1.宇宙科學小知識
銀河系中的恒星
整個銀河系約有2000億顆恒星。天文學家根據這些恒星的年齡大小不同,將它們分成兩大星族:星族I與星族II。星族I是一些年輕的恒星,多分布在銀盤的旋臂附近,星族II是一些年老的恒星,多聚集在銀核及銀暈中。
在銀河系里,既有許多如巨星、矮星、變星等單個出現的恒星,也有許多成雙成對出現的恒星雙星。除雙星外,銀河系中還可看到由兩顆以上的恒星組成的聚星。如雙子座的北河二是六合星,半人馬座的南門二是三合星。由 10個以上的恒星組成的星團也是銀河系里的重要成員。
2.收集五條簡單的太空小知識
太空是高寒的環境,平均溫度為零下270.3℃. 在太空中,各種天體也向外輻射電磁波,許多天體還向外輻射高能粒子,形成宇宙射線.如太陽有太陽電磁輻射,太陽宇宙線輻射和太陽風,太陽宇宙線輻射是太陽在發生耀斑爆發時向外發射的高能粒子,而太陽風則是由日冕吹出的高能等離子體流. 許多天體都有磁場,磁場俘獲上述高能帶電粒子,形成輻射很強的輻射帶,如在地球的上空,就有內外兩個輻射帶.由此可見,太空還是一個強輻射環境. 太空還是一個高真空,微重力環境.重力僅為百分之一到十萬分之一g (g-重力加速度) ,而人在地面上感受到的重力是1g.所以不穿太空服人類無法在太空生存。
3.收集五條簡單的太空小知識
太空是高寒的環境,平均溫度為零下270.3℃。
在太空中,各種天體也向外輻射電磁波,許多天體還向外輻射高能粒子,形成宇宙射線。如太陽有太陽電磁輻射,太陽宇宙線輻射和太陽風,太陽宇宙線輻射是太陽在發生耀斑爆發時向外發射的高能粒子,而太陽風則是由日冕吹出的高能等離子體流。
許多天體都有磁場,磁場俘獲上述高能帶電粒子,形成輻射很強的輻射帶,如在地球的上空,就有內外兩個輻射帶。由此可見,太空還是一個強輻射環境。
太空還是一個高真空,微重力環境。重力僅為百分之一到十萬分之一g (g-重力加速度) ,而人在地面上感受到的重力是1g。
所以不穿太空服人類無法在太空生存。
4.關于宇宙的小知識
宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質的總稱。
宇宙是物質世界,它處于不斷的運動和發展中。 《淮南子.原道訓》注:“四方上下曰宇,古往今來曰宙,以喻天地。”
即宇宙是天地萬物的總稱。 千百年來,科學家們一直在探尋宇宙是什么時候、如何形成的。
直到今天,科學家們才確信,宇宙是由大約150億年前發生的一次大爆炸形成的。 在爆炸發生之前,宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起,并濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大,之后發生了大爆炸。
大爆炸使物質四散出擊,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應下降,后來相繼出現在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命,都是在這種不斷膨脹冷卻的過程中逐漸形成的。 然而,大爆炸而產生宇宙的理論尚不能確切地解釋,“在所存物質和能量聚集在一點上”之前到底存在著什么東西? “大爆炸理論”是伽莫夫于1946年創建的。
它是現代宇宙系中最有影響的一種學說,又稱大爆炸宇宙學。與其他宇宙模型相比,它能說明較多的觀測事實。
它的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期里,宇宙體系并不是靜止的,而是在不斷地膨脹,使物質密度從密到稀地演化。
