奧秘星空美術教案

㈠ 宇宙的奧秘

茫茫宇宙自古是最令人類產生無限遐思的地方，宇宙的龐大至今仍然讓一般人難以想像。作為我們全部能量來源、給予我們全部生命基礎的太陽，相對於我們感性的理解能力而言已經是龐大無比，可是它同我們如今已經觀測到的宇宙相比又不過是滄海一粟。

自古，腳下一望無際的大地，是人們感覺平坦、厚重、堅實又可靠的地方。宇宙科學就是一步一步地超越人們的這種踏實感的歷史，每一個新發現都伴隨著人們的驚奇和難以置信之感，幾乎每一次難題的解決，都會從相關證據中牽引出更富挑戰性的新難題。為獲得這些知識，人類經歷了幾個世紀的努力，每一個成就的取得都是繼續進步的階梯，每一個難題的發現又都是對智力的挑戰……。宇宙科學的發展歷程既充滿著理性和邏輯的魅力，又為人類留下了無盡的想像空間。

1、認識宇宙

人類經過很長時間的努力才認識到我們腳下的大地是個球體。大地這個球體該放在宇宙的什麼地方呢?開始人們把它放在了宇宙的中心。後來，有個叫帕拉多喜的人發現天上的星星有一些在動——人們叫它們行星，與之相應，不動的星星便叫恆星。於是人們就說，天上的月亮、太陽、行星及所有恆星都繞著地球做圓周軌道運動。托勒密第一個用數學方法確定了地球與行星的關系，給古希臘人心目中的宇宙圖景做出了定量的描繪。這個圖景後來成了基督教神學的理論基礎。直至1543年哥白尼出版《天體運行論》，才把地球從宇宙中心移開。在哥白尼的體系中，地球不再是宇宙的中心，而是與其他行星一樣沿正圓形軌道繞太陽旋轉。

17世紀之前，人們—直都是憑借肉眼來觀察大象，並藉助一些簡單的度量儀器來研究天體，主要是太陽、月球和可以用肉眼看到的五大行星。中國人用他們所熟知的金木水火土五行，古希臘、古羅馬人用他們熟悉的神來給這些行星起了名字。1610年，伽利略發明了天文望遠鏡，從而拓寬了人們的視野，看到了用肉眼無法看到的新的宇宙圖景。

從18世紀到19世紀上半葉是近代天文學大發展的時期，這時期建立了完整的大行星、地球和彗星運動理論，發現了一些新的行星、行星的衛星和小行星，並且把觀察的視野從太陽系擴展到了銀河系的其他恆星系。19世紀下半葉，天文學家將當時物理學中的一些新的理論和方法引入到天體研究中，創立了天體物理學，從此開始了現代天文學階段。

進入20世紀之後，無論是天體物理理論，還是天體觀測方法都取得了很大的進展。在傳統的光學天文學領域，隨著反射天文望遠鏡的出現，一改19世紀折射天文望遠鏡的局限，天文望遠鏡的口徑不斷增大。1908年出現了1.5米鏡、1918年出現了2.5米鏡、1948年出現了5米鏡、1976年出現了6米鏡，1993年口徑10米的巨型天文望遠鏡問世，使人們的視野進入到更為遙遠的宇宙空間。

1932年，美國工程師央斯基發現了來自銀河系中心方向的宇宙無線電波，後來將這種無線電波稱為宇宙射線，由此發現了了解宇宙的新途徑，並創立了射電天文學。手段的改進是天文學發展的前提，射電望遠鏡的出現使宇宙全波段地展現在人類的視野中，使人類了解到一些根據可見光無法了解的天體和物質，例如超新星痕跡、類星體、脈沖星、星際分子和微波背景輻射等。

20世紀60年代開始，人類探索宇宙的立足點不再局限於地球，1962年，美國探空火箭攜帶X射線探測器飛離地球150公里，發現了在地球表面無法接收的來自宇宙的強X射線，開創了空間天文學時代。1998年6月，美國太空梭發現者號攜帶著有中國科學家參與研製的α磁譜儀，試圖尋找宇宙中的反物質。

2、宇宙的結構

●梯級分布和各向同性

宇宙是自然科學最大的研究對象，關於宇宙，人類已經有了越來越多的知識。這些知識包含了可能對宇宙進行某種科學解釋、建立某種模型所必需的東西；已經讓我們能夠理性地推斷可測范圍之內宇宙的起源和不很久遠時段內宇宙的未來；已經讓我們能夠發射地球衛星和為各種不同目的服務的太陽系際探測器；已經讓我們能夠以科技的方式展開對宇宙間智能生命夥伴的搜尋……

我們現在對宇宙的基本認識是：在相對較小的時空內，宇宙中的物質依次聚集為星體、星系、星系團、超星系團、超超星系團……。宇宙在整體上是均勻的、各向同性的，宇宙沒有中心，任何典型星系的觀察者所看到的宇宙規律是一樣的。

●宇宙在大尺度上是膨脹著的

人們發現天空中有許多雲霧狀的天體，名之為星雲。1924年哈勃把天文望遠鏡對准仙女座大星雲，分辨出構成該星雲的單個星體，使河外星系和塵埃雲得以區分，並發現仙女座大星雲不是銀河系中的天體，而是距地球約220萬光年之遙的與我們的銀河系一樣的星系，謂之河外星系。繼而他又對河外星雲做了更深入細致的研究，發現了許多更為遙遠的星系。

1912年始，致力於天體光譜研究的美國天文學家斯萊弗發現，幾乎所有河外星系的光譜線都存在著向紅端移動的現象。如果按照多普勒效應解釋，這就意味著這些星系都在遠離地球而去，而且運行速度相當大，比如室女座大星雲的運行速度是每秒1000千米。1929年，哈勃考察了斯萊弗的工作，結合自己對河外星系的研究，把運行速度的研究范圍擴展到每秒2萬公里，提出著名的哈勃定律：星系光譜線的紅移量同它們與地球的距離成正比。哈勃的理論被後來的觀測進一步證實。也就是說，河外星系的紅移是反映宇宙整體性特徵的系統性紅移——從宇宙中的任何一點都能看到幾乎所有的天體都在遠離該點而去——宇宙在膨脹。這是一種全方位的無中心膨脹，其情形類似於膨脹的氣球上各點之間相互遠離。

●宇宙的時空是柔性的

在牛頓時空觀中，空間是三維平直的，是絕對均勻、各向同性的；時間是單向一維的，像河流一樣勻速地流淌著。時間和空間與物質無關，它們就像是盛裝物質的容器，亘古存在，永遠不變。

愛因斯坦1905年和1915年先後提出狹義相對論和廣義相對論，狹義相對論初步建立了時間、空間的統一性，以及時間空間與物質運動的聯系。在狹義相對論中，時空度規隨物質的運動而變化。

廣義相對論統一了引力質量和慣性質量，引力場等效於具有相當加速度的參照系。他還揭示了四維時空與物質的統一關系，指出空間一時間不能離開物質而獨立存在，物質的質量及其分布狀況決定時空的結構。反過來看，引力場是空間幾何彎曲的表現，空間的曲率體現引力場的強度。

有人依據愛因斯坦的理論推論，在極強引力場，比如黑洞中，空間收縮為1維的，時間擴張為3維的；而超強理論又認為在極微觀高能的世界中時空可能是11維的。

愛因斯坦指出大引力場周圍可測到空間彎曲，並預言在日全食的時候觀測太陽背景處的恆星位置可以證實這種現象。1919年愛丁頓率隊赴非洲觀測日全食驗證了愛因斯坦關於光線在引力場中發生彎曲的預言，也就是證實了愛因斯坦關於物質與時空結構關系的理論。

