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时间:2023-03-23 09:50:20

精彩试读:亚里士多德(前384—前322)古希腊人,它是古代历史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。他是哲学家柏拉图的学生,也是亚历山大的老师。他一生勤奋治学,从事的学术研究涉及到物理学、生物学、逻辑学、形而上学、教育学、心理学等多个领域,写下了大量著作。其著作主要有《物理学》、《工具论》、《**学》、《诗学》等。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物。他与苏格拉底、柏拉图三人被广泛认为是西方哲学的奠基者。他的思想对人类产生了深渊影响,他对科学做出了巨大的贡献。

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孩子一定要知道的50个世界科学奇迹 第11章在线阅读

36.行星运动定律

奇迹概览

  行星运动定律一共包含三大定律,它是建立在日心说(以太阳为宇宙中心)的观点上提出的,它说明了所有行星的运行轨道都是椭圆的,并且太阳是这些椭圆的焦点,并且总结出这些行星的运行规律。这些观点的提出彻底摧毁了地心说(以地球为宇宙中心)观点,完善并简化了日心学说理论,使人类对行星运动有了一个更明晰的认识。

  

⊙奇迹探秘:

   1.谁是发现行星运行规律的第一人呢?

  约翰内斯·开普勒(1571—1630),德国天文学家、数学家,他是第一个发现行星运行规律的人。

  1571年,开普勒出生于德国威尔德斯达特镇的一个贫民家庭。1587年,开普勒在蒂宾根读书,因为受到蒂宾根大学天文学教授迈克尔·马斯特林的影响而信奉哥白尼日心说的学说。大学毕业后,开普勒被聘到格拉茨的新教神学院担任教师。1596年,开普勒在宇宙论方面的著作《宇宙的奥秘》出版。1600年,他离开神学院前往布拉格,与丹麦天文学家第谷·布拉赫一起从事天文观测。1601年,第谷逝世,死前把自己所有的天文观测资料赠给开普勒。

  1609年,开普勒发表了关于行星运动的两条定律。1618年,他发现了第三条定律。这三条定律就是后来被称为“开普勒定律”的行星三大定律,它说明了行星围绕太阳转的理论。

   2.在太阳系内,有哪些行星呢?

   行星通常是指自身不发光,环绕着恒星的天体,它的公转方向与所环绕恒星的自转方向相同。在太阳系内,太阳是中心,目前发现它周围一共有八颗行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

走近奇迹

  在科学发展史上,人们关于地球、太阳以及行星运动问题上,形成了很多说法,其中以地心说和日心说两种说法为主,并一直延续了很长时间。

  古希腊的伟大学者亚里士多德曾提出地球是宇宙中心的观点,他认为地球是不动的宇宙中心。后来,古希腊天文学家托勒玫继承了亚里士多德的地心说观点,并将它加以发展和完善。

  与亚里士多德同一时期的古希腊天文学家阿里斯塔克,被恩格斯成为“古代的哥白尼”,他认为太阳是宇宙中最大的一个天体,那么宇宙的中心只能是太阳。但他的学说只是一种猜测,并没有得到进一步的证实。后来,随着科学的不断发展,波兰天文学家哥白尼通过30年艰苦观测,收集了大量丰富、可靠的观测资料,他认定地球是普通行星中的一员,就这样他创建了以太阳为中心的宇宙结构体系理论。

  哥白尼的日心说的确立,为理解行星的运动开辟了一条新的途径,也对后来科学家们研究行星的运动规律提供了重要的理论知识基础。

  从1576年起,丹麦天文学家第谷·布拉赫通过对行星在星系方位的观察和计算。他精确测定出地球上所看到的星体的视位置,并由此绘出一幅星体确切位置的天体图来。他还亲自设计与制造了当时属于世界第一流的观测仪器.他增加了仪器的尺寸,并把仪器加固在墙上,增加仪器的稳定性,为此,他还规定了各种仪器的误差范围。最后,他用20年观测了很多天文现象,并将它记录下来。在去世后,他将自己一生积累的观测资料留给了开普勒。而这些宝贵的资料为后来开普勒研究行星运动规律提供了宝贵的数据。