這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規模巨大的爆發。 根據大爆炸宇宙學的觀點,大爆炸的整個過程是:在宇宙的早期,溫度極高,在100億度以上。
物質密度也相當大,整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。
但是因為整個體系在不斷膨脹,結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時,中子開始失去自由存在的條件,它要么發生衰變,要么與質子結合成重氫、氦等元素;化學元素就是從這一時期開始形成的。
溫度進一步下降到100萬度后,早期形成化學元素的過程結束。 宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。
當溫度降到幾千度時,輻射減退,宇宙間主要是氣態物質,氣體逐漸凝聚成氣云,再進一步形成各種各樣的恒星體系,成為我們今天看到的宇宙。
5.宇宙知識(短)
為什么宇宙會是我們觀測到的這副樣子?為什么它具有目前已測知的那些基本常數值?80年代初,在宇宙創生大爆炸框架下發展了目前最流行的暴脹宇宙模型:宇宙在大爆炸后不到1秒的時間里膨脹了大約10-30倍,大約和橘子一般大小,然后開始以較穩定的膨脹速率,直到現在,大約150億年,成為目前的樣子.在這個過程中,物質“疙瘩”逐步形成了星系、恒星以及生命.這個模型暴脹期的長短是個關鍵.若稍短,物質為充分散開,原生宇宙就有重新坍縮為起點;若稍長,原生宇宙的物質則過于分散,形不成星系和恒星,自然也就不會出現生命和人類.因此出現了暴脹為何如此精確的問題,按照現行的物理學基本定律,大爆炸產生的宇宙其“自然尺寸”應該只有亞原子大小,即普克郎長度10 ^-35量級,而這樣的宇宙是短命的.前蘇聯科學家林德提出“自我增殖的宇宙”概念——“最有可能的是,我們正在研究的宇宙是由早期的若干宇宙所形成的.”1987年霍金進一步提出了“嬰兒宇宙”模型,兩個大宇宙通過一個細“管子”連接起來,這個細管子稱為“蟲洞”,大宇宙為母宇宙,可能存在著從母宇宙分岔出去的另一端是自由的蟲洞,這樣的管子成為子宇宙、嬰兒宇宙.就是說除了我們生存的宇宙之外還可能存在著眾多的由蟲洞連接起來的其他宇宙.1992年,薩莫林在前人基礎上提出了宇宙自然選擇學說.母宇宙是空間閉合的,猶如一個黑洞,該黑洞在生存了一段時間后坍縮為一個奇點,奇點又會反彈爆炸膨脹為新的下一代宇宙.這個學說的要點是,子宇宙中的物理常數較之母宇宙的物理常數會有小的、或強或弱的隨機變異,新生的嬰兒宇宙在再次坍縮成奇點前能膨脹到幾倍普克郎長度大小,隨機變異的物理常數有可能允許小小的暴脹,子宇宙可變的較大,當它足夠大時,可分隔為兩個或更多的不同區域,每個區域又坍縮為一個新的奇點,新奇點又觸發下一代的子宇宙,如此時代相傳,有的小宇宙重又坍縮,有的具有某些基本常數值的宇宙能更有效的產生許多黑洞,從而較具有其他某些基本常數值的宇宙留下更多的后代,借用生物進化論的術語,它們是被“自然選擇”下來的,經“選擇”作用,產生越來越多的黑洞,也就形成了更多的宇宙.如果宇宙確是由以前的宇宙世代經過這種“自然選擇”而產生的話,那么應該預期我們生存在其中的宇宙會具有所觀測到的樣子并正好具有目前測知的基本常數值.這個學說的另一要點是關于恒星的存在.在許多情況下,恒星是黑洞的前身.在氣體和塵埃云中,恒星仍在形成.