3、太陽系

直至目前，太陽系依然是我們在宇宙中了解最多的天體系統。哥白尼之後的幾個世紀中，太陽系一直是天文學研究的重點。到了19世紀末，科學家們已經發現了除冥王星之外的其他八大行星和將近500顆小行星。20世紀二三十年代，天文學家們又發現了太陽系中的一顆新的大行星——冥王星，並且發現了一些大行星周圍的衛星、7000多個小行星，以及若干顆彗星，從而繪制出更加完備的太陽系圖景。

●太陽

太陽是與人類的生活最密切相關的天體，萬物生長靠太陽，我們地上生命的全部能量幾乎都來源於太陽。但是由於研究手段的限制，直到20世紀，隨著物理學和天文學的發展，更精密儀器的問世，特別是太陽空間探測器的發射，人類對於太陽才有了深入的了解。

現在我們知道，太陽是個主要成分為氫的氣體球，太陽的能量來自其本身氫原子的核聚變；太陽表面平均溫度為五六千度，中心溫度達數千萬度；太陽每時每刻都在向外輻射巨大的能量，輻射到地球上的只是其中極其微小的部分；太陽既是生命的源泉，又是巨大的殺手。因為它有強大的磁場，內部溫度極高、進行著劇烈的核反應，所以自然界各種相互作用的機制隨時在其中起作用，所形成的強大的由紫外線、x射線等高頻段電磁波及各種粒子流組成的太陽風籠罩在地球上。

太陽風是地球所承受的宇宙射線的重要來源。如果宇宙射線長驅直入，地球上絕不會有生命可言，是地球的大氣層特別是臭氧層和強大的地球磁場保護著我們，這也是我們今天為南北極的臭氧空洞憂心，並極力倡導保護臭氧層的原因。太陽的壽命約為100億年，它現在已經走完了大約一半的旅程。

●月球

月球是地球的衛星，是離我們最近的天體，它那肉眼看上去亮麗晶瑩的外表曾經寄託過人類數不盡的美好心願。

從17世紀伽利略第一次把望遠鏡指向月球看到環形山以後，直到20世紀人類才逐漸了解了月球的物理特性。20世紀20年代，法國科學家利奧推測出月球表面有一層由火山灰構成的灰土，50年代末，人類所進行的首次空間探測就是針對月球。1959年，前蘇聯發射了第一顆月球探測器，發回來的照片使人類第一次看到月球背面的情況。很快，美國也相繼發射了一系列月球探測器。1972年7月20日，美國阿波羅11號宇宙飛船的登月艙在月球著陸，宇航員阿姆斯特朗成為第一位登上月球的人，迄今為止，一共有12個人分6次登上了月球。

現在我們已經知道，月球是個死寂的天體，它既沒有大氣、沒有水、沒有活火山，也基本沒有「地質運動」，它除了寂靜地繞著地球旋轉、接受來自宇宙空間的各種撞擊和輻射之外基本上已經結束了自己天文學意義上的進化歷程。可能只有人類才能賦予月球新的生命。

關於月球的起源有三種主要的說法：一種認為月球是在地球產生過程中與地球同時形成的，是早期地球星胚旋轉處於吸積盤階段時盤面上擾動積聚的結果；另一種說法認為月球的起源遠比地球晚，月球是從地球上拋出去的，太平洋就是月球脫離地球後留下的痕跡；第三種說法認為月球是地球掠獲的小行星。但三種說法都有解釋不清的問題，所以關於月球的起源至今還是個未解之謎。

現在，一些國家包括我國都有自己探測開發月球的願望或已經制定了計劃，人類未來宇宙空間的第一個落腳點恐怕還得是月球。

●行星

在19世紀下半葉天體物理學創立之前，太陽及太陽系中的行星、彗星和月球一直是天文學家研究的重點。隨著航天飛行器的問世，人類得以近距離觀察一些大行星。從60年代開始，美國、蘇聯和德國等國家先後發射了多個星際探測器，主要對火星、金星和水星等內太陽系天體進行科學考察，其中美國的火星探測器「海盜1號」和「海盜2號」於1975年在火星上著陸；1997年，美國的火星探測器「探路者」又在火星上著陸，進一步探索火星的地形地貌，為人類將來可能登陸火星進行深入的考察。從70年代開始，一些行星探測器又飛向外太陽系，考察木星、土星、天王星和海王星。

火星是目前為止人類了解得最多的行星，也是各種天文地質狀況與地球最接近的太陽系天體。人類在夢想著以各種物理、化學和生物的辦法對火星進行地球化改造，使它在不遠的將來呈現出適合於人類居住的條件，以便在人類走出地球這個人類童年的搖籃，邁開向宇宙空間移民的第一步的時候落戶火星。

除九大行星外，太陽系火星和木星之間還有一個奇異的小行星帶。小行星的最初發現是起因於人們的一種困惑——在太陽系中每一顆行星與太陽的距離都大約是其前一顆的1.3～2.0倍，惟一的例外就是第五顆行星——木星到太陽的距離大約是第四顆行星——火星到太陽距離的3.4倍。受由理論推導而發現天王星的鼓舞，德國的天文家們認為在火星和木星之間應該還有一顆行星，還組織了一個小組准備搜尋。然而，第一顆小行星卻是義大利天文學家皮亞齊在無意中發現的。1801年1月1日，皮亞齊在火星和木星之間發現了一個每天都改變位置的暗淡天體，德國數學家高斯推算出它的軌道正是在人們期待發現新行星的空間內，證明它是一顆行星，皮亞齊名之為穀神星。然而，穀神星太小，半徑只有1000千米，只有月球的1／50大，似乎不足以填補火星和木星之間空曠的空間，於是天文學家們繼續搜尋。1807年奧伯斯在這個空間內又發現了三顆新行星，分別命名為智神星、婚神星和灶神星。天文學家赫歇爾建議稱這些行星為小行星，這種叫法延用下來。
至今，在火星和木星間的這個空間內已經發現了數千顆小行星，因此人們稱其為小行星帶。現在一般認為這個小行星帶是由於太陽系內最大的行星木星的強大引力加之火星引力的共同攝動導致的結果。這種攝動使小行星帶內的物質難以聚合成星子，故而形不成大行星。

除小行星帶內的小行星外，還有一些分布在太陽系內其他行星軌道上或自己擁有獨立軌道的小行星。這些小行星的軌道曲率往往特別大，也就是說特別扁長，遠日點特別遙遠，近日點特別近，與地球等其他行星軌道有交叉。天文學家把軌道近地點比金星與地球的距離還近的小行星稱為掠地小行星。與大行星軌道交叉以至可以達到相當靠近的距離，這一方面導致小行星有可能被大行星掠獲，成為大行星的衛星；另一方面，雖然可能性極小，但一旦發生就是滅頂之災——小行星們有可能與大行星相撞，當然最令人擔憂的是與我們的地球相撞。這也是人類必須在宇宙中尋找更多的棲身之所的一個重要理由。著名科普作家卡爾·薩根曾引用西方的一句俗語來解釋這個理由說：「我們不能把所有雞蛋都放在同一隻籃子里。」

●衛星

月球是地球唯一的衛星，也是直至近代之前人類知道的太陽系中惟一的一顆衛星，所以自古人們都是把它與金木水火土等行星一道等而觀之，並沒覺出它與其他行星有什麼不同。1610年，伽利略用自製的望遠鏡觀天，發現了木星的四顆衛星。這件事在當時可謂是引起了軒然大波，因為這就意味著不但地球不是宇宙的中心，太陽也不是宇宙惟一的中心，而這樣的結論是為當時的「正統思想」所絕對不能容忍的。現在，人類已經在太陽系中發現了至少64顆衛星；並且知道土衛六上有大氣，這是目前所知惟一的一顆擁有大氣的衛星。有大氣是非同小可的事情。因為有大氣就多了一重地球化的可能，而存在地球化可能的地方都有可能成為人類的未來家園。

