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探索宇宙实验精品20篇

实验室中毒是比较常见的一种想象,那么工作人员在当场应当做出怎样的反应呢,下面就是问学吧小编为大家整理的资料,供大家参考。

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篇1:彭罗斯的“宇宙循环假说”

全文共 222 字

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要了解彭罗斯假说,我们就得先搞清楚什么是霍金点?

彭罗斯从普朗克卫星的宇宙微波背景辐射途中,找到了大概30个点。彭罗斯认为这30个点是黑洞蒸发之后留下的痕迹。由于黑洞蒸发理论是由霍金提出来的,因此这也被称为霍金点。

彭罗斯根据共形循环宇宙学模型提出:这些点都携带之前宇宙发生大挤压,黑洞蒸发之后留下来的信息。而且根据彭罗斯使用地共形循环宇宙学模型,彭罗斯认为宇宙不会仅仅大挤压或者大撕裂,而应该是不断地循环,在“膨胀-收缩-大反弹”的循环中振荡。

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篇2:科学家确定宇宙死亡时间:300亿年后

全文共 442 字

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科学家确定宇宙死亡时间:300 亿年后

我们的宇宙还能存在 300 亿年时间,这一结论是美国宇宙学家在分析“哈勃”望远镜传回的信息之后得出的。借助于“哈勃”太空望远镜成功收集了关于超新星爆发的信息,其中包括离开地球最遥远超新星的爆发,科学家查明,神秘的“暗能量”在宇宙中的影响占优势,它使星系向各个方向加速飞散。

按最新概念,最近发现的加速飞散星系只与“暗能量”有关,“暗能量”会抵抗引力作用,迫使宇宙中天体飞散,而不是互相接近。实际上目前的发现也证实了爱因斯坦预言的正确,他在自己著名的广义相对论方程中引入了所谓的宇宙常数,这宇宙常数应确保宇宙处于稳定状态,同时补偿那些竭力压缩宇宙引力的影响。当天文学家后来发现宇宙在膨胀时,爱因斯坦称引入这一宇宙常数为自己最大的错误,但现在看来,爱因斯坦并没有错,而是猜中了我们世界的“生命”规律。按现代天文学概念,“暗能量”约占我们宇宙的70%,关于“暗能量”的特性科学家可以说是一无所知,只是在科学上提出关于“暗能量”特性及其产生的各种假设而已。

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篇3:宇宙学的时间箭头

全文共 2227 字

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我们已经看到,第二定律如何意味着宇宙的热寂,也就是宇宙最后演化到一种彻底无序的状态。这种看法和宇宙学家们的看法是否一致呢?

在前面几章里,我们已经简略地谈到过时间和宇宙的起源。我们知道宇宙是在膨胀的,而且我们可以预言它的两种可能的极端命运:继续膨胀直到热寂(虽然也有人推测,如我们将在第八章看到的,即使在这样的条件下,也会出现一个恢复了活力的宇宙);或者是大坍缩,此时无处不在的引力最终使膨胀停止,并且使所有的物质不可抗拒地回聚到一起,从而形成一个最终的的奇点。即使两者之一中有一个是对的,我们现在也无从得知究竟是哪一个对,因为这实际上决定于宇宙中现有物质的数量,这一点我们在第三章中已经提及。

假设宇宙是闭合的而且在坍缩。给定熵的增长和时间箭头之间的关系,是否大坍缩就意味着,一旦坍缩开始,时间就会逆转?有些人认为是这样的。河水将会倒流。布里斯托尔大学的贝里( Mike Berry)对此讥讽到:“光线会从眼睛里发射出去然后被星辰所吸收。”在这些离奇的想象背后,是这样一个观点:在膨胀过程中,时间箭头是从高度有序的大爆炸奇点,指向某种无序性最大的中间态;然后当宇宙开始向看上去和大爆炸同样高度有序的大坍缩收缩时,时间箭头便反转过来。彭罗斯据理驳斥了这种观点,他认为,即使在大坍缩的过程中,熵也还是增加的,第二定律仍然有效,时间箭头也保持不变(虽然他仍然把第二定律看作是自然界的“二级”定律而不是“一级”定律)。这是由于,大爆炸和大坍缩这两个奇点的结构是不等价的。许多宇宙学家赞同一种对称模型,即大爆炸和大坍缩是不可区分的,因为两者都是物质无限压缩的火球。然而,彭罗斯认为,所有的原初时空奇点都具有一个限制条件,它并不适用于黑洞或者最终的奇点:大爆炸奇点相对于大坍缩来说,有序程度要高得多,熵也要低得多。这个令人惊奇的结果是由于时空在奇点附近的几何结构,它对于大爆炸和大坍缩是不同的(见图 17)。观测证据表明大爆炸奇点是各向同性的——像一块牛奶冻,不管从什么地方把它切去一半,它显不出有任何结构——并具有高度的有序性和低的熵。但是在走向大坍缩的过程中,会产生像黑洞那样的时空缺陷。它们在大坍缩中凝聚成质量巨大的乱糟糟的一团,具有像果仁蛋糕那样的无序结构,和相应的高熵。如果原初奇点没有这样的限制,就不会有第二定律,而且我们也就会期待像发现黑洞那样发现白洞。

如果彭罗斯的猜想是正确的,则我们需要知道,为什么在这些奇点中有这样的时间不对称性,使得产生低熵的大爆炸和高熵的大坍缩。许多物理学家也许简单地满足于这样的看法,即特殊的低熵大爆炸状态仅

仅是一个“初始条件”(出自上帝之手?)的结果,如此而已。然而彭罗斯却认为,在时间“开始”和“结束”时

(A)一个闭合宇宙的历史,它开始于受到高度约束的低熵大爆炸,而终止于混乱的高熵大坍缩。(B)如果没有特殊的初始限制,大爆炸就同样是高熵的。在彭罗斯的图像下,只有(A)才能在宇宙学尺度上满足热力学第二定律。[录自彭罗斯所著《皇帝新脑》第 339,341 页。]

奇点的独特性质,显然表明量子引力的整个理论必须是时间不对称的。按照他的看法,一个完全令人满意的理论,应当同时对时间演化和初始条件做出解释。到目前为止,看来我们离这个目标还很遥远。

尽管如此,彭罗斯的想法看来已经给出了时间箭头的正确条件。还有一个问题没有解决:如何安排时间的流逝,使其由低熵态——大爆炸,流向高熵态——大坍缩。用现有的与时间方向无关的物理规律,在这两个极端状态之间画上一个箭头,殊非易事:为什么不从大坍缩开始向大爆炸走呢?彭罗斯的说法根据的是用粗粒化来计算熵,这里面就包含了主观主义的各种问题。他承认不同的粗粒化会给出不同的结果,但他认为这在实际上不会造成很大差别,因为在开始和结束时刻所涉及的这两个熵值是有“天壤之别”的。

彭罗斯的推测还有另外一个有趣的推论。他认为一个完备的、具有时间箭头的量子引力理论,可能会解决第四章中讨论过的现代量子论中的一个中心问题——即如何理解测量过程。一个包括时间箭头的量子引力理论,也许能够描述不可逆的波函数坍缩,只要存在足够大的时空曲率。事实上,引力相互作用会使波函数砰然爆裂,这样就提供了一种解释,为什么坍缩只能在宏观尺度上发生(由于在这样的条件下有大量的粒子存在,因而就会有可观的引力作用)。彭罗斯承认说:“到目前为止,对于我认为大有需要的新理论来讲,这只能说是刚刚有了一个萌芽。我相信,任何完全令人满意的新理论,必须含有关于时空几何本质的某种根本性的新思想。”

最后,我们注意到,高度有序的大爆炸这个观点使得人择原理(见第三章)看来有些靠不住了。人类在宇宙中出现的机会可能是非常小,但是人择原理认为,我们能够在此提出这个问题,本身就表明命运对人类的创生十分垂青。然而彭罗斯低熵大爆炸的初始条件,比起人类的创生来,其实现的机会真正可以说是小到分子是一,而分母是个天文数字。无疑地,极端形式的人择原理——即宇宙是为了有利于人类而创生的— —已经站不住脚了,因为人类存在几率之小远不及宇宙存在几率之小。

虽然我们现在对于熵的意义有了一个相当深刻的概念,但是我们仍然没有解决微观世界和宏观世界之间的矛盾。热力学和力学之间的冲突

要到第八章才可以解决。在此之前我们想表明,为什么热力学的内涵是如此重要和广泛,不能草率地把它当做附加在力学之上的一种主观主义的左道旁门。为此,我们将在物理学和整个生物学中,浏览一下不可逆性问题。

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篇4:单臂路由小实验?Switch配置有哪些?

全文共 1051 字

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switch的f1/10须配置为Trunk,但要让路由器能处理来自不同vlan的数据,就需要配置单臂路由了。

首先是Switch配置:

Switch(config)#vlan 10 //还有一种创建Vlan的方法是进入database

Switch(config-vlan)#name PC1

Switch(config)#vlan 20

Switch(config-vlan)#name PC2

Switch(config)#interface fastEthernet 1/1

Switch(config-if)#switchport mode access

Switch(config-if)#switchport access vlan 10

Switch(config)#interface fastEthernet 1/2

Switch(config-if)#switchport mode access

Switch(config-if)#switchport access vlan 20

Switch(config)#interface fastEthernet 1/10

Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q

Switch(config-if)#switchport mode trunk

-----------------------------------------------------------

接下来是Router配置:

Router(config)#interface fastEthernet 0/0

Router(config-if)#no shutdown

Router(config)#interface fastEthernet 0/0.10

Router(config-subif)#encapsulation dot1Q 10 //10为Vlan号

Router(config-subif)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

Router(config)#interface fastEthernet 0/0.20

Router(config-subif)#encapsulation dot1Q 20

Router(config-subif)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0

这样PC1和PC2都可以ping通其网关了,单臂路由就配置成功过了!

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篇5:宇宙有多少个星球

全文共 689 字

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目前,宇宙中有数百亿颗星系,每个星系中有约1000亿颗恒星。有些恒星会有行星,有些是太阳.一些行星和卫星,如木星,已经发现了16颗卫星.

