科普小知识梦幻宇宙

2022-06-07 综合 86阅读 投稿:别放手

1.【关于宇宙的科普知识

夏日夜空,繁星闪烁,不禁使人陷入对宇宙的遐想之中.20世纪10~20年代,天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比,即谱线红移.1929年哈勃总结出谱线红移的规律是:对遥远星系,红移量与星系离我们的距离成正比,比例系数H叫哈勃常数,这红移叫宇宙学红移.此后,在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律.它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的.这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调(即频率)比静止不动时的声调更低一样,由此得出星系都在做远离我们的运动,离我们越远运动速度越快的结论.这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样.这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型.近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型.从宇宙膨胀的观点出发,利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点,由于某种原因在它内部产生了"大爆炸".诞生了现在的宇宙,从而得出了时间是有开端,空间是有限的结论.宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间,即宇宙的年龄是多少,这取决于哈勃常数H的大小.最初哈勃常数仅500(公里/秒/百万秒差距),这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多.以后改为50~100之间.若取100,宇宙的年龄只有100亿年,而银河系的球状星团的年龄是150亿年,矛盾很大.若取50,宇宙年龄为200亿年,矛盾不那么明显,因此被大爆炸宇宙论者所赞同,但在观测上,这个数值有些勉强.究竟是多少,一直没有定论.近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80.这样算出的年龄为120亿年,矛盾还很明显.宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来,这要取决于宇宙的平均密度.而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定,因为观测的距离越远,平均密度越小,下限有没有还不能确定.1965年发现了宇宙空间的2.7K微波背景辐射,被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹,是大爆炸宇宙的一大证据,但这种解释并不是唯一的,因为宇宙空间中充满介质,2.7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质,可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2.7K的热辐射.仔细分析起来,问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上.过去,人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动,从而成功地确定了星系内存在自转现象.但现在天文观测中却发现一些红移现象,若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难,这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移.。

2.宇宙科学小知识

银河系中的恒星

整个银河系约有2000亿颗恒星。天文学家根据这些恒星的年龄大小不同,将它们分成两大星族:星族I与星族II。星族I是一些年轻的恒星,多分布在银盘的旋臂附近,星族II是一些年老的恒星,多聚集在银核及银晕中。

在银河系里,既有许多如巨星、矮星、变星等单个出现的恒星,也有许多成双成对出现的恒星双星。除双星外,银河系中还可看到由两颗以上的恒星组成的聚星。如双子座的北河二是六合星,半人马座的南门二是三合星。由 10个以上的恒星组成的星团也是银河系里的重要成员。

3.宇宙科普知识 宇宙科普知识

围绕一个问题弄得哦,够不? 宇宙知识——宇宙在膨胀吗? 夏日夜空,繁星闪烁,不禁使人陷入对宇宙的遐想之中。

20世纪10~20年代,天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比,即谱线红移。1929年哈勃总结出谱线红移的规律是:对遥远星系,红移量与星系离我们的距离成正比,比例系数H叫哈勃常数,这红移叫宇宙学红移。

此后,在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律。它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的。

这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调(即频率)比静止不动时的声调更低一样,由此得出星系都在做远离我们的运动,离我们越远运动速度越快的结论。这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样。

这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型。近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型。

从宇宙膨胀的观点出发,利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点,由于某种原因在它内部产生了"大爆炸"。诞生了现在的宇宙,从而得出了时间是有开端,空间是有限的结论。

宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间,即宇宙的年龄是多少,这取决于哈勃常数H的大小。最初哈勃常数仅500(公里/秒/百万秒差距),这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多。

以后改为50~100之间。若取100,宇宙的年龄只有100亿年,而银河系的球状星团的年龄是150亿年,矛盾很大。

若取50,宇宙年龄为200亿年,矛盾不那么明显,因此被大爆炸宇宙论者所赞同,但在观测上,这个数值有些勉强。究竟是多少,一直没有定论。

近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80。这样算出的年龄为120亿年,矛盾还很明显。

宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来,这要取决于宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定,因为观测的距离越远,平均密度越小,下限有没有还不能确定。

1965年发现了宇宙空间的2.7K微波背景辐射,被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹,是大爆炸宇宙的一大证据,但这种解释并不是唯一的,因为宇宙空间中充满介质,2.7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质,可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2.7K的热辐射。 仔细分析起来,问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上。

过去,人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动,从而成功地确定了星系内存在自转现象。但现在天文观测中却发现一些红移现象,若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难,这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移,这里列举几种观测结果。

①多普勒效应对同一个天体,其红移量与光谱线的频率无关,因此观测每个星系中不同谱线的红移量,比较它们是否一致,就是鉴别红移是否由多普勒效应产生的一种依据。如果一致,就表示有可能是由多普勒效应产生的;如果不一致,就肯定它至少不完全是由多普勒效应产生的。