●彗星

長期以來，無論在東方還是西方，彗星的出現都被視為是不祥的徵兆。對於西方人來說這種情況在1682年徹底改變了。這一年牛頓的朋友哈雷發現了當年出現的彗星原先也曾經進入過人類的視野，而且他計算出這顆彗星每76年會再來一次。1758年，這顆彗星果然光臨。但是，人們長期以來還是不知道為什麼彗星在太陽系運行時形狀會發生變化。直到20世紀，人們才知道彗星原來也是以橢圓軌道繞太陽運行的天體，但它們的軌道比行星的扁得多，因此近日點往往很近，遠日點卻非常遠。

彗星主要是由冰雪物質和塵埃組成，有人形象地說彗星是個「臟雪球」。彗星遠離太陽時，為完全的固體狀態，當它靠近太陽時，因為熾熱，會形成水蒸汽和塵埃，因此，形狀變化較大，會有明顯的膨脹，多數情況下還會拖出或長或短的彗尾。我們現在還知道，彗星因為每次經過太陽附近時都會損失一些物質，在經過太陽若干次之後，彗星就全部因蒸發和分解為塵埃而消失，或者留下一個由岩石組成的核。

關於彗星的起源，還是個未解之謎。

4、銀河系

銀河系是一個擁有上千億顆恆星和大量星際物質的天體系統，太陽是銀河系中一顆極其普通的中等恆星。我們在夏夜晴朗的天空中看到的銀白帶子是銀河系在天球上的投影，熠熠的白色是密集的恆星發出的光輝。

如果從銀河系之外看銀河系，它應該是一個帶旋渦結構的鐵餅形星系。銀河系的盤面直徑約為10萬光年，核球直徑大約為1萬光年，銀核直徑大約為3光年。我們的太陽處在銀河一條旋臂上，距銀心約4萬光年遠的地方。因此在地球上看銀河，朝向銀心的一側密集明亮，另一側則稀疏暗淡。銀盤中恆星相對密集，尤其是旋臂上集中著一些比較年輕的甚至是形成中的恆星、疏散星團、星際介質和氣體星雲；年老的球狀星團分布在銀暈中；大質量的銀核中心有一個巨大的黑洞。銀河系的總質量為1400億個太陽質量，其中90％為恆星、10％為氣體和塵埃組成的星際介質。銀河系整體繞過銀心垂直於銀盤的軸旋轉，太陽所在處的轉速為每秒220千米。
5、恆星的演化

古人將天空中的星體分為行星和恆星，前者有明顯的運動，後者不動。1718年，天文學家哈雷發現三顆最亮的恆星——天狼星、南河三和大角星的位置與希臘時代天文學家的記錄有較大的偏差並且不可能是正常的誤差，於是得出結論說恆星並非不動，只是因為與我們的距離相當遙遠而顯得運動相當緩慢，所以看上去好像不動一樣。在19世紀，人們發現宇宙中的恆星具有不同的光譜，於是有人提出，恆星是否也發生演化。對於這個問題，直到20世紀50年代才找出答案。在這期間，美國天文學家史瓦西經過系統研究，將恆星的能源和恆星的結構與恆星的演化結合了起來。弗里德曼·霍伊爾對恆星演化給出了科學的解釋，將恆星生命周期劃分為起源、主序星、紅巨星、矮星等幾個階段。其中恆星在主序星階段停留的時間最長，我們的太陽現在正處於這一階段。對恆星的演化過程，科學家以赫—羅圖描述。對恆星演化過程的研究是人類迄今為止對天體問題最精確的科學研究。

恆星的前身是彌漫稀薄的星際物質，由於引力收縮而成為密度較大的星胚。在收縮過程中，星胚中心密度增大，引力勢能轉化為熱能，溫度增高，並逐漸發光發熱，當中心溫度達到1000萬度時，在高溫高壓下，氫聚變為氦的熱核反應成為主要能源，星胚成為一顆真正的恆星。當向外的輻射能足以與萬有引力引起的向內的收縮相抗衡時，收縮停止。恆星內部的氫燃燒轉變為氦，隨著時間的推移，恆星中便積累了大量的氦，隨著氫燃料逐漸耗盡，氦逐漸增多，氫聚變為氦的熱核反應產生的熱量減少，溫度降低，向外的輻射能不足以抵抗因巨大質量而擁有的引力所導致的向內的壓力時，恆星在引力的作用下坍縮，星體密度增加，同時內部壓力急劇增大，引力勢能迅速轉變為熱能，溫度陡增，氦被點燃，氦聚變產生碳，燃燒重新開始，向外猛烈輻射能量，導致外殼急劇膨脹，恆星體積急劇增大，表面溫度迅速降低，成為紅巨星。紅巨星之後，如果恆星質量足夠大，還會重復如上的過程，點燃碳聚變而為以硅為主的元素，之後如果恆星質量更大，還會發生硅聚變而為鐵族元素的反應，甚至發生超新星大爆發。再後，恆星便逐漸走向它的末日。在恆星演化的末期依據恆星質量從小到大的不同可能依次出現四類演化結局：黑矮星、白矮星、中子星和黑洞。

6、宇宙中的未解之謎

著名科普作家阿西莫夫說：「在科學上每一個新的發現都會打開通往新的神秘的大門，同時最大的發展往往來自意外的發現，即推翻原有觀點的發現。」對人類現有的理解能力和科學水平而言，宇宙深奧而神秘，下面所列的只是幾個有代表性的現象。

●暗物質

美國女天文學家葳拉·羅賓依據已經發現的一些天文現象及人類已知的一些科學規律，提出宇宙中應該存在大量的暗物質，否則許多現象都無法解釋。暗物質可能是黑洞和矮星，但暗物質中的絕大多數應該是一些不發光、不反光、不擋光的透明物質，科學家們有的說是重子物質、有的說是光子、有的說是中微子，總之，宇宙間的暗物質還是個未解之謎。

●類星體

類星體指一類特別明亮、體積特別小、運行速度特別大、發射出的能量特別強又有極快的明暗周期變化的一類天體。美國天文學家馬丁·斯密特等人對類星體做了深入研究總結出一些現象，提出了一些令人費解的問題，但直至今天，天文學家們連在類星體到底是離我們較近的天體還是離我們非常遙遠的天體這一點上還沒有完全達成共識，類星體到底是什麼東西就更是不得而知。

●黑洞、白洞，蛀洞

1939年奧本海默根據廣義相對論預言，當恆星質量足夠大(相當於我們太陽質量的3.2倍以上)時，可能會由於巨大的引力而坍縮；隨著它的體積的變小，引力場會變得十分強大，以至大到將其引力范圍(科學上稱視界)內任何東西都吸進去的程度，連光線也無法逃逸，像一個無限深的洞。20世紀60年代，美國物理學家惠勒將其名之為黑洞。有科學家預言，銀河系中應該有100萬個黑洞。由於黑洞吞食一切物質和光線，起碼現階段人類還找不到直接觀察黑洞的方法，不過科學家已經間接證明了若干個黑洞的存在。

白洞是科學家為平衡宇宙間物質的流動性而預言的一種與黑洞性質相反的天體，在視界之內的物質只向外流不向里流；蛀洞(亦有稱蟲洞)則是有了黑洞和白洞之後一種必然性的理論假說，它是科學家預言的彎曲空間不同區域間或不同宇宙間可能存在的聯系通道。究竟在這樣深的層次上宇宙如何結構自己，人類還不得而知。