经过多年的探索,目前人类能观察到的星河(河外星系)有10亿多.仅仙女座银河就含有2000亿星球.所以星球对银河只是沧海一粟。.宇宙中有许多星球,就像海滩上的沙粒一样,是无法计数的.所以毫不夸张地说宇宙是无边无边的.

近年来,宇宙观测有许多新发现.首先,高性能的太空天文望远镜可以看到170亿光年之外的宇宙世界。在银河系之外,有许多河外星系.已观察到数万个河外星系.

河外星系之间有广阔的空间,这意味着这些河流星系在宇宙空间中分布不均匀.这种宇宙结构有点像肥皂泡,中间有广阔的真空空间,每个星系都分布在泡沫的墙上.另一个发现是宇宙长城存在于宇宙深处.

这种带状星系就像长城一样,长约5亿光年,宽约2亿光年,厚约0.15亿光年.这是观察6000个星系后得到的结果.距离地球约2亿至3亿光年的距离.

2001年5月的最新报道显示,天文学家通过日本报道了日本Sabaru天文望远镜观察太空中的一个区域,观察到迄今为止穿透最远的星系边缘.科学家们认为Subaru几乎看到了宇宙可观察部分的边缘,几乎没有其他更远更弱的星系能被观察到.

但是,尽管Subaru天文台可以观察到宇宙中几乎所有星系的光,但从卫星上的测量结果来看,宇宙中分布的背景光的总量比Subaru观察到的大三倍.

这说明人类对宇宙的理解还处于婴儿阶段。要想破译宇宙的秘密,还是路漫其修远兮,我会上下求索。.

蓝特超巨星R136a1是宇宙中最大的行星,直径不小于44.54亿公里,几乎是太阳的3200倍。

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篇6:初中化学实验方法

全文共 1519 字

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学习初中化学实验知识,首先要摆正学习态度,今天小编介绍一些学习化学实验的方法

初中化学实验题解题技巧

首先是思考问题的顺序。

1、围绕主要问题思考。例如:选择适当的实验路线、方法;所用药品、仪器简单易得;实验过程快速、安全;实验现象明显。

2、思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如:制取在空气中易水解的物质(如AL2S3、ALCL3、MG3N2等)及易受潮的物质时,往往在装置末端再接一个干燥装置,以防止空气中的水蒸气进入。

3、思考实验的种类及如何合理地组装仪器,并将实验与课本实验比较、联系。例如:涉及气体的制取和处理时,实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为:气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理。

其次是仪器连接的顺序。

1、所用仪器是否恰当,所给仪器是全用还是选用。

2、仪器是否齐全。例如:制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。

3、安装顺序是否合理。例如:是否遵循“自上而下,从左到右”;气体净化装置中不应先干燥,后又经过水溶液洗气。

4、仪器间连接顺序是否正确。例如:洗气时“进气管长,出气管短”;干燥管除杂质时“大进小出”等。

最后是实验操作的顺序。

1、连接仪器。按“气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理”的顺序连接好实验仪器。

2、检查气密性。在整套仪器连接完毕后,应先检查装置的气密性,然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。

3、装药品进行实验操作。

例题:在实验室里制氧气时常用氯酸钾作原料,用二氧化锰作催化剂,根据催化剂的含义,二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变。试设计一个实验,证明二氧化锰在氯酸钾分解前后的质量不变,并说明实验程序和主要操作步骤。

解析:要证明二氧化锰在氯酸钾分解前后质量不变,就必须测定两个质量,一个是加到反应器中的二氧化锰的质量,另一个是反应后剩余固体中的二氧化锰的质量。

加到反应器中的MnO2的质量可以在加入前测得,而反应后的质量,必须从反应后剩余固体中将MnO2分离出来才能测得。因此,整个实验便以如何解决MnO2的分离为实验目的。

根据学过的知识,MnO2不溶于水,而KCL溶于水,由此可应用溶解过滤的方法将它们分离开。

(1)用天平称量w1 g KCLO3和w2 g MnO2,混合均匀,放入大试管中;

(2)组装成制氧气的装置,加热,至不再有气体放出为止;

(3)待大试管冷却后将剩余固体取出放入一小烧杯中,加水搅拌使KCL溶解;

(4)取一张滤纸对折后剪去多余部分,称量其质量为w3;

(5)用该滤纸做成过滤器,过滤(3)制成的液体,全部过滤完后,再用清水洗涤不溶物;

(6)取下滤纸,小心干燥后称量,滤纸连同滤纸上滤出的不溶物的质量共为w4;

(7)将滤液蒸干称量其质量为w5;

(8)将收集到的氧气换算成质量为w6;

(9)比较各质量之间的关系,若w5+w6=w1,w4-w3=w2,则证明氯酸钾分解前后MnO2的质量没有改变。

初中化学实验的学习方法

1、重视化学实验。化学是一门以实验为基础的学科,是老师讲授化学知识的重要手段,也是学生获取知识的重要途径。课本大多数概念和元素化合物的知识都是通过实验求得和论证的,实验有助于大家形成概念理解和巩固化学知识。

2、认真观察和思考老师的课堂演示实验。因为化学实验都是通过现象反映其本质的,只有正确地观察和分析才能来验证和探索有关问题,从而达到实验目的。

3、自己动手,亲自做实验,不要袖手旁观。实验中要勤于思考、多问、多想,分析实验发生的现象,从而提高自己的分析问题、解决问题的能力及独立实验动手能力和创新能力。

4、掌握化学实验基本操作方法和技能并能解答一些实验问题。要做到理解基本操作原理,要能根据具体情况选择正确的操作顺序并能根据实验装置图,解答实验所提出的问题。

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篇7:知识普及:人类能观测到的宇宙范围是哪些,你知道吗?

全文共 315 字

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随着人们认识和观察世界手段的不断发展与提高,人们对宇宙观测范围也一直在扩大,远古时代人们仅凭肉眼观望世界,宇宙就是天地,后来出现托勒密为代表的地心说,认为地球是宇宙的中心,随后哥白尼为代表的日心说,推翻了占统治地位的地心说,使人们对宇宙的认识,扩大到了太阳系。

再后来人们利用望远镜把宇宙的研究范围扩展到了银河系,到20世纪随着照相术,光谱学 射电望远镜的发展,这大大扩展了人们的视野,人们对宇宙的认识,包括了广漠的星系。

到目前为止,我国自主研发的具有超级天眼之称的射电望远镜,是世界上最灵敏最先进的望远镜,它可接收到来自宇宙137亿年前的电磁信号,使探测宇宙范围的直径达到930亿光年,这是目前我们人类能探测到的最大的宇宙范围。

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篇8:宇宙深处的折光——索拉里斯上

全文共 2344 字

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我记得小时候,我们家住在一间平房里。晚饭后,一家人爬上屋顶睡觉降温。被太阳晒了一整天的屋顶依然温暖,底部温暖,上面是凉爽的星空。我的父母互相聊着星空,而我看着遥远的星空慢慢入睡。从童年起,我就对遥远的地方充满了幻想,当我长大后,我向往着深邃的宇宙。宇宙中有数十亿颗行星,它们是什么样的?到目前为止,人类已经登上了月球,无人驾驶探测器已经登上了火星和一些卫星和小行星,它们离地球相对较近。然而,我们只能看着大海,叹息几十光年和几万光年之外的星星,这将带来无尽的遐想。索拉里星描述了宇宙深处的一颗行星和它上面发生的一些事情。

这个故事,

为什么这颗行星是宇宙深处的折射?听下面的解释。

小说的作者,斯坦尼斯拉夫·莱姆,1922006),是一个著名的波兰科幻作家和哲学家。他是20世纪欧洲最多才多艺的作家之一,也是国际公认的天才科幻作家。安东尼·伯吉斯称赞莱姆是“当今最聪明、最博学、最幽默的活跃作家”;库尔特·冯内古特称赞他“在语言控制、想象力和悲剧角色塑造方面非常出色,没有人能和他相比”。此外,有人指出,如果诺贝尔文学奖不授予莱姆,这是对科幻文学的歧视。这显示了莱姆在欧洲文坛的重要地位。在本期中,我们主要谈谈他的代表作之一《索拉里星》。这本书在中国已经出版了很多次,并被不同的译者翻译成中文,有些是英文,有些是波兰语。理论上,它应该更好地从波兰语翻译过来。然而,提交人不懂波兰语,也没有将其与原文进行比较。因此,这里不再重复哪个版本更好。

Lem写过许多类型的作品,包括小说和诗歌,以及大量文学评论、哲学、控制论和科普文章,涉足控制论、数学、哲学等领域。他还是波兰航空航天协会的创始人,波兰控制论协会的成员,俄亥俄州伍斯特大学科幻研究协会的顾问。莱姆出生在一个犹太家庭,二战中逃脱了纳粹的迫害,战后继续他中断的学业。他在克拉科夫的亚克隆大学学习医学。在接下来的几年里,莱姆在文学期刊上相继发表了关于战争主题的作品。1951年,波兰读者出版社出版了第一部单卷科幻小说《宇航员》。该书出版后,很快成为畅销书,并被印刷了几次。此后,随着莱姆系列小说的出版,他成为波兰最著名的科幻小说作家,其作品被翻译成41种语言,销量近3000万册。结果,他成了拥有最大读者群的非英语科幻作家。许多西方评论家认为,如果有一天一个科幻小说作家能获得诺贝尔奖,那一定是莱姆。

