧追问题，必须（现在）就研究遥远的未来，以了解和确定我们自身在这一宏伟规划中可能发挥的作用。 

像所有关于世界末日的看法与预言一样，这一预言也离不开猜测。有一些科学家对布朗利和沃德的结论持有异议。 

西南研究所的戴维·格林斯普因说，他们对自己预测未来的能力“有些过于自信”。格林斯普因专门研究像地球这样的星球的气候模型。 

他说：“这些模型存在巨大的未知数。”布朗利和沃德的设想“只是未来的几种可能性之一”。 

这种学术争论（如果你愿意，也可称作末日之争）反映了一门叫作天体生物学学科的兴起，它所研究的是宇宙的生命。其内容包括星球与生物之间的关系以及它们的演变。 

只是到最近，科学家们才开始探索决定地球如何运转的极其复杂的体系，以及无数相关的可变因素。例如，布朗利、沃德和格林斯普因便是融汇了地质学、海洋学、生物学、大气科学 、天文学和其他学科的最新的证据。他们还参考了从金星和火星等邻近星球收集的材料，以及许多像太阳这样的许多星球的生命周期。 

布朗利和沃德说，有两个最重要的变数主宰着地球和生命形态。其一是温室效应中的二氧化碳，它能影响全球气温。另一个更重要的因素是地球所接收的太阳能。 

他们在书中写道：“如果地球环境最终滑向亿万年前的简单的生态，历史将开始向后倒退。从生物学角度说，地球早已是日过正午——也许早在3亿年前就开始衰变。 

还有一个变数是人的干预。格林斯普因和同事对这一因素的重视超过沃德和布朗利。 

格林斯普因在其即将出版的新著《孤独的星球：外星生命的自然哲学》中指出，如果人类能够逃过下一个冰河期的劫难，在遥远未来的一种文明将可能通过利用（比如说）绕轨道运转的太阳镜来延缓最终的升温。另一位科学家甚至设想发明一种技术，来“激活”像太阳一样的星球，并延长其生命。还有一些人则在考虑逃避劫难的办法，如重新设计外层空间的星球或小行星，造成可居住的安全岛，或是逃住另一个星系。 