  在初期整理第谷·布拉赫的观测资料时,开普勒发现,无论是托勒玫的地心说,还是他信奉的哥白尼的日心说,以及第谷·布拉赫提出的混合体系,都不能同第谷·布拉赫的行星观测资料十分吻合。他曾亲眼看过第谷·布拉赫的工作,深信第谷·布拉赫观测的可靠性与准确性,因此他发现问题一定是发生在体系方面。于是,他决心查明原因,揭开行星运动之谜。

  开普勒的研究始于以火星为参考点,通过对火星和太阳的观测,他用三角定点法,确定了地球运行轨道的形状。随后,他以火星研究为突破口,先后以火星的运行轨道是正圆形和偏心圆形为假设条件,大约进行了70多次的试探后,他算出了确切的数据。但是这个数据与第谷老师留下的数据偏差角度是8分,他深知老师工作的一丝不苟和对数据的精确性。凭借执着的精神,最后,开普勒另辟蹊径,放弃了对火星运行轨道的假设。

  随着深入的研究和大胆的数学假设,最终,开普勒发现了行星运行轨道及运行速度的规律,这就是有名的开普勒第一定律和第二定律。1609年,这两条定律发表在《新天文学》一书中。

  继开普勒第一定律和第二定律后,开普勒并没有被初步的胜利冲昏了头脑,他继而揭示出各行星的各行星运动之间的联系,即每颗行星纵然已有即每颗行星纵然已有各自的椭圆轨道和速率,无论同一个轨道,还是不同的轨道,行星距太阳越近,运转得就越快。最后他研究出了行星运行速度或运行周期同行星到太阳的距离之间的关系,这就是有名的开普勒第三定律。在1619年,开普勒第三定律向世人公布。

  在天文学与物理学上,开普勒的定律推翻了地心说的说法。他主张地球是不断移动的,并且轨道不是正圆形的,而是椭圆形的,行星公转的速度不等恒。这些观点,引发了天文学的变革,并导致了数十年后万有引力定律的诞生。

  

⊙奇迹探秘:

   3.行星运动定律一共包含三条定律,它们分别是什么呢??

  行星运动定律,又名开普勒定律,它是在哥白尼日心说理论上提出的,一共包含三条定律。

  开普勒第一定律,即轨道定律,所有行星都沿椭圆轨道运行,太阳位于这些椭圆的一个焦点上。

  开普勒第二定律,即面积定律,在相等的时间内,太阳和行星的连线所扫过的面积都是相等的。即:SAB=SCD=SEK。

  开普勒第三定律,即调和定律,任何两行星绕太阳运行的周期的平方,同它们离太阳的平均距离(或其轨道长半径)的立方成正比。即:α3/τ2=K,这里α是行星公转轨道半长轴,τ是行星公转周期,K是常数。

  

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【行星运行定律的意义】

  开普勒第一定律否定了传统的行星圆形轨道论,证明行星的运行轨道是椭圆形的,进一步完善了哥白尼的日心理论。开普勒第二定律否定了传统的匀速运动、准确地描述了行星围绕太阳运动的规律。开普勒第三定律找到了行星运行周期与太阳之间的距离的关系,并形象地用公式呈现出来。

  

知识百科

【第谷·布拉赫】

  第谷·布拉赫(1546—1601),丹麦天文学家和占星学家,他被誉为“星子之王”。第谷对天文学的贡献是不可磨灭的,他所做的观测精度之高,是他同时代的人望尘莫及的。第谷编制出的一部恒星表相当准确,至今仍然有很高的使用价值。可以说,第谷是近代天文学的奠基人之一。

  

37.万有引力定律

奇迹概览

  万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最为伟大的成果之一。地面上物体运动的规律和天体运动的规律,由于有了万有引力定律而被统一起来,它对以后天文学和物理学的发展有着极其深远的影响。由于有了万有引力定律,自然界中的这种基本相互作用的规律第一次被明确地解释出来。万有引力定律是人类认识自然的历史上的一座里程碑。

  

⊙奇迹探秘:

   1.引力在我们的生活中无处不在,可以说我们离不开引力,那么,引力是什么?为什么会有引力呢?

