㈠ 宇宙的奥秘
茫茫宇宙自古是最令人类产生无限遐思的地方,宇宙的庞大至今仍然让一般人难以想象。作为我们全部能量来源、给予我们全部生命基础的太阳,相对于我们感性的理解能力而言已经是庞大无比,可是它同我们如今已经观测到的宇宙相比又不过是沧海一粟。
自古,脚下一望无际的大地,是人们感觉平坦、厚重、坚实又可靠的地方。宇宙科学就是一步一步地超越人们的这种踏实感的历史,每一个新发现都伴随着人们的惊奇和难以置信之感,几乎每一次难题的解决,都会从相关证据中牵引出更富挑战性的新难题。为获得这些知识,人类经历了几个世纪的努力,每一个成就的取得都是继续进步的阶梯,每一个难题的发现又都是对智力的挑战……。宇宙科学的发展历程既充满着理性和逻辑的魅力,又为人类留下了无尽的想象空间。
1、认识宇宙
人类经过很长时间的努力才认识到我们脚下的大地是个球体。大地这个球体该放在宇宙的什么地方呢?开始人们把它放在了宇宙的中心。后来,有个叫帕拉多喜的人发现天上的星星有一些在动——人们叫它们行星,与之相应,不动的星星便叫恒星。于是人们就说,天上的月亮、太阳、行星及所有恒星都绕着地球做圆周轨道运动。托勒密第一个用数学方法确定了地球与行星的关系,给古希腊人心目中的宇宙图景做出了定量的描绘。这个图景后来成了基督教神学的理论基础。直至1543年哥白尼出版《天体运行论》,才把地球从宇宙中心移开。在哥白尼的体系中,地球不再是宇宙的中心,而是与其他行星一样沿正圆形轨道绕太阳旋转。
17世纪之前,人们—直都是凭借肉眼来观察大象,并借助一些简单的度量仪器来研究天体,主要是太阳、月球和可以用肉眼看到的五大行星。中国人用他们所熟知的金木水火土五行,古希腊、古罗马人用他们熟悉的神来给这些行星起了名字。1610年,伽利略发明了天文望远镜,从而拓宽了人们的视野,看到了用肉眼无法看到的新的宇宙图景。
从18世纪到19世纪上半叶是近代天文学大发展的时期,这时期建立了完整的大行星、地球和彗星运动理论,发现了一些新的行星、行星的卫星和小行星,并且把观察的视野从太阳系扩展到了银河系的其他恒星系。19世纪下半叶,天文学家将当时物理学中的一些新的理论和方法引入到天体研究中,创立了天体物理学,从此开始了现代天文学阶段。
进入20世纪之后,无论是天体物理理论,还是天体观测方法都取得了很大的进展。在传统的光学天文学领域,随着反射天文望远镜的出现,一改19世纪折射天文望远镜的局限,天文望远镜的口径不断增大。1908年出现了1.5米镜、1918年出现了2.5米镜、1948年出现了5米镜、1976年出现了6米镜,1993年口径10米的巨型天文望远镜问世,使人们的视野进入到更为遥远的宇宙空间。
1932年,美国工程师央斯基发现了来自银河系中心方向的宇宙无线电波,后来将这种无线电波称为宇宙射线,由此发现了了解宇宙的新途径,并创立了射电天文学。手段的改进是天文学发展的前提,射电望远镜的出现使宇宙全波段地展现在人类的视野中,使人类了解到一些根据可见光无法了解的天体和物质,例如超新星痕迹、类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射等。
20世纪60年代开始,人类探索宇宙的立足点不再局限于地球,1962年,美国探空火箭携带X射线探测器飞离地球150公里,发现了在地球表面无法接收的来自宇宙的强X射线,开创了空间天文学时代。1998年6月,美国航天飞机发现者号携带着有中国科学家参与研制的α磁谱仪,试图寻找宇宙中的反物质。
2、宇宙的结构
●梯级分布和各向同性
宇宙是自然科学最大的研究对象,关于宇宙,人类已经有了越来越多的知识。这些知识包含了可能对宇宙进行某种科学解释、建立某种模型所必需的东西;已经让我们能够理性地推断可测范围之内宇宙的起源和不很久远时段内宇宙的未来;已经让我们能够发射地球卫星和为各种不同目的服务的太阳系际探测器;已经让我们能够以科技的方式展开对宇宙间智能生命伙伴的搜寻……
我们现在对宇宙的基本认识是:在相对较小的时空内,宇宙中的物质依次聚集为星体、星系、星系团、超星系团、超超星系团……。宇宙在整体上是均匀的、各向同性的,宇宙没有中心,任何典型星系的观察者所看到的宇宙规律是一样的。
●宇宙在大尺度上是膨胀着的
人们发现天空中有许多云雾状的天体,名之为星云。1924年哈勃把天文望远镜对准仙女座大星云,分辨出构成该星云的单个星体,使河外星系和尘埃云得以区分,并发现仙女座大星云不是银河系中的天体,而是距地球约220万光年之遥的与我们的银河系一样的星系,谓之河外星系。继而他又对河外星云做了更深入细致的研究,发现了许多更为遥远的星系。
1912年始,致力于天体光谱研究的美国天文学家斯莱弗发现,几乎所有河外星系的光谱线都存在着向红端移动的现象。如果按照多普勒效应解释,这就意味着这些星系都在远离地球而去,而且运行速度相当大,比如室女座大星云的运行速度是每秒1000千米。1929年,哈勃考察了斯莱弗的工作,结合自己对河外星系的研究,把运行速度的研究范围扩展到每秒2万公里,提出著名的哈勃定律:星系光谱线的红移量同它们与地球的距离成正比。哈勃的理论被后来的观测进一步证实。也就是说,河外星系的红移是反映宇宙整体性特征的系统性红移——从宇宙中的任何一点都能看到几乎所有的天体都在远离该点而去——宇宙在膨胀。这是一种全方位的无中心膨胀,其情形类似于膨胀的气球上各点之间相互远离。
●宇宙的时空是柔性的
在牛顿时空观中,空间是三维平直的,是绝对均匀、各向同性的;时间是单向一维的,像河流一样匀速地流淌着。时间和空间与物质无关,它们就像是盛装物质的容器,亘古存在,永远不变。
爱因斯坦1905年和1915年先后提出狭义相对论和广义相对论,狭义相对论初步建立了时间、空间的统一性,以及时间空间与物质运动的联系。在狭义相对论中,时空度规随物质的运动而变化。
广义相对论统一了引力质量和惯性质量,引力场等效于具有相当加速度的参照系。他还揭示了四维时空与物质的统一关系,指出空间一时间不能离开物质而独立存在,物质的质量及其分布状况决定时空的结构。反过来看,引力场是空间几何弯曲的表现,空间的曲率体现引力场的强度。
有人依据爱因斯坦的理论推论,在极强引力场,比如黑洞中,空间收缩为1维的,时间扩张为3维的;而超强理论又认为在极微观高能的世界中时空可能是11维的。