但是沃德和布朗利提醒说，容易或保险的出路是没有的。他们写道，我们最好还是充分享受这个“美丽、多姿而富饶的灿烂夏天

6. 宇宙最深处是什么

“宇宙到底是什么样子?”目前尚无定论.值得一提的是史蒂芬·霍金的观点比较让人容易接受：宇宙有限而无界,只不过比地球多了几维.比如,我
们的地球就是有限而无界的.在地球上,无论从南极走到北极,还是从北极走到南极,你始终不可能找到地球的边界,但你不能由此认为地球是无限的.实际上,我
们都知道地球是有限的.地球如此,宇宙亦是如此. 
怎么理解宇宙比地球多了几维呢?举个例子：一个小球沿地面滚动并掉进了一个小洞中,在我们看
来,小球是存在的,它还在洞里面,因为我们人类是“三维”的；而对于一个动物来说,它得出的结论就会是：小球已经不存在了!它消失了.为什么会得出这样的
结论呢?因为它生活在“二维”世界里,对“三维”事件是无法清楚理解的.同样的道理,我们人类生活在“三维”世界里,对于比我们多几维的宇宙,也是很难理
解清楚的.这也正是对于“宇宙是什么样子”这个问题无法解释清楚的原因. 
1、均匀的宇宙 
长期以来,人们相信地球是宇宙的中心.哥白尼把这个观点颠倒了过来,他认为太阳才是宇宙的中心.地球和其他行星都围绕着太阳转动,恒星则镶嵌在天球的最外层上.布鲁诺进一步认为,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.教会支持宇宙有限的论点.但是,布鲁诺居然敢说宇宙．是无限的,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.主张宇宙有限的人说：“宇宙怎么可能是无限的呢?”这个问题确实不容易说清楚.主张宇宙无
限的人则反问：“宇宙怎么可能是有限的呢?”这个问题同样也不好回答. 
随着天文观测技术的发展,人们看到,确实像布鲁诺所说的那样,恒星是遥远
的太阳.人们还进一步认识到,银河是由无数个太阳系组成的大星系,我们的太阳系处在银河系的边缘,围绕着银河系的中心旋转,转速大约每秒250千米,围绕
银心转一圈约需2.5亿年.太阳系的直径充其量约1光年,而银河系的直径则高达10万光年.银河系由1000多亿颗恒星组成,太阳系在银河系中的地位,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他银河系组成更大的星系团,星系团的直径约为107光年(1000万光年).目前,望远镜观测距
离已达100亿光年以上,在所见的范围内,有无数的星系团存在,这些星系团不再组成更大的团,而是均匀各向同性地分布着.这就是说,在10的7次方光年的
尺度以下,物质是成团分布的.卫星绕着行星转动,行星、彗星则绕着恒星转动,形成一个个太阳系.这些太阳系分别由一个、两个、三个或更多个太阳以及它们的
行星组成.有两个太阳的称为双星系,有三个以上太阳的称为聚星系.成千亿个太阳系聚集在一起,形成银河系,组成银河系的恒星(太阳系)都围绕着共同的重心
——银心转动.无数的银河系组成星系团,团中的各银河系同样也围绕它们共同的重心转动.但是,星系团之间,不再有成团结构.各个星系团均匀地分布着,无规
则地运动着.从我们地球上往四面八方看,情况都差不多.粗略地说,星系固有点像容器中的气体分子,均匀分布着,做着无规则运动.这就是说,在10的8次方
光年(一亿光年)的尺度以上,宇宙中物质的分布不再是成团的,而是均匀分布的.由于光的传播需要时间,我们看到的距离我们一亿光年的星系,实际上是那个星
系一亿年以前的样子.所以,我们用望远镜看到的,不仅是空间距离遥远的星系,而且是它们的过去.从望远镜看来,不管多远距离的星系团,都均匀各向同性地分
布着. 
因而我们可以认为,宇观尺度上(10的5次方光年以上)物质分布的均匀状态,不是现在才有的,而是早已如此. 
于是,天体物理学
家提出一条规律,即所谓宇宙学原理.这条原理说,在宇观尺度上,三维空间在任何时刻都是均匀各向同性的.现在看来,宇宙学原理是对的.所有的星系都差不
多,都有相似的演化历程.因此我们用望远镜看到的遥远星系,既是它们过去的形象,也是我们星系过去的形象.望远镜不仅在看空间,而且在看时间,在看我们的
历史. 
2、有限而无边的宇宙 
爱因斯坦发表广义相对论后,考虑到万有引力比电磁力弱得多,不可能在分子、原子、原子核等研究中产生重要的影响,因而他把注意力放在了天体物理上.他认为,宇宙才是广义相对论大有用武之地的领域. 
爱
因斯坦1915年发表广义相对论,1917年就提出一个建立在广义相对论基础上的宇宙模型.这是一个人们完全意想不到的模型.在这个模型中,宇宙的三维空
间是有限无边的,而且不随时间变化.以往人们认为,有限就是有边,无限就是无边.爱因斯坦把有限和有边这两个概念区分开来. 