  引力就是所有物质之间存在的相互吸引的力。因为它存在于所有物质之间,因此我们又称之为“万有引力”。

  科学研究表明,任何两个物体之间都会有引力。如果没有引力,物质之间就不会相互吸引,那么像星星那么大的天体就不可能形成,我们的地球也一样不可能存在,更大的银河系当然也不例外。

  当代著名科学家斯蒂芬·威廉·霍金在他的《时间简史》一书中告诉我们,引力可以看作是这样的:放在平坦床面上的很重的铅球,可以使床面凹陷下去,而在铅球周围的一些比较轻的小球,则会由于床面的凹陷滚到铅球的旁边,这个现象就可以看作是引力。而在现实生活中,时空的弯曲就好比是床面的凹陷,它是由很重的重量产生的,就好像是床上的铅球,它越重,床凹陷得越厉害,周围的小球受到的力越大。因此,物体越重,产生的引力就越大。

  而我们平时所看到的东西,都不是很大也不很重,所以我们感觉不到它们的引力。但是地球很大,因此我们能感受到它的引力,这就是我们所说的重量。地球庞大的质量产生的引力,足够把地球上的东西全部抓牢。至于太阳,它比地球要大得多,它的引力也就大得多,因此可以吸引着地球和其他的星星围绕它旋转,不会跑掉。

   

走近奇迹

  早在2000多年前,古希腊学者欧多克斯(前408—前355)就提出了地心说,他认为地球是宇宙的中心,所有的天体都围绕着地球在各自的轨道上做圆周运动。

  直到16世纪,波兰天文学家哥白尼(1473—1543),在坚持日心地动的古希腊前辈的学说以及同时代科学家研究的基础上,否定了地心说,创立了日心说。他认为太阳应该位于宇宙的中心,五大行星和地球都围绕着太阳做大小不同的圆周运动。日心说正确描述了行星围绕太阳的运行。

  在哥白尼之后,丹麦天文学家第谷(1546—1601)又连续多年观测当时可以看得到的几颗行星,积累了大量详尽准确而宝贵的观测数据。之后,第谷的学生德国科学家开普勒(1571—1630)继承了哥白尼的日心说,并仔细研究分析了老师的观测数据,最终得到开普勒三定律:所有行星都绕太阳做椭圆运行,太阳在所有椭圆的公共焦点上;行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积;所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。这三条定律为万有引力的建立奠定了根基。

  后来,意大利科学家、近代自然科学的创始人伽利略(1564—1642),在前人研究的基础上,提出了惯性定律,研究了自由落体运动,又提出了著名的相对性原理。他还改进了天文望远镜,获得大量重要的天文学发现。而荷兰的物理学家惠更斯(1629—1695)则是研究了匀速圆周运动,他通过研究得到了碰撞过程中动量守恒和动能守恒的重要结论。

  这些科学家的研究成果,都成为了牛顿最终发现万有引力的重要前提和基础。

  牛顿偶然发现苹果落地的现象,他开始深入思考:为什么苹果可以掉落在地上,而月亮却不会从天上掉下来?之后,他在前人的基础上,开始对各种运动进行深入的研究,寻找问题间的联系,以求得到一个统一合理的解释。

  经过三年的努力,牛顿终于在1687年出版了《自然哲学的数学原理》一书,这部书被认为是改变世界历史的书籍之一。在书中,牛顿不仅说明了行星的运行问题,还归纳出了适用于宇宙万物的运动规律,这本书被看作是经典物理学的“圣经”。而就在这部巨著的第二部分,牛顿提出了著名的万有引力定律。

  万有引力定律的建立,对物理学及天文学的发展具有极其深远的意义。从以前的科学家的研究,到万有引力定律的提出,再到之后的一系列研究,这为后人提供了建立物理学理论的一种标准模式,意义重大。

⊙奇迹探秘:

   2.万有引力定律是牛顿发现的,牛顿又是怎样的一个人呢??