爱因斯坦指出大引力场周围可测到空间弯曲,并预言在日全食的时候观测太阳背景处的恒星位置可以证实这种现象。1919年爱丁顿率队赴非洲观测日全食验证了爱因斯坦关于光线在引力场中发生弯曲的预言,也就是证实了爱因斯坦关于物质与时空结构关系的理论。
3、太阳系
直至目前,太阳系依然是我们在宇宙中了解最多的天体系统。哥白尼之后的几个世纪中,太阳系一直是天文学研究的重点。到了19世纪末,科学家们已经发现了除冥王星之外的其他八大行星和将近500颗小行星。20世纪二三十年代,天文学家们又发现了太阳系中的一颗新的大行星——冥王星,并且发现了一些大行星周围的卫星、7000多个小行星,以及若干颗彗星,从而绘制出更加完备的太阳系图景。
●太阳
太阳是与人类的生活最密切相关的天体,万物生长靠太阳,我们地上生命的全部能量几乎都来源于太阳。但是由于研究手段的限制,直到20世纪,随着物理学和天文学的发展,更精密仪器的问世,特别是太阳空间探测器的发射,人类对于太阳才有了深入的了解。
现在我们知道,太阳是个主要成分为氢的气体球,太阳的能量来自其本身氢原子的核聚变;太阳表面平均温度为五六千度,中心温度达数千万度;太阳每时每刻都在向外辐射巨大的能量,辐射到地球上的只是其中极其微小的部分;太阳既是生命的源泉,又是巨大的杀手。因为它有强大的磁场,内部温度极高、进行着剧烈的核反应,所以自然界各种相互作用的机制随时在其中起作用,所形成的强大的由紫外线、x射线等高频段电磁波及各种粒子流组成的太阳风笼罩在地球上。
太阳风是地球所承受的宇宙射线的重要来源。如果宇宙射线长驱直入,地球上绝不会有生命可言,是地球的大气层特别是臭氧层和强大的地球磁场保护着我们,这也是我们今天为南北极的臭氧空洞忧心,并极力倡导保护臭氧层的原因。太阳的寿命约为100亿年,它现在已经走完了大约一半的旅程。
●月球
月球是地球的卫星,是离我们最近的天体,它那肉眼看上去亮丽晶莹的外表曾经寄托过人类数不尽的美好心愿。
从17世纪伽利略第一次把望远镜指向月球看到环形山以后,直到20世纪人类才逐渐了解了月球的物理特性。20世纪20年代,法国科学家利奥推测出月球表面有一层由火山灰构成的灰土,50年代末,人类所进行的首次空间探测就是针对月球。1959年,前苏联发射了第一颗月球探测器,发回来的照片使人类第一次看到月球背面的情况。很快,美国也相继发射了一系列月球探测器。1972年7月20日,美国阿波罗11号宇宙飞船的登月舱在月球着陆,宇航员阿姆斯特朗成为第一位登上月球的人,迄今为止,一共有12个人分6次登上了月球。
现在我们已经知道,月球是个死寂的天体,它既没有大气、没有水、没有活火山,也基本没有“地质运动”,它除了寂静地绕着地球旋转、接受来自宇宙空间的各种撞击和辐射之外基本上已经结束了自己天文学意义上的进化历程。可能只有人类才能赋予月球新的生命。
关于月球的起源有三种主要的说法:一种认为月球是在地球产生过程中与地球同时形成的,是早期地球星胚旋转处于吸积盘阶段时盘面上扰动积聚的结果;另一种说法认为月球的起源远比地球晚,月球是从地球上抛出去的,太平洋就是月球脱离地球后留下的痕迹;第三种说法认为月球是地球掠获的小行星。但三种说法都有解释不清的问题,所以关于月球的起源至今还是个未解之谜。
现在,一些国家包括我国都有自己探测开发月球的愿望或已经制定了计划,人类未来宇宙空间的第一个落脚点恐怕还得是月球。
●行星
在19世纪下半叶天体物理学创立之前,太阳及太阳系中的行星、彗星和月球一直是天文学家研究的重点。随着航天飞行器的问世,人类得以近距离观察一些大行星。从60年代开始,美国、苏联和德国等国家先后发射了多个星际探测器,主要对火星、金星和水星等内太阳系天体进行科学考察,其中美国的火星探测器“海盗1号”和“海盗2号”于1975年在火星上着陆;1997年,美国的火星探测器“探路者”又在火星上着陆,进一步探索火星的地形地貌,为人类将来可能登陆火星进行深入的考察。从70年代开始,一些行星探测器又飞向外太阳系,考察木星、土星、天王星和海王星。
火星是目前为止人类了解得最多的行星,也是各种天文地质状况与地球最接近的太阳系天体。人类在梦想着以各种物理、化学和生物的办法对火星进行地球化改造,使它在不远的将来呈现出适合于人类居住的条件,以便在人类走出地球这个人类童年的摇篮,迈开向宇宙空间移民的第一步的时候落户火星。
除九大行星外,太阳系火星和木星之间还有一个奇异的小行星带。小行星的最初发现是起因于人们的一种困惑——在太阳系中每一颗行星与太阳的距离都大约是其前一颗的1.3~2.0倍,惟一的例外就是第五颗行星——木星到太阳的距离大约是第四颗行星——火星到太阳距离的3.4倍。受由理论推导而发现天王星的鼓舞,德国的天文家们认为在火星和木星之间应该还有一颗行星,还组织了一个小组准备搜寻。然而,第一颗小行星却是意大利天文学家皮亚齐在无意中发现的。1801年1月1日,皮亚齐在火星和木星之间发现了一个每天都改变位置的暗淡天体,德国数学家高斯推算出它的轨道正是在人们期待发现新行星的空间内,证明它是一颗行星,皮亚齐名之为谷神星。然而,谷神星太小,半径只有1000千米,只有月球的1/50大,似乎不足以填补火星和木星之间空旷的空间,于是天文学家们继续搜寻。1807年奥伯斯在这个空间内又发现了三颗新行星,分别命名为智神星、婚神星和灶神星。天文学家赫歇尔建议称这些行星为小行星,这种叫法延用下来。
至今,在火星和木星间的这个空间内已经发现了数千颗小行星,因此人们称其为小行星带。现在一般认为这个小行星带是由于太阳系内最大的行星木星的强大引力加之火星引力的共同摄动导致的结果。这种摄动使小行星带内的物质难以聚合成星子,故而形不成大行星。
除小行星带内的小行星外,还有一些分布在太阳系内其他行星轨道上或自己拥有独立轨道的小行星。这些小行星的轨道曲率往往特别大,也就是说特别扁长,远日点特别遥远,近日点特别近,与地球等其他行星轨道有交叉。天文学家把轨道近地点比金星与地球的距离还近的小行星称为掠地小行星。与大行星轨道交叉以至可以达到相当靠近的距离,这一方面导致小行星有可能被大行星掠获,成为大行星的卫星;另一方面,虽然可能性极小,但一旦发生就是灭顶之灾——小行星们有可能与大行星相撞,当然最令人担忧的是与我们的地球相撞。这也是人类必须在宇宙中寻找更多的栖身之所的一个重要理由。著名科普作家卡尔·萨根曾引用西方的一句俗语来解释这个理由说:“我们不能把所有鸡蛋都放在同一只篮子里。”
●卫星