一个长方形的桌面,
有确定的长和宽,也有确定的面积,因而大小是有限的.同时它有明显的四条边,因此是有边的.如果有一个小甲虫在它上面爬,无论朝哪个方向爬,都会很快到达
桌面的边缘.所以桌面是有限有边的二维空间.如果桌面向四面八方无限伸展,成为欧氏几何中的平面,那么,这个欧氏平面是无限无边的二维空间. 
我们再看一个篮球的表面,如果篮球的半径为r,那么球面的面积是4πr的2次方,大小是有限的.但是,这个二维球面是无边的.假如有一个小甲虫在它上面爬,永远也不会走到尽头.所以,篮球面是一个有限无边的二维空间. 
按
照宇宙学原理,在宇观尺度上,三维空间是均匀各向同性的.爱因斯坦认为,这样的三维空间必定是常曲率空间,也就是说空间各点的弯曲程度应该相同,即应该有
相同的曲率.由于有物质存在,四维时空应该是弯曲的.三维空间也应是弯的而不应是平的.爱因斯坦觉得,这样的宇宙很可能是三维超球面.三维超球面不是通常
的球体,而是二维球面的推广.通常的球体是有限有边的,体积是4/3πr的3次方,它的边就是二维球面.三维超球面是有限无边的,生活在其中的三维生物
(例如我们人类就是有长、宽、高的三维生物),无论朝哪个方向前进均碰不到边.假如它一直朝北走,最终会从南边走回来. 
宇宙学原理还认为,三维空间的均匀各向同性是在任何时刻都保持的.爱因斯坦觉得其中最简单阶情况就是静态宇宙,也就是说,不随时间变化的宇宙.这样的宇宙只要在某一时刻均匀各向同性,就永远保持均匀各向同性. 
爱
因斯坦试图在三维空间均匀各向同性、且不随时间变化的假定下,救解广义相对论的场方程.场方程非常复杂,而且需要知道初始条件(宇宙最初的情况)和边界条
件(宇宙边缘处的情况)才能求解.本来,解这样的方程是十分困难的事情,但是爱因斯坦非常聪明,他设想宇宙是有限无边的,没有边自然就不需要边界条件.他
又设想宇宙是静态的,现在和过去都一样,初始条件也就不需要了.再加上对称性的限制(要求三维空间均匀各向同性),场方程就变得好解多了.但还是得不出结
果.反复思考后,爱因斯坦终于明白了求不出解的原因：广义相对论可以看作万有引力定律的推广,只包含“吸引效应”不包含“排斥效应”.而维持一个不随时间
变化的宇宙,必须有排斥效应与吸引效应相平衡才行.这就是说,从广义相对论场方程不可能得出“静态”宇宙.要想得出静态宇宙,必须修改场方程.于是他在方
程中增加了一个“排斥项”,叫做宇宙项.这样,爱因斯坦终于计算出了一个静态的、均匀各向同性的、有限无边的宇宙模型.一时间大家非常兴奋,科学终于告诉
我们,宇宙是不随时间变化的、是有限无边的.看来,关于宇宙有限还是无限的争论似乎可以画上一个句号了. 
3、膨胀或脉动的宇宙 
几年之
后,一个名不见经传的前苏联数学家弗利德曼,应用不加宇宙项的场方程,得到一个膨胀的、或脉动的宇宙模型.弗利德曼宇宙在三维空间上也是均匀、各向同性
的,但是,它不是静态的.这个宇宙模型随时间变化,分三种情况.第一种情况,三维空间的曲率是负的；第二种情况,三维空间的曲率为零,也就是说,三维空间
是平直的；第三种情况,三维空间的曲率是正的.前两种情况,宇宙不停地膨胀；第三种情况,宇宙先膨胀,达到一个极大值后开始收缩,然后再膨胀,再收缩……
因此第三种宇宙是脉动的.弗利德曼的宇宙最初发表在一个不太著名的杂志上.后来,西欧一些数学家物理学家得到类似的宇宙模型.爱因斯坦得知这类膨胀或脉动
的宇宙模型后,十分兴奋.他认为自己的模型不好,应该放弃,弗利德曼模型才是正确的宇宙模型. 
同时,爱因斯坦宣称,自己在广义相对论的场方程上
加宇宙项是错误的,场方程不应该含有宇宙项,而应该是原来的老样子.但是,宇宙项就像“天方夜谭”中从瓶子里放出的魔鬼,再也收不回去了.后人没有理睬爱
因斯坦的意见,继续讨论宇宙项的意义.今天,广义相对论的场方程有两种,一种不含宇宙项,另一种含宇宙项,都在专家们的应用和研究中. 
早在
1910年前后,天文学家就发现大多数星系的光谱有红移现象,个别星系的光谱还有紫移现象.这些现象可以用多谱勒效应来解释.远离我们而去的光源发出的
光,我们收到时会感到其频率降低,波长变长,并出现光谱线红移的现象,即光谱线向长波方向移动的现象.反之,向着我们迎面而来的光源,光谱线会向短波方向
移动,出现紫移现象.这种现象与声音的多普勒效应相似.许多人都有过这样的感受：迎面而来的火车其鸣叫声特别尖锐刺耳,远离我们而去的火车其鸣叫声则明显
迟钝.这就是声波的多普勒效应,迎面而来的声源发出的声波,我们感到其频率升高,远离我们而去的声源发出的声波,我们则感到其频率降低. 
如果认
为星系的红移、紫移是多普勒效应,那么大多数星系都在远离我们,只有个别星系向我们靠近.随之进行的研究发现,那些个别向我们靠近的紫移星系,都在我们自