  艾萨克·牛顿(1643—1727),英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家。他出生于英格兰林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村,1661年进入英国剑桥大学圣三一学院学习,1665年获得文学士学位,后因躲避瘟疫回到家乡度过两年时光。1667年回到剑桥后他当选为圣三一学院的院委,第二年他获得硕士学位。1669—1701年,他担任了卢卡斯教授(数学界中的一项最重要的教授名衔)。1696年,他移居伦敦,并担任皇家造币厂的监督。1703年,他成为英国皇家学会会长,1706年,他被当时的英国女王安娜赐封爵位。晚年,他潜心于自然哲学和神学。

  牛顿在科学史上最卓越的贡献是创建了微积分和经典力学,发现了万有引力定律。牛顿被誉为人类历史上最伟大的科学家之一。

   3.国际单位中有一个力学单位被命名为牛顿,这是怎样的一个单位呢??

  牛顿,是一种衡量力的大小的国际单位。在物理学中,牛顿(Newton,符号为N)是力的公制单位,它是以发现经典力学的艾萨克·牛顿的名字来命名的。

  牛顿是一个国际单位制导出单位,能使1千克质量的物体获得1m/s2的加速度(速度变化量与发生这一变化所用时间的比值)所需要的力的大小定义为1牛顿。

  

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【万有引力定律的内容】

  任意两个质点,通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。

  万有引力的适用范围:两个可以视为质点(有质量而不计形状和大小的物质可以看做质点)的物体之间,或者是两个均匀球之间。

知识百科

【万有引力定律的应用】

  万有引力定律的发现,揭示了天体的运动规律。此,在天文学领域,万有引力定律对于宇宙航行计算和新天体的发现方面都起到了重要的作用。它可以只凭少数观测资料,就能算出长周期运行的天体运动轨道,它为实际的天文观测提供了一套方便可行的计算方法。在科学史上,哈雷彗星、冥王星、海王星的发现都是万有引力定律被应用而取得的伟大成就。

  利用万有引力的公式、开普勒第三定律(所有行星轨道的半长轴的三次方,跟公转周期的二次方的比值都相等)等还可以计算太阳、地球等一些无法直接测量的天体的质量。牛顿还解释了潮汐现象,这一现象也是由于月亮和太阳的万有引力而引起的。他还依据万有引力定律和其他力学定律,成功说明了地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动。

  

38.日心说

奇迹概览

  自古以来,人类对宇宙的结构一直进行着思考。古希腊时代,就曾有哲学家曾提到过地球在运动的主张,然而却因缺乏依据,没有得到人们的认可。在哥白尼的“日心说”发表之前,古希腊科学家亚里士多德和托勒密所主张的“地心说”在中世纪的欧洲一直处于统治地位。“日心说”提出了地球并不是宇宙的中心,而只是行星之一的新主张,它在天文学上掀起了一场根本性的革命。“日心说”得到了其他科学家的继承和发展,它不仅启蒙了人们的思想,动摇了神学基础,而且铺平了通向近代天文学的道路,从此,脱离教会束缚的自然科学开始了飞跃性的发展。可以说:“日心说”是人类在探求客观真理道路上的里程碑。

  

⊙奇迹探秘:

   1.谁才是首先提出“日心说”的人?

  通常人们都认为日心说是由波兰的天文学家哥白尼提出的,但实际上在更早的古希腊时,天文学家阿里斯塔克斯(约前310—前230)就提出过地球是围绕太阳运动的观点,他也因此被后人称之为“希腊的哥白尼”。但他的观点并未被当时的人们所接受,直到1700多年之后,哥白尼才更好地发展完善了他的理论。

  虽然阿里斯塔克斯的理论比哥白尼的日心说早,但人们都认为日心说实际上是由哥白尼提出的。因为阿里斯塔克斯的日心说只是一个猜想,并没有加以详细的讨论和证实。

  

走近奇迹

  在古代的欧洲,古希腊的科学家亚里士多德和托勒密主张“地心说”,认为地球才是宇宙的中心,并且是静止不动的,其他的天体都围绕着地球运转。因为“地心说”符合基督教上帝创世和造人的教义,因此得到了当时处于统治地位的教廷的支持,并被人们奉为经典。