《索拉里星》出版于1961年。它刚出版时引起了轰动。它还三次被改编成电影和电视作品(两部电影和一部戏剧)。1972年,它被著名的苏联导演安德列·塔科夫斯基搬上了大银幕。2002年,它被改编成电影发行。导演是美国导演伊史蒂芬·索德伯格(伊史蒂芬·索德伯格,曾获奥斯卡奖)。小说中的故事发生在一个被神秘海洋覆盖的星球上,即索拉里斯。这个海洋已经被研究了很多年,是一个未知的生命体。它可以进入人脑,并以具体的形式在人类眼前呈现出深层记忆中最未知的部分。在这片海洋面前,没有人有任何秘密可言,心中的痛苦暴露无遗。科学家们对这个谜做了各种各样的推测,但很难证明它们是正确的。索拉里星将人类的知识和情感结合在一起,让人们陷入绝望的境地,做出最艰难的选择。这个故事并不复杂。面对未知的宇宙,人类几乎无能为力。索拉里的海洋是如此神秘的存在,学习人类知识,探索人类心理和内心世界。如果科幻作家过去设计的外星人都是以人类为模板,从外表、性格和心理塑造外星人,那么莱姆就是在用一种不同的方式设计一种新的外星人,与我们过去知道的外星人完全不同。莱姆在一篇文章中谈到了这一点,“在描述索拉里斯之海时,我必须切断所有通向她心理层面的线索,从而写出真正的非人类,以及人类和它之间的交流不会遵循人类的思维——尽管实际情况的确有些不可思议。300多年来,人类一直在研究太阳系行星及其表面的神秘海洋。这个星球突然对人类产生了好奇,这导致了各种各样的后果——这就是我在这部小说中表达自己的方式。”莱姆确实用他的心完全塑造了另一个外星人。他做得很成功。喜欢探索关于外星环境的科幻小说的朋友可以在这里填写。

好奇心。

也许看过上述苏联版《索拉里星》的读者和朋友会发现电影中的情节变化相当大。这部电影聚焦于对人类心灵和人性的探索。塔科夫斯基根据自己的想法改编了这部小说。在这部电影中,他试图探索和分析人性和爱情。他认为人类没有彻底了解和研究自己的事情,所以他急于研究和殖民宇宙有点太快。在原著小说中,莱姆关注人类和外星生命之间的交流。就我个人而言,我认为通过两人之间的交流而发生的各种故事都是莱姆自己世界观的体现,他对宇宙的敬畏,也是我们对宇宙某些部分无能为力的一种哀叹。一些媒体认为小说的主题是一个带有科幻色彩的爱情故事,事实并非如此。莱姆在采访中也提到了。他想做的是试图展示一个既不是人类也没有任何人类特征的外星种族在太空中与人类相遇。因此,一位美国匈牙利作家曾在评论中说:“这本书是关于外星种族的”。

当人类遇到真正的“外星种族”时会发生什么?你将如何沟通?你们如何理解对方?我们不知道,但莱姆给出了他的意见。在如此广阔的宇宙中,每一种智能生命都可能与人类完全不同,比如太阳系中神秘的海洋。对称理论,不对称理论,模仿-奇异半构造理论,甚至科学家都无法启动。这些人只能用数学方法来详细描述,所以关于索拉里星的研究数据一直在飙升。这是科学家们对日光浴室研究了100年的结果。研究人员无意中发现了各种材料和数据,试图理解一个完全非人类的存在,超越了人类的理解。然而,它永远不能被翻译成任何人类语言或理论。这是莱姆的答案。也许人类将来会真正与其他种族接触,也许会很顺利,但他们也可能不知道对方在说什么,也永远不会理解对方。由于这两种不同种族的接触,莱姆自己完美地描述了第二种接触,这种接触非常强大。

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篇9:什么叫星系?宇宙有多少个星系和恒星?

全文共 285 字

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天穹上的大多数光点是银河系的恒星,但也有相当大量的发光体是与银河系类似的巨大恒星集团,历史上曾被误认为是星云,我们称它们为河外星系,现在已知道存在1000亿个以上的星系,著名的仙女星系、大小麦哲伦星云就是肉眼可见的河外星系。星系的普遍存在,表明它代表宇宙结构中的一个层次,从宇宙演化的角度看,它是比恒星更基本的层次。宇宙中有1000亿~2000亿个像银河系这样的星系。如果银河系的恒星数量以最低的2000亿(有人推算是10000亿)颗计算,由此推算出的宇宙中的恒星数量为2×1022~4×1022颗,即20万亿亿~40万亿亿颗(也有人推出800万亿亿~5000万亿亿)。

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篇10:为什么说宇宙是有限而无边

全文共 1628 字

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宇宙是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。宇宙根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约138.2亿年。都说宇宙是有限而无边,为什么这样说?

以我们日常生活的尺度来看,地球已是庞然大物,但太阳的个头更是大得惊人,然而,太阳却只是银河系大家庭中的普通一员,银河系里有着千亿颗像太阳这样的恒星,要让跑得最快的“光”横穿银河系,至少也得花上10万年!银河系之外还有数不清的像银河系一样庞大的天体大家庭——星系。

借助天文望远镜,我们目前所能观测到的宇宙大小至少超过100亿光年!然而,这只是宇宙的一部分,还很难确定宇宙究竟有多大。但如果我们把宇宙定义成物理上可以理解的时间和空间的总和,它却并非无限大。但是这样一个有限的宇宙,我们却永远找不到它的尽头在哪里,虽然有限却没有边际。这就是“宇宙无边”最基本的涵义。

宇宙

宇宙诞生初期,内部物质几乎是均匀分布的。随着宇宙的膨胀,物质开始聚集,引力把越来越多的物质聚在一起,它们相互之间形成了空间。物质聚集区域最后就形成了恒星和星系。

宇宙范围

在物理学中,运动这个词不仅仅是说物体位置的变化,也就是不仅仅是指机械运动,在物理学中,“运动”这个词更准确是说应当表述成“变化”。

所以物理学根据不同的变化本质就分成了力学、热学、光学、电磁学、声学等等子科目。

在我们的宇宙中,不但有机械运动,如卫星、行星、恒星、星系的运动,还有恒星内部产生能量的运动,这种运动叫做热核聚变反应,还包括星云收缩产生热的运动,这种运动叫做机械能转化为内能的运动,还包括恒星死亡后温度缓慢降低的运动,这种运动叫做冷却......

可以说,我们的宇宙有太多的其它类型的运动了。

我们的先辈们曾认为宇宙是范围并不很大的球状天体,其中包含着地球以及其他一

些形体较小的发光体。直至公元1700 年以前,这种理论在天文学界一直占据主导地位。即使在哥白尼发现地球并非宇宙的中心之后,人们仍持同样的观点,只是把“宇宙主宰”这一光环又赠给了太阳而已,而宇宙的基本定义仍未得到根本上的改变。天空仍旧是天上的“球”,里面有许多星星,不过,它包括的主体是太阳,相比之下,地球要逊色得多。

开普勒的椭圆型轨道的思想废除了星体是“透明的球体”这一谬论,但是却仍然保留了星体是“最外层天体球”这一说法。感谢卡西尼的研究成果,他揭开了太阳系的真实面目,从而证明了太阳系比人们想象的要大得多,而这也只是将人们脑海中宇宙的边界扩大了而已。

直至哈雷于1718 年发现了恒星也是运动着的球体这一事实后,天文学家们才开始重新认真地认识宇宙。当然,即使所有星体都在移动,宇宙仍有可能是有限的,而所有的星体也都有可能在进行着极其缓慢的移动。但是为什么有的星体的运动速度之快足以被人们观察到,而正是这些星体才能发出比较明亮的光线呢?

关于这一问题,存在这样一种可能,即某个星体由于具有较大的形体,从而能放射出比较明亮的光线,同时由于其体积较大,造成宇宙对它的束缚产生了困难,从而导致了它的移动。当然,这只是一种特定的假设,但这种全新的设想对于解开有关谜团是具有创造性意义的——即使其很难在实验室条件下得到验证,或根本无法解决任何问题。

另一方面,有些星球与地球间的距离有可能相对来说比较近,因此看上去就可能显得比较亮一些。再者,如果所有星球移动的速度是相同的,那么距地球越近,往往就显得运动得更快一些。这一点与实验室条件下的实验结果是相符的。这一现象是以解释运动越快的星体其亮度越高的原因。那相对比较昏暗的星球其实也处于运动状态,但由于它与地球间距离实在太遥远了,因此即使经过几个世纪的观测也无法察觉到它的位置的变化,但这一变化却有可能在数千年的过程中被观测到,这的确需要人们一代一代不懈的努力。

如果各个星体与太阳系间的距离各不相同,那么宇宙就应该是无限的,而众多的星球则会像蜂群一样遍布于宇宙的各个角落。直至1718 年,人们才意识到这一点而摒弃了宇宙有限论,从此,一幅广阔无垠而壮丽非常的宇宙画卷终于展现在人们的眼前。

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篇11:平行宇宙科学还是科幻 平行宇宙是什么

全文共 678 字

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平行宇宙是指多元宇宙中与人类宇宙平行的其他宇宙。宇宙空间所有物质都是由量子组成,从量子有不同状态来推测,宇宙不止一个,平行宇宙是科学

微观世界的粒子并不像人类经常遇到的物质那样具有确定的位置和速度。相反,它们存在于叠加态中,即可以同时具有多个不同的状态。这种现象被称为量子叠加原理。可以推断出,整个宇宙中的所有物质都是由这些量子粒子构成的,量子也可能处于多个不同的状态之中。

基于这个思路,可以进一步推测,宇宙中可能不止存在一个单独的宇宙,而是存在多个平行宇宙。这个观点被称为多重宇宙理论。根据这一理论,每个宇宙都是独立于其他宇宙存在的,每个宇宙都有其自己独特的特征和规律。这也就意味着,所生活的宇宙只是众多平行宇宙之一。而这些不同的宇宙可以拥有不同的物质组成、不同的自然定律以及不同的历史演化路径。

必须意识到,尽管多重宇宙理论在科学界引起了广泛的关注和讨论,但它仍然是一个理论性的想法,并未得到直接观测或实验证据的支持。由于目前科学技术的限制,无法直接观测和证实多重宇宙的存在。尽管可以从量子叠加原理推测出宇宙的多重性,但不能完全确定这一点。

对于宇宙中物质由量子组成的观点,也存在一些哲学上的思考。尽管量子力学是一种非常成功的物理理论,但仍然不太了解量子世界的本质和运作机制。量子的不确定性和奇异性使得人类对宇宙的本质有着更深层次的思考。这些都是令人困惑的问题,需要进一步的研究和思考。

人类需要要更多的科学研究和实验证据来支持或证伪这些观点。与此同时,也应该意识到,对于宇宙的本质和存在形式的讨论是一个复杂而深奥的领域,需要科学、哲学和人类智慧的共同探索。

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篇12:全宇宙最大的乌龟?