己的本星系团中(我们银河系所在的星系团称本星系团).本星系团中的星系,多数红移,少数紫移；而其他星系团中的星系就全是红移了. 
1929
年,美国天文学家哈勃总结了当时的一些观测数据,提出一条经验规律,河外星系(即我们银河系之外的其他银河系)的红移大小正比于它们离开我们银河系中心的
距离.由于多普勒效应的红移量与光源的速度成正比,所以,上述定律又表述为：河外星系的退行速度与它们离我们的距离成正比： 
V＝HD 
式中V是河外星系的退行速度,D是它们到我们银河系中心的距离.这个定律称为哈勃定律,比例常数H称为哈勃常数.按照哈勃定律,所有的河外星系都在远离我们,而且,离我们越远的河外星系,逃离得越快. 
哈勃定律反映的规律与宇宙膨胀理论正好相符.个别星系的紫移可以这样解释,本星系团内部各星系要围绕它们的共同重心转动,因此总会有少数星系在一定时间内向我们的银河系靠近.这种紫移现象与整体的宇宙膨胀无关. 
哈
勃定律大大支持了弗利德曼的宇宙模型.不过,如果查看一下当年哈勃得出定律时所用的数据图,人们会感到惊讶.在距离与红移量的关系图中,哈勃标出的点并不
集中在一条直线附近,而是比较分散的.哈勃怎么敢于断定这些点应该描绘成一条直线呢?一个可能的答案是,哈勃抓住了规律的本质,抛开了细节.另一个可能
是,哈勃已经知道当时的宇宙膨胀理论,所以大胆认为自己的观测与该理论一致.以后的观测数据越来越精,数据图中的点也越来越集中在直线附近,哈勃定律终于
被大量实验观测所确认. 
4、宇宙有限还是无限 
现在,我们又回到前面的话题,宇宙到底有限还是无限?有边还是无边?对此,我们从广义相对论、大爆炸宇宙模型和天文观测的角度来探讨这一问题. 
满足宇宙学原理(三维空间均匀各向同性)的宇宙,肯定是无边的.但是否有限,却要分三种情况来讨论. 
如
果三维空间的曲率是正的,那么宇宙将是有限无边的.不过,它不同于爱因斯坦的有限无边的静态宇宙,这个宇宙是动态的,将随时间变化,不断地脉动,不可能静
止.这个宇宙从空间体积无限小的奇点开始爆炸、膨胀.此奇点的物质密度无限大、温度无限高、空间曲率无限大、四维时空曲率也无限大.在膨胀过程中宇宙的温
度逐渐降低,物质密度、空间曲率和时空曲率都逐渐减小.体积膨胀到一个最大值后,将转为收缩.在收缩过程中,温度重新升高、物质密度、空间曲率和时空曲率
逐渐增大,最后到达一个新奇点.许多人认为,这个宇宙在到达新奇点之后将重新开始膨胀.显然,这个宇宙的体积是有限的,这是一个脉动的、有限无边的宇宙. 
如果三维空间的曲率为零,也就是说,三维空间是平直的(宇宙中有物质存在,四维时空是弯曲的),那么这个宇宙一开始就具有无限大的三维体积,这
个初始的无限大三维体积是奇异的(即“无穷大”的奇点).大爆炸就从这个“无穷大”奇点开始,爆炸不是发生在初始三维空间中的某一点,而是发生在初始三维
空间的每一点.即大爆炸发生在整个“无穷大”奇点上.这个“无穷大”奇点.温度无限高、密度无限大、时空曲率也无限大(三维空间曲率为零).爆炸发生后,
整个“奇点”开始膨胀,成为正常的非奇异时空,温度、密度和时空曲率都逐渐降低.这个过程将永远地进行下去.这是一种不大容易理解的图像：一个无穷大的体
积在不断地膨胀.显然,这种宇宙是无限的,它是一个无限无边的宇宙. 
三维空间曲率为负的情况与三维空间曲率为零的情况比较相似.宇宙一开始就有
无穷大的三维体积,这个初始体积也是奇异的,即三维“无穷大”奇点.它的温度、密度无限高,三维、四维曲率都无限大.大爆炸发生在整个“奇点”上,爆炸
后,无限大的三维体积将永远膨胀下去,温度、密度和曲率都将逐渐降下来.这也是一个无限的宇宙,确切地说是无限无边的宇宙. 
那么,我们的宇宙到底属于上述三种情况的哪一种呢?我们宇宙的空间曲率到底为正,为负,还是为零呢?这个问题要由观测来决定. 
广
义相对论的研究表明,宇宙中的物质存在一个临界密度ρc,大约是每立方米三个核子(质子或中子).如果我们宇宙中物质的密度ρ大于ρc,则三维空间曲率为
正,宇宙是有限无边的；如果ρ小于ρc,则三维空间曲率为负,宇宙也是无限无边的.因此,观测宇宙中物质的平均密度,可以判定我们的宇宙究竟属于哪一种,
究竞有限还是无限. 
此外,还有另一个判据,那就是减速因子.河外星系的红移,反映的膨胀是减速膨胀,也就是说,河外星系远离我们的速度在不断减
小.从减速的快慢,也可以判定宇宙的类型.如果减速因子q大于1/2,三维空间曲率将是正的,宇宙膨胀到一定程度将收缩；如果q等于1/2,三维空间曲率
为零,宇宙将永远膨胀下去；如果q小于1/2,三维空间曲率将是负的,宇宙也将永远膨胀下去. 
表3列出了有关的情况： 
表3 
宇宙中物质密度 红移的减速因子 三维空间曲率 宇宙类型 膨胀特点 
ρ＞ρc q＞1/2 正 有限无边 脉动 