1949年威尔逊对星系NGC4151的观测结果表明,虽然不同频率的红移量差别不大,但也超出了观测的误差范围,频率越高,红移量越小。这样至少可以认为宇宙红移不完全是由多普勒效应产生的。

②从太阳中心到边缘各点发出的同一种谱线,在扣除了各种已知的运动效应后,越靠近边缘的地方红移量越大,在太阳半径90%左右的地方,红移量急剧增加。这意味着太阳上还有某种未知的因素在产生红移。

③先驱6号宇宙飞船发射的遥测信号中心频率为2292兆赫,当飞船绕到太阳背面经过太阳边缘时观测到异常红移现象。 ④类星体红移量一般都很大,如果把这都归结为多普勒效应,算出的距离一般在100百万秒差距以上。

由此推算出它发出的总光能力为银河系的100倍;射电能为银河系的10万倍。 而由光变周期算出它的直径只有一光年左右,这意味着类星体的辐射密度非常高,但目前一直找不到产生这样高辐射密度的物理机制。

有些天文学家认为,类星体的红移中至少有一部分不是由多普勒效应产生的,因而类星体离我们的距离较现在推算的要近得多。 ⑤星系、类星体相互之间都有成协的现象,即这些天体两两或更多相距较近并有物理联系。

观测表明,有些成协天体间红移值相差较大,有些类星体光谱中的吸收线与发射线互不相同,而且不同的吸收线有各不相同的红移值,称为多重红移。 既然这些红移不能用多普勒效应解释,那么它产生的原因究竟是什么呢。

光在发射时固然有许多因素影响它的频率,但宇宙中这么多天体都如此有规律地只随着远离我们的距离而变化,就难以理解了。光在它漫长的传播路径上经历了几亿至上百亿年的岁月,这期间必然比它在发射的一瞬间有更多的因素影响着它的频率。

现在人们了解到,在星系际空间中存在着星系际介质,它的密度在10E-29克/立方厘米以下。成分与银河系的大致相同。

除了有能对星光产生可见效应的星系际气体、尘埃和固态物质、低光度星体外,还有大量的基本粒子。 据估计,星系间基本粒子的质量占了整个宇宙总质量的绝大部分,它们是看不见的。

光与介质的相互作用是复杂的,介质不仅能吸收光,还能。

4.关于宇宙的科学知识

解释

在多元化的汉语中,“宇”代表上下四方,即所有的空间,“宙”代表古往今来,即所有的时间,“宇”:无限空间,“宙”:无限时间。所以“宇宙”这个词有“所有的时间和空间”的意思。 把“宇宙”的概念与时间和空间联系在一起,体现了我国古代人民的独特智慧。 “宇宙”一词,最早出自《庄子》这本书,“宇”代指的是一切的空间,包括东,南,西,北等一切地点,是无边无际的;“宙”代指的是一切的时间,包括过去,现在等,是无始无终的。 宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一。宇宙是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中。宇宙是多样又统一的,它包括一切,是所有时间和空间的统一体,没有时间和空间就没有一切。所以它包含了全部。

发展轨迹

宇宙的形状现在

宇宙大爆炸(5张)还是未知的,人类在大胆想象。有的人说宇宙其实是一个类似人的这样一种生物的一个小细胞,而也有人说宇宙是一种拥有比人类更高智的电脑慧生物所制造出来的一个程序或是一个小小的原件,或者宇宙是无形的。根据大爆炸理论,宇宙的发展史可表示为一个右端开放的封闭曲面体,如右图。左端中心为爆炸奇点,向右延伸137亿年,到达我们现在这个开口部。从左往右依次为:奇点、40万年的初期膨胀、近4亿年的黑暗期、出现恒星、星系和行星发展期、含有暗物质与暗能量的加速膨胀期。 为什么宇宙的星球都是圆的? 宇宙那么大,为什么星球都是圆的,或者椭圆.在宇宙中由于摩擦力几乎不存在,因此,物体之间只要有一丝力就会互相影响、互相吸引。我们可以先假设一下,一些不规则的物体,它们分别互相吸引,并且逐渐靠近,由于质量越大、重力(引力)也就会越大,因此,当它们积聚到一定程度时,质量变的越大,导致了重力越大。这些物质