7、大爆炸宇宙模型

自從愛因斯坦用他的廣義相對論給出第一個宇宙模型之後，一門新的學科——宇宙學便誕生了。愛因斯坦1917年提出有限無邊靜態宇宙模型，在這個模型中物質均勻分布，宇宙的大尺度特徵不隨時間發生變化。1922年，蘇聯數學家弗里德曼提出了現代宇宙學中第一個動態宇宙模型，提出宇宙有膨脹和收縮兩種可能。1932比利時天文學家阿貝·喬治·勒梅特依據宇宙膨脹逆推而提出宇宙中所有的物質最初應該聚集在一起。1946年，美籍俄裔科學家伽莫夫首次將廣義相對論宇宙學和化學元素生成理論結合起來，提出宇宙開始於高溫、高密度的原始物質，最初的溫度高達幾十億度，很快便降低到10億度，這時的宇宙充滿了輻射和基本粒子，隨後溫度開始下降，宇宙開始膨脹，當膨脹持續100萬年，溫度降至一定程度時，宇宙物質逐漸凝聚成星雲，再演化成今天所見的各種天體。後來伽莫夫的學生阿爾法推斷150～200億年前宇宙大爆炸的余燼，在今天應表現為溫度為幾K的背景輻射。這個理論在提出來的時候被很多人當作臆想，並未引起特別的關注。1965年，鮑伯·威爾遜和阿諾·彭齊亞斯用貝爾實驗室的角形天線無意間測到了2.7K的微波背景輻射。宇宙微波背景輻射的發現使沉寂的大爆炸宇宙模型煥發出新的生命力。

在大爆炸宇宙模型中，宇宙誕生的時候密度極大，空間高度彎曲，能量集中為引力能；大爆炸發生後，空間中充滿輻射、各向同性。這就產生了疑問——嚴格各向同性的均勻輻射場中何以能出現離散性的粒子?有人預言，這個輻射場中可能會出現細微的擾動，是擾動破壞了場的均質性，產生了粒子。1989年，美國發射「宇宙背景探索者」衛星，1992年正式宣布探測到微波背景輻射的不均勻性，這就使大爆炸在最初完全的能量狀態：足可以產生出粒子進而演化成現今的宇宙有了前提。喬治·斯勒姆以計算機對數據進行處理得出早期宇宙圖，這個圖被形象地戲稱為「宇宙蛋」。

不過，大爆炸宇宙學也還有許多不能解決的問題，比方說大爆炸之前的宇宙是什麼樣子?是整個宇宙都起源於這場爆炸，還是這場大爆炸僅僅是我們已知范圍的宇宙的起源?爆炸之後如今還在膨脹的宇宙是要永遠膨脹下去，還是有一天會停下來或轉變為逆向的收縮?……

㈡ 星空的奧秘

謂天際空闊，日月星辰羅列的廣大空間。天(地球大氣層以外的空間)和空(地球大氣層的空間)的合稱。
很多時候一個簡單的問題就可能引出一個很深的學問或者道理,就拿我們天天可以看見的天空來說吧,為什麼天空是藍色的呢?是不是只有地球上的天空才是藍色的?要是這樣那麼其他星球的天空又是什麼顏色呢?
有人說，白天里沙漠的一切都是屬於地質學的，夜晚一切都是屬於天文學的，而我卻在冬天，在星辰的季節里來觀察沙漠里的天空。大多數人對冬天的星座最為熟悉，因為那時看星星，樹葉都已落盡，天空比較皎潔，黑夜也來臨得比較早，可以看得很清楚。這里的北斗星位於地平線之下，獵戶星座比我在家鄉所看到的更高。躺在那裡，我仰望著金牛七星，以及夜空里最光亮的藍色天狼星（在南方大犬星座）。有好幾次，我看見彗星劃出一道一道火光，在星群間掠過，使我想起一個晚上的事來，那是八月里的一個晚上，當時我和乃麗站在堪薩斯一條荒涼而又多灰塵的路上，突然看到英仙座里的一大群隕星在我們頭頂上天空中交叉飛舞。
誰都知道天空是藍色的，但未必人人都知道為什麼會是藍色的。
在我們地球的上空，包著一層厚厚的大氣層。空氣是沒有顏色的，那藍色是從哪裡來的呢？
在地面上看天空是藍色的，要是乘在飛機上往外看天空，天空更藍了；如果乘在宇宙飛船到更高的地方看天空，那麼天空不是藍色的，而是紫色的，因為最最弱的紫光，它們的大部分連大氣層的頭道門都進不來。
天空本是沒有顏色的，由於太陽光的折射，它有了色彩。而這也是夜晚的天空為什麼看起來是黑的原因。到了夜晚，太陽光照不到這一半地球的天空，沒有了強烈的陽光，天空就沒有了色彩，有的，只是黑色。當然咯，也是有月亮和星星的光的，但月亮本不會發光，月亮的光是反射太陽光的，當然不明亮，而星星都離我們太遠，於是我們看到的夜空，也就不會像白天的那樣亮了。

㈢ 宇宙的奧秘的資料

宇宙的定義是地球大氣層以外的空間和物質。在宇宙中，地球是目前人類所知唯一一顆有生命存在的星球。

宇宙的創生：

爆炸之初，物質只能以中子、質子、電子、光子和中微子等基本粒子形態存在。宇宙爆炸之後的不斷膨脹，導致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，並復合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星雲，星雲進一步形成各種各樣的恆星和星系，最終形成我們如今所看到的宇宙。

不斷膨脹：

暗能量占據宇宙全部物質的74%，它是宇宙加速膨脹的推手。宇宙的膨脹進程處於兩種相剋的力量平衡之中，如同陰陽相剋。其中的一種力量是引力，它們的作用使膨脹減速，而另一種強大的反制力量則是暗能量，它使宇宙加速膨脹。而現在看來，暗能量勝出了。宇宙中可見物質遠遠不足以把宇宙連成一片，如果不是存在一種神秘而不可見的物質，星系早就分崩離析。科學家把這種看不見的神秘物質稱為「暗物質」。

加速膨脹：

研究人員計算出目前的宇宙膨脹速度，即所謂哈勃常數，約為73.2公里/（秒·百萬秒差距）。每百萬秒差距相當於326萬光年，因此一個星系與地球的距離每增加百萬秒差距，其遠離地球的速度每秒就增加73.2公里。這意味著，在98億年內，宇宙天體間的距離將擴大一倍。

宇宙的結局：

熱力學定律不會讓宇宙獲得永生，新的恆星無法繼續形成時，宇宙抵達熱寂平衡點，宇宙的狀態如同誕生之初的那一碗湯狀時空。熱寂是熱力學上的終點，整個宇宙任何一處的溫度都僅僅比絕對零度高一些，這意味著沒有東西會倖存下來。少部分科學家認為，宇宙結局如果是大坍縮，所有的物質最終都會變成原子狀態，再經過一次偶然的量子漲落，新一輪的大爆炸又形成了，下一個宇宙誕生。

(3)奧秘星空美術教案擴展閱讀：

太陽系：

太陽系是以太陽為中心，和所有受到太陽的引力約束天體的集合體。包括八大行星（由離太陽從近到遠的順序：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）、以及至少173顆已知的衛星、5顆已經辨認出來的矮行星和數以億計的太陽系小天體。

行星際物質：

除了光，太陽也不斷的放射出電子流，也就是所謂的太陽風。這條微粒子流的速度為每小時150萬公里，在太陽系內創造出稀薄的大氣層（太陽圈），范圍至少達到100天文單位（日球層頂），也就是我們所認知的行星際物質。 太陽的黑子周期和頻繁的閃焰、日冕物質拋射在太陽圈內造成的干擾，產生了太空氣候。伴隨太陽自轉而轉動的磁場在行星際物質中所產生的太陽圈電流片，是太陽系內最大的結構。

地球的磁場從與太陽風的互動中保護著地球大氣層。水星和金星則沒有磁場，太陽風使它們的大氣層逐漸流失至太空中。 太陽風和地球磁場交互作用產生的極光，可以在接近地球的磁極（如南極與北極）的附近看見。

宇宙線是來自太陽系外的，太陽圈屏障著太陽系，行星的磁場也為行星自身提供了一些保護。宇宙線在星際物質內的密度和太陽磁場周期的強度變動有關，因此宇宙線在太陽系內的變動幅度究竟是多少，仍然是未知的。

行星際物質至少在在兩個盤狀區域內聚集成宇宙塵。第一個區域是黃道塵雲，位於內太陽系，並且是黃道光的起因。它們可能是小行星帶內的天體和行星相互撞擊所產生的。第二個區域大約伸展在10～40天文單位的范圍內，可能是柯伊伯帶內的天體在相似的互相撞擊下產生的。