ρ＝ρc q＝1/2 零 无限无边 永远膨胀 
ρ＜ρc q＜1/2 负 无限无边 永远膨胀 
我
们有了两个判据,可以决定我们的宇宙究竟属于哪一种了.观测结果表明,ρ＜ρc,我们宇宙的空间曲率为负,是无限无边的宇宙,将永远膨胀下去!不幸的是,
减速因子观测给出了相反的结果,q＞1/2,这表明我们宇宙的空间曲率为正,宇宙是有限无边的,脉动的,膨胀到一定程度会收缩回来.哪一种结论正确呢?有
些人倾向于认为减速因子的观测更可靠,推测宇宙中可能有某些暗物质被忽略了,如果找到这些暗物质,就会发现ρ实际上是大于ρc的.另一些人则持相反的看
法.还有一些人认为,两种观测方式虽然结论相反,但得到的空间曲率都与零相差不大,可能宇宙的空间曲率就是零.然而,要统一大家的认识,还需要进一步的实
验观测和理论推敲.今天,我们仍然肯定不了宇宙究竟有限还是无限,只能肯定宇宙无边,而且现在正在膨胀!此外,还知道膨胀大约开始于100亿-200亿年
以前,这就是说,我们的宇宙大约起源于100亿-200亿年之前. 
5、爱因斯坦宇宙模型 
根据物理理论,在一定的假设前提下提出的关于宇宙的设想与推测,称为宇宙模型. 
著
名科学家爱因斯坦于1915年建立了广义相对论的物理理论.这一理论认为,宇宙中没有绝对空间和绝对时间,无论是空间和时间都不能与物质隔开来,空间和时
间均受物质影响；引力是空间弯曲的效应,而空间弯曲是由物质存在决定的.爱因斯坦将他的理论应用于宇宙研究,1917年发表了《根据广义相对论的宇宙学考
察》的论文,他将广义相对论的引力场方程用于整个宇宙,建立起一种宇宙模型. 
当时科学家普遍认为宇宙是静止的,不随时间变化的.虽然在几年前,
美国天文学家斯里弗已发现了河外星系的谱线红移(显然这是对静止宇宙的挑战),但由于当时正值第一次世界大战,这一消息并没有传到欧洲.因此,爱因斯坦也
和大多数科学家一样,认为宇宙是静态的.爱因斯坦想从引力场方程着手,得出一个宇宙是静态的、均匀的、各向同性的答案.但他得到的解是不稳定的,表明全间
和距离不是恒定不变的,而是随时变化的.为了得到一个空间是稳定的解,爱因斯坦人为地在引力场方程中引入一个叫做“宇宙常数”的项,让它起斥力的作用.爱
因斯坦得出一个有限无边的静态宇宙模型,称为爱因斯坦宇宙模型.为了便于理解,可把它比喻为三维空间中的一个二维球面：球面的面积是有限的、但沿着球面没
有边界,也无中心,球面保持静态状态.几年以后,爱因斯坦得知河外星系退行,宇宙是膨胀的消息后,非常后悔在自己的模型中加了一个宇宙常数项,称这是他一
生中犯的最大错误.
最新发现：银河系奇异恒星的伴星现身 
科学家利用NASA的远紫外谱仪探索卫星首次探测到船底座伊塔星(Eta Carinae)的伴星.船底座伊塔星是银河系中最重最奇异的星体,座落在离地球7500光年船底座,在南半球用肉眼就可以清楚的看到.科学家认为船底座伊塔星是一个正迅速走向衰亡的不稳定恒星. 
长
期以来,科学家们就推断它应该存在着一颗伴星,但是一直得不到直接的证据.间接的证据来自其亮度呈现的规则变化.科学家发现船底座伊塔星在可见光,X-射
线,射电波和红外线波段的亮度都呈现规则的重覆模式,因此推测它可能是一个双星系统.最有力的证据是每过5年半,船底座伊塔星系统发出的X-射线就会消失
约三个月时间.科学家认为船底座伊塔星温度太低,本身并不能发出X-射线,但是它以每秒300英里的速度向外喷发气体粒子,这些气体粒子和伴星发出的粒子
相互碰撞后发出X-射线.科学家认为X-射线消失的原因是船底座伊塔星每隔5年半就挡住了这些X-射线.最近一次X-射线消失开始于2003年6月29
日. 
科学家推断船底座伊塔星和其伴星的距离是地球到太阳之间的距离的10倍,因为它们距离太近,离地球又太远,无法用望远镜直接将它们区分开.
另外一种方法就是直接观测伴星所发出的光.但是船底座伊塔星的伴星比其本身要暗的多,以前科学家曾经试图用地面望远镜和哈勃望远镜观测,但都没有成功. 
美
国天主教大学的科学家罗辛纳. 而平(Rosina 
Iping)及其合作者利用远紫外谱仪卫星来观测这颗伴星,因为它比哈勃望远镜能观测到波长更短的紫外线.它们在6月10日,17日观测到了远紫外线,但
是在6月27日,也就是在X-射线消失前的两天远紫外线消失了.观测到的远紫外线来自船底座伊塔星的伴星,因为船底座伊塔星温度太低,本身不会发出远紫外
线.这意味着船底座伊塔星挡住了X-射线的同时也挡住了伴星.这是科学家首次观测到船底座伊塔星的伴星发出的光,从而证实了这颗伴星的存在. 
有三个太阳的恒星 
据新华社14日电 据14日出版的《自然》杂志报道,美国天文学家在距离地球149光年的地方发现了一个具有三颗恒星的奇特星系,在这个星系内的行星上,能看到天空中有三个太阳. 
美
