《科技大師系列講座XII》第十一講——陸琰院士談《宇宙物質知多少》

陸埮院士

  澳門科技大學2011/2012學年《科技大師系列XII講座》第十一講——《宇宙物質知多少》於2012年4月25日星期三下午4:30在澳門科技大學N座圖書館大樓101室舉行,主講嘉賓為中國科學院院士、著名天體物理學家陸琰先生。

  陸院士深入淺出地從宇宙物質的起源講起。在宇宙中,氫氦兩種物質幾乎占99%,太陽、隕石和地球物質中的元素分佈非常相似且這種相似形具有普遍性,對於恒星甚至臨近星系也同樣適用。太陽品質占太陽系總品質的99%,研究太陽是研究這個太陽系乃至宇宙的重要切入點。像太陽一樣的恒星,中子和質子對於它們的產生具有重要作用,由質子再形成重要的氫元素,這一過程十分緩慢,被稱為弱過程。然而,經過觀察研究發現,氫並不是由太陽形成時的一小部分構成的,它們的由來就揭開了陸院士整個講座的主題宇宙學中的“宇宙物質”。

  陸院士探討弱作用的同時,還演示給同學們宇宙早期與之同時存在的強作用,並解釋了宇宙學中幾個關鍵字:宇宙、宇宙膨脹、暗物質、暗能量的發現和科學內涵。陸琰院士指出,宇宙膨脹的發現可以表示宇宙的增長,藉以推斷出宇宙誕生的點,137億年前,這一宇宙學發現經過了證明,非常之精准,也論證了宇宙學的科學性。

  接著,陸院士引述在宇宙形成初期保留於原子裏的中子,從而提出如何測量物質的新問題。人們生活中接觸到的物質都屬於正壓強的物質,當降溫至無窮大,氣體中的分子速度將相當於光速,儘管如此,它們的壓強還是介於0到1/3之間,然而它們只佔有宇宙總能量的百分之二十三,剩下有百分之七十三都是由俱備負壓強的暗物質構成。暗物質、普通物質與暗能量,是宇宙中的三種物質,暗物質作為一種新物質的發現,將具有劃時代的意義,陸院士為大家展示了它的前景。

  陸院士鼓勵年青人大膽創新,引述三位元獲得諾貝爾物理獎的年輕科學家從上大學開始進行觀察研究,二十年後發現“宇宙加速膨脹”的。對年輕學生表示了深深的期許。

  講座的最後,陸院士回答了同學提問,為大家總結了宇宙學的發展脈絡和半世紀以來的大突破,表達了對於未來宇宙學大發展的期待。