绚烂的宇宙(40张)就会不断的向内‘挤’(也叫坍缩)。由于中心点对外面的影响是呈现均匀分布的。所以,当物质分布不均匀时也会互相‘调节’,相互渗透。使得这些物质分布的较为均匀,然后在加上中心对外引力是等效的,就造成了这些物质都呈相同的速率向内坍缩。就使得最后形成的物质为类球体。 我们的宇宙不是单一的,在宇宙外还有很多很多的宇宙,因为宇宙的外面也是无限大的,在无限大的地方不可能什么也不存在,所以还有更多的宇宙存在,在众多的宇宙中,他们也存在像人类一样微妙的变化,相互吸引,相互排斥,我们的宇宙可能是子宇宙,也可能 是母宇宙,我们的宇宙存在少量的物质,那就是暗物质,它来自另一个宇宙的融合物质,我们的宇宙与另一个宇宙终将灭亡,最后只剩下一个极小的宇宙,刚出生的宇宙。 宇宙与宇宙之间存在黑洞之类的物质,它们之间相互吸引,相互排斥。

编辑本段年龄

年龄定义

宇宙年龄定义:宇宙年龄(age of universe)宇宙从某个特定时刻到现在地时间间隔。对于某些宇宙模 自然颜色下的土星

型,如牛顿宇宙模型、等级模型、稳恒态模型等,宇宙年龄没有意义。在通常的演化的宇宙模型里,宇宙年龄指宇宙标度因子为零起到现在时刻的时间间隔。通常,哈勃年龄为宇宙年龄的上限,可以作为宇宙年龄的某种度量。

年龄推算

宇宙年龄约为137.5亿年

5.关于宇宙,太空的科普

重力就是万有引力。万有引力的适用范围远远地超过了地球本身,它适用于宇宙中的任何天体,包括太阳、月球、星星和地球。

在远离地球的太空中,重力会大大减弱,在足够远的距离上,地球的引力可以忽略不计。但宇宙中不只一个天体,众多天体的引力会形成一个引力场。因此,太空不会是失重环境。当然,就局部地区来说,如在地月系统中,只考虑地球与月球的引力,在地球与月球之间的某些点上,地球与月球的引力相互抵消,重力为零。在日地之间也有引力平衡点。绕地球飞行的载人飞船,离地面一般只有几百千米,那里的太空当然不会是零重力环境,即使在36000千米高空绕地球飞行的航天器,其周围太空也不会是零重力,而只能是轻重力,即重力比地球表面上小(几乎可以忽略不计)。 (资料摘自网络)

6.科学知识 宇宙

宇宙是如何起源的?空间和时间的本质是什么?这是从2000多年前的古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。

经过了哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲,宇宙学已经不再是幽深玄奥的抽象哲学思辩,而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。 目前学术界影响较大的“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的,他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里,在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片,形成了今天的宇宙。

1948年,俄裔美籍物理学家伽莫夫等人,又详细勾画出宇宙由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后,经一系列元素演化到最后形成星球、星系的整个膨胀演化过程的图像。但是该理论存在许多使人迷惑之处。

宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙论”关于宇宙当初仅仅是一个点,而它周围却是一片空白,即将人类至今还不能确定范围也无法计算质量的宇宙压缩在一个极小空间内的假设只是一种臆测。

况且从能量与质量的正比关系考虑,一个小点无缘无故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量从何而来呢? 人类把地球绕太阳转一圈确定为衡量时间的标准——年。但宇宙中所有天体的运动速度都是不同的,在宇宙范围,时间没有衡量标准。

譬如地球上东西南北的方向概念在宇宙范围就没有任何意义。既然年的概念对宇宙而言并不存在,大爆炸宇宙论又如何用年的概念去推算宇宙的确切年龄呢? 1929年,美国天文学家哈勃提出了星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。

哈勃定律只是说明了距离地球越远的星系运动速度越快--星系红移量与星系距离呈正比关系。但他没能发现很重要的另一点--星系红移量与星系质量也呈正比关系。

宇宙中星系间距离非常非常遥远,光线传播因空间物质的吸收、阻挡会逐渐减弱,那些运动速度越快的星系就是质量越大的星系。质量大,能量辐射就强,因此我们观察到的红移量极大的星系,当然是质量极大的星系。

这就是被称作“类星体”的遥远星系因质量巨大而红移量巨大的原因。另外那些质量小、能量辐射弱的星系(除极少数距银河系很近的星系,如大、小麦哲伦星系外)则很难观察到,于是我们现在看到的星系大多呈红移。

而银河系内的恒星由于距地球近,大小恒星都能看到,所以恒星的红移紫移数量大致相等。 导致星系红移多紫移少的另一原因是:宇宙中的物质结构都是在一定范围内围绕一个中心按圆形轨迹运动的,不是像大爆炸宇宙论描述的从一个中心向四周作放射状的直线运动。

因此,从地球看到的紫移星系范围很窄,数量极少,只能是与银河系同一方向运动的,前方比银河系小的星系;后方比银河系大的星系。只有将来研制出更高分辨程度的天文观测仪器才能看到更多的紫移星系。