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宇宙最大的乌龟?大多数人提到乌龟应该对巴西龟的印象是比较深刻的,市场上普遍大大小小的巴西龟,价格便宜好养,尤其是小只的绿色巴西龟,记得小编前两年5块钱买了2个送给外甥女。巴西龟长大了最大也不过30cm,已经算是比较大的了,那你知道全宇宙最大的乌龟是什么品种吗?最大又能长多大呢?

说到最大的乌龟,肯定就是忍者神龟啦,小编开个玩笑,言归正传。

全宇宙最大的乌龟?普通的龟肯定是长不了这么大的,还是要归到海龟系列里,你能想象这个乌龟到底有多大吗?我们家里养的乌龟就放在小盆子里面观赏就可以了,这个乌龟是要比一个成年人一样高?甚至比这还要高。

全宇宙最大的乌龟?加拉帕戈斯象龟是全宇宙最大的陆龟,也是全宇宙最大的乌龟。根本不用看到它的样子,只是听听它“象龟”的名字就知道它的体型有多庞大了。一般来说, 加拉帕戈斯象龟(详情介绍)体长可达1.8米,最长是可以达到5到6米的,5-6米什么概念?是要比一辆车子还要长了。成年雄性体重基本在272-320公斤左右,而雌性的体型则比较小,通常在136-180公斤,而且它们的寿命是比人类还要长的,一般都能活200岁左右。。

全宇宙最大的乌龟?有人要问了,加拉帕戈斯象鬼看起来这么可怕,是不是性格脾气也比较差,其实不是这样,加拉帕戈斯象龟的性情还是比较温和的,而且和当地的人相处的很好。

这个加拉帕戈斯象龟是当地人在400年前发现的,当时这个巨大海龟在赤道附近的一座孤岛,重量达到了250千克,当时大家都被震惊了,而且大家还把这个岛域名为加拉帕戈斯,这样的海龟相信很难在超越了。

全宇宙最大的乌龟?如果小编有机会能有幸见到了加拉帕戈斯象龟也会绕着走的,虽然它脾气还是很好的,但是实在是太大了,想着还是有点心惊胆战。

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篇13:宇宙是怎么形成的

全文共 210 字

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宇宙,即广宇自然,所有空间、时间、物质以及事物的总称,其是一个起源于自身结构组织,由其运动机理左右,具有广袤范围、多重表现的可被思维认知的集聚体。

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。

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篇14:宇宙简历表

全文共 5795 字

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上面我们已介绍了大爆炸宇宙学的一些基本问题。这里我们按照这个模型的研究结果,给出宇宙的演化历程及各阶段的主要特征。

92.时空创生

人类还是容易理解时空创生这概念的。圣经的头一句话就是“上帝创造了世界”。我国古代《老子》一书中第一章就说:“无,名天地之始,有,名万物之母。”在四十二章中又说:“道生一、一生二、二生三、三生万物。”又说:“天下万物生于有,有生于无。”西汉《淮南子》对道家的宇宙演化作了更简单的概括:“有生于无,实出于虚。”在我国著名的《周易》中也有:“无极生太极,太极生两仪,两仪生四象,四象生八卦,八卦生万物。”这些都反映了我国古代思想家关于宇宙创生的思想,而且,共同点是认为宇宙的“有”乃产生于“无”!

我们已看到,整个现代宇宙学从宇宙膨胀的发现到暴胀宇宙的提出,构成了一个相当完备的体系。由于它的成功,这一套理论已被称为标准宇宙学,或俗称大爆炸宇宙学。也许读者也会问:大爆炸以前的宇宙是什么?宇宙是否有“一无所有”的时代?我们今天习惯的时间和空间及真空是怎么演化来的?这些问题提出对于大爆炸宇宙来说已不是一个单纯的哲学思辨,而是宇宙膨胀观测事实面临的科学现实。

由于哈勃定律的发现,一种最合理的解释是宇宙正在膨胀。那么今天的宇宙正是由一个较小的尺度范围发展来的,以致反推下去宇宙最初是起源于一个奇点的大爆炸。也就是说,宇宙是从一个原初的时空奇点开始的。所谓奇点,就是按经典物理学不能描述的物理状态。它就连时空性质也无法确定,通常物理学的其他量也就更没有意义了。按迄今的经典物理理论,奇点既不能告诉我们为甚么宇宙会有暴胀阶段发生,也不能告诉我们奇点怎么创生时间、空间和真空。

时间和空间究竟是怎么产生的?英国著名物理学家霍金提出了一个半经典的量子模型。

该理论的第一个要点是建立一种“没有时间”的物理理论。所谓没有时间,就是将爱因斯坦的四维闵柯夫斯基时空(即三维实坐标加上一维的虚坐标)改为四维欧氏空间(即四维实坐标)。他认为只有把这种空间中的理论结果进行延拓后,才可以定义时间坐标,即可以得到一个与有关时间测量相比较的坐标值。换句话说,他认为只有空间才是基本的物理量,而时间不是。时间只是一种观测表象。按照这种理论的一个必然结果是:在某些物理解中,延拓不出时间,此时表示,不可能用时间表象来描写,时间概念在这类情况下是不成立的。而从这类本质上非时间的情况过渡到可用时间表象的情况,就是时间的起源,也就是时间本身的从无到有。

霍金理论的第二个要点是寻找宇宙的“边界条件”。他认为,宇宙就是有,宇宙之外就是无!由此可推知:“宇宙是没有边界的”。这就是宇宙的边界条件。以此去构造出“宇宙波函数”。按照量子理论,一个体系的全部性质由它的波函数所确定。因此,整个宇宙的性质,应由宇宙波函数来描述。由于没有时间,因此,建立的波函数只能是“定态”波函数。基态波函数就是最重要的波函数,而它正是可由宇宙的边界条件确定的。有了宇宙波函数后,就可以利用它来研究时间的起源了。把宇宙波函数延拓到时间表象中,即可发现,只有在一定范围内才可能建立时间概念。而在可用和不可用时间概念的交接处,就是时间的起源点。

看起来这个理论是很优美动人的。但这中间有两个问题是不令人满意的:一个是人为地把时间和空间割裂开了。时间和空间本是一个对立统一的整体。没有空间的时间和没有时间的空间都是不美妙的。最美妙的图景是时间和空间的一起“创生”或“消失”。另一个缺陷是在时间创生后并不能自然地引出宇宙的暴胀过程。当然,暴胀过程的结束也不能自然地进入热胀阶段。宇宙的演化应该是一个自然的因果序列而不应该是一些偶然事件的拼凑组合。能否寻求一个统一的模式将宇宙的演化过程融于一体?这或许应该是对宇宙模型的基本要求!本书作者的研究表明利用芬斯勒时空结构的几何模式可能达到此目的。1976 年英国数学家齐曼,研究了“双尖点突变”的三种典型模式:x4+y4、x4-y4 和 x4+y4-8x2y2,其主要应用之一,是讨论经济学中的“通货膨胀”(inflation)的数学模型。有意思的是宇宙暴胀的这个“暴胀”恰好来自英语的“通货膨胀”(inflation)。研究表明宇宙的创生和暴胀以至热大爆炸和热膨胀均可能通过双尖点突变的模式加以几何描述。在微分几何中,由 ds4 定义度规的函数的空间称为芬斯勒空间。我们发现,适当定义一个芬斯勒时空,同样可建立一套相对论结构,这个新结构除了包含全部爱因斯坦相对论外,还允许超光速运动存在,并引出一些新的时空性质。这一点我们后面再介绍。

93.暴胀宇宙阶段

在宇宙的极早期,不能区分四种相互作用,只有一种统一的相互作用,就像是树枝的主干。随着宇宙的降温,相继发生以下相变:

(1)对应于超统一的真空相变,在 10-44 秒时发生。此时宇宙的相应能量为 1019GeV。相变的结果是使引力相互作用出现。这就是时空起源。

(2)对应于大统一的真空相变,在 10-36 秒时发生,此时宇宙相应的能量是 1015GeV。这就是宇宙不对称的起源。此后宇宙开始以指数方式膨胀。即开始了宇宙的暴胀过程。此时强相互作用出现。

(3)对应于弱电统一的真空相变,在 10-10 秒时发生,此时宇宙相应的能量为 100GeV。它就是弱电分离的相变。

每一次相变都降低了宇宙的对称性,使之在宇宙中区分出一种特有的相互作用。当今宇宙中的四种相互作用就是在宇宙的各次相变的演化过程中一一产生的。这些相变也导致了宇宙时空尺度的指数增长,形成宇宙的暴胀阶段。

发生相变的年代,取决于临界温度的大小。当今,只有弱电统一理论较为成熟,它的临界温度为 kTc≈100GeV。大统一理论目前尚有不少问题,但也有不少的成功,其临界温度是 kTc≈1015GeV。对于超统一或超引力目前还没有能与观测对照的理论,其临界温度仅是一个粗略的估计。

94.热胀宇宙阶段

在暴胀时期结束时,真空发生相变宇宙从对称过渡到不对称,它就是宇宙最早的不对称的起源。而相变中所放出的能量转变成辐射和粒子。而宇宙本身在继续膨涨,这个过程开始宇宙温度仍高达 1015 开。按照广义相对论的宇宙模型,当宇宙尺度足够小时,整个宇宙有一个以辐射为主的时期。但此时由于宇宙并不透明,辐射与物质仍是互相碰撞形成“一锅”宇宙“浓汤”。在这浓汤中由于某种尚不清楚的衰变过程使 CP 对称性受到破坏,粒子、反粒子的不对称形成;于是重子物质产生。此时宇宙的年龄尚不足一秒。

反粒子的存在是从量子力学原理和爱因斯坦狭义相对论原理用数学直接推导出来的结果。反电子的存在是在 1930 年由狄拉克从理论上首先指出的。为了不在其理论中引入一些未知粒子,狄拉克先想把正电子当为是质子。1932年正电子的发现,证实了反粒子的理论,并表明电子的反粒子不是质子,而质子有它自己的反粒子,本世纪 50 年代发现了反质子。