月球是地球唯一的卫星,也是直至近代之前人类知道的太阳系中惟一的一颗卫星,所以自古人们都是把它与金木水火土等行星一道等而观之,并没觉出它与其他行星有什么不同。1610年,伽利略用自制的望远镜观天,发现了木星的四颗卫星。这件事在当时可谓是引起了轩然大波,因为这就意味着不但地球不是宇宙的中心,太阳也不是宇宙惟一的中心,而这样的结论是为当时的“正统思想”所绝对不能容忍的。现在,人类已经在太阳系中发现了至少64颗卫星;并且知道土卫六上有大气,这是目前所知惟一的一颗拥有大气的卫星。有大气是非同小可的事情。因为有大气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为人类的未来家园。
●彗星
长期以来,无论在东方还是西方,彗星的出现都被视为是不祥的征兆。对于西方人来说这种情况在1682年彻底改变了。这一年牛顿的朋友哈雷发现了当年出现的彗星原先也曾经进入过人类的视野,而且他计算出这颗彗星每76年会再来一次。1758年,这颗彗星果然光临。但是,人们长期以来还是不知道为什么彗星在太阳系运行时形状会发生变化。直到20世纪,人们才知道彗星原来也是以椭圆轨道绕太阳运行的天体,但它们的轨道比行星的扁得多,因此近日点往往很近,远日点却非常远。
彗星主要是由冰雪物质和尘埃组成,有人形象地说彗星是个“脏雪球”。彗星远离太阳时,为完全的固体状态,当它靠近太阳时,因为炽热,会形成水蒸汽和尘埃,因此,形状变化较大,会有明显的膨胀,多数情况下还会拖出或长或短的彗尾。我们现在还知道,彗星因为每次经过太阳附近时都会损失一些物质,在经过太阳若干次之后,彗星就全部因蒸发和分解为尘埃而消失,或者留下一个由岩石组成的核。
关于彗星的起源,还是个未解之谜。
4、银河系
银河系是一个拥有上千亿颗恒星和大量星际物质的天体系统,太阳是银河系中一颗极其普通的中等恒星。我们在夏夜晴朗的天空中看到的银白带子是银河系在天球上的投影,熠熠的白色是密集的恒星发出的光辉。
如果从银河系之外看银河系,它应该是一个带旋涡结构的铁饼形星系。银河系的盘面直径约为10万光年,核球直径大约为1万光年,银核直径大约为3光年。我们的太阳处在银河一条旋臂上,距银心约4万光年远的地方。因此在地球上看银河,朝向银心的一侧密集明亮,另一侧则稀疏暗淡。银盘中恒星相对密集,尤其是旋臂上集中着一些比较年轻的甚至是形成中的恒星、疏散星团、星际介质和气体星云;年老的球状星团分布在银晕中;大质量的银核中心有一个巨大的黑洞。银河系的总质量为1400亿个太阳质量,其中90%为恒星、10%为气体和尘埃组成的星际介质。银河系整体绕过银心垂直于银盘的轴旋转,太阳所在处的转速为每秒220千米。
5、恒星的演化
古人将天空中的星体分为行星和恒星,前者有明显的运动,后者不动。1718年,天文学家哈雷发现三颗最亮的恒星——天狼星、南河三和大角星的位置与希腊时代天文学家的记录有较大的偏差并且不可能是正常的误差,于是得出结论说恒星并非不动,只是因为与我们的距离相当遥远而显得运动相当缓慢,所以看上去好像不动一样。在19世纪,人们发现宇宙中的恒星具有不同的光谱,于是有人提出,恒星是否也发生演化。对于这个问题,直到20世纪50年代才找出答案。在这期间,美国天文学家史瓦西经过系统研究,将恒星的能源和恒星的结构与恒星的演化结合了起来。弗里德曼·霍伊尔对恒星演化给出了科学的解释,将恒星生命周期划分为起源、主序星、红巨星、矮星等几个阶段。其中恒星在主序星阶段停留的时间最长,我们的太阳现在正处于这一阶段。对恒星的演化过程,科学家以赫—罗图描述。对恒星演化过程的研究是人类迄今为止对天体问题最精确的科学研究。
恒星的前身是弥漫稀薄的星际物质,由于引力收缩而成为密度较大的星胚。在收缩过程中,星胚中心密度增大,引力势能转化为热能,温度增高,并逐渐发光发热,当中心温度达到1000万度时,在高温高压下,氢聚变为氦的热核反应成为主要能源,星胚成为一颗真正的恒星。当向外的辐射能足以与万有引力引起的向内的收缩相抗衡时,收缩停止。恒星内部的氢燃烧转变为氦,随着时间的推移,恒星中便积累了大量的氦,随着氢燃料逐渐耗尽,氦逐渐增多,氢聚变为氦的热核反应产生的热量减少,温度降低,向外的辐射能不足以抵抗因巨大质量而拥有的引力所导致的向内的压力时,恒星在引力的作用下坍缩,星体密度增加,同时内部压力急剧增大,引力势能迅速转变为热能,温度陡增,氦被点燃,氦聚变产生碳,燃烧重新开始,向外猛烈辐射能量,导致外壳急剧膨胀,恒星体积急剧增大,表面温度迅速降低,成为红巨星。红巨星之后,如果恒星质量足够大,还会重复如上的过程,点燃碳聚变而为以硅为主的元素,之后如果恒星质量更大,还会发生硅聚变而为铁族元素的反应,甚至发生超新星大爆发。再后,恒星便逐渐走向它的末日。在恒星演化的末期依据恒星质量从小到大的不同可能依次出现四类演化结局:黑矮星、白矮星、中子星和黑洞。
6、宇宙中的未解之谜
著名科普作家阿西莫夫说:“在科学上每一个新的发现都会打开通往新的神秘的大门,同时最大的发展往往来自意外的发现,即推翻原有观点的发现。”对人类现有的理解能力和科学水平而言,宇宙深奥而神秘,下面所列的只是几个有代表性的现象。
●暗物质
美国女天文学家葳拉·罗宾依据已经发现的一些天文现象及人类已知的一些科学规律,提出宇宙中应该存在大量的暗物质,否则许多现象都无法解释。暗物质可能是黑洞和矮星,但暗物质中的绝大多数应该是一些不发光、不反光、不挡光的透明物质,科学家们有的说是重子物质、有的说是光子、有的说是中微子,总之,宇宙间的暗物质还是个未解之谜。
●类星体
类星体指一类特别明亮、体积特别小、运行速度特别大、发射出的能量特别强又有极快的明暗周期变化的一类天体。美国天文学家马丁·斯密特等人对类星体做了深入研究总结出一些现象,提出了一些令人费解的问题,但直至今天,天文学家们连在类星体到底是离我们较近的天体还是离我们非常遥远的天体这一点上还没有完全达成共识,类星体到底是什么东西就更是不得而知。
●黑洞、白洞,蛀洞
1939年奥本海默根据广义相对论预言,当恒星质量足够大(相当于我们太阳质量的3.2倍以上)时,可能会由于巨大的引力而坍缩;随着它的体积的变小,引力场会变得十分强大,以至大到将其引力范围(科学上称视界)内任何东西都吸进去的程度,连光线也无法逃逸,像一个无限深的洞。20世纪60年代,美国物理学家惠勒将其名之为黑洞。有科学家预言,银河系中应该有100万个黑洞。由于黑洞吞食一切物质和光线,起码现阶段人类还找不到直接观察黑洞的方法,不过科学家已经间接证明了若干个黑洞的存在。