  随着社会与科学的不断发展,天文观测的精确度也渐渐提高,人们逐渐发现总有几颗星星并不像托勒密在地心学说里所说的那样围绕着地球运转,而是时快时慢,有时向前跑而有时向后跑。这几颗星星就是我们后来称之为五大行星的金星、木星、火星、水星和土星。托勒密把这种现象解释为,某些天体在围绕地球做均衡运转的同时,它们自身还要做小的圆周运动。他把天体环绕地球的轨道称为“均轮”,较小的圆周运动称为“本轮”。到了文艺复兴运动时期,人们发现托勒密所提出的均轮和本轮竟有八十多个,这显然很不科学、不合理。

  最初,哥白尼也曾钻研过托勒密的著作,他也看出了托勒密的“地心说”之间的矛盾,正是因为发现了托勒密的错误的根源,才让哥白尼认识到,天文学发展的道路不该是继续“修补”托勒密的旧学说,而应该去发现宇宙的结构。在这样的历史背景下,哥白尼的“日心说”应运而生。

  日心说认为,太阳是宇宙的中心,地球和其他行星都绕太阳转动,地球不是宇宙的中心,而是一颗普通行星。地心说中提出的行星围绕地球运动一年的周期,其实却是地球每年绕太阳公转一周的周期。

  大约在1515年前,为阐述自己关于天体运动学说的基本思想,哥白尼发表了一篇题目为《浅说》的论文。他认为不存在一个所有天体轨道或天体的共同中心;地球只是引力和月球的中心而不是宇宙中心;所有天体都围绕太阳运转,而宇宙的中心在太阳附近等观点。

  除此之外,哥白尼还描述了太阳、月球和五大行星的视运动。文中,他合理地解释了天体东升日落的现象,并解释了当时人们为之不解的行星运行时忽前忽后的古怪行为,引起了人们的广发关注。不过,限于当时的科技水平,他也和前人一样低估了太阳系的规模,他认为天体运行的轨道是一系列的同心圆,这显然是错误的。

  由于害怕遭到教会的迫害,哥白尼并没有就此继续宣传他的日心说,而对此进行了更深入的研究。经过长年的观察和反复的计算,哥白尼收集了大量的资料并开始着手写《天体运行论》。在《天体运行论》中他通过观测都得到的数值精确度是相当惊人的,他得到恒星年的时间为365天6小时9分40秒,比现在的精确值仅仅多了30秒,误差只有百万分之一;他得到地球到月球的平均距离是地球半径的60.30倍,与现在的60.27倍相比,误差仅为万分之五。1533年,他完成了《天体运行论》这部巨著,但一直没敢付印,直到1543年这部书的首次印刷版送到他床前时,他已经时日不多了。在书中哥白尼科学地阐明了天体运行的现象,批判了托勒密的观点。他曾列举了许多主张行星绕太阳公转和地球自转的古学者的名字,并发扬了他们的思想。

  他竭尽毕生精力,通过长期的观测和计算,以严格的科学论据建立了日心说。让饱受固有思维浸染的人们,去相信我们脚下坚实的大地是在运动的,这的确让他们非常的难以接受,毕竟我们无法感知脚下的地球是在转动的。但是,后来人们所观测到的事实却不断地证实并发展了哥白尼的学说。

⊙奇迹探秘:

   2.什么叫做太阳系?太阳系里都有那些天体呢?

  以太阳为中心,和所有受到太阳引力约束的天体的集合体被称为太阳系。太阳系里有8颗行星、至少165颗已知的卫星,和数以亿计的太阳系小天体,这些小天体包括小行星、彗星、柯伊伯带的天体和星际尘埃。

  

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【行星】

  环绕着恒星,而且自身不发光球形天体被称为行星。关于行星的定义在天文学上一直是个备受争议的问题,2006年8月24日国际天文学联合大会通过了行星的新定义,新定义包括以下三点:1.必须是围绕恒星运转的天体;2.质量必须足够大,它自身的吸引力必须和自转速度平衡,使其呈圆球状;3.必须清除轨道附近区域,公转轨道范围内不能有比他更大的天体。按照这一定义,目前太阳系内有8颗行星,它们分别是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