參考資料：

宇宙--網路

㈣ 《探索星空奧秘的年輕人》原文

深邃的夜空，星漢燦爛。人們仰望那滿天的繁星，總會引起無邊無際的遐想。
科學打開了星空奧秘的大門，無限廣闊的宇宙正在逐漸被人們認識。在一九七五年八月三十日北京時間十九點三十五分，有一個普普通通的年輕人，用肉眼發現在天鵝星座出現一顆新星。這個人，就是江西省寧都縣竹笮公社大布大隊的下鄉知識青年段元星。
從那時以來，兩年多過去了。段元星收到了來自全國各地的六百多封信件。其中有一封是福建前線某守島部隊的幾位解放軍戰士寫給他的。他們懷著向段元星學習的強烈願望，懇切地問道:「段元星同志，你是怎樣用目視觀測手段發現這顆新星的?你在業余天文科研的道路上，走過了一段怎樣的歷程呢?」

小天文迷
江南的夏夜，蛙聲如潮，月色似銀。吃過晚飯的孩子們，有的追逐著捉迷藏，有的奔跑著捕螢火蟲。小元星卻愛和幾個小夥伴一起，坐在門前的青石板上，聽隔壁的王伯伯講天上的故事。
王伯伯講了一個又一個，小元星聽得可人迷了。他用小手托著腮幫遐想著:月亮里住著能歌善舞的嫦娥姐姐吧?天上那條又長又寬的銀河，是不是也像寧都的梅江一樣嘩嘩地流淌著呢?火星上真的燃燒著熊熊大火嗎?金星上盡是金子嗎?這些沒完沒了的問題，勾起小元星探索蒼穹奧秘的強烈願望。
段元里上初中了。
有一天，他從老師那裡借來了一本《天文愛好者》，坐在窗前，貪婪地讀呀，讀呀，完全被雜志上刊登的一篇談月亮的文章吸引住了。原來，月亮是靠反射太陽光而發亮的。月亮上的陰影，並不是什麼桂花樹，而是一片遼闊的沒有水的「海洋」。這些地方地勢低，反射陽光差，所以顯得比較陰暗。月亮上沒有空氣，沒有生物，更沒有嫦娥姐姐和吳剛爺爺。那裡的溫度變化可大了，中午高達一百一十多度，半夜卻下降到零下一百五十多度……
嗬!月亮的本來面目原來是這樣呀!那麼，月亮為什麼會發生圓缺呢?日食、月食是怎麼一回事呢?這時，段元星朦朦朧朧地意識到:科學地解答這些天上的自然現象，對於人們破除鬼神思想，正確地認識世界，改造世界，會有多大的幫助啊!
一個晴朗的星期天，段元星在學校圖書室里看到了《人民日報》上刊登的一篇文章。他讀著讀著，眉毛幾乎蹙成了一個團。為啥呢?原來他從這篇文章中了解到:我們偉大的祖國是世界上天文學發展最早的國家之一，但是，由於反動統治階級的摧殘和帝國主義的侵略，祖國的天文事業反倒落後於世界先進水平了。
段元星捧著報紙，獃獃地沉思了好久好久。他想:毛主席早在一九五六年就發出了偉大號召:「要在幾十年內，努力改變我國在經濟和科學文化上的落後狀況，迅速達到世界上的先進水平。」這是黨和領袖交給青年一代的歷史重任啊!
此刻，一個美好的理想，在段元星的心中萌生起來。他興沖沖地跑回教室，在自己的日記本上寫下了這樣一段錚錚的誓言:「為了祖國的天文事業，為了人類的光輝未來，戰斗!戰斗!戰斗一生!貢獻一切!」
從這以後，十四歲的段元星變成一個「天文迷」了。
盛夏的一個晚上，學校里組織同學們觀看電影。在去電影院的路上，段元星目不轉睛地注視著滿天的繁星，分辨哪是鳳凰星座，哪是孔雀星座，哪是仙女星座，結果忘了看路，身子撞到了電線桿上。他換了摸碰痛的額頭，繼續仰望星空，沒走多遠，又雙腳踏空，「咕咚」一聲，摔倒在路邊的水溝里。
一年秋天，寧都縣城連續五天五夜狂風呼嘯，暴雨傾盆。坐落在梅江畔的段元星的家，被洪水淹了。第六天晚上，雨霽雲散，明凈的夜空露出了晶亮的星星。段元星多想到屋外去觀測呀!可是，洪水還沒有退去，他只得從樓上的窗口探出半個身子，巡視而後的星空。就在這天夜裡，他觀測到了很少見的小馬星座方向出現的兩顆流星。
霜冷風寒的冬夜，媽媽是不讓他外出看天的。機靈的段元星便等爸爸媽媽睡著了以後，悄悄地打開床邊的窗戶，靜卧在床上看星星，然後將觀測的結果用圓珠筆寫在手掌心上……
這樣，六年過去了。當段元星從寧都中學畢業的時候，他已經進行了六百四十二個星夜的天象觀測，記錄了十五顆變星和三百九十一顆流星的有關數據，寫下了十萬字的天象資料。他能算出太陽每天升落的時刻和日夜的長短;他能根據天體力學的軌道方程式，計算出行星、彗星等天體在天球上的位置及移動的路線;他能比較准確地推算出一年二十四個節氣的時刻，誤差僅幾分鍾;白天，他能根據太陽距離當地子午線的角度，用拇指比劃法測定時間;晚上，他能根據恆星在天空移動的位置來推算時間。