在碳塵埃微粒表面進行著的化學反應使氣體冷卻并促使氣云坍縮.但碳塵埃粒子是從那里來的呢?斯莫林指出碳元素是由核聚變反應產生的這一情況只有在質子的質量稍大于中子的質量時才會發生,如果兩者質量之差比氦核的結合能大的多,則質子和中子不可能粘在一起形成氦核,沒有氦,聚變反應鏈在第一階段便終止了,根本形不成更重的元素,從而使恒星將少得多,自然也不會有多少黑洞,因此在任何一個宇宙中,若其中質子與中子的質量相差較大,將只能產生很少的宇宙,也就沒有什么“選擇”的余地了。
6.急需有關宇宙的知識
一切存在中,宇宙最大。
科學家認為它起源為150億年至120億年前之間的一次難以置信的大爆炸。這是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙邊緣的光到達地球要花120億年到150億年的時間。
大爆炸散發的物質在太空中漂游,由許多恒星組成的巨大的星系就是由這些物質構成的,我們的太陽就是這無數恒星中的一顆。運動和發展 宇宙天體處于永恒的運動和發展之中,天體的運動形式多種多樣,例如自轉、各自的空間運動(本動)、繞系統中心的公轉以及參與整個天體系統的運動等。
月球一方面自轉一方面圍繞地球運轉,同時又跟隨地球一起圍繞太陽運轉。太陽一方面自轉,一方面又向著武仙座方向以20千米/秒的速度運動,同時又帶著整個太陽系以250千米/秒的速度繞銀河系中心運轉,運轉一周約需2.2億年。
銀河系也在自轉,同時也有相對于鄰近的星系的運動。本超星系團也可能在膨脹和自轉。
總星系也在膨脹。 現代天文學已經揭示了天體的起源和演化的歷程。
當代關于太陽系起源學說認為,太陽系很可能是50億年前銀河系中的一團塵埃氣體云(原始太陽星云)由于引力收縮而逐漸形成的(見太陽系起源)。恒星是由星云產生的,它的一生經歷了引力收縮階段、主序階段、紅巨星階段、晚期階段和臨終階段。
星系的起源和宇宙起源密切相關,流行的看法是:在宇宙發生熱大爆炸后40萬年,溫度降到4000K,宇宙從輻射為主時期轉化為物質為主時期,這時或由于密度漲落形成的引力不穩定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化為星系團和星系。熱大爆炸宇宙模型描繪了我們的宇宙的起源和演化史:我們的宇宙起源于200億年前的一次大爆炸,當時溫度極高、密度極大。
隨著宇宙的膨脹,它經歷了從熱到冷、從密到稀、從輻射為主時期到物質為主時期的演變過程,直至10~20億年前,才進入大規模形成星系的階段,此后逐漸形成了我們當今看到的宇宙。1980年提出的暴漲宇宙模型則是熱大爆炸宇宙模型的補充。
它認為在宇宙極早期,在我們的宇宙誕生后約10-36秒的時候,它曾經歷了一個暴漲階段。 太陽系天體中,水星、金星表面溫度約達700K,遙遠的冥王星向日面的溫度最高時也只有50K;金星表面籠罩著濃密的二氧化碳大氣和硫酸云霧,氣壓約50個大氣壓,水星、火星表面大氣卻極其稀薄,水星的大氣壓甚至小于2*10-9毫巴;類地行星(水星、金星、火星)都有一個固體表面,類木行星卻是一個流體行星;土星的平均密度為0.70克/厘米3,比水的密度還小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度則達到水的密度的5倍以上;多數行星都是順向自轉,而金星是逆向自轉;地球表面生機盎然,其他行星則是空寂荒涼的世界。
太陽在恒星世界中是顆普遍而又典型的恒星。已經發現,有些紅巨星的直徑為太陽直徑的幾千倍。