知识百科

【亚里士多德】

  亚里士多德(前384—前322)古希腊人,它是古代历史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。他是哲学家柏拉图的学生,也是亚历山大的老师。他一生勤奋治学,从事的学术研究涉及到物理学、生物学、逻辑学、形而上学、教育学、心理学等多个领域,写下了大量著作。其著作主要有《物理学》、《工具论》、《**学》、《诗学》等。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物。他与苏格拉底、柏拉图三人被广泛认为是西方哲学的奠基者。他的思想对人类产生了深渊影响,他对科学做出了巨大的贡献。

    39.宇宙大爆炸学说

  

奇迹概览

  宇宙大爆炸是一种学说,是根据天文观测和理论研究后得到的一种设想:大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。爆炸之后的150亿年间,宇宙先后诞生了星系团、星系、银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质,就形成了当今的宇宙形态。宇宙爆炸学说是被大多数人公认的宇宙起源说,而大爆炸的整个过程是复杂的,现在只能从理论研究的基础上描绘过去远古的宇宙发展史。

  

⊙奇迹探秘:

   1.宇宙大爆炸的提出者是谁?是在什么时间提出的??

  1932年,比利时天文学家和宇宙学家勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论。

  乔治·爱德华·勒梅特(1894—1966),比利时天文学家、宇宙学家。他出生于比利时的沙勒罗瓦,曾在比利时鲁芬大学学习建筑工程专业,后参军服役。在第一次世界大战期间,他担任炮兵军官,曾荣获比利时十字军勋章。一战结束后,勒梅特回到鲁芬大学,并在1920年取得博士学位,1923年接受神职成为牧师。之后,他访问了英国剑桥大学、美国哈佛大学、麻省理工学院,在那里勒梅特了解了美国天文学家哈勃的发现和沙普利有关宇宙膨胀的研究。1927年,勒梅特返回鲁芬大学教授天体物理学。同年,勒梅特发表了爱因斯坦场方程的一个严格解,后来这个解被称为“弗里德曼—勒梅特—罗伯逊—沃尔克度规”,并由此指出宇宙是膨胀的,最初起源于一个“原始原子”的爆炸。1931年,英国天文学家爱丁顿请人将其译成英文发表,很快引起轰动。

   2. 人们是怎样推测出曾经可能有过宇宙大爆炸呢?

  科学家们从观测中发现了那些遥远的星系都在远离我们而去,离我们越远的星系,飞奔的速度越快,因而形成了膨胀的宇宙。

  对此,人们开始思考,如果把这些向四面八方远离中的星系运动倒过来看,它们可能当初是从同一源头发射出去的,是不是在宇宙之初发生过一次难以想象的宇宙大爆炸呢?后来,科学家又观测到了充满宇宙的微波背景辐射,就是说大约在150亿年前宇宙大爆炸所产生的余波虽然是微弱的但确实存在,这一发现对宇宙大爆炸是个有力的支持。

  

走近奇迹

  宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派,它能较满意地解释宇宙学的一些根本问题。20世纪20年代时,若干天文学者均观测到,许多河外星系的光谱线与地球上同种元素的谱线相比,都有波长变化,即红移现象(所谓红移,最初是针对机械波而言的,即一个相对于观察者运动着的物体离的越远发出的声音越浑厚,相反离的越近发出的声音越尖细)。

  1929年,美国天文学家爱德温·哈勃总结出,星系谱线红移与星系同地球之间的距离成正比的规律。他在理论中指出:如果认为谱线红移是多普勒效果(多普勒效果是指物体辐射的波长因光源和观测者的相对运动而产生变化)的结果,则意味着河外星系都在离开我们向远方退行,而且距离越远的星系远离我们的速度越快,这正是一幅宇宙膨胀的图像。

  而勒梅特于1932年首次提出了现代宇宙大爆炸理论:整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中,提出了热大爆炸宇宙学模型:宇宙开始于高温、高密度的原始物质,最初的温度超过几十亿度,随着温度的继续下降,宇宙开始膨胀。