土氣象站
一九六八年深冬，正是山野的紅梅含苞待放的季節，段元星來到寧都縣竹笮公社大布大隊插隊落戶。
進村那天，社員們敲鑼打鼓地迎接他。幾位大娘，樂顫顫地送來了幾籃鮮嫩的青萊。當天夜裡，大隊溫書記特地來到他的住處，親熱地和他嘮到半夜。臨走時，溫書記握著他的手說:「小段啊，你愛好天文，堅持搞業余天文科研，這很好，黨支部支持你。同時，我們也希望你的科研活動，能與改變農村的落後面貌結合起來。」
這天夜裡，段元星躺在床上，久久地睡不著。社員們對他親人般的關心和愛護，大隊溫書記的殷切期望，深深地激動著他年輕的心。他爬起來，點亮煤油燈，在日記本上寫下這樣一段話:「黨呵!是您哺育我成長，給了我文化科學知識。現在來到農村了，我一定聽您的話，誓為建設社會主義新農村貢獻自己的青春!」
幾個月後，春播開始了。當鵝黃色的秧苗剛剛露出水面的時候，一場寒潮突然襲擊寧都，氣溫驟然降到零度。隊里的秧苗全都凍死了。段元星和社員們一樣，多心痛啊!他蹲在秧田邊，望著爛掉的秧苗久久沉思著:要是能事先預測到天氣的變化，及早採取防範措施，就不會造成這么大的損失了!
從這以後，他立志要把自己的業余天文科研同氣象觀測緊密結合起來。
他從稻田裡捉來一些螞蟥，放人一隻裝著清水的小玻璃瓶中。天氣正常，螞蟥便安靜地伏在水底不太動;如果它們感覺很憋悶，頻頻地浮到水面上來呼吸，那就標志著天氣要發生變化了。後來，他又去砍來幾根松樹枝，剝去鱗片狀的外皮，把它釘在土磚牆上，名曰「松枝晴雨計」。他便根據每天松枝伸縮移動的幅度大小來預測晴天或雨天。
段元星的這個「土氣象站」，到底靈不靈呢?這里只說說一件有趣的事。
那是一個夏收夏種的大忙季節，當地好久沒下一滴雨了，山城裡的梯田早得開了裂，需要抽水灌溉，方能把晚稻栽種下去。但是，如果生產隊安排更多的勞動力去抗旱搶種，已經熟透倒伏的早稻，就會由於延遲收割而遭受損失。這真是一對尖銳的矛盾啊!社員們在田頭議論紛紛，隊長的心裡更是焦急得如同燒著一團火。
這時，正在割禾的段元星抬頭看了看天，走到隊長跟前，高興地說:「隊長啊，把勞動力都調來搶收早稻吧!你看，天上不是出現了鉤鉤雲嗎?俗話說:『天上鉤鉤雲，地下雨淋淋』。根據我這幾天的氣象觀測，明天就會下大雨。到時候，隊里再集中勞動力去搶種晚稻。」
隊長半信半疑地問:「真的會落雨呀?」
段元星滿有把握地回答:「真的會落雨!」
隊長轉憂為喜，當即集中勞力突擊搶收倒伏的早稻。第二天傍晚，果然雷聲隆隆，大雨滂沱。隊長望著山野間的茫茫煙雨，樂呵呵地說:「有元星這孩子管天啊，奪豐收就更有把握了!」
年紀輕輕的段元星，為著改變山村貧窮落後的面貌，為著奪取農業生產的豐收，他以自己火樣的熱情、旺盛的精力，長年累月不辭勞苦地忙碌著。
一九七三年冬天，大隊黨支部要他繪制一張農田基本建設規劃圖。在要繪制的規劃圖中，有塊南北長三里，東西寬兩里的地段，是這次農田基本建設的重點。那裡山嶺逶迤，溝壑縱橫，地形異常復雜。黨支部要求段元星將這一帶二十四條山壠的五百八十六塊水田，八百塊旱地，四十八個山頭，九十一口水塘，以及六個生產隊的位置，都畫在一厘米等於地面二十米的規劃圖上，並要求標明每丘田的面積和高度。可想而知，要完成這樣一項艱巨的任務，對於一個從未搞過測繪工作的下鄉知識青年來說，困難確實是大呀!
在困難面前，段元星沒有皺眉頭。測量規劃圖沒有經緯儀，他用自做的「竹筒天文望遠鏡」代替;沒有標桿，他向社員借來三根曬衣竹篙代替;沒有指南針，他便白天利用太陽、晚上依靠北極星來測量地域所處的方位角度。在那些日子裡，他每天天剛蒙蒙亮就起床，鋪滿寒露的山路上，留下他兩行清晰的腳印;暮靄籠罩了山村，家家戶戶燒火做飯了，他才摸著黑回到住處。這里，我們可以粗略地計算一下他的行程:四十八個山頭，他登攀了一千多次;二十四條山壠和一千三百八十六塊梯田，處處嵌滿了他的足跡……
一個多月後，一張彩色的「大布大隊農田基本建設規劃圖」，送到了溫書記的手中。溫書記看罷規劃圖，用慈愛的目光打量著段元星，發現他瘦了，兩隻眼睛布滿血絲，臉頰和雙手被霜風吹得開了裂。他心疼地說:「元星啊，你辛苦了，好好休息幾天吧!」
段元星卻回答道:「等到把規劃圖上的設想變成了美好現實的時候，再考慮休息吧!」
後來，規劃圖上的設想，終於變成了美好的現實。那塊重點地段的三百多畝低產田，過去糧食畝產只有二百多斤，現在經過改造，一季就達到四百斤。
不過，段元星並沒有休息。

但願活著多有為
就在段元星來到農村的第二年，即一九七O年四月二十四日，我國成功地發射了第一顆人造地球衛星。毛主席提出的「我們也要搞人造衛星」的號召實現了!
喜訊傳來，段元星手握自做的天文望遠鏡，遙望邀游太空的衛星，聆聽著廣播中播送的從衛星上發回的《東方紅》樂曲，心潮澎湃，激情滿腔。當夜，他揮筆寫下了這樣一首豪邁的詩篇:
寒暑盡心觀天象，
不惜多年時光。
但願活著多有為，
誓為祖國爭光!
接著，他給自己制訂了四項業余天文科研計劃:一是繼續進行氣象觀測，為生產隊搞好天氣預報;二是觀測不規則的變星;三是尋找新星;四是發現彗星。
為了實現自己的業余科研計劃，段元星真是嘔心瀝血、不惜時光啊!
春夏秋冬的每個晴天的黎明，總見他站在高高的牛牯垛峰巔，如痴如呆地仰望著頭頂的星空。待東方露出了晨曦，星星隱去了，他才踏著黃泥小路，輕快地走下山來。
春插和「雙搶」的大忙季節，生產隊往往要打夜班拔秧。他在往返秧田的日睦小路上，兩隻眼睛總是不停地巡視著天幕上的星星。同時手持一根探路的長棍子，以防失腳跌到水田裡。
新婚之夜。村子裡的人們猜想他該不會出來看天了吧?可是，早起拾糞的大爺，依然在野外看見了他那熟悉的身影。
有一次，段元星生病了。黎明時分，他支撐著又要起來看天。妻子勸他說:「你有病，今天就不要去了吧!」
段元星回答:「我從資料上查閱到這幾天獵戶星座將有流星群出現，為了證實和研究它，我必須去。」說著，便開門走了。他剛剛走出幾步，村子裡那條兇猛的大黃狗就「汪汪汪」地狂吠起來，緊接著「呼」的一下躥到他的跟前，朝他的腿肚子上咬了一口。頓時，殷紅的鮮血，順著他的小腿往下淌。段元星沒有哼一聲，依舊一瘸一拐地朝觀測地點走去。
回到家裡，妻子見他的褲子被露水打得濕漉漉的，腿上流著血，心疼地說:「你呀，一點也不曉得愛惜自己的身體。」
段元星笑了笑，便在桌子邊坐下來。他要將自己記錄下來的獵戶星座流星群出現的時刻、位置和亮度，寫成一份觀測報告，寄給首都的天文科研機關。
正如段元星每天都走著坎坎坷坷的鄉野小路一樣，他為自己的理想而矢志奮斗的道路也是曲曲折折的。
就在他朝著業余天文科研的峰巔艱難攀登的時候，「四人幫」颳起了一股否定科學、否定知識的妖風，「寧要社會主義的草，不要資本主義的寶」，似乎成了時髦的口號。一些不理解他的人，在背地裡議論說:「段元星恐怕有神經病吧?誰像他呀，天天三更半夜爬起來看星星。」有人甚至當面譏笑他:「地上的事你都管不了，還想管天上的事?你能迷出啥名堂來喲!」
這些話，後來都傳到了段元星媽媽的耳朵里。媽媽是個家庭婦女，本來就壓根兒不同意兒子搞天文科研，如今聽到這些流言蜚語，不由氣得暴跳如雷。心想:真是個沒出息的孩子，非得好好教訓他一頓不可!
這天，媽媽來到大布大隊，開門見山地問兒子:「聽到那些話，你不會害臊呀?」
兒子平靜地答道:「讓他們去說吧!我搞我的天文。」
「天文天文，天文能當飯吃呀!要是你有這種精神去學醫，早就是個人人求拜的醫生了!」
「祖國建設需要天文，農業生產需要天文。當醫生是為人民服務，搞天文也是為人民服務!」
媽媽見說服不了兒子，氣得隨手抓起桌子上的一本天文書籍，「嗤嗤」幾下撕爛了，丟進了灶膛里。接著，她又抓起幾本天文雜志，「呼啦」一聲扔到了屋頂上。她感到還不消氣，又舉起柴刀，把兒子自做的「竹筒天文望遠鏡」一劈兩半!
媽媽的暴怒，兒子是諒解的。可是，那些冷言冷語的壓力確實大呀!
這天晚上，段元星獨自坐在燈前，就像他平日里痴情地仰望北斗星那樣，久久地凝望著牆上的毛主席畫像。他又想起了毛主席一九五六年發出的偉大號召……
過了好一會兒，他才低頭伏在桌子上，輕輕翻開日記本，寫下這樣一段肺腑之言:「我之所以要堅持搞天文科研，不是為了要搞點什麼『名堂』來獵取名利，也不是為了給個人爭口氣來反駁這些議論和譏笑。我只是想到要為祖國天文事業的發展，為農業生產的發展，多做一些自己應該做的事情!」