国加州理工学院的天文学家在该杂志上报告说,他们发现天鹅星座中的HD188753星系中有3颗恒星.处于该星系中心的一颗恒星与太阳系中的太阳类似,它
旁边的行星体积至少比木星大14%.该行星与中心恒星的距离大约为800万公里,是太阳和地球之间距离的二十分之一.而星系的另外两颗恒星处于外围,它们
彼此相距不远,也围绕中心恒星公转. 
银河系中的星系多为单星系或双星系,具有三颗以上恒星的星系被称为聚星系,不太多见. 
恒星并不是平均分布在宇宙之中,多数的恒星会受彼此的引力影响,形成聚星系统,如双星、三恒星,甚至形成星团,及星系等由数以亿计的恒星组成的恒星集团. 
天文学家发现宇宙中生命诞生是普遍的现象 
近
日美国宇航局寻找地球以外生命物质存在证据的科研小组研究发现,某些在实际生命化学反应中起到至关重要作用的有机化学物质,普遍存在于我们地球以外的浩瀚
宇宙中.研究结果表明,在宇宙深处存在生命物质、或者有孕育生命物质的化学反应发生,这在浩瀚的宇宙中是一种普遍现象. 
上述研究来自“美国宇航
局艾姆斯研究中心(NASA Ames Research 
Center)”的一个外空生物科研小组.在该小组工作的科学家道格拉斯-希金斯介绍时称：“根据科研小组最新的研究结果显示,一类在生物生命化学中起至
关重要作用的化合物,在广袤的宇宙空间中广泛而且大量地存在着.” 
作为该外空生物学研究小组的主要成员之一,道格拉斯-希金斯以第一作者的身份将他们的最新研究成果撰文发表在10月10日出版的《天体物理学》杂志上. 
希
金斯在描述其研究结果时介绍：“利用美国宇航局斯皮策太空望远镜(Spitzer Space 
Telescope)最近的观测结果,天文学家在我们所居住的银河系内,到处都发现了一种复杂有机物‘多环芳烃’(PAHs)存在的证据.但是这项发现一
开始只得到天文学家的重视,并没有引起对外空生物进行研究的天体生物学家们的兴趣.因为对于生物学而言,普通的多环芳烃物质存在并不能说明什么实质问题.
但是,我们的研究小组在最近一项分析结果中却惊喜的发现,宇宙中看到的这些多环芳烃物质,其分子结构中含有‘氮’元素(N)的成分,这一意外发现使我们的
研究发生了戏剧性改变.” 
该研究小组的另一成员,来自美国宇航局艾姆斯研究中心的天体生物学家路易斯-埃兰曼德拉说：“包括DNA分子在内,对
于大多数构成生命的化学物质而言,含氮的有机分子参与是必须的条件.举一个含氮有机物质在生命物质意义上最典型的例子,象我们所熟悉的叶绿素,其对于植物
的光合作用起着关键作用,而叶绿素分子中富含这种含氮多环芳烃(PANHs)成分.” 
据介绍,在科研小组的研究工作中,除了利用来自斯皮策望远
镜得到的观测数据外,科研人员还使用了欧洲宇航局太空红外天文观测卫星的观测数据.在美国宇航局艾姆斯研究中心的实验室中,研究人员对这类特殊的多环芳
烃,利用红外光谱化学鉴定技术对其分子结构和化学成分进行了全面分析,找到其中氮元素存在的证据.同时科学家利用计算机技术对这些宇宙中普遍存在的含氮多
环芳烃,进行了红外射线光谱模拟分析. 
路易斯-埃兰曼德拉同时还表示：“除去上述分析结论以外,更加富有戏剧性的发现是,在斯皮策太空望远镜的
观测中还显示出,在宇宙中一些即将死亡的恒星天体周围,环绕其外的众多星际物质中,都大量蕴藏着这种特殊的含氮多环芳烃成分.这一发现从某种意义上似乎也
告诉我们,在浩瀚的宇宙星空中,即使在死亡来临的时候,同时也孕育着新生命开始的火种.” 
本年度最大科学突破:宇宙正膨胀 发现暗能量 
通过分析星系团(图中左侧的点),斯隆数字天空观测计划天文学家确定,暗能量正在驱动着宇宙不断地膨胀. 
据英国《卫报》报道,证实宇宙正在膨胀是本年度最重大的科学突破. 
报
道说,近73％的宇宙由神秘的暗能量组成,它是一种反重力.在19日出版的美国《科学》杂志上,暗能量的发现被评为本年度最重大的科学突破.通过望远镜,
人类在宇宙中已经发现近2000亿个星系,每一个星系中又有约2000亿颗星球.但所有这些加起来仅占整个宇宙的4％. 
现在,在新的太空探索基
础上,以及通过对100万个星系进行仔细研究,天文学家们至少已经弄清了部分情况.约23％的宇宙物质是“暗物质”.没有人知道它们究竟是什么,因为它们
无法被检测到,但它们的质量大大超过了可见宇宙的总和.而近73％的宇宙是最新发现的暗能量.这种奇特的力量似乎正在使宇宙加速膨胀.英国皇家天文学家马
丁·里斯爵士将这一发现称为“最重要的发现”. 
这一发现是绕轨道运行的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）和斯隆数字天文台（SDSS）的成果.它解决了关于宇宙的年龄、膨胀的速度及组成宇宙的成分等一系列问题的长期争论.天文学家现在相信宇宙的年龄是137亿年