近代物理认为,每一种粒子都有其相应的反粒子,它们具有完全相同的质量和自旋,但却带相反的电荷。只有像光子那样的纯中性粒子是例外。可以认为,光子的反粒子是自己。按狄拉克理论,正、反粒子间应具有某种对称性。即宇宙中的正、反粒子应该同样多。这曾给宇宙学带来困难,一度人们希望能发现反物质星。但这种努力遭到失败。它表明我们的宇宙主要是由正物质组成的。理论分析表明,当今的正物质宇宙只要在宇宙早期有约 10-10 的不对称就足以形成。它要求重子数守恒的破坏,而这一点正是大统一理论所预言的。正是这种不对称性导致了宇宙热涨过程中,当粒子和反粒子湮灭之后,所剩下的东西就是宇宙中的重子物质。此后,开始了元素的合成。像恒星进入主序星的初期那样,进行质子到氦四的聚变反应。理论分析表明,这个反应的结果形成了宇宙中 20—30%的氦丰度。极微量的氘(原子量为 2 的氢,也称重氢)却限制了宇宙中重子物质的总量。按照目前的观测结果表明,宇宙的平均重子物质密度应远低于宇宙的临界物质密度,仅为它的十分之一。理论上说,这个时期的宇宙中产生了大量的中微子,随着宇宙的膨涨,它的温度亦随之降低,至今约为绝对温度 2 开。由于中微子探测的困难,至今仍无法观测到这种 2 开的宇宙中微子背景。如果有一天,人们观测到它,那将是宇宙极早期留下的遗迹!

当宇宙温度降到 105 开后,宇宙开始由辐射为主转为以物质为主的时期。由于物质逐渐与辐射脱耦(即逐渐减少相互作用),物质在引力作用下开始成团,即开始了宇宙的结构形成。直到宇宙温度降到 3000 开左右,宇宙开始变得完全透明,由于宇宙处于热平衡状态,一个以黑体辐射形式传播的宇宙背景辐射产生,它就是我们今天探测到的 3 开宇宙微波背景辐射。这是迄今人类观测到的宇宙的最早的“遗迹”。

95.物质复合时期

在宇宙温度降到 4000 开以后,处于等离子体状态的宇宙物质开始结合成原子。我们知道,河外天体的红移既标志了天体的距离,同时又反映了天体发光的时间。因此,也常常用红移来标志宇宙的年龄。物质的复合时期对应的红移就是 z≈1500。早于这个时期物质完全处于等离子体状态。

处于不同状态的物质,一个很重要的特征是扰动的传播速度,通常称为声速。在日常生活中,我们说话、唱歌等是人的声带引起空气的扰动,并以

340    米/秒的速度在空气中传播。这是我们熟悉的声速。我想大多数读者一定知道,在不同的物质中,声音的传播速度是不一样的。在极高温的物质中,扰动的传播虽然不能“听”到,但这类扰动的传播本质上和声波是一样的,因此扰动的传播速度仍称为声速。当扰动速度低于声速时,扰动在介质中正常传播,而当扰动速度高于声速时就会出现微波现象。理论分析表明声速在宇宙膨胀的早期阶段近似等于光速。

在宇宙中物质复合前、后物态发生了巨大变化,因此声速也发生了很大的变化。下面的讨论将指出,这为原来整体处于均匀的宇宙中形成物质的非均匀分布造成了很好的条件。这些物质的非均匀分布就是宇宙大尺度结构和星系形成的“胚胎”。

96.星系形成时期

宇宙中的最重要的问题之一就是均匀膨胀介质的宇宙中,如何形成现在观测到的各种结构的问题。早在 1692 年牛顿就指出,均匀物质在粒子相互引力作用下最后必然聚集成一个巨大的团块或者聚集成为数众多的独立团块。 1901 年,金斯提出了一个理论,称为引力不稳定性理论。金斯提出一个临界长度,它是由介质的密度和介质中的声速所决定的,称为金斯长度。按流体力学方程可以推出,如果一个密度扰动(即密度不均匀的起伏),其尺度小于金斯尺度,那么,扰动将像声波一样在介质中转播,从而很快被衰减。反之,当扰动尺度大于金斯尺度,扰动就将按指数规律增长。1940 年,前苏联的物理学家李弗西兹把金斯的理论推广到弗里德曼的膨胀宇宙中。在膨胀宇宙中,决定宇宙结构生成的有三个基本尺度:视界尺度,它是光速与宇宙年龄的乘积;金斯尺度,它是由宇宙物质状态决定的声速与宇宙年龄的乘积;阻尼尺度,它是由破坏物质成团的各种因素所决定的特征尺度。为了分析方便,人们常把这些特征尺度转换成特征质量。这是把相应的特征尺度视为一个球的半径,以相应球的体积乘以宇宙的平均物质密度得到的质量作为特征质量。显然,这三个特征质量都是随宇宙的演化而演化的。一般情况下,小于金斯质量的扰动被逐渐衰减了。但在宇宙复合前夕的扰动,它们还没来得及被衰减,由于宇宙复合,金斯质量突然下降;以至那些原来小于金斯质量的扰动都变得大于金斯质量,因而,这些扰动得以迅速增长,使原来均匀的宇宙划分为按金斯质量表征的大量的物质团块。它们就是星系的胚胎。天文学家有时也称为星系的“芽”。

在估计星系的质量时,发现金斯质量和星系质量相差甚远。为了使金斯理论与观测到的星系质量一致,人们利用阻尼质量来估算星系质量。但它只能由一些特殊假设得到星系质量的下限,而整个星系质量的分布仍得不到合理解释。本书作者曾发表文章指出,金斯尺度实际上是一个“单向膜”,由于引力的作用,它限制了金斯半径以内的物质向外离散,但它并不能阻止一些物质粒子继续向金斯半径内继续“下落”。因此,星系的真实质量应该是从金斯半径到视界的某种积分。这样,便可由“奇点”的不同性质得到星系的质量分布的范围。理论计算结果与观测就符合得很好了。

关于暗物质对于宇宙物质成团的影响我们在暗物质的介绍中以提及,这里不再重复。理论上处理双成分物质的金斯波长可以用各成分单独的波长的平方倒数的和作为复合金斯波长平方的倒数。

星系、星系团和星系团形成时期分别对应于红移 z≈ 97.恒星形成时期

星系形成的初期仍是一个较均匀的物质团。但其密度比起宇宙的平均物质密度来得大。因此,当星系内发生引力不稳定变化时,金斯尺度自然较之宇宙中扰动时的尺度为小。扰动的结果就形成了星团或恒星。恒星的形成本质上已不再具有宇宙学意义,它只是个别星系内部的局部问题。但人们仍相信,不同星系中恒星的形成和演化规律是相似的。这由赫罗图和超新星爆发的观测可以证明。

按我们已介绍的恒星演化理论可推想,在一个星系中首批形成的第一代恒星更接近星系中心,质量大的恒星演化更快,并产生超新星爆发,演化过程中产生的重元素重新散布在星系中。第二代恒星形成有两个特点:其一是由于星系的旋转使离散物质更偏离星系中心,并较集中于星系中心的旋转平面上;其二是重元素增加(我们已经知道重元素是在恒星演化过程中才产生的)。因此第二代恒星平均说来比第一代恒星为快。以后的恒星则更远离星系中心且更接近星系中心的旋转平面,形成类似于银河系的“年轮”。

经过数代恒星的形成和超新星爆发,使星系中的介质有了足够多的重元素,才可能形成水及高分子化合物甚至有机物,为宇宙中形成生命和人类创造了物质基础。

98.人类形成时期

人类的形成本质上已不是天文学的问题。但作为宇宙演化的一部分,它又与宇宙的整体环境密切相关,因此,我们也把它作为宇宙演化的一个阶段。它更着眼于宇宙中适于生命演化的环境的形成。后面我们介绍的“人择原理”将详细介绍“人”和宇宙的演化的关系。

人择原理的基本思想是:宇宙之所以是这样,是因为如果不是这样就不可能产生人类,也就不可能有人来研究宇宙。更不可能有你今天来读这本《宇宙天体交响曲》这本小书。简言之,一切事情之所以如此,就是因为现在有人存在。这大概就是我国古代的“天人合一”的哲学思想的一种很好的应用。

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篇15:如何鼓励学生积极探索使用新的技术资源

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操作方法

1

思维引导:在日常家庭和学校教育环境中,引导学生接触新鲜事物和技术,养成自觉学习的好习惯,使他们对新的技术资源充满好奇心。

2

营造氛围:成长需要氛围,学习的环境也一样,为学生们打造积极向上的学习氛围,在鼓励中相互进步,取长补短,更有利于他们对新技术资源的学习。

3

政策鼓励:制定一定的鼓励政策,对取得一定学习成效的学生进行荣誉标准或是经济鼓励,建立他们的成就感。

4

组织学习:学校和政府可以组织优秀学员外出学习,开阔学生的视野,让他们领略新的技术资源改变生活的例子,激发好奇心。

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篇16:13个课题组实名声明:无法重复韩春雨实验

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"现在有些科学家一再未能向我们展示他们的真名。"“那就让他们用真名吧。如果他们愿意使用真名,我们将让那些成功重复实验的人使用他们的真名。”这是《科技日报》最近(2016年10月10日)的一篇报道,引起了很多关注。

同一天,中国科学院、北京大学、浙江大学、上海交通大学、华东师范大学、哈尔滨工业大学、温州医科大学等科研院所的13名科研团队负责人公开表示,他们不能重复韩春雨今年5月2日在《自然生物技术》上发表的NgAgo实验。这些科学家表示,这一说法是为了提醒韩春雨和河北科技大学,作为同行,每个人都在认真重复实验和验证技术,以免因误解而做出的负面判断会影响新技术的发展。然而,作为科学界的一员,韩春雨也应该尽快认真回应当前的科学质疑,并履行其作为论文交流作者的责任和义务。