中子星直徑只有太陽的幾萬分之一;超巨星的光度高達太陽光度的數百萬倍,白矮星光度卻不到太陽的幾十萬分之一。紅超巨星的物質密度小到只有水的密度的百萬分之一,而白矮星、中子星的密度分別可高達水的密度的十萬倍和百萬億倍。
太陽的表面溫度約為6000K,O型星表面溫度達30000K,而紅外星的表面溫度只有約600K。太陽的普遍磁場強度平均為1*10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁場通常為幾千、幾萬高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脈沖星的磁場強度可高達十萬億高斯。
有些恒星光度基本不變,有些恒星光度在不斷變化,稱變星。有的變星光度變化是有周期的,周期從1小時到幾百天不等。
有些變星的光度變化是突發性的,其中變化最劇烈的是新星和超新星,在幾天內,其光度可增加幾萬倍甚至上億倍。 恒星在空間常常聚集成雙星或三五成群的聚星,它們可能占恒星總數的1/3。
也有由幾十、幾百乃至幾十萬個恒星聚在一起的星團。宇宙物質除了以密集形式形成恒星、行星等之外,還以彌漫的形式形成星際物質。
星際物質包括星際氣體和塵埃,平均每立方厘米只有一個原子,其中高度密集的地方形成形狀各異的各種星云。宇宙中除發出可見光的恒星、星云等天體外,還存在紫外天體、紅外天體、X射線源、γ射線源以及射電源。
星系按形態可分為橢圓星系、旋渦星系、棒旋星系、透鏡星系和不規則星系等類型。60年代又發現許多正在經歷著爆炸過程或正在拋射巨量物質的河外天體,統稱為活動星系,其中包括各種射電星系、塞佛特星系、N型星系、馬卡良星系、蝎虎座BL型天體,以及類星體等等。
許多星系核有規模巨大的活動:速度達幾千千米/秒的氣流,總能量達1055焦耳的能量輸出,規模巨大的物質和粒子拋射,強烈的光變等等。在宇宙中有種種極端物理狀態:超高溫、超高壓、超高密、超真空、超強磁場、超高速運動、超高速自轉、超大尺度時間和空間、超流、超導等。
為我們認識客觀物質世界提供了理想的實驗環境。
7.有關宇宙的小知識
星座的劃分 白羊座:3月21日~4月20日 金牛座:4月21日~5月21日 雙子座:5月22日~6月21日 巨蟹座:6月22日~7月22日 獅子座:7月23日~8月23日 處女座:8月24日~9月23日 天秤座:9月24日~10月23日 天蝎座:10月24日~11月22日 射手座:11月23日~12月21日 魔羯座:12月22日~1月20日 水瓶座:1月21日~2月19日 雙魚座:2月20日~3月20日 十二星座 我們常常說的十二星座又叫黃道十二宮,是88個星座里面比較特殊的一個群體。
由于地球繞太陽公轉,從地球看去,太陽就像是在星座之間移動,人們把太陽的運行路線叫做黃道,而月球和行星的軌跡基本不離黃道上下9度的狹窄區域,人們就將這個區域叫做黃道帶。古時黃道帶上有十二個星座,而太陽基本上是每個月經過一個黃道星座,所以稱為黃道十二宮。
經天,由于歲差的緣故,太陽經過黃道星座的日期已經和古代大不相同。水星簡介水星是最靠近太陽的行星,它與太陽的角距從不超過28°,中國古代稱水星為辰星。
古時候西方人以為水星是兩顆行星,他們在暮色中見到它時,稱它為墨丘利(Mercury),在晨曦中見到它時,稱它為阿波羅。后來人們知道了墨丘利和阿波羅就是同一顆星,就稱水星為墨丘利。
墨丘利是羅馬神話中專為眾神傳遞信息的使者,他頭戴插有雙翅的帽子,腳蹬飛行鞋,手握魔杖,行走如飛。他神通廣大,令人難以捉摸。