白洞是科学家为平衡宇宙间物质的流动性而预言的一种与黑洞性质相反的天体,在视界之内的物质只向外流不向里流;蛀洞(亦有称虫洞)则是有了黑洞和白洞之后一种必然性的理论假说,它是科学家预言的弯曲空间不同区域间或不同宇宙间可能存在的联系通道。究竟在这样深的层次上宇宙如何结构自己,人类还不得而知。
7、大爆炸宇宙模型
自从爱因斯坦用他的广义相对论给出第一个宇宙模型之后,一门新的学科——宇宙学便诞生了。爱因斯坦1917年提出有限无边静态宇宙模型,在这个模型中物质均匀分布,宇宙的大尺度特征不随时间发生变化。1922年,苏联数学家弗里德曼提出了现代宇宙学中第一个动态宇宙模型,提出宇宙有膨胀和收缩两种可能。1932比利时天文学家阿贝·乔治·勒梅特依据宇宙膨胀逆推而提出宇宙中所有的物质最初应该聚集在一起。1946年,美籍俄裔科学家伽莫夫首次将广义相对论宇宙学和化学元素生成理论结合起来,提出宇宙开始于高温、高密度的原始物质,最初的温度高达几十亿度,很快便降低到10亿度,这时的宇宙充满了辐射和基本粒子,随后温度开始下降,宇宙开始膨胀,当膨胀持续100万年,温度降至一定程度时,宇宙物质逐渐凝聚成星云,再演化成今天所见的各种天体。后来伽莫夫的学生阿尔法推断150~200亿年前宇宙大爆炸的余烬,在今天应表现为温度为几K的背景辐射。这个理论在提出来的时候被很多人当作臆想,并未引起特别的关注。1965年,鲍伯·威尔逊和阿诺·彭齐亚斯用贝尔实验室的角形天线无意间测到了2.7K的微波背景辐射。宇宙微波背景辐射的发现使沉寂的大爆炸宇宙模型焕发出新的生命力。
在大爆炸宇宙模型中,宇宙诞生的时候密度极大,空间高度弯曲,能量集中为引力能;大爆炸发生后,空间中充满辐射、各向同性。这就产生了疑问——严格各向同性的均匀辐射场中何以能出现离散性的粒子?有人预言,这个辐射场中可能会出现细微的扰动,是扰动破坏了场的均质性,产生了粒子。1989年,美国发射“宇宙背景探索者”卫星,1992年正式宣布探测到微波背景辐射的不均匀性,这就使大爆炸在最初完全的能量状态:足可以产生出粒子进而演化成现今的宇宙有了前提。乔治·斯勒姆以计算机对数据进行处理得出早期宇宙图,这个图被形象地戏称为“宇宙蛋”。
不过,大爆炸宇宙学也还有许多不能解决的问题,比方说大爆炸之前的宇宙是什么样子?是整个宇宙都起源于这场爆炸,还是这场大爆炸仅仅是我们已知范围的宇宙的起源?爆炸之后如今还在膨胀的宇宙是要永远膨胀下去,还是有一天会停下来或转变为逆向的收缩?……
㈡ 星空的奥秘
谓天际空阔,日月星辰罗列的广大空间。天(地球大气层以外的空间)和空(地球大气层的空间)的合称。
很多时候一个简单的问题就可能引出一个很深的学问或者道理,就拿我们天天可以看见的天空来说吧,为什么天空是蓝色的呢?是不是只有地球上的天空才是蓝色的?要是这样那么其他星球的天空又是什么颜色呢?
有人说,白天里沙漠的一切都是属于地质学的,夜晚一切都是属于天文学的,而我却在冬天,在星辰的季节里来观察沙漠里的天空。大多数人对冬天的星座最为熟悉,因为那时看星星,树叶都已落尽,天空比较皎洁,黑夜也来临得比较早,可以看得很清楚。这里的北斗星位于地平线之下,猎户星座比我在家乡所看到的更高。躺在那里,我仰望着金牛七星,以及夜空里最光亮的蓝色天狼星(在南方大犬星座)。有好几次,我看见彗星划出一道一道火光,在星群间掠过,使我想起一个晚上的事来,那是八月里的一个晚上,当时我和乃丽站在堪萨斯一条荒凉而又多灰尘的路上,突然看到英仙座里的一大群陨星在我们头顶上天空中交叉飞舞。
谁都知道天空是蓝色的,但未必人人都知道为什么会是蓝色的。
在我们地球的上空,包着一层厚厚的大气层。空气是没有颜色的,那蓝色是从哪里来的呢?
在地面上看天空是蓝色的,要是乘在飞机上往外看天空,天空更蓝了;如果乘在宇宙飞船到更高的地方看天空,那么天空不是蓝色的,而是紫色的,因为最最弱的紫光,它们的大部分连大气层的头道门都进不来。
天空本是没有颜色的,由于太阳光的折射,它有了色彩。而这也是夜晚的天空为什么看起来是黑的原因。到了夜晚,太阳光照不到这一半地球的天空,没有了强烈的阳光,天空就没有了色彩,有的,只是黑色。当然咯,也是有月亮和星星的光的,但月亮本不会发光,月亮的光是反射太阳光的,当然不明亮,而星星都离我们太远,于是我们看到的夜空,也就不会像白天的那样亮了。
㈢ 宇宙的奥秘的资料
宇宙的定义是地球大气层以外的空间和物质。在宇宙中,地球是目前人类所知唯一一颗有生命存在的星球。
宇宙的创生:
爆炸之初,物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀,导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却,逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成我们如今所看到的宇宙。
不断膨胀:
暗能量占据宇宙全部物质的74%,它是宇宙加速膨胀的推手。宇宙的膨胀进程处于两种相克的力量平衡之中,如同阴阳相克。其中的一种力量是引力,它们的作用使膨胀减速,而另一种强大的反制力量则是暗能量,它使宇宙加速膨胀。而现在看来,暗能量胜出了。宇宙中可见物质远远不足以把宇宙连成一片,如果不是存在一种神秘而不可见的物质,星系早就分崩离析。科学家把这种看不见的神秘物质称为“暗物质”。
加速膨胀:
研究人员计算出目前的宇宙膨胀速度,即所谓哈勃常数,约为73.2公里/(秒·百万秒差距)。每百万秒差距相当于326万光年,因此一个星系与地球的距离每增加百万秒差距,其远离地球的速度每秒就增加73.2公里。这意味着,在98亿年内,宇宙天体间的距离将扩大一倍。
宇宙的结局:
热力学定律不会让宇宙获得永生,新的恒星无法继续形成时,宇宙抵达热寂平衡点,宇宙的状态如同诞生之初的那一碗汤状时空。热寂是热力学上的终点,整个宇宙任何一处的温度都仅仅比绝对零度高一些,这意味着没有东西会幸存下来。少部分科学家认为,宇宙结局如果是大坍缩,所有的物质最终都会变成原子状态,再经过一次偶然的量子涨落,新一轮的大爆炸又形成了,下一个宇宙诞生。
太阳系:
太阳系是以太阳为中心,和所有受到太阳的引力约束天体的集合体。包括八大行星(由离太阳从近到远的顺序:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)、以及至少173颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星和数以亿计的太阳系小天体。