十三个研究小组同时发表声明

这次愿意站出来发表公开声明的13位学者是:北京大学生命科学学院的危文胜教授;北京大学生命科学学院研究员孙玉杰;北京大学分子医学研究所熊经纬教授;中国科学院动物研究所研究员王皓毅、李伟;中国科学院生物物理研究所研究员王小群;中国科学院生物化学与细胞生物学研究所研究员李劲松。杨辉,中国科学院上海科学院神经科学研究所研究员;王黎明,浙江大学生命科学研究所教授;吴强,上海交通大学教授;李大力,华东师范大学生命科学学院研究员;哈尔滨工业大学教授黄志玮;和温州医科大学教授谷峰。

“我们不能再拖延了。我们必须畅所欲言,让国际科学界看到中国科学家在我们领域的态度(即基因编辑)。”这是13位学者的共同态度。

危文胜说,在过去的几个月里,他的实验室里有四五个学生根据韩春雨论文中提到的实验方法做了许多不同的尝试,但是实验结果没有发现基因组序列有任何变化,也就是说,“实验方法不能反复验证”。

中国科学院动物研究所的研究员王皓毅在他的实验中获得了类似的结果。对于韩春雨文章中的“三个效率更高的gDNA”,他的两个学生独立编辑了内源基因,但没有一个能检测到目标基因的突变。王皓毅说:“我们也尝试过两次转染gDNA并延长培养时间,但没有阳性结果。”

这可以说是最常见的经历。吴强说,他们用聚合酶链反应检测脱氧核糖核酸片段缺失,这应该是检测,只要体内的脱氧核糖核酸片段被编辑,即使效率很低,但即使是这样也不是。李劲松说,一些同事甚至分析了NgAgo的结构,试图找到它的功能位置,但结果并不像预期的那样。

王黎明说,尽管有各种各样的失败,这仍然只是一个学术争议。无论发生在中国、美国还是日本,都应该有标准的学术规则来处理。

谁有权利和责任调查挑战?

今年5月2日,《自然生物技术》发表了韩春雨的论文《使用NgAgo的基因编辑技术》,声称这是一种新的基因编辑工具,比目前实验室最流行的基因编辑工具CRISPR-Cas9更有优势。该论文发表后,立即引起了全世界同行的广泛关注。许多国内同事已经联系了韩春雨,希望重复和跟进他的工作。然而,不久之后,各种无法重复的疑问开始聚集,并最终引起了自然生物技术的注意。发布了一份声明,要求韩春雨研究小组“及时向读者提供材料、数据、代码和相关实验程序,不得有不当限制”。

河北科技大学在8月3日接受《人民日报》采访时承诺,在一个月内,韩春雨将采取适当的公开核查形式,并有权威的第三方作证。然而,到目前为止,《自然生物技术》还没有进一步评论,一位杂志发言人说,调查仍在继续。

这是怎么回事?一家著名国际学术期刊的主编告诉作者,事实上,学术期刊通常没有权力、能力或兴趣去调查科学家的科研成果,除非论文受到同行的高度质疑。例如,一些杂志会委托第三方来重复,而更多的杂志会让科研机构自己处理。

“事实上,真正有责任和权力调查结果的是作者所在的单位和为项目提供资金的出资人。”他说,世界上的普遍做法是,当某项成就引起巨大争议时,首先考虑解决科学问题。一般来说,作者工作的科研机构或赞助者将指定几个在该领域具有高度公众信任的研究小组来重复实验。在这个过程中,被提问的研究小组应该配合并指导实验的完成。如果他们不合作,他们必须接受调查。如果指定的研究小组重复这个实验,同伴们会认可这个成就并继续向前推进。如果不能重复,至少要科学地向同事发出明确的信号,以避免不必要的投入——至于原因,让机构和赞助人仔细调查并妥善处理。

“这样做是必要的,否则会浪费更多纳税人的钱。上海交通大学系统生物医学研究所教授吴强说,重复实验需要资金。如果韩春雨能更早地解开他的同行的谜团,那也能减少国家宝贵的科研经费的浪费。

浙江大学生命科学研究所的王黎明教授在他的个人微信公众号上发表了一篇题为《关于基于NgAgo的基因编辑技术的个人声明》的文章,他在文章中指出,国家自然科学基金委、河北省发展和改革委员会等为韩教授的研究提供资金支持的监管机构,以及韩教授工作的河北科技大学,应该进行客观、全面的调查,以检查是否存在学术错误甚至不当行为。在这方面,日本的RIKEN的态度可以在著名的STAP干细胞欺诈案中借鉴。在这种情况下,面对国际同行不能重复他们实验结果的疑虑,为方工作的论文主要作者RIKEN,在几周内迅速开始了调查。在发现对他的博士论文和实验记录的怀疑后,他立即宣布撤回他的学术论文,有效地消除了不利影响。从那以后,RIKEN进行了耐心细致的调查,包括安排Kohokata在摄像机的监督下重复实验,以及使用基因测序方法来验证他论文中使用的实验材料。最后,Riken得出了学术不端行为的结论,并严肃处理了相关责任人。事实上,只有这样深入而全面的调查才能最终明确韩教授的姓名,或者最终确认韩教授的研究是错误的甚至是不当的。事实上,发现真相、解决问题的过程不仅不会损害相关机构的声誉,还能更好地净化学术环境,维护学术界的信誉。

值得注意的是,在河北科技大学网站近日公布的“万人计划”候选人名单中,韩春雨被推荐为“中青年科技创新带头人”。

呼吁公布成功重复实验清单

当我第一次看到韩春雨的论文时,王黎明非常高兴和兴奋。他的实验室很快要求得到这些材料,并想把它们扩展到他自己的研究中。但在接下来的两个月里,他们相继测试了多达数百个实验条件,并根据韩春雨的最新方法进行了重复实验,但没有人观察到NgAgo方法对果蝇基因组的编辑活性。

在上述陈述中,他提出,从逻辑上讲,NgAgo在果蝇胚胎中没有基因编辑活性,这不能证明NgAgo方法是错误的,更不用说简单地推断韩教授的团队有学术不端行为。因为严格地说,他的研究小组正试图在新系统中推广NgAgo方法的应用,而不是简单地重复韩国论文的结果。更重要的是,判断学术错误甚至学术不端需要更详细的信息和调查。然而,尽管如此,由于科学研究成果是公开的,它们必须保证是真实的和可重复的,公司的技术秘密可以保密。然而,公开发表的学术成就不能被同行顺利地重复。它不仅毫无价值,而且动摇了整个学术界的生存基础——默认情况下,对方是诚实的,对方的研究成果是真实和正确的。

中国科学院上海科学院生物化学与细胞研究所的研究员李劲松也表达了同样的观点。他的研究小组也绞尽脑汁,考虑各种情况来重复实验,但没有得到积极的结果。如果每一项成果只有在经过自身验证后才能被接受,那么整个科学研究系统的效率将是不可容忍的。“科学研究天生是容错的,但当问题出现时,我们可以一起讨论和探索,以提高科学研究的整体效率。”他说,许多国际同行不再关注NgAgo技术——不要浪费资源,要么等待一篇系统地否认该技术的论文出现,要么等待某人确认该技术可行。

然而,由于韩春雨没有给出令人满意的答复,许多学者报告说,在过去两三个月里,一些著名学术期刊要求中国科学家提供最原始实验数据的事件变得更加频繁。与RIKEN对小鲍方·青子的严格调查相比,河北科技大学对韩春雨的信任给予的原则更少:即使同行提问也可以充耳不闻——世界同行会如何看待中国的科研诚信?

中国科学院院士、北京生命科学研究所副所长邵峰认为,这本来是学术界最常见的事情,现在已经有了一个非常成熟的解决办法。由于处理不当,没有必要引起更多的波浪。

基于上述原因,业界呼吁韩春雨公布一份成功重复实验的名单,让事件可以回到简单和纯粹的学术讨论。

附件:公开宣布目前不能重复实验的一些研究小组的名单

1.北京大学生命科学学院危文胜课题组

我们利用文章中报道的高效ssDNA,设计了另外两个针对体内其他基因位点的ssDNA,并将HEK293T细胞和HeLa细胞与NgAgo表达质粒一起转移。2天和5天后,T7E1用于检测切割效率。在HEK293T和HeLa细胞系中,无论是一次转染还是8-12小时后的另一次转染,均未检测到针对两种不同基因的这三种ssDNA的切割。

对于基因敲除后能改变细胞表型的特定基因,我们设计了ssDNA并将其与NgAgo表达质粒一起转移到HeLa细胞中5天,发现细胞显示出一定的对应表型。然而,我们收集这些细胞来提取基因组,对目标位点进行测序,发现基因组序列没有变化。

我们为一个特定的基因设计了6种ssDNA,并使用特定的荧光报告系统来检测是否产生了目标DSB。结果表明,所有实验组都没有检测到靶位点处的DNA序列的切割活性。

2.中国科学院动物研究所王皓毅研究组

我们在293T细胞中表达带有标志标签的NgAgo,并检测不同时间点的NgAgo蛋白表达。发现转染后6小时检测到靶蛋白,并且蛋白的量随时间增加。在人类293T细胞系中,重复原始文章中图4b中DYRK1A和GATA4上的NgAgo的基因编辑,并使用文章中公布的指导DNA (gDNA)。具体的实验方法是将NgAgo和相应的gDNA分别共转染到细胞中,分别在6小时和12小时后再转染相应的gDNA。转染后3-4天收集细胞用于调查。在靶位点没有检测到靶带的切割,测序中也没有发现突变。结果没有重复图4b。

我们还用原始文章中的图3进行了切割绿色荧光蛋白质粒的实验。使用文章中的eGFP gDNA G3,转染2天后,观察荧光表达并进行流动检测。NgAgo+gDNA G3,NgAgo+gDNA靶向其他位点,pUC19+G3,pUC19+5’末端没有磷酸化修饰的gDNA,并且单独转染gDNA可以显著降低eFP的表达。对于质粒靶位点的基因分型(调查、聚合酶链反应和测序),没有检测到突变。结果没有重复图3。