新星
報春的大雁，又飛過江南美麗的田野。山青了，樹綠了，花開了，梅江水嘩嘩的響聲也變得格外清脆了。
這是段元星在農村插隊落戶第七個年頭的春天。敬愛的周恩來總理根據毛主席的指示，在四屆人大會議上發出的要在本世紀內使我國實現四個現代化的偉大號召，如和煦的春風一般吹進段元星的心裡。他多年用心血孕育著的理想的種子，就要發芽、開花、結果了!
一九七五年八月三十日，段元星因事從大布大隊回到寧都縣城的老家。吃罷晚飯，他來到梅江游泳。
清澈的梅江，倒映著滿天的繁星。段元星輕輕地劃著水，彷彿遨遊在星海銀河之間。遊了好一會兒，他覺得有些累了，便走上岸來，掏出手錶看了看，正是北京時間十九點三十五分。
段元星一邊穿著衣服，一邊又習慣地仰起頭巡視遼闊的星空。
當他的目光移到天鵝星座時，突然發現這個星座的天津四星東北方多了一顆明亮的星星!這個星座，平常看上去像一隻展翅飛翔的天鵝，多了這個「不速之客」，整個形象就改變了。這莫不是人造地球衛星吧?他目不轉睛地觀看了一分多鍾，發現那顆星並沒有移動位置，絕不是人造衛星。而且，那個位置也沒有明亮的變星。那麼，會不會是一顆新星呢?
這個想法，使他格外激動。他急急地跑回家去，用自做的天文望遠鏡對那顆星星進行觀測，查對它的位置，測定它的亮度。經過仔細的分析，完全證實了他的推斷:果然是一顆新星!
此刻，段元星好比一個歷盡千辛萬苦的登山隊員，終於攀登上了風光無限的險峰，心裡是何等激動啊!他知道:新星是一種結構不穩定的恆星的巨大爆發現象。研究新星的爆發，能啟發人們去尋找新的能源，並且對於研究恆星的起源和演化問題具有重大的意義。對於這樣一件重要而又罕見的事情，必須趕快向國家天文科研機關報告!
於是，他迅速取出鋼筆，鋪開信箋，「唰唰唰」地寫下了第一行字:「關於發現新星的報告」。
夜，已經很深了，近郊的村子裡，傳來了雄雞的喔喔啼鳴。段元星給北京天文台和南京紫金山天文台的兩封信都寫好了。他輕快地走出屋來，站在梅江畔，任清涼涼的夜風吹拂著。他抬頭仰望那顆新星，依然那麼明亮。他高興地笑了。滿天的繁星閃閃爍爍，彷彿也在為他祝賀，朝著他笑呢!
八月三十一日，段元星早早地來到縣郵電局，把給北京天文台和南京紫金山天文台的兩封信投進了郵箱。同時，他又給北京天文台加拍了一份電報。郵電局的同志發現，當他在擬寫電報稿的時候，右手都有些微微顫抖。
是啊!一個普通的下鄉知識青年，堅持了十六年的業余天文科研活動，現在，他就要向親愛的祖國匯報自己的成績了，這怎能不叫段元星心情激動呢!
北京天文台於當天下午收到了段元星的電報，並立即報告了中國科學院。
九月一日下午，中國科學院給他掛來了長途電話，熱烈祝賀他發現了新星!
九月二日，新華社向國內外播發了北京天文台用光譜拍照手段研究新星和段元星用目視觀測手段發現新星的消息。
消息像春風一樣吹遍了大江南北、長城內外。一封封熱情洋溢的賀信，從全國各地飛到段元星的手中。
北京天文台也給段元星發來了賀信。賀信說:
「你的工作做得很好!從用目視觀測手段發現新星來講，其發現的時間是很重要的。從這一點上說，你的發現為祖國爭了光!」
省委、地委、縣委和公社黨委的有關領導同志，也先後來到大布大隊，看望段元星，給他以關懷和鼓勵。
一九七六年十一月初，粉碎「四人幫」後僅僅一個月。這天，大隊溫書記來到段元星的住地，興奮地告訴他:「縣委接到中國科學院的通知，要你去北京參加全國天文歷書改革工作會議，明天就動身。」
第二天早晨，朝霞染紅了為段元星送行的社員們的笑臉。溫書記拉著段元星的手，叮囑說:「到了北京，別忘了在天安門廣場照張相帶回來，讓我們也分享你進京的幸福。」
段元星深情地向溫書記和送行的社員們點了點頭，然後轉過身邁開大步，出發了。
金色的陽光，照耀著錦綉的山川，也照耀著段元星正在走的路……

㈤ 幼兒演講稿太空的奧秘

宇宙無邊無際，像一個無底大深淵，可是誰也沒有去嘗試過。
我率回領著我的小夥伴，坐答著『阿波羅』號飛艇，向著宇宙深淵出發。在路程上，我看見了不一樣的景象。一位宇宙清潔工在那裡打掃著，突然，一座宇宙大超市在我的面前佇立著。我在以前都沒有看見過這種景象，何況已經過了50億年後。
宇宙的深淵果然是「名不虛傳」啊，我和我的夥伴兒都驚呆了。前面竟然是外星人的基地。
外星人的盛情款待也太好了，人類還以為世上沒有外星人，我們竟然沒有想到外星人是如此的和藹可親。將來人類一定會和外星人生活在一起。
之後，我和我的小夥伴兒再次乘坐著『阿波羅』號飛艇回家了。

㈥ 星空的奧秘 閱讀答案急！！！！！！！！！！！

2009-8-2 16:24 最佳答案 每到夜晚，美麗的星空都會准時地浮現在我的眼前，一顆，兩顆……越來越多，越來越清晰，她們像數不清的眼睛一眨一眨的，好像互相傳遞著什麼信息，那麼高興，那麼神秘。小朋友們對美麗的星空是那樣神往，總在數一數到底有多少顆行星，而最後地，總是越數越多，眼花繚亂。
在美麗的星空中，行星多得沒法數，月亮只有一個。月亮像畫一樣掛在天上，她像領著星星做游戲的大姐姐，有時把臉藏起來，誰也看不見；有時成了一個大彎鉤，像只小船飄動在星空的海洋里；有時像一個園園的大金牌發著淡淡的光亮，我彷彿看見月亮上有有人在向地球撒下美好的祝願……
我最愛看美麗的星空，尤其喜歡和媽媽、姥姥一起看。媽媽常指著星空告訴我那顆是北極星，夜晚可以辨別方向；那顆星是金星，又叫啟明星，上面有山，也有大氣，就是冷。她是地球的好姐妹。而姥姥知識告訴我那條白白亮亮的天河，並指出牛郎星，那是織女星，她們本來是夫妻，後來被王母娘娘劃條天河把她們分開了，只准一年七月初七見一次面。這些科學的、傳說的故事真吸引人，我真想長上翅膀，飛到星星附近看一看，媽媽、姥姥講的故事到底是真是假。 美麗的星空，無邊無際，那麼寬廣，好像波瀾起伏的大海星星就像海中的魚兒，活蹦亂跳，那麼歡快。我一邊觀看星空，心胸也好像在逐漸開闊，頭腦中的想像無限的展開；星星上有山、有水嗎？能發光發熱嗎？那顆星星上有人呢！那裡的小朋友和我們一樣嗎？……
但是，美麗的星空有時也會不高興她躲在濃濃的黑雲後面，這時天上就會灑下兩滴毛毛雨，飄幾朵白茫茫的雪花，潤濕大地，妝點山河，但過了不久她又會重新露出可愛的笑臉。哎星空啊，星空你有著無窮的奧秘好像是很厚很厚的一本書，叫我永遠看不完，讀不懂。
我愛這美麗的星空，我愛這神奇的大自然！