  于是,伽莫夫结合勒梅特的理论,于20世纪40年代完善了宇宙大爆炸理论。该理论认为,宇宙在遥远的过去曾处于一种极度高温和极大密度的状态,这种状态被形象地称为“原始火球”。所谓原始火球也就是一个无限小的点,现在的宇宙仍会继续膨胀,也就是无限大,有可能宇宙爆炸的能量散发到极限的时候,宇宙又会变成一个原始火焰即无限小的点以后,火球爆炸,宇宙就开始膨胀,物质密度逐渐变稀,温度也逐渐降低,直到今天的状态。

  这个理论一开始并未引起注意,直到了20世纪50年代,人们才开始广泛注意起来。特别是20世纪60年代,美国天文学家彭齐亚斯和英国物理学家威尔逊发现了宇宙大爆炸理论的新的有力证据——宇宙背景辐射(即来自宇宙空间背景上的各向同性的微波辐射),后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹,从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们也因此获1978年诺贝尔物理学奖。

  后来,英国科学家霍金对宇宙起源后10—43秒以来的宇宙演化图景作了清晰的阐释。至此,宇宙大爆炸模型成为最有说服力的宇宙图景理论。然而,至今宇宙大爆炸理论仍然缺乏大量实验的支持,而且人类尚不知晓宇宙开始爆炸和爆炸前的图景。

  尽管如此,大爆炸理论的提出自然说明河外天体存在谱线红移现象,也能圆满地解释许多天体物理学问题,为人类进一步研究天文学奠定了理论基础。

  

⊙奇迹探秘:

   3.宇宙大爆炸的过程是什么?

  根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上,物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素,化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。

   4.为什么人们推测不了大爆炸前的情景?

  “大爆炸”理论最大的缺陷就是无法回答大爆炸之前,大爆炸的原点源于何方。大爆炸理论存在了100多年了,但是,这一理论的发展还是不可避免地把人们对宇宙诞生和灭亡的认识引向神创说。正如,波兰红衣主教约安-帕维尔二世早就在其书信中称当代的宇宙论与《圣经》中的论述不谋而合。

   

相关链接

【反大爆炸论者的声音】

  2004年5月22日,34位科学家和工程师联合签名将一封《致科学界的公开信》发表于英国的《新科学家》杂志。后来,这封公开信被贴到网上后,又得到了185位科学家的网络签名。信中科学家们主要表示了对宇宙大爆炸学说的质疑,他们希望能以更科学的方式找到关于宇宙历史演变最可信的模型。

  

知识百科

【宇宙新论:宇宙大爆炸一直在发生】

  据英国广播公司(BBC)2002年4月25日的报道,美国普林斯顿大学的一位物理学家根据天文观测的结果,发现宇宙还在不断地加速膨胀,于是,他提出一种新的宇宙理论,即一次次的宇宙大爆炸在过去和将来一直在发生,我们目前的这个宇宙只是这一连串大爆炸中的一个,虽然每次宇宙大爆炸的过程极其漫长(超过1万亿年),但通过对此理论所预言的重力波的观测,人们有可能在几年内初步验证该理论是否正确。

孩子一定要知道的50个世界科学奇迹

孩子一定要知道的50个世界科学奇迹

作者:张振鹏 类型:其它 状态:已完结

大自然和人类在古老、美丽而富饶的地球上创造了一个个奇迹,给后人留下了鬼斧神工造就的璀璨夺目的自然奇迹、文明奇迹、建筑,还有那凝聚人类智慧的科学奇迹……今天的人在瞻仰这些硕果时,不禁为大自然的造化和人类的智慧而叹服。现在,那些奇迹依然闪着耀眼的光芒,成为全人类的共同财富。作为父母,应该让孩子知道这些奇迹,近距离地感受这些古老文明、原始自然、现代建筑、科学奇迹的无穷魅力。对孩子来说,这是一种成长的历程。现在,就让孩子通过唯美的带有墨香的文字和图片的书籍去感受它们,让它们带给孩子心灵的感动吧!

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