我们使用的细胞定期进行支原体检测,没有发现细胞污染。

3.中国科学院上海科学院生物化学与细胞研究所李劲松课题组

我们主要做了两个实验:一个是将NgAgo基因和gDNA注射到八月四日EGFP小鼠受精卵中,并尝试不同的浓度组合。在胚泡期,也有弱光或弱发光的情况,但测序显示序列没有突变;另一个是在细胞水平。我们最初将NgAgo和gDNA载体共转移到Oct4-EGFP的单倍体细胞中。分选的双阳性细胞直接测序或培养后测序,无突变。我们开始怀疑NgAgo的表达窗口相对狭窄,因此我们对载体进行了修饰,建立了稳定表达Ago的细胞系,并且仍然没有突变。之后,我们完全按照NBT文章中的实验,在293T细胞中靶向hDYRK1基因。gDNA的长度和位置与文章中相同,但仍无突变。

4.浙江大学陈述科学研究所王黎明课题组

我们的实验室在韩春雨论文发表后一周内获得了恩加戈的DNA载体,并立即计划测试恩加戈的方法。在长达两个月的数百个实验中,在我们测试的所有条件下,我们没有观察到NgAgo方法对果蝇基因组的编辑活性。

5.北京大学生命科学学院孙玉杰课题组

我们使用来源于原始细菌并经人工合成密码子优化的NgAgo,并尝试用公司合成的磷酸化gDNA和我们自己用PnK磷酸化的gDNA切割MDA_MB-231细胞中的层粘连蛋白B1和LBR基因。每个基因有5个gDNA,通过T7分析没有发现切割。同时,我们切割整合到基因组中的gfp基因,并使用韩春雨文章中使用的gDNA,通过流动检测gfp荧光没有减少。我们还将NgAgo与荧光蛋白融合,使用靶向端粒的gDNA,并使用高倍荧光显微镜,我们发现在端粒上没有NgAgo的富集。

6.中国科学院动物研究所李伟课题组

我们在哺乳动物细胞和胚胎上进行了基于NgAgo的基因组靶向突变实验,使用了293个细胞和4个相同的导向序列,并在韩国文章中进行了报道。结果是阴性的,并且没有检测到目标DNA突变。具体实验包括:1 .用体外原核表达纯化的NgAgo和韩国文献报道的4个导向序列进行37条单链DNA切割。结果:37例未检测到DNA断裂。2.哺乳动物细胞实验。按照本文附录中的方法,分别用G5、G10、G27、G28和我们设计的Mecp2基因导向序列转染293个细胞。T7EI酶切检测未检测到靶位点突变。进行引导-DNA连续转染实验,并且通过在转染后8小时和12小时补充转染引导,仍然没有检测到靶位点的突变。3.小鼠胚胎实验:选择胚胎着床点2和胚胎着床点3,分别设计几个引导序列。细胞质注射与NgAgo基因一起进行。收集胚泡检测结果。T7EI和测序分析未检测到靶位点的突变。

7.中国科学院上海科学院神经科学研究所研究员杨辉课题组

我们为小鼠胚胎的绿色荧光蛋白基因和酪氨酸基因设计了四个gDNA(由三家公司合成)。NgAgo使用了三种不同的版本(密码子优化或NLS在N端和C端),操作了数百个胚胎,生产了300多只小鼠,没有发现敲除。之后,我们在细胞水平上对猴子的Tyr基因、293的GFP基因和N2A的Tyr基因进行了操作,没有检测到任何基因编辑。最后,我们完全遵循了韩文文章中图4的DYRKIA基因,它一点效果也没有。

8.上海交通大学吴强研究组

在高温条件下,gDNA可以引导tGago在体外切割单链DNA,pGago可以在高盐条件下切割单链DNA,NgAgo可能是一种单链核酸内切酶,在嗜盐古细菌中含有类似的核糖核酸序列结构域,但也可能切割单链DNA。我们使用密码子优化后合成的NgAgo进行以下体内编辑实验,但我们没有进行体外实验:

1个单位点:在小鼠胚胎、小鼠N2A细胞和人HEC-1B细胞中没有检测到活性,无论是人工合成的5’磷酸化的gDNA还是用T4 PNK磷酸激酶磷酸化5’羟基获得的gDNA。

两个地点:三个学生花费了最多的精力。制作了至少三个不同的DNA片段,测试了不同的温度、盐离子浓度、多重转染、体外NgAgo蛋白合成然后转染、不同的Tag或核定位序列以及不同的细胞系。我们用聚合酶链反应来检测大的脱氧核糖核酸片段的缺失。这种方法非常灵敏(使用CRISPR/Cas9很容易),因为只有当片段被删除时,聚合酶链反应产物才能被扩增,即使效率非常低。对聚合酶链反应产物进行了克隆和测序,但从未检测到片段敲除的正确结果。

9.温州医科大学谷峰研究组

我们使用携带绿色荧光蛋白的人细胞,同时引入磷酸化的gRNA和NgAgo表达质粒(几种不同的浓度梯度和重复),希望特异性地看到绿色荧光蛋白敲除,并使用CRISPR/Cas9作为阳性对照,但NgAgo组我们不能检测到绿色荧光蛋白失活。我们后来重复了实验,但仍然没有看到切口。因此,在这个时候,我们高度怀疑NgAgo的活动,项目首先停止。

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篇17:宇宙于何时苏醒?

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一组天文学家在一项新的研究中发现了一些最古老的星系。他们发现,当宇宙刚刚6亿8千万岁时,这些天体就已经完全形成了。这些天体或许可以告诉我们宇宙醒来的时间和形成过程。

通过把光淬火氢原子转化为电离气体,紫外线光在这个过程中形成了叠加,其间充满了电离氢气体的巨大气泡贯穿了早期的宇宙。图源:NASA, ESA,V. Tilvi(ASU)

对于我们的宇宙来说,第一批星星的诞生是一个重要的时刻,但是对于科学家来说,这一刻是难以捉摸的。

不过新的研究表明,一个天文学家团队确认了一些从未被发现的古老星系。据科学家的发现,这些星系在宇宙只有6亿8千万岁的时候就形成了,同时科学家们也证明了这些星系的周围放射出极强的紫外线辐射。

古老的螺旋星系。图源:Google

然而正是那样的环境,得以形成了巨大的气泡,从而给中性的气体提供能量并使之电离,同时也给了天文学家第一幅宇宙中一次主要转换纪元的直观图像。

黎明之前

很久以前,纵观宇宙,还没有一颗发光的星体出现。在我们的宇宙早期,一切都是那么的相同:各处的密度都几乎相等。说真的,有那么一点点无趣。

同时介质的性质也是令人感到压抑的中性,和宇宙的第一天大相径庭。更早之前,在大爆炸之后的最初几百千年的里,我们的宇宙热得烫手,等离子体的密度也十分浓稠;摩肩擦踵的碰撞把各个原子撕成了曾组成他们的电子和原子核。

被认为是创世起源的宇宙大爆炸(Big Bang)。图源:NBC News

但是当宇宙到了380,000岁,足够成熟的时候,这场混沌就结束了。这时候的物质已充分地传播开来,温度也足够低了,从而电子得以和他们的原子核家族结合并形成了第一个氢原子和氦原子。当这些事件发生的时,大量的辐射被释放,而这些辐射直到今天仍被我们知晓与热爱着,它就是宇宙微波背景辐射。

宇宙微波背景,来自宇宙早期的残余微波辐射,图中颜色代表温度。图源:Space

上百万年以来,宇宙始终保持着中性的状态。但是随着宇宙的扩展和冷却,小的种子开始萌芽;出于宇宙中的随机性,一些气体的密度逐渐比他们周围的物质更大。这种微弱的增加给了它们一个很小的重力边缘,从而将周边的物质慢慢吸引。因为他们吸引物质后质量增大,所以获得了比上一次更大的重力影响,继而又吸引了更多的物质材料他们而来,以此类推……

一点一点地,终于在万古亿年之后,第一代恒星与星系在静寂、黑暗、中性的宇宙中诞生了。

迄今为止拍摄到的最深邃的天文图像之一,描绘了天空中一个比满月小100倍的区域内1万多个星系,包含一些目前已知的最暗和最遥远的星系。图源:NASA; ESA

在破晓中觉醒

我们不了解第一代恒星形成的准确时间,但是我们知道它们诞生时一定是无与伦比地璀璨夺目。因为宇宙就是从这一刻起不再呈中性——而是电离的了。

我们日常生活中接触的大多数物质是由完整的原子组成的;每一个原子核都被电子层恪尽职守地围绕着,它们在原子核周围翩翩起舞,以被称作“化学”的优美复杂华尔兹旋转着、相互合成着。

一般的原子基物质,电子围绕着原子核旋转。图源:Flexbook

但是从宇宙中看,这种情况却是独一无二。到目前为止,宇宙中绝大多数物质是等离子体,就和宇宙很久很久以前一样,电子和原子核都自顾自存在着。太阳是什么?等离子体。其他的恒星呢?等离子体。星云呢?等离子体。恒星和星云之间的物质呢?还是等离子体。

等离子体球。电浆体(Plasma),又叫做等离子体,是除去固、液、气外,物质存在的第四态,是由原子被电离后产生的正负离子形成的物质状态。它广泛存在于宇宙中。图源:The Plasma Universe

当我们的宇宙还只有38万岁的时候,它从等离子体转化成了中性气体。在130多亿年以后的今天,宇宙几乎又充满了等离子体。这其间一定发生了什么事;一定有什么东西把宇宙中的原子撕裂了。考虑到我们现能观测到的最年轻宇宙都充满了电离物质,不管是什么造成的这次“再电离”,都一定发生在早期,也就是在第一代恒星和星系登场宇宙舞台之前。

年轻的宇宙假想图。图源:James Webb Space Telescope

天文学家认为被第一代恒星(以及它们消逝时的超新星爆炸)放射出的极强紫外辐射将我们的宇宙由变回了等离子体。但令人沮丧的是,我们并不知道确切的时间。即使是最先进的望远镜和目前最深入的研究都没有能力窥视那样久远的宇宙。我们可以清晰地看见宇宙微波背景辐射,我们也可以清晰地看见现在的宇宙,但是中间的部分仍是现如今宇宙学的谜。