水星確實像墨丘利那樣,行動迅速,神出鬼沒,在一個半月的時間里它會沿著一段奇特的曲線,從太陽的最東邊跑到最西邊,平均速度為每秒47.89千米,是太陽系中運動最快的行星。金星簡介金星,中國古代稱之為太白或太白金星。
它有時是晨星,黎明前出現在東方天空,被稱為“啟明”;有時是昏星,黃昏后出現在西方天空,被稱為“長庚”。金星是全天中除太陽和月亮外最亮的星,猶如一顆耀眼的鉆石,于是古希臘人稱它為阿佛洛狄忒(Aphrodite)---愛與美的女神,而羅馬人則稱它為維納斯(Venus)---美神。
天文上金星符號,即美神梳裝打扮時用的寶鏡。偉大地球簡介地球是太陽系九大行星之一,按離太陽由近及遠的次序為第三顆。
它有一個天然衛星---月球,二者組成一個天體系統---地月系統。 火星按離太陽由近及遠的順序為第四顆行星。
肉眼看去是一顆引人注目的火紅色的亮星。它緩慢的穿行于眾恒星之中,從地球上看火星時而順行,時而逆行。
火星最暗視星等約為+1.5等,最亮時比最亮的恒星天狼星還亮,達-2.9等,這是由于地球和火星分別在各自的軌道上運行,它們之間的距離總在不斷變化。火星熒熒如火,亮度常變,位置不定,令人迷惑,所以,中國古代稱火星為“熒惑”。
而在西方古羅馬的神話中,把它想象為身披盔甲渾身是血的戰神“馬爾斯”(Mars),即希臘神話中的戰神阿瑞斯(Ares)。阿瑞斯身世高貴,其父是神王宙斯,其母是天后赫拉。
天文學中火星的符號是馬爾斯的長槍和盾牌的組合。木星簡介 木星是太陽系中最惹人注目的一顆行星,它是行星九兄弟中的老大---個兒最大。
它的亮度僅次于金星。中國古代把它叫做“歲星”,用它來紀年,因為已經知道它的公轉周期近于12年。
西方則稱木星為“朱庇特(Jupiter)”,即羅馬神話中的主神。相當于希臘神話中的王者---天神宙斯。
土星簡介 土星是離太陽第六遠的一顆美麗的行星,凡是用望遠鏡看過土星的人,無不驚嘆不已。土星公轉軌道半徑為14億千米,沖日時最大亮度為0.4星等。
土星那橘色的表面,漂浮著明暗相間的彩云,配以赤道面上那發出柔和光輝的光環,遠遠望去真像個戴著頂大沿遮陽帽的女郎。要比兩極半徑大6000多千米。
土星公轉周期為29.5年,約合二十八宿之數,每年鎮一宿,故古時我國又稱其為“鎮星”。土星長期被當作太陽系的邊界,直到1781年發現天王星以后,太陽系才得以擴大。
土星運動遲緩,人們便將它看作時間和命運之神的象征。羅馬神話中稱其為薩圖努斯神,即希臘神話中的克洛諾斯,他是神王宙斯之父,是在推翻父親之后登上天神寶座的。
無論東方還是西方,都把土星與農業聯系在一起。在天文學中的符號,像是一把主宰農業的大鐮刀。
天王星簡介 在睛朗的夜晚要想觀看天王星,并不是很難。它的星等是5.7等。
它的公轉周期相當長,每84年繞太陽一周,平均每天只移動46",不容易與恒星區分,歷史上曾多次被誤認為是恒星而被載入星圖。 海王星簡介 距太陽的平均距離由近及遠排列,海王星排行第八。
它的亮度為7.85等,只有在望遠鏡里才能看到。由于它是一顆淡藍色的行星,根據傳統的行星命名法,它被命名為涅普頓(Neptune)。
涅普頓是羅馬神話中統治大海的海神,掌管著1/3的宇宙,頗有神通,海王星的天文符號象征涅普頓手中寒光閃閃的神叉。 小行星是指大多分布在火星和木星軌道之間、沿橢圓軌道繞太陽運行的小天體。
1801年,意大利天文學家皮亞齊在前人預測的位置上發現一顆星天體,后被命名為谷神星。然而,經過進一步觀測計算后,發現谷神星太小,無論在哪方面都不能與現有的大行星相提并論,于是谷神星便被定性為“小行星”。
接著人們又陸續發現了智神星、婚神星、灶神星等小行星。