宇宙中的物质分布出现不平衡时,局部物质结构会不断发生膨胀和收缩变化,但宇宙整体结构相对平衡的状态不会改变。仅凭从地球角度观测到的部分(不是全部)可见星系与地球之间距离的远近变化,不能说明宇宙整体是在膨胀或收缩。

就像地球上的海洋受引力作用不断此涨彼消的潮汐现象并不说明海水总量是在增加或减少一样。 1994年,美国卡内基研究所的弗里德曼等人,用估计宇宙膨胀速率的办法计算宇宙年龄时,得出一个80~120亿年的年龄计算值。

然而根据对恒星光谱的分析,宇宙中最古老的恒星年龄为140~160亿年。恒星的年龄倒比宇宙的年龄大。

1964年,美国工程师彭齐亚斯和威尔逊探测到的微波背景辐射,是因为布满宇宙空间的各种物质相互之间能量传递产生的效果。宇宙中的物质辐射是时刻存在的,3K或5K的温度值也只是人类根据自己判断设计的一种衡量标准。

这种能量辐射现象只能说明宇宙中的物质由于引力作用,在大尺度空间整体分布的相对均匀性和星际空间里确实存在大量我们目前还观测不到的“暗物质”。 至于大爆炸宇宙论中的氦丰度问题,氦元素原本就是宇宙中存在的仅次于氢元素的数量极丰富的原子结构,它在空间的百分比含量和其它元素的百分比含量同样都属于物质结构分布规律中很平常的物理现象。

在宇宙大尺度范围中,不仅氦元素的丰度相似,其余的氢、氧……元素的丰度也都是相似的。而且,各种元素是随不同的温度、环境而不断互相变换的,并不是始终保持一副面孔,所以微波背景辐射和氦丰度与宇宙的起源之间看不出有任何必然的联系。

大爆炸宇宙论面临的难题还有,如果宇宙无限膨胀下去,最后的结局如何呢?德国物理学家克劳修斯指出,能量从非均匀分布到均匀分布的那种变化过程,适用于宇宙间的一切能量形式和一切事件,在任何给定物体中有一个基于其总能量与温度之比的物理量,他把这个物理量取名为“熵”,孤立系统中的“熵”永远趋于增大。但在宇宙中总会有高“熵”和低“熵”的区域,不可能出现绝对均匀的状态。

所以,那种认为由于“熵”水平的不断升高而达到最大值时,宇宙就会进入一片死寂的永恒状态,最终“热寂”而亡的结局,是把我们现在可观测到的一部分宇宙范围当作整个宇宙的误识。 。

7.天文科普知识

宇宙海洋中的岛屿——星系

在茫茫的宇宙海洋中,千姿百态的“岛屿”,星罗棋布,上面居住着无数颗恒星和各种天体,天文学上称为星系。我们居住的地球就在一个巨大的星系——银河系之中。在银河系之外的宇宙中,像银河这样的太空巨岛还有上亿个,它们统称为河外星系。

用大型天文望远镜观测夜空时,会发现众多的星系犹如宝石般闪着光芒。它们相貌各异:有的像旋涡,称为旋涡星系;有的像圆宝石,称为椭圆星系;有的像甩着两根小辫的短棒,称为棒旋涡星系;还有奇形怪状的,称为不规则星系。目前已被天文学家发现的星系总数有10亿个以上。

星系很多,用肉眼能看到的只有银河系的几个近邻,其中最著名的要数仙女座大星系了。它距离地球大约200万光年 。它的相貌几乎和银河系一模一样,体积大约比银河系大60% 。用肉眼看去,也只不过像星星那样大的一个光斑。

每个太空岛屿都是某个群岛中的一员。这些群岛,小一些的(包含几十个星系)叫星系群;大一些的(包含100个以上的星系)叫星系团。它们都归属于一个更大的太空集团——星系团集团,也叫超星系团。银河系所在的超星系团称为本超星系团,它的核心是室女座星系团。无数超星系团组成了观测到的宇宙——总星系。观测到的宇宙与未观测到的宇宙组成了辽阔无边的宇宙。

、天球 天球就是以观测者为球心,以无限大为半径所描绘出的假想球面,我们看到的天体(星星、月亮、太阳)是其在这个巨大的圆球的球面上的投影位置。 2、周日视运动 由于地球自转(自西向东),所以地面上的观测者看到的天体在一天中在天球上自东向西沿着与转轴垂直的平面内的小圆转过一周。 3、子午圈 过观测者的天顶和南北天极的大圆。 4、中天 天体经过观测者的子午圈时,叫做中天。由于地球的自转,天体一天要穿过子午圈两次,其中离观测者天顶较近一次(一般是晚上的那一次)叫上中天。另外那一次叫下中天 5、黄道 简单的说就是太阳在天球中的运行轨迹。由于运动的相对性,所以黄道也就是地球公转轨道与天球的交线。 6、目视星等

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