我们不知道这个被天文学家称为“宇宙黎明”事件的第一代恒星是什么时候出现的,也不清楚接下来的“再电离纪元”会什么时候开始。

一个新发现的星系CR7是已知的最亮的星系,可能包含了宇宙中一些最古老的恒星。图源:ESO/M. KORNMESSE

吹泡泡

但是那种情形开始了转变。通过搜寻一个比一个更古老的星系,并伴随着对他们周围气体的研究,我们努力地了解着这段处于重要青春期时期的宇宙的演化过程。一个国际研究团队发现了三个极端微弱的星系,他们遥远到了令人难以置信的程度。

古老的三重星系。图源: Space

这些微小星系在宇宙680百万岁的时候就已经充分形成了。这并不令人感到惊讶——我们曾发现过比他们还要古老的星。但是在这项研究中,研究人员有了一项新的发现:通过检测从这个三重星系发射出来的辐射信息,他们发现宇宙已经在它们周围吹起了等离子体的泡泡。

宇宙中星系旁的等离子泡泡是再电离纪元的明显信号。图源:Universe Today

换句话说,从星系中迸射出来的辐射已经开始改变在他们附近的宇宙了,就像少年额头长出来的青春痘。这也是再电离纪元开始发展的第一个明显信号。此外,天文学家推断出宇宙在其第一个十亿年生日的时候就完成了再电离,没有人想到这个过程发生得这么早。

宇宙历史时间表:140亿年前宇宙大爆炸,新生的宇宙充满了电离气体;诞生约30万年后进入黑暗时期,变得中性;诞生约5亿年后第一代恒星和星系诞生,带领宇宙进入再电离纪元;宇宙诞生约10亿年后再电离完成,成为我们现在所看到的宇宙;诞生90亿年后太阳系形成;宇宙诞生140亿年后的今天,天文学家们把上面说的都搞清楚了!

这些星系为即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜提供了完美的目标,而这台望远镜也是为探索这个时期的宇宙历史所特别设计的。如果方案可行,加上有更多的“再电离”的例子被找到,我们最终有可能理解发生在宇宙初期的世纪革命,一段恢弘而壮烈的历史。

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篇18:宇宙中最冷的地方是哪里?

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布莫让星云

布莫让星云又名回力棒星云,是位于半人马座方位的行星状星云,距地球5000光年。发现于1979年,外形酷似蝴蝶领结。该星云温度可达零下272℃,比绝对零度(零下273.15℃)仅高1.15℃,是目前已知的唯一一个温度低于背景辐射的天体,也是目前已知的宇宙中最冷的地方

让我们共同当一次探秘专家,来寻找一下宇宙最冷的地方。

南极——冬天的南极洲沃斯托克冰湖是地球自然界中最寒冷的地方,最低温度可达到零下54℃。南极洲的平均海拔为2500米,地球上平均海拔最高,稀薄的空气使其温度降得更低。极地涡流盘旋在南极洲大陆周围,使它无法与外界进行热交换。

火星南极比南极洲更加寒冷。火星南极最低温度可达到零下110摄氏度。火星南极的冬天,极度的严寒使空气中的二氧化碳都凝结成干冰,导致火星大气压减小四分之一。而且,当火星南极处于冬至点时,火星同时也处在它的远地点上。因此,这颗红色星球的夏季与冬季形成极大的反差,冬季无比寒冷。

冥王星比火星南极更冷。冥王星上,即使是夏季,全年中属于较高的温度也在零下200℃左右。这颗行星上的空气也同样是全被冻结,覆盖在地表上。

但自然状态下最冷的地方是布莫让星云。布莫让星云的温度为零下272℃,是目前所知宇宙中最寒冷的地方,被称为“宇宙冰盒子”。事实上,布莫让星云的温度仅比绝对零度(零下273.15摄氏度)高一点点。绝对零度是自然界中温度的临界状态,一旦达到绝对零度,原子也会停止运动。热力学第三定律指出,绝对零度是不可能达到的,而且,越接近绝对零度,降温的难度也越大。那么,布莫让为何如此寒冷?我们知道,当一个密封罐子中的液体被迫喷出时,罐子中的温度就会急剧降低。布莫让星云是一气体和尘埃组成的云团,是从一颗正在死亡的恒星中以大于150千米/秒的速度喷溅出来的,这正是导致布莫让星云急剧变冷的原因。专家推测,该星云变冷的原因和家用冰箱工作原理相似,即由于气体快速膨胀的结果。布莫让星云急速膨胀需要能量,而周围没有任何热源,只能消耗内能,所以内部温度不断下降,最终达到接近绝对零度的状态。

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篇19:神秘重复的FRB信号,被发现来自宇宙中一个特殊的地方

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宇宙中有一个高能量但持续时间很短的“快速射电爆发”。追踪事件的来源并不容易。好消息是,天文学家们越来越接近解开这个谜团。最近,科学家们第二次收到了来自宇宙另一边的神秘无线电信号。虽然到目前为止,我们已经发现了几十起FRB事件,但只有最近的FRB 112102事件再次发生。

新闻地图(来自CHIME官方网站)

从2018年年中开始,加拿大的一台新射电望远镜在运行期间接收到一批新的快速射电爆发(FRB)信号,其中包括一个与FRB 112102明显不同的信号源。

麦吉尔大学的博士后研究员、加拿大氢强度绘图实验(CHIME)射电望远镜小组的成员施莱什·坦杜尔卡说:

它们位于完全不同的天空区域,相隔至少10亿(秒/秒)。然而,目前我们还不知道第二个点的确切距离。

据报道,该小组将于周三在西雅图举行的半年一度的美国天文学会会议上宣布他们的最新发现,并在《自然》杂志上发表一篇论文。

英国哥伦比亚大学的天体物理学家兼协调人英格丽德·斯梯斯在一份声明中说:

到目前为止,我们只看到一个重复的FRB,这意味着我们将在未来看到更多。随着研究的深入,我们有望理解和解决宇宙中的这个难题。

借助于CHIME发现的13个新FRB事件(包括新复制的FRB 180814。J0422+73),研究人员发现了一点不同——它的频率低于以前的400 ~ 800兆赫。

重复来自太空的无线电信号(通过)

Tendulkar说,通过检测不同频率的FRB特征,我们可以更好地理解哪些理论是可行的或不可行的。

FRB 112102的潜在来源可以是具有极强磁化和快速旋转的中子星。

模型理论非常有前途。虽然现在下结论还为时过早,但至少可以排除FRB源的灾难性“自我毁灭”(如中子星碰撞或黑洞爆炸)。

然而,在2017年,哈佛大学教授亚伯拉罕·勒布提出,也许这一切都是在超级先进的外星文明的干预下发生的。

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篇20:宇宙大碰撞地球会毁灭吗

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宇宙碰撞地球毁灭

邪教头目李某某曾经宣扬“本来地球去年就应该爆炸”,“这一次爆炸的时间由我定”,“这一场灾难宇宙中的一切生命都可以毁灭”。地球真的像李某某所说的就要毁灭吗?地球爆炸的时间真的可以由李某某定吗?

科学家认为宇宙大碰撞,包括天体对地球的碰撞是一种普遍的自然现象,但也不是轻易发生的,即使发生也不是轻易使地球爆炸的。地球存在 46 亿年以来,其整体完好无缺,地球生命及人类依然生机盎然地生存着就是明显的例证。

宇宙中可能与地球碰撞的天体主要是小行星和彗星,科学家测算出轨道并有编号的小行星近 3000 颗,这些小行星体积质量都很小,最大的叫谷神星,其直径不到月球的 1/4。浩浩荡荡的小行星军团多数都集中在火星和木星轨道之间的小行星带上,越出这个范围的极少。但也有不老实的“卒子”,最远可以达到木星轨道以外,近时可达金星轨道以内,成为“近地小行星”,它们是太阳系家族中最不安定的分子,有可能成为地球的主要杀手。

据科学家测算,直径 1 千米以上的小行星撞击地球的机会约每 16-30 万年一次 ,直径 10 千米以上的小天体撞击地球的机会是 5500 万年一次。今后 2600 万年间,只有约五、六个小行星处于和地球较为接近的状态,最近也相距 15 万公里,约为月地距离的一半。所以用“杞人忧天”形容对宇宙大碰撞会毁灭地球的担心不无道理。另一种可能碰撞地球的是彗星。据推算,平均有 800 万年才有一颗彗星与地球相撞,从地球生成 46 亿年来至少已有 560 多颗彗星撞到地球上,而地球依然如故,只不过在地球表面增加了几个深坑,毁坏了一些树木,死掉一些动物而已。

然而,从长久的角度看,天体撞击地球也并非危言耸听。这一现象唤起天文学家和众多科学家的重视。就算百万分之一的几率也总算存在一定的可能性。那么在现代科学技术条件下人类可以采取哪些防范措施对付宇宙天体的撞击呢?

一、 建立小天体档案,把直径大于 1 千米的近地小行星登记在案,加强观测与监视。

二、 筛选有危险的近地天体,探讨有效的预防和拦截措施。

三、 建设全球“空间警戒网”,监控近地小行星,给出对近地小行星采取措施的预警时间。

四、 研究和实施用激光束、质量转移器、核武器等手段拦截、击毁、改变小天体运行轨道等技术。

五、 实施“以毒攻毒”方案。把体积较小的小行星准确引入地球轨道,用其攻打一颗较大的威胁地球的小行星,将其击碎或改变方向。这一计划堪称为有争议的“星球大战”计划。中国天文学家通过传媒公布了科学预测:未来

100  年内地球可相安无事。北京天文台研究员李启斌等认为,到 21 世纪小行星将有三次接近地球:第一次是 2004 年 9 月 29 日,4179 号小行星在距地球 150 公里处一掠而去。第二次 2069 年 2340 号小行星距地球 100 万千米,第三次 2086 年该行星在 105-110 千米处再次拜会地球。

以上事实说明李某某的地球毁灭论可以休矣!

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