7. 为什么人类为何至今没有发现外星人？

宜居带”也叫“适合居住带”。分多种生命对象讨论，一般研究的是“动物的宜居带”。
对于任何动物、植物、以至于微生物来说，都会有一个最合适其生存的地带。如果把地球上所有生物以及它们在不同演化阶段所需要的不同条件加以总结，将这些条件扩展到所需行星的条件、太阳的条件甚至是恒星系的条件等，就有了“宇宙宜居带”的概念。
宇宙的大部分空间对于生命来说是险恶之地，只有很少的地方能成为生命的绿洲。虚无的空间、炙热的恒星、气态的行星表面都难以驻留生命。似乎很难明确的给出生命所需要的环境条件。
地球为生命提供了最基本的环境之后，无论在哪个方面都为生命提供了一个完美的栖息场所，而地球又是迄今为止发现的唯一一颗有生命驻留的星球。对“宇宙宜居带”的讨论，需要从空间、时间、生物多样性等几方面进行。
对于天文学家来说，“潜在宜居”行星是那种可以维持生命存在，但不一定能让人类生存的星球。宜居性取决于许多因素，但液态水和大气是两个最为重要的因素。一颗行星的引力会造成其主恒星的径向速度定期出现变化，而多颗行星会使得其主恒星运动出现复杂的摇摆活动。
当探寻外星生命时，我们倾向于关注类地行星，也就是和地球环境类似的行星，从逻辑上讲，地球上有生命，所以类地环境有可能是寻找更多生命的一个好选择。
但是在可观测的宇宙范围内有数千亿个星系，每个星系还有数千亿颗恒星，
并且大多数恒星都有行星环绕它们运动，如此计算，大概会有一万万万万亿颗行星。
如此之大的数量意味着以下假设比较可靠，那就是宇宙中有太多的行星上面是有生命的，甚至是智慧生物。这个假设以及一些基础物理学和高深的统计学知识表明智慧外星生命更可能生活在与地球并不相似的宜居星球上，而且长得也和人类并不像，他们可能会比我们体型更大，并且住在更小行星上的更小群体中。
目前我们人类甚至都不知道是否存在外星人，做出的任何推测听起来都有点疯狂。但是一个统计学的基本结论是，一个特定个体的属性和一个在特定群体中的个体属性是有很大不同的。
举个例子，大多数人都居住在人口至少为1.8亿的国家里，但大多数国家却只有不到六百万的人口，而且大多数有宗教信仰的人都信奉信徒超过十亿的宗教，但大多数宗教却只有不到一百万的信徒。大多数喜欢英超的人都追随拥有亿万粉丝的球队，比如曼联，但大多数球队却只有几百万粉丝。
你有多少个体或者你怎么组件群体并不重要，无论是宗教，粉丝，球队或者其他，重要的是这样一个数学事实：中值个人所属的群体规模至少会与中值群体一样大（或者更大）。说简单点，在任何时候，群体的规模大小都不是完全相同的，大多数个体都存在于比其他大多数群体规模更大的群体中。
也就是说一个个体应该认为自己属于一个规模更大的群体，而不是一个一般大小的群体。如果你不知道自己属于哪个群体，比如你不知道你的血型是什么，那么你最可能属于规模最大的几个群体，比如说O型或A型血！
当我们讨论智慧生命时，人类并不知道我们属于什么群体，因此统计学告诉我们，作为个体我们人类应该认为自己属于智慧生物中规模较大的群体，也就是生活，我们应该认为人类物种比其他大多数物种数量更大，仅仅知道人类可能有数量庞大的人口就可以告诉我们很多信息。
举个例子，个体生命需要生存空间，拥有最多人口的几个国家疆域往往也比较大，所以人口数庞大的地球也可能比其他有智慧生命的行星更大一些。同样地，较小的生命体平均需要更少的空间和能量来生存，相应的往往会有更高的人口密度，这就是为什么地球上的蚂蚁比大象多很多。
所以人类因为数量庞大可能比其他大多数智慧生命物种的体型更小。事实上，当谈到任何影响整体人口规模的因素时，我们应该认为人类在智慧外星生命中是不寻常的。比如容易获得的能源会养活更多的人口，所以我们应认为我们的太阳比大多数智慧生命存在的星系中的恒星更热更亮也更靠近行星（地球），也应认为我们的大气能透射更多恒星的光芒等等。
如果以上听起来多有点不够具体，借助更多的基础物理学的简单合理的假设，能表达地更具体些。