行星际物质:
除了光,太阳也不断的放射出电子流,也就是所谓的太阳风。这条微粒子流的速度为每小时150万公里,在太阳系内创造出稀薄的大气层(太阳圈),范围至少达到100天文单位(日球层顶),也就是我们所认知的行星际物质。 太阳的黑子周期和频繁的闪焰、日冕物质抛射在太阳圈内造成的干扰,产生了太空气候。伴随太阳自转而转动的磁场在行星际物质中所产生的太阳圈电流片,是太阳系内最大的结构。
地球的磁场从与太阳风的互动中保护著地球大气层。水星和金星则没有磁场,太阳风使它们的大气层逐渐流失至太空中。 太阳风和地球磁场交互作用产生的极光,可以在接近地球的磁极(如南极与北极)的附近看见。
宇宙线是来自太阳系外的,太阳圈屏障著太阳系,行星的磁场也为行星自身提供了一些保护。宇宙线在星际物质内的密度和太阳磁场周期的强度变动有关,因此宇宙线在太阳系内的变动幅度究竟是多少,仍然是未知的。
行星际物质至少在在两个盘状区域内聚集成宇宙尘。第一个区域是黄道尘云,位于内太阳系,并且是黄道光的起因。它们可能是小行星带内的天体和行星相互撞击所产生的。第二个区域大约伸展在10~40天文单位的范围内,可能是柯伊伯带内的天体在相似的互相撞击下产生的。
宇宙--网络
㈣ 《探索星空奥秘的年轻人》原文
深邃的夜空,星汉灿烂。人们仰望那满天的繁星,总会引起无边无际的遐想。
科学打开了星空奥秘的大门,无限广阔的宇宙正在逐渐被人们认识。在一九七五年八月三十日北京时间十九点三十五分,有一个普普通通的年轻人,用肉眼发现在天鹅星座出现一颗新星。这个人,就是江西省宁都县竹笮公社大布大队的下乡知识青年段元星。
从那时以来,两年多过去了。段元星收到了来自全国各地的六百多封信件。其中有一封是福建前线某守岛部队的几位解放军战士写给他的。他们怀着向段元星学习的强烈愿望,恳切地问道:“段元星同志,你是怎样用目视观测手段发现这颗新星的?你在业余天文科研的道路上,走过了一段怎样的历程呢?”
小天文迷
江南的夏夜,蛙声如潮,月色似银。吃过晚饭的孩子们,有的追逐着捉迷藏,有的奔跑着捕萤火虫。小元星却爱和几个小伙伴一起,坐在门前的青石板上,听隔壁的王伯伯讲天上的故事。
王伯伯讲了一个又一个,小元星听得可人迷了。他用小手托着腮帮遐想着:月亮里住着能歌善舞的嫦娥姐姐吧?天上那条又长又宽的银河,是不是也像宁都的梅江一样哗哗地流淌着呢?火星上真的燃烧着熊熊大火吗?金星上尽是金子吗?这些没完没了的问题,勾起小元星探索苍穹奥秘的强烈愿望。
段元里上初中了。
有一天,他从老师那里借来了一本《天文爱好者》,坐在窗前,贪婪地读呀,读呀,完全被杂志上刊登的一篇谈月亮的文章吸引住了。原来,月亮是靠反射太阳光而发亮的。月亮上的阴影,并不是什么桂花树,而是一片辽阔的没有水的“海洋”。这些地方地势低,反射阳光差,所以显得比较阴暗。月亮上没有空气,没有生物,更没有嫦娥姐姐和吴刚爷爷。那里的温度变化可大了,中午高达一百一十多度,半夜却下降到零下一百五十多度……
嗬!月亮的本来面目原来是这样呀!那么,月亮为什么会发生圆缺呢?日食、月食是怎么一回事呢?这时,段元星朦朦胧胧地意识到:科学地解答这些天上的自然现象,对于人们破除鬼神思想,正确地认识世界,改造世界,会有多大的帮助啊!
一个晴朗的星期天,段元星在学校图书室里看到了《人民日报》上刊登的一篇文章。他读着读着,眉毛几乎蹙成了一个团。为啥呢?原来他从这篇文章中了解到:我们伟大的祖国是世界上天文学发展最早的国家之一,但是,由于反动统治阶级的摧残和帝国主义的侵略,祖国的天文事业反倒落后于世界先进水平了。
段元星捧着报纸,呆呆地沉思了好久好久。他想:毛主席早在一九五六年就发出了伟大号召:“要在几十年内,努力改变我国在经济和科学文化上的落后状况,迅速达到世界上的先进水平。”这是党和领袖交给青年一代的历史重任啊!
此刻,一个美好的理想,在段元星的心中萌生起来。他兴冲冲地跑回教室,在自己的日记本上写下了这样一段铮铮的誓言:“为了祖国的天文事业,为了人类的光辉未来,战斗!战斗!战斗一生!贡献一切!”
从这以后,十四岁的段元星变成一个“天文迷”了。
盛夏的一个晚上,学校里组织同学们观看电影。在去电影院的路上,段元星目不转睛地注视着满天的繁星,分辨哪是凤凰星座,哪是孔雀星座,哪是仙女星座,结果忘了看路,身子撞到了电线杆上。他换了摸碰痛的额头,继续仰望星空,没走多远,又双脚踏空,“咕咚”一声,摔倒在路边的水沟里。
一年秋天,宁都县城连续五天五夜狂风呼啸,暴雨倾盆。坐落在梅江畔的段元星的家,被洪水淹了。第六天晚上,雨霁云散,明净的夜空露出了晶亮的星星。段元星多想到屋外去观测呀!可是,洪水还没有退去,他只得从楼上的窗口探出半个身子,巡视而后的星空。就在这天夜里,他观测到了很少见的小马星座方向出现的两颗流星。
霜冷风寒的冬夜,妈妈是不让他外出看天的。机灵的段元星便等爸爸妈妈睡着了以后,悄悄地打开床边的窗户,静卧在床上看星星,然后将观测的结果用圆珠笔写在手掌心上……
这样,六年过去了。当段元星从宁都中学毕业的时候,他已经进行了六百四十二个星夜的天象观测,记录了十五颗变星和三百九十一颗流星的有关数据,写下了十万字的天象资料。他能算出太阳每天升落的时刻和日夜的长短;他能根据天体力学的轨道方程式,计算出行星、彗星等天体在天球上的位置及移动的路线;他能比较准确地推算出一年二十四个节气的时刻,误差仅几分钟;白天,他能根据太阳距离当地子午线的角度,用拇指比划法测定时间;晚上,他能根据恒星在天空移动的位置来推算时间。
土气象站
一九六八年深冬,正是山野的红梅含苞待放的季节,段元星来到宁都县竹笮公社大布大队插队落户。
进村那天,社员们敲锣打鼓地迎接他。几位大娘,乐颤颤地送来了几篮鲜嫩的青莱。当天夜里,大队温书记特地来到他的住处,亲热地和他唠到半夜。临走时,温书记握着他的手说:“小段啊,你爱好天文,坚持搞业余天文科研,这很好,党支部支持你。同时,我们也希望你的科研活动,能与改变农村的落后面貌结合起来。”
这天夜里,段元星躺在床上,久久地睡不着。社员们对他亲人般的关心和爱护,大队温书记的殷切期望,深深地激动着他年轻的心。他爬起来,点亮煤油灯,在日记本上写下这样一段话:“党呵!是您哺育我成长,给了我文化科学知识。现在来到农村了,我一定听您的话,誓为建设社会主义新农村贡献自己的青春!”
