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业界资讯

有是什么样的?-玻璃钢负压风机

  概括

  是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。

  是的总称,是时间和空间的统一。是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中,。是多样又统一的;多样在物质表现状态的多样性;统一在于其物质性。

  分层次的认识

  从哲学的观点看。人们认为是无始无终,无际的。不过,对这个的概念我们不打算做深入的探讨,还是留给哲学家们去研究。我们不妨把眼光缩小一些,讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的,人们把它称为“我们的”或“总星系”。

  从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天(2009年)所知道的的范围。再说得明确一些,我们今天所知道的范围,或者说大小,是一个以地球为中心,以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然,地球并不真的是什么的中心,也未必是一个,只是限于我们目前的观测能力,我们只能了解到这一程度。

  在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的中拥有多少星星。地球在如此的中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。

  一直以来, 天文学家和我们一样,想知道究竟有多大。最近,美国的太空网报道,经过艰苦的计算工作,天文学家发现超乎寻常的大,其长度至少为1560亿光年。“这样一个有关大小的发现,显然是以‘是球形的,是有限的’为前提条件的。”中国国家天文台的研究员陈大明在接受记者专访时说,“长期以来,学研究领域一直有这样一个争论,究竟是球形的、马鞍形的、还是平坦的。”师范大学副教授张同杰说:“国际主流学普遍认为是平坦的,是无限的。”那么,围绕的争论从何而来?理据何在?一种最为普遍的观点:在大爆炸之后,诞生了。“根据现代学中最有影响的大爆炸学说,我们的是大约137亿年前由一个非常小的点爆炸产生的,目前仍在膨胀。”陈大明研究员说,“这一学说得到大量天文观测的。”这一学说认为,诞生初期,温度非常高,随着的膨胀,温度开始降低,中子、质子、电子产生了。此后,这些基本粒子就形成了各种元素,这些物质微粒相互吸引、融合,形成越来越大的团块,这些团块又逐渐演化成星系,恒星、,在个别的上还出现了生命现象,能够认识的人类最终诞生了。是球形的、有限的?“认为是球形的观点在很长时间内存在着,尽管不是国际学界的主流。”陈大明介绍说,“它的每一次提出,都会引起人们的关注,就是因为这一观点很奇特。”一个最为明显的例子就是不久前,由美国数学家杰弗里·威克斯构建的模型:一个大小有限、形状如同足球的镜子迷宫。“形如足球”的模型令科学界,因为这一学说,之所以令人产生的“错觉”,是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身。威克斯认为,人们之所以感觉是无限的,是因为就像一个镜子迷宫,光线传过来又传过去,让人们发生错觉,误以为在无限伸展。这一惊人推断后来被《新科学家》收录,同时作为一种“奇谈”在民间广为流传着。

  年龄定义

  年龄(universe,age of)从某个特定时刻到现在的时间间隔。对于某些模型,如牛顿模型、等级模型、稳恒态模型等,年龄没有意义。在通常的演化的模型里,年龄指标度因子为零起到现在时刻的时间间隔。通常,哈勃年龄是年龄的上限,可以作为年龄的某种度量。根据大爆炸模型推算,年龄大约200亿年。

  年龄推算

  年龄为一百二十五亿年

  科学家利用望远镜观察最老的星球上的铀光谱,从而估计的年龄是一千一百二十五亿年。科学家对(Universe)的年龄有不同的估计,根据不同的学模型(cosmologicalmodels),科学家估计的年龄是介乎一百亿至一百六十亿之间;2001年科学家利用南欧洲天文台(EuropeanSouthernObservatory)的望远镜,观察一颗称CS-001的星球,量度星球上放射性(radioactive)同位素(isotope)铀-238(Uranium-238)的光谱(spectrum),从而计算出这星球的年龄是一百二十五亿年,这个估计的误差大约三十亿年,是亦即是说,的年龄至少有一百二十五亿年,这是科学家第一次量度太阳系(SolarSystem)以外铀含量的研究。

  科学家解释说,这个方法和在考古学(archaeology)上使用碳-14(Carbon-14)同位素量度物质的年龄一样,铀-238同位素的半衰期(half-life)是四十四亿五千万年;半衰期是放射性元素(element)自动成为其他元素,至它本身剩下一半时所需要的时间。

  科学家指出,在开始时,大爆炸(BigBang)会产生氢(hydrogen)、氦(helium)和锂(lithium)等元素,而比较重的元素是在星球内部产生,当星球死亡时,含有重元素的物质会到周围的空间,然后和下一代个的星球结合;其实,地球上黄金(gold)也是从爆炸了的星球来。

  因此,愈老的星球上的重元素,也会愈少,科学家认为,一些比较老的星球的重元素含量,只有太阳(Sun)的二百分之一。科学家曾经尝试利用钍-232(Thorium-232)同位素来估计的年龄,钍是一种放射性金属元素,与中子(neutron)接触时会引起核,产生原子能源(atomicenergy),不过,钍的半衰期是一百四十亿五百万年,半衰期比较铀-238长,因此,估计的误差也比较大。

  【的不断膨胀】

  科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸,边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游,由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的,我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象会因引力而不在膨胀,但是,科学家已发现中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速的膨胀。