㈦ 宇宙的奧秘的參考資料是什麼

宇宙是由暗物質.暗能量.恆星.衛星.黑洞等組成，宇宙起源於137億年前的大爆炸而誕生，宇宙剛開始只是一個密度極高.極小的小圓點最後爆炸成為宇宙，宇宙是有限還是無限，至今無人知道，滿足宇宙學原理(三維空間均勻各向同性)的宇宙，肯定是無邊的。但是否有限，卻要分三種情況來討論。

如果三維空間的曲率是正的，那麼宇宙將是有限無邊的。不過，它不同於愛因斯坦的有限無邊的靜態宇宙，這個宇宙是動態的，將隨時間變化，不斷地脈動，不可能靜止。這個宇宙從空間體積無限小的奇點開始爆炸、膨脹。此奇點的物質密度無限大、溫度無限高、空間曲率無限大、四維時空曲率也無限大。在膨脹過程中宇宙的溫度逐漸降低，物質密度、空間曲率和時空曲率都逐漸減小。體積膨脹到一個最大值後，將轉為收縮。在收縮過程中，溫度重新升高、物質密度、空間曲率和時空曲率逐漸增大，最後到達一個新奇點。許多人認為，這個宇宙在到達新奇點之後將重新開始膨脹。顯然，這個宇宙的體積是有限的，這是一個脈動的、有限無邊的宇宙。

如果三維空間的曲率為零，也就是說，三維空間是平直的(宇宙中有物質存在，四維時空是彎曲的)，那麼這個宇宙一開始就具有無限大的三維體積，這個初始的無限大三維體積是奇異的(即「無窮大」的奇點)。大爆炸就從這個「無窮大」奇點開始，爆炸不是發生在初始三維空間中的某一點，而是發生在初始三維空間的每一點。即大爆炸發生在整個「無窮大」奇點上。這個「無窮大」奇點。溫度無限高、密度無限大、時空曲率也無限大(三維空間曲率為零)。爆炸發生後，整個「奇點」開始膨脹，成為正常的非奇異時空，溫度、密度和時空曲率都逐漸降低。這個過程將永遠地進行下去。這是一種不大容易理解的圖像：一個無窮大的體積在不斷地膨脹。顯然，這種宇宙是無限的，它是一個無限無邊的宇宙。

三維空間曲率為負的情況與三維空間曲率為零的情況比較相似。宇宙一開始就有無窮大的三維體積，這個初始體積也是奇異的，即三維「無窮大」奇點。它的溫度、密度無限高，三維、四維曲率都無限大。大爆炸發生在整個「奇點」上，爆炸後，無限大的三維體積將永遠膨脹下去，溫度、密度和曲率都將逐漸降下來。這也是一個無限的宇宙，確切地說是無限無邊的宇宙。 宇宙在不斷膨脹，剛開始科學家認為宇宙在膨脹，但是越來越慢，後來發現宇宙是在膨脹，變得越來越快，從這一觀點看，宇宙是無限的。
暗物質和暗能量是維持宇宙的關鍵，近73％的宇宙由神秘的暗能量組成，它是一種反重力。在19日出版的美國《科學》雜志上，暗能量的發現被評為本年度最重大的科學突破。通過望遠鏡，人類在宇宙中已經發現近2000億個星系，每一個星系中又有約2000億顆星球。但所有這些加起來僅占整個宇宙的4％。

現在，在新的太空探索基礎上，以及通過對100萬個星系進行仔細研究，天文學家們至少已經弄清了部分情況。約23％的宇宙物質是「暗物質」。沒有人知道它們究竟是什麼，因為它們無法被檢測到，但它們的質量大大超過了可見宇宙的總和。而近73％的宇宙是最新發現的暗能量。這種奇特的力量似乎正在使宇宙加速膨脹。英國皇家天文學家馬丁·里斯爵士將這一發現稱為「最重要的發現」。
每個星系都有2000億以上的恆星，恆星就是像太陽一樣燃燒的物質，而維持恆星燃燒的物質是氫燃料。然而，科學家推測，每個星系都中有一個黑洞，像一個個集中點一樣把恆星.氣體.行星集中起來。然而我們的銀河系有120億年的歷史，在宇宙產生的2億年後才出現星系，剛開始的星系雜亂無序，至於為什麼這樣，是因為引力，引力的強度決定星系的大小，升至質量。
好了，就講這么多，不知道對你有沒有用。如果你想了解更多的話去看《了解宇宙如何運行》，很棒的紀錄片，或者買《天文愛好者》這本雜志，希望對你有用！！

㈧ 畫一副探索宇宙的奧秘的畫怎麼畫

宇宙奧秘探索 內容簡介

本套叢書信息量大，在包羅萬象的知識體系中，內總攬了國學精粹、容社科立志、政治軍事、科學技術、人文歷史、山川風物、百業眾藝等方面內容，為中華上下五千年文化的「名牌效應」重鑄生命，注入現代人的世界視野、理性判斷和科學情懷，拓展出更高、更遠的新境界。叢書版式新穎，設計精美，圖文並茂。大量或直觀或蘊籍的圖片讓人耳目一新，使它成為不同層次、不同地區、不同文化背景的人之間進行有效交流與溝通的「通用語言」和橋梁，在一定程度上消除了因知識層次的差異而帶來的傳播壁壘，突破了知識精英的狹小范圍，賦予大眾傳播以「大眾化」、「普及化」的意義。果能如此，則讀者幸甚，文化幸甚這是萬象文畫編著者的初衷。可以預見的是，當來自各個階層的讀者憑著他們異常活躍的好奇心和記憶力，饒有興味地沉浸於「萬象文畫」所構築的精美圖文之中，對之逐章詠哦、背誦，出乎口，入手心，尋解析疑，潛移默化的時候，這部書將有可能成為他們具有深邃的歷史感和世界視境的文化「底色工程」。

㈨ 關於星空的奧秘

美麗的夜空，群星璀璨，令人浮想聯翩。好奇的人們不禁要問：星星離我們有多遠，是什麼東西構成的，它們有多亮，為什麼相互之間不動，它們怎麼來的，以後又會怎樣?宇宙里真的還有人類嗎?其實，這些都是天文學研究的課題。正是這樣的好奇心，促使人們運用各種不同的方式和手段去探索星空的奧秘。望遠鏡是天文學家的眼睛，也是探索星空的好工具。天文學家為了把星星看得更清楚，除了把望遠鏡越造越大外，還設計出了各種各樣的望遠鏡，既可以直接看到星星，又可以接收星星發出的電波，通過電波了解星星的秘密。更為神奇的是，人們還想到把望遠鏡放到太空飛船上，避開了大氣層的干擾，看到了更多更美的星星。

宇宙無邊無際，現在我們估算出的星星超過萬億億顆。我們能夠觀測到的，最遠可達150億光年。也就是說，那裡發出的光要走150億年才能到達地球，所以，我們看到的是它150億年前的情況。這樣看來，天空就是一部歷史。假設我們能乘上超越光速的飛船，飛到遙遠的星際，在那裡觀測地球，我們就能看到地球的過去，重溫歷史。

宇宙就是這么神奇，往往超越我們的想像，星星之遙遠、高溫、高速，體積、密度、年齡之大無不令人咋舌，至少地球上是沒有的，所以才?quot;天文數字"之說。舉個例子，就連不大不小的太陽，都有2000億億噸，70萬公里的半徑，1500萬度的溫度，50億歲的年齡。而每秒鍾釋放的能量可供地球上用1000萬年。此外，又有誰會想到，在廣袤的宇宙間，星與星之間居然會是一片真空，沒有丁點兒空氣呢？

星空就是這樣的神秘莫測而又豐富多采。每顆星星都象迷人的眼睛，激發每位有志的少年朋友，長大後去探索它的奧秘。