几个月后,春播开始了。当鹅黄色的秧苗刚刚露出水面的时候,一场寒潮突然袭击宁都,气温骤然降到零度。队里的秧苗全都冻死了。段元星和社员们一样,多心痛啊!他蹲在秧田边,望着烂掉的秧苗久久沉思着:要是能事先预测到天气的变化,及早采取防范措施,就不会造成这么大的损失了!
从这以后,他立志要把自己的业余天文科研同气象观测紧密结合起来。
他从稻田里捉来一些蚂蟥,放人一只装着清水的小玻璃瓶中。天气正常,蚂蟥便安静地伏在水底不太动;如果它们感觉很憋闷,频频地浮到水面上来呼吸,那就标志着天气要发生变化了。后来,他又去砍来几根松树枝,剥去鳞片状的外皮,把它钉在土砖墙上,名曰“松枝晴雨计”。他便根据每天松枝伸缩移动的幅度大小来预测晴天或雨天。
段元星的这个“土气象站”,到底灵不灵呢?这里只说说一件有趣的事。
那是一个夏收夏种的大忙季节,当地好久没下一滴雨了,山城里的梯田早得开了裂,需要抽水灌溉,方能把晚稻栽种下去。但是,如果生产队安排更多的劳动力去抗旱抢种,已经熟透倒伏的早稻,就会由于延迟收割而遭受损失。这真是一对尖锐的矛盾啊!社员们在田头议论纷纷,队长的心里更是焦急得如同烧着一团火。
这时,正在割禾的段元星抬头看了看天,走到队长跟前,高兴地说:“队长啊,把劳动力都调来抢收早稻吧!你看,天上不是出现了钩钩云吗?俗话说:‘天上钩钩云,地下雨淋淋’。根据我这几天的气象观测,明天就会下大雨。到时候,队里再集中劳动力去抢种晚稻。”
队长半信半疑地问:“真的会落雨呀?”
段元星满有把握地回答:“真的会落雨!”
队长转忧为喜,当即集中劳力突击抢收倒伏的早稻。第二天傍晚,果然雷声隆隆,大雨滂沱。队长望着山野间的茫茫烟雨,乐呵呵地说:“有元星这孩子管天啊,夺丰收就更有把握了!”
年纪轻轻的段元星,为着改变山村贫穷落后的面貌,为着夺取农业生产的丰收,他以自己火样的热情、旺盛的精力,长年累月不辞劳苦地忙碌着。
一九七三年冬天,大队党支部要他绘制一张农田基本建设规划图。在要绘制的规划图中,有块南北长三里,东西宽两里的地段,是这次农田基本建设的重点。那里山岭逶迤,沟壑纵横,地形异常复杂。党支部要求段元星将这一带二十四条山垅的五百八十六块水田,八百块旱地,四十八个山头,九十一口水塘,以及六个生产队的位置,都画在一厘米等于地面二十米的规划图上,并要求标明每丘田的面积和高度。可想而知,要完成这样一项艰巨的任务,对于一个从未搞过测绘工作的下乡知识青年来说,困难确实是大呀!
在困难面前,段元星没有皱眉头。测量规划图没有经纬仪,他用自做的“竹筒天文望远镜”代替;没有标杆,他向社员借来三根晒衣竹篙代替;没有指南针,他便白天利用太阳、晚上依靠北极星来测量地域所处的方位角度。在那些日子里,他每天天刚蒙蒙亮就起床,铺满寒露的山路上,留下他两行清晰的脚印;暮霭笼罩了山村,家家户户烧火做饭了,他才摸着黑回到住处。这里,我们可以粗略地计算一下他的行程:四十八个山头,他登攀了一千多次;二十四条山垅和一千三百八十六块梯田,处处嵌满了他的足迹……
一个多月后,一张彩色的“大布大队农田基本建设规划图”,送到了温书记的手中。温书记看罢规划图,用慈爱的目光打量着段元星,发现他瘦了,两只眼睛布满血丝,脸颊和双手被霜风吹得开了裂。他心疼地说:“元星啊,你辛苦了,好好休息几天吧!”
段元星却回答道:“等到把规划图上的设想变成了美好现实的时候,再考虑休息吧!”
后来,规划图上的设想,终于变成了美好的现实。那块重点地段的三百多亩低产田,过去粮食亩产只有二百多斤,现在经过改造,一季就达到四百斤。
不过,段元星并没有休息。
但愿活着多有为
就在段元星来到农村的第二年,即一九七O年四月二十四日,我国成功地发射了第一颗人造地球卫星。毛主席提出的“我们也要搞人造卫星”的号召实现了!
喜讯传来,段元星手握自做的天文望远镜,遥望邀游太空的卫星,聆听着广播中播送的从卫星上发回的《东方红》乐曲,心潮澎湃,激情满腔。当夜,他挥笔写下了这样一首豪迈的诗篇:
寒暑尽心观天象,
不惜多年时光。
但愿活着多有为,
誓为祖国争光!
接着,他给自己制订了四项业余天文科研计划:一是继续进行气象观测,为生产队搞好天气预报;二是观测不规则的变星;三是寻找新星;四是发现彗星。
为了实现自己的业余科研计划,段元星真是呕心沥血、不惜时光啊!
春夏秋冬的每个晴天的黎明,总见他站在高高的牛牯垛峰巅,如痴如呆地仰望着头顶的星空。待东方露出了晨曦,星星隐去了,他才踏着黄泥小路,轻快地走下山来。
春插和“双抢”的大忙季节,生产队往往要打夜班拔秧。他在往返秧田的日睦小路上,两只眼睛总是不停地巡视着天幕上的星星。同时手持一根探路的长棍子,以防失脚跌到水田里。
新婚之夜。村子里的人们猜想他该不会出来看天了吧?可是,早起拾粪的大爷,依然在野外看见了他那熟悉的身影。
有一次,段元星生病了。黎明时分,他支撑着又要起来看天。妻子劝他说:“你有病,今天就不要去了吧!”