  大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使中的不断远离;间又存在,它会远离,甚至力图使其互相靠近。引力的大小与的质量有关,因而大爆炸后的最终归宿是不断膨胀,还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小,这完全取决于中物质密度的大小。

  理论上存在某种临界密度。如果中物质的平均密度小于临界密度,就会一直膨胀下去,称为开;要是物质的平均密度大于临界密度,膨胀过程迟早会停下来,并随之出现收缩,称为闭。

  问题似乎变得很简单,但实则不然。理论计算得出的临界密度为5×10^-30克/厘米3。但要测定中物质平均密度就不那么容易了。星系间存在广袤的星系间空间,如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个空间,那么,平均密度就只有2×10^-31克/厘米3,远远低于上述临界密度。

  然而,种种表明,中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质,其数量可能远超过可见物质,这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素。因此,的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题。不过,就目前来看,开的可能性大一些。

  恒星演化到晚期,会把一部分物质(气体)抛入星际空间,而这些气体又可用来形成下一代恒星。这一过程会使气体越耗越少,以致最后再没有新的恒星可以形成。10^14年后,所有恒星都会失去,也就变暗。同时,恒星还会因相互作用不断从星系逸出,星系则因损失能量而收缩,结果使中心部分生成黑洞,并通过吞食经过其附近的恒星而长大。

  10^17~10^18年后,对于一个星系来说只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恒星,这时,组成恒星的质子不再稳定。当到10^24岁时,质子开始衰变为光子和各种轻子。10^32岁时,这个衰变过程进行完毕,中只剩下光子、轻子和一些巨大的黑洞。

  10^100年后,通过蒸发作用,有能量的粒子会从巨大的黑洞中逸出,并最终完全消失,将归于一片。这也许就是开到来时的景象,但它仍然在不断地、缓慢地膨胀着。

  闭的结局又会怎样呢?闭中,膨胀过程结束时间的早晚取决于平均密度的大小。如果假设平均密度是临界密度的2倍,那么根据一种简单的理论模型,经过400~500亿年后,当半径扩大到目前的2倍左右时,引力开始占上风,膨胀即告停止,而接下来便开始收缩。

  以后的情况差不多就像一部影片放映结束后再倒放一样,大爆炸后中所发生的一切重大变化将会反演。收缩几百亿年后,的平均密度又大致回到目前的状态,不过,原来星系远离地球的退行运动将代之以向地球接近的运动。再过几十亿年,背景辐射会上升到400开,并继续上升,于是,变得非常炽热而又稠密,收缩也越来越快。

  在坍缩过程中,星系会彼此并合,恒星间碰撞频繁。一旦温度上升到4000开,电子就从原子中游离出来;温度达到几百万度时,所有中子和质子从原子核中出来。很快,进入“大暴缩”阶段,一切物质和辐射极其迅速地被吞进一个密度无限高、空间无限小的区域,回复到大爆炸发生时的状态/CN

  结构观念的发展远古时代,人们对结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活对的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,着拱形的天穹。 也有一些人认为,地球只是一只龟上的一片甲板,而龟则是站在一个托着一个又一个的龟塔...

  最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终被

  公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在的中央安然不动,月亮、太阳和诸以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明运动的不均匀性,他还认为在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通。到16世纪哥白尼建立日心说后才普遍认识到:地球是绕太阳公转的之一,而包括地球在内的八大则构成了一个围绕太阳旋转的系── 太阳系的主要。1609年,J.开普勒了地球和诸都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,伽利略·伽利雷则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实了日心说的正确性。1687年,I.牛顿提出了定律,深刻了绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。

  在哥白尼的图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,乔尔丹诺·布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的结构图,从而奠定了概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在中心、J.H.奥尔特发现了的自转和旋臂,以及许多人对直径、厚度的测定,科学的概念才最终确立。

  18世纪中叶,康德等人还提出,在整个中,存在着无数像我们的系统(指)那样的系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。

  近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的深处。

  演化观念的发展在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的,而其余的物质则构成了球形的,从而形成了我们的世界。

  太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。

  1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,伯特兰•阿瑟•威廉•罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,亚瑟·斯坦利·爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的开始形成的后期由原星系演化而来的。

  1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义建立了一个“静态、有限、”的模型,奠定了现代学的基础。1922年,G.D.弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于的,后者对应于闭合的。1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀模型.1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀模型的有力支持。20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到空间目前着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸模型看成标准模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸模型的 基础上又进一步提出了暴涨模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。

  图景当代天文学的研究表明,是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的系统。

  层次结构 是最基本的系统。太阳系有八颗:水星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星。 (冥王星目前以被从里,降为矮)。除水星和外,其他都有卫星绕其运转,地球有一个卫星 月球,土星的卫星最多,已确认的有26颗。 小 彗星和流星体都围绕中心太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米(以冥王星作边界)。有表明,太阳系外也存在其他系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的系统——。中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去则呈旋涡状。的直径约10万光年,太阳位于的一个旋臂中,距银心约3万光年。外还有许多类似的系统,称为河外星系,常简称星系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。

  是无限大的,就好像一个空间,即无大小,也无厚度。

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