研究人员预测大多数智慧外星生命群的个体数应少于两千万，大多数有智慧生命的行星的半径应该不到地球的百分之八十，大多数智慧生命种群中的个体应至少和北极熊一样大。
所以明智的做法也许是将目光投向比我们更小，更暗，大气层更厚的行星上，而不是在类地行星上寻找附近的智慧外星生命，很可能我们从一开始寻找外星人的方向就发生了偏差，这也会造成人类寻找外星人的过程更加曲折！
1978年，天体物理学家迈克尔?哈特做了一个模拟计算，结果令人惊讶。他在计算中考虑了太阳光度随时间的变化。40亿年前，太阳的光度只有现在的70%。随着太阳光度的增加，宜居带向外推移。哈特将地球所处的狭窄条带随整个太阳系演变而向外推移的范围称为“持续宜居带”。
他的计算表明，如果地球与太阳的距离再远1%，在地球演化史上将会出现一个不可逆转的冰期，而如果距离再进5%，它也可能出于一个不可逆转的温室状态。假若地球的轨道更扁一些，上述的距离限制会更加严格。
现在，有人认为哈特计算的宜居带过于狭窄，因为有几个效应他没有考虑到，其中很重要的就是“二氧化碳―硅酸盐循环”其作用就像空调一样将地球的温度调节在一个合适的范围。二氧化碳含量现在只占地球大气的0.03%，但它是一种温室气体：它的红外线吸收性质可以阻止辐射到地球表面的热量重新发散到太空中。
二氧化碳―硅酸盐循环的调节开始于地表风化作用，当行星比较温暖时，充分的光照和降水冲刷作用会使得风化速度加快，此时，从硅酸盐中释放的金属离子将大气中的二氧化碳沉淀成碳酸盐，从而使大气温度下降；当地表太冷的时，风化作用和二氧化碳的沉淀速率会下降，而火山释放的二氧化碳使温室效应增强，进而使大气温度重新升高。
这种负反馈效应使“持续宜居带”加宽，也让确定宜居带的条件变的更加复杂。
据此，美国滨州州立大学的天体生物学家詹姆士?卡斯廷和他的同事将“持续宜居带”定义为：在恒星周围的一个类地行星，拥有一个含有氮气、水和二氧化碳的大气，并且形成的气候可以维持以水为基础的生命。他们在1993年时估计，太阳系持续宜居带的宽度在0.95到1.15个天文单位。这个宽度比哈特计算的结果宽的多，但实际上却仍然很窄。

8. 哪些属于科学？比如物理，化学，天文等等，越多越好！

科学包括有：
（1）自然科学 
(a) 生命科学:生物学、解剖学、进化论、遗传学、古生物学、生物化学 
(b) 自然科学：化学、物理学、天文学、地质学和地球科学 
(c）数学和统计学 
(d) 哲学和逻辑学 
(e) 科学哲学 
（2）社会科学 
(a) 人类学 
(b) 考古学 
(c) 经济学、商业和工业 
(d) 工业机构和劳动科学 
(e) 地理学 
(f) 语言学和语言 
(g) 政治学 
(h) 心理学 
(i）社会学 
（3）工程学 
(a) 土木工程:建筑学和建筑结构、桥梁、港口、隧道、大坝 
测量学、测量和地图、绘图学、城市规划、水处理和排水工程 
(b) 交通 
(c) 能源 
(d) 原料和加工 
(e) 图书情报 
(f) 计算科学 
(g) 健康科学 
(h) 医学 
(i) 生物工艺学 
(j) 农业 
(k) 军事技术 
(l) 武器工业 
(m) 电信技术