段元星回答:“我从资料上查阅到这几天猎户星座将有流星群出现,为了证实和研究它,我必须去。”说着,便开门走了。他刚刚走出几步,村子里那条凶猛的大黄狗就“汪汪汪”地狂吠起来,紧接着“呼”的一下蹿到他的跟前,朝他的腿肚子上咬了一口。顿时,殷红的鲜血,顺着他的小腿往下淌。段元星没有哼一声,依旧一瘸一拐地朝观测地点走去。
回到家里,妻子见他的裤子被露水打得湿漉漉的,腿上流着血,心疼地说:“你呀,一点也不晓得爱惜自己的身体。”
段元星笑了笑,便在桌子边坐下来。他要将自己记录下来的猎户星座流星群出现的时刻、位置和亮度,写成一份观测报告,寄给首都的天文科研机关。
正如段元星每天都走着坎坎坷坷的乡野小路一样,他为自己的理想而矢志奋斗的道路也是曲曲折折的。
就在他朝着业余天文科研的峰巅艰难攀登的时候,“四人帮”刮起了一股否定科学、否定知识的妖风,“宁要社会主义的草,不要资本主义的宝”,似乎成了时髦的口号。一些不理解他的人,在背地里议论说:“段元星恐怕有神经病吧?谁像他呀,天天三更半夜爬起来看星星。”有人甚至当面讥笑他:“地上的事你都管不了,还想管天上的事?你能迷出啥名堂来哟!”
这些话,后来都传到了段元星妈妈的耳朵里。妈妈是个家庭妇女,本来就压根儿不同意儿子搞天文科研,如今听到这些流言蜚语,不由气得暴跳如雷。心想:真是个没出息的孩子,非得好好教训他一顿不可!
这天,妈妈来到大布大队,开门见山地问儿子:“听到那些话,你不会害臊呀?”
儿子平静地答道:“让他们去说吧!我搞我的天文。”
“天文天文,天文能当饭吃呀!要是你有这种精神去学医,早就是个人人求拜的医生了!”
“祖国建设需要天文,农业生产需要天文。当医生是为人民服务,搞天文也是为人民服务!”
妈妈见说服不了儿子,气得随手抓起桌子上的一本天文书籍,“嗤嗤”几下撕烂了,丢进了灶膛里。接着,她又抓起几本天文杂志,“呼啦”一声扔到了屋顶上。她感到还不消气,又举起柴刀,把儿子自做的“竹筒天文望远镜”一劈两半!
妈妈的暴怒,儿子是谅解的。可是,那些冷言冷语的压力确实大呀!
这天晚上,段元星独自坐在灯前,就像他平日里痴情地仰望北斗星那样,久久地凝望着墙上的毛主席画像。他又想起了毛主席一九五六年发出的伟大号召……
过了好一会儿,他才低头伏在桌子上,轻轻翻开日记本,写下这样一段肺腑之言:“我之所以要坚持搞天文科研,不是为了要搞点什么‘名堂’来猎取名利,也不是为了给个人争口气来反驳这些议论和讥笑。我只是想到要为祖国天文事业的发展,为农业生产的发展,多做一些自己应该做的事情!”
新星
报春的大雁,又飞过江南美丽的田野。山青了,树绿了,花开了,梅江水哗哗的响声也变得格外清脆了。
这是段元星在农村插队落户第七个年头的春天。敬爱的周恩来总理根据毛主席的指示,在四届人大会议上发出的要在本世纪内使我国实现四个现代化的伟大号召,如和煦的春风一般吹进段元星的心里。他多年用心血孕育着的理想的种子,就要发芽、开花、结果了!
一九七五年八月三十日,段元星因事从大布大队回到宁都县城的老家。吃罢晚饭,他来到梅江游泳。
清澈的梅江,倒映着满天的繁星。段元星轻轻地划着水,仿佛遨游在星海银河之间。游了好一会儿,他觉得有些累了,便走上岸来,掏出手表看了看,正是北京时间十九点三十五分。
段元星一边穿着衣服,一边又习惯地仰起头巡视辽阔的星空。
当他的目光移到天鹅星座时,突然发现这个星座的天津四星东北方多了一颗明亮的星星!这个星座,平常看上去像一只展翅飞翔的天鹅,多了这个“不速之客”,整个形象就改变了。这莫不是人造地球卫星吧?他目不转睛地观看了一分多钟,发现那颗星并没有移动位置,绝不是人造卫星。而且,那个位置也没有明亮的变星。那么,会不会是一颗新星呢?
这个想法,使他格外激动。他急急地跑回家去,用自做的天文望远镜对那颗星星进行观测,查对它的位置,测定它的亮度。经过仔细的分析,完全证实了他的推断:果然是一颗新星!
此刻,段元星好比一个历尽千辛万苦的登山队员,终于攀登上了风光无限的险峰,心里是何等激动啊!他知道:新星是一种结构不稳定的恒星的巨大爆发现象。研究新星的爆发,能启发人们去寻找新的能源,并且对于研究恒星的起源和演化问题具有重大的意义。对于这样一件重要而又罕见的事情,必须赶快向国家天文科研机关报告!
于是,他迅速取出钢笔,铺开信笺,“唰唰唰”地写下了第一行字:“关于发现新星的报告”。
夜,已经很深了,近郊的村子里,传来了雄鸡的喔喔啼鸣。段元星给北京天文台和南京紫金山天文台的两封信都写好了。他轻快地走出屋来,站在梅江畔,任清凉凉的夜风吹拂着。他抬头仰望那颗新星,依然那么明亮。他高兴地笑了。满天的繁星闪闪烁烁,仿佛也在为他祝贺,朝着他笑呢!
八月三十一日,段元星早早地来到县邮电局,把给北京天文台和南京紫金山天文台的两封信投进了邮箱。同时,他又给北京天文台加拍了一份电报。邮电局的同志发现,当他在拟写电报稿的时候,右手都有些微微颤抖。
是啊!一个普通的下乡知识青年,坚持了十六年的业余天文科研活动,现在,他就要向亲爱的祖国汇报自己的成绩了,这怎能不叫段元星心情激动呢!
北京天文台于当天下午收到了段元星的电报,并立即报告了中国科学院。
九月一日下午,中国科学院给他挂来了长途电话,热烈祝贺他发现了新星!
九月二日,新华社向国内外播发了北京天文台用光谱拍照手段研究新星和段元星用目视观测手段发现新星的消息。
消息像春风一样吹遍了大江南北、长城内外。一封封热情洋溢的贺信,从全国各地飞到段元星的手中。
北京天文台也给段元星发来了贺信。贺信说:
“你的工作做得很好!从用目视观测手段发现新星来讲,其发现的时间是很重要的。从这一点上说,你的发现为祖国争了光!”
省委、地委、县委和公社党委的有关领导同志,也先后来到大布大队,看望段元星,给他以关怀和鼓励。
一九七六年十一月初,粉碎“四人帮”后仅仅一个月。这天,大队温书记来到段元星的住地,兴奋地告诉他:“县委接到中国科学院的通知,要你去北京参加全国天文历书改革工作会议,明天就动身。”
第二天早晨,朝霞染红了为段元星送行的社员们的笑脸。温书记拉着段元星的手,叮嘱说:“到了北京,别忘了在天安门广场照张相带回来,让我们也分享你进京的幸福。”
段元星深情地向温书记和送行的社员们点了点头,然后转过身迈开大步,出发了。
金色的阳光,照耀着锦绣的山川,也照耀着段元星正在走的路……
㈤ 幼儿演讲稿太空的奥秘
宇宙无边无际,像一个无底大深渊,可是谁也没有去尝试过。
我率回领着我的小伙伴,坐答着‘阿波罗’号飞艇,向着宇宙深渊出发。在路程上,我看见了不一样的景象。一位宇宙清洁工在那里打扫着,突然,一座宇宙大超市在我的面前伫立着。我在以前都没有看见过这种景象,何况已经过了50亿年后。
宇宙的深渊果然是“名不虚传”啊,我和我的伙伴儿都惊呆了。前面竟然是外星人的基地。
外星人的盛情款待也太好了,人类还以为世上没有外星人,我们竟然没有想到外星人是如此的和蔼可亲。将来人类一定会和外星人生活在一起。
之后,我和我的小伙伴儿再次乘坐着‘阿波罗’号飞艇回家了。
㈥ 星空的奥秘 阅读答案急!!!!!!!!!!!
2009-8-2 16:24 最佳答案 每到夜晚,美丽的星空都会准时地浮现在我的眼前,一颗,两颗……越来越多,越来越清晰,她们像数不清的眼睛一眨一眨的,好像互相传递着什么信息,那么高兴,那么神秘。小朋友们对美丽的星空是那样神往,总在数一数到底有多少颗行星,而最后地,总是越数越多,眼花缭乱。
在美丽的星空中,行星多得没法数,月亮只有一个。月亮像画一样挂在天上,她像领着星星做游戏的大姐姐,有时把脸藏起来,谁也看不见;有时成了一个大弯钩,像只小船飘动在星空的海洋里;有时像一个园园的大金牌发着淡淡的光亮,我仿佛看见月亮上有有人在向地球撒下美好的祝愿……
我最爱看美丽的星空,尤其喜欢和妈妈、姥姥一起看。妈妈常指着星空告诉我那颗是北极星,夜晚可以辨别方向;那颗星是金星,又叫启明星,上面有山,也有大气,就是冷。她是地球的好姐妹。而姥姥知识告诉我那条白白亮亮的天河,并指出牛郎星,那是织女星,她们本来是夫妻,后来被王母娘娘划条天河把她们分开了,只准一年七月初七见一次面。这些科学的、传说的故事真吸引人,我真想长上翅膀,飞到星星附近看一看,妈妈、姥姥讲的故事到底是真是假。 美丽的星空,无边无际,那么宽广,好像波澜起伏的大海星星就像海中的鱼儿,活蹦乱跳,那么欢快。我一边观看星空,心胸也好像在逐渐开阔,头脑中的想像无限的展开;星星上有山、有水吗?能发光发热吗?那颗星星上有人呢!那里的小朋友和我们一样吗?……
但是,美丽的星空有时也会不高兴她躲在浓浓的黑云后面,这时天上就会洒下两滴毛毛雨,飘几朵白茫茫的雪花,润湿大地,妆点山河,但过了不久她又会重新露出可爱的笑脸。哎星空啊,星空你有着无穷的奥秘好像是很厚很厚的一本书,叫我永远看不完,读不懂。
我爱这美丽的星空,我爱这神奇的大自然!
㈦ 宇宙的奥秘的参考资料是什么
宇宙是由暗物质.暗能量.恒星.卫星.黑洞等组成,宇宙起源于137亿年前的大爆炸而诞生,宇宙刚开始只是一个密度极高.极小的小圆点最后爆炸成为宇宙,宇宙是有限还是无限,至今无人知道,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。 宇宙在不断膨胀,刚开始科学家认为宇宙在膨胀,但是越来越慢,后来发现宇宙是在膨胀,变得越来越快,从这一观点看,宇宙是无限的。
暗物质和暗能量是维持宇宙的关键,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”。
每个星系都有2000亿以上的恒星,恒星就是像太阳一样燃烧的物质,而维持恒星燃烧的物质是氢燃料。然而,科学家推测,每个星系都中有一个黑洞,像一个个集中点一样把恒星.气体.行星集中起来。然而我们的银河系有120亿年的历史,在宇宙产生的2亿年后才出现星系,刚开始的星系杂乱无序,至于为什么这样,是因为引力,引力的强度决定星系的大小,升至质量。
好了,就讲这么多,不知道对你有没有用。如果你想了解更多的话去看《了解宇宙如何运行》,很棒的纪录片,或者买《天文爱好者》这本杂志,希望对你有用!!
㈧ 画一副探索宇宙的奥秘的画怎么画
宇宙奥秘探索 内容简介
本套丛书信息量大,在包罗万象的知识体系中,内总揽了国学精粹、容社科立志、政治军事、科学技术、人文历史、山川风物、百业众艺等方面内容,为中华上下五千年文化的“名牌效应”重铸生命,注入现代人的世界视野、理性判断和科学情怀,拓展出更高、更远的新境界。丛书版式新颖,设计精美,图文并茂。大量或直观或蕴籍的图片让人耳目一新,使它成为不同层次、不同地区、不同文化背景的人之间进行有效交流与沟通的“通用语言”和桥梁,在一定程度上消除了因知识层次的差异而带来的传播壁垒,突破了知识精英的狭小范围,赋予大众传播以“大众化”、“普及化”的意义。果能如此,则读者幸甚,文化幸甚这是万象文画编著者的初衷。可以预见的是,当来自各个阶层的读者凭着他们异常活跃的好奇心和记忆力,饶有兴味地沉浸于“万象文画”所构筑的精美图文之中,对之逐章咏哦、背诵,出乎口,入手心,寻解析疑,潜移默化的时候,这部书将有可能成为他们具有深邃的历史感和世界视境的文化“底色工程”。
㈨ 关于星空的奥秘
美丽的夜空,群星璀璨,令人浮想联翩。好奇的人们不禁要问:星星离我们有多远,是什么东西构成的,它们有多亮,为什么相互之间不动,它们怎么来的,以后又会怎样?宇宙里真的还有人类吗?其实,这些都是天文学研究的课题。正是这样的好奇心,促使人们运用各种不同的方式和手段去探索星空的奥秘。望远镜是天文学家的眼睛,也是探索星空的好工具。天文学家为了把星星看得更清楚,除了把望远镜越造越大外,还设计出了各种各样的望远镜,既可以直接看到星星,又可以接收星星发出的电波,通过电波了解星星的秘密。更为神奇的是,人们还想到把望远镜放到太空飞船上,避开了大气层的干扰,看到了更多更美的星星。
宇宙无边无际,现在我们估算出的星星超过万亿亿颗。我们能够观测到的,最远可达150亿光年。也就是说,那里发出的光要走150亿年才能到达地球,所以,我们看到的是它150亿年前的情况。这样看来,天空就是一部历史。假设我们能乘上超越光速的飞船,飞到遥远的星际,在那里观测地球,我们就能看到地球的过去,重温历史。
宇宙就是这么神奇,往往超越我们的想象,星星之遥远、高温、高速,体积、密度、年龄之大无不令人咋舌,至少地球上是没有的,所以才?quot;天文数字"之说。举个例子,就连不大不小的太阳,都有2000亿亿吨,70万公里的半径,1500万度的温度,50亿岁的年龄。而每秒钟释放的能量可供地球上用1000万年。此外,又有谁会想到,在广袤的宇宙间,星与星之间居然会是一片真空,没有丁点儿空气呢?
星空就是这样的神秘莫测而又丰富多采。每颗星星都象迷人的眼睛,激发每位有志的少年朋友,长大后去探索它的奥秘。