解开宇宙之谜的十个里程碑
10个科学家的生平事迹200字11篇
10个科学家的生平事迹200字11篇10个科学家的生平事迹200字精选篇1认为几何是埃及人从实践经验中归纳总结出来的,它的希腊文原义是“测地术”。
当时,横贯埃及的尼罗河每年都要泛滥,冲毁地界,人们在水退之后必须重新丈量、分配土地,几何学便在这种年复一年的测量中得以萌发、成长起来。
公元前7世纪到公元前6世纪之间,希腊贤之一的泰勒斯创立了希腊几何学。
泰勒斯青年时代进行过多次旅行。
曾在埃及居信过一段时间,他认真学习埃及人的数学知识,在测地术的基础上创立了几何学。
居说,他在那没有登上金字塔就算出了胡夫金字塔高131米,使当地的司祭们大为震惊,博得了埃及国王的赏识。
他的测算是利用相似三角形的性质作出的。
泰勒斯回到故乡米勒都斯后,建立一所学校来传授他的数学和其它科学知识。
泰勒斯以后,希腊许多数学家和哲学家对几何学又作了修改、补充和发展。
公元前330年,欧几里德在雅典诞生了。
他做过柏拉图的学生,后担任亚历山大大学数学教授,建立了以他为首的数学学派。
他把大地和苍天转化为一幅由错综复杂的图形所构成的庞大图案,又运用惊人的智慧把这个图案拆开,分解为简单的组成部分:点、线、角、曲线、平面、立体。
把一幅无边无际的图卷,译成初等数学的语言,也就是欧几里德几何学。
他的几何学创立后,身边聚集了许多慕名而来的学生,其中既有穷人的孩子,又有富家子弟,甚至还有国王。
学生们都很尊敬欧几里德,简直把他当作偶像来崇拜,因为他“像一个父亲那样教导他们”。
当然,也有一些趋炎附势之徒来跟他学几何,欧几里德对他们非常鄙视。
一次,一个贵族子弟学了第一定理后,急不可耐地问他:“学习几何学究竟有什么用呢?”见欧几里德没有理睬,他以为老师没有听见,就又重复了一遍。
欧几里德转过身对仆人说:“快拿一些钱给这位先生吧,他没有钱是不肯学的!”公元前3世纪,欧几里德的杰出著作《几何原本》问世了。
他在总结前人研究成果的基础上,用公理代的方法建立了一座宏伟的几何学大厦。
史蒂芬。霍金生平简介
生平简介:史蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日在英国伦敦出生,曾先后毕业于牛津大学和剑桥大学三一学院,并获剑桥大学哲学博士学位。
他在之所以轮椅上坐了40年,是因为他在21岁时就不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。
英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家,是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家,还被称为“宇宙之王”。
1942年1月8日生于英国牛津的霍金刚好出生于伽利略逝世300周年纪念日之时。
70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。
他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。
他还证明了黑洞的面积定理。
霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一。
他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。
他拥有几个荣誉学位,是英国皇家学会会员。
他因患“渐冻症”(肌肉萎缩性侧索硬化症卢伽雷氏症),禁锢在一把轮椅上达40年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。
他不能写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。
尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到广袤的时空,解开了宇宙之谜。
霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才,也因为他是一个令人折服的生活强者。
他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。
他被誉为“在世的最伟大的科学家”"另一个爱因斯坦""不折不扣的生活强者""敢于向命运挑战的人"。
[编辑本段]相关作品:《时间简史续编》作为宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。
史蒂芬·霍金简介_史蒂芬·霍金的资料介绍、故事传奇
史蒂芬·霍金史蒂芬·霍金中文名称: 史蒂芬·霍金性别: 男生卒年: 1942~国别: 英国生平简介史蒂芬·霍金教授是当代享有盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家,当今的。
他在统一20世纪物理学的两大基础理论—爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步。
1989年获得英国爵士荣誉称号。
他是英国皇家学会学员和美国科学院外籍院士。
霍金1942年1月8号出生于英国牛津,这一天正好是伽利略的300年忌日。
可能因为他出生在第二次世界大战时代,所以小时候对模型特别著迷。
他十岁时不但喜欢做模型飞机和轮船,还和学友制作了很多不同种类的战争游戏,反映出他研究和操控事物的渴望。
这种渴望驱使他攻读博士学位,并在黑洞和宇宙论的研究上获得重大成就。
霍金十三、四岁时已下定决心要从事物理学和天文学的研究。
十七岁那年,他考到了自然科学的奖学金,顺利入读牛津大学。
大学毕后他转到剑桥大学攻读博士,研究宇宙学。
1963年,21岁的霍金被诊断出肌萎缩性侧索硬化症。
1965年获得理论物理学博士学位。
70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。
他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家”。
他还证明了黑洞的面积定理。
1974年3月1日,他在《自然》上发表论文,阐述了自己的新发现—黑洞是有辐射的(所指的辐射被称为霍金辐射)。
他的新发现,被认为是多年来理论物理学最重要的进展。
该论文被称为“物理学史上最深刻的论文之一”。
同年成为英国皇家学会会员。
1975—1976年间,获得伦敦皇家天文学会的埃丁顿勋章、梵蒂冈教皇科学学会十一世勋章、霍普金斯奖、美国丹尼欧海涅曼奖、马克斯韦奖和英国皇家学会的休斯勋章6项大奖中。
1978年他获得物理界最有威望的大奖—阿尔伯特·爱因斯坦奖。
1979年,被任命为著名剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,既牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊教授。
6个宇宙终极问题-困扰科学家近百年的时间
6个宇宙终极问题,困扰科学家近百年的时间地球是太阳系中的一颗行星,在太阳系中一共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,在太阳系的八大行星当中,只有地球这颗行星诞生了生命,生命的出现给地球这颗行星增添了很多色彩,尤其是人类出现以后,解开了地球上很多的奥秘,人类作为地球上最有智慧的生命,在短短几千年的时间内已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度很快,虽然人类现在已经对宇宙有了大概的认知,但是在宇宙中依然存在很多人类无法解释的终极问题,下面我们就一起来看看这些困扰科学界近百年的问题。
第一个终极问题——宇宙是如何诞生的?关于宇宙起源的说法在科学界有很多种,不过现在科学家最认可是宇宙起源于大爆炸,现代科学认为我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,宇宙才变成我们现在看到的样子,宇宙中的天体都是宇宙大爆炸之后形成的,为什么科学家认可宇宙大爆炸学说呢?其实宇宙起源于大爆炸并不是科学家凭空猜测出来的,而是有一定的证据。
宇宙大爆炸就类似于炸弹爆炸,当炸弹爆炸以后,炸弹的碎片会朝四处飞溅,这个现象和大爆炸理论非常相似,除了这个证据之外,科学家利用宇宙微波背景辐射模拟出了大爆炸的模型,而这个模型正好符合大爆炸的理论,在宇宙中科学家发现了众多元素,这些元素只有在超高的温度下才能够诞生,而宇宙大爆炸就是宇宙中最高的温度,科学家通过对这些元素的分配发现,所有的元素正好符合大爆炸的理论,而且在20世纪初的时候,美国科学家埃德温.哈勃在观测星系的时候发现了星系中的光谱出现了红移现象,这个现象表明这些星系正在远离我们。
看到这个现象之后,埃德温.哈勃提出了一个大胆的猜想,那就是我们的宇宙还在不断的膨胀当中,宇宙膨胀的理论让科学家感到非常震惊,因为在此之前我们的宇宙一直都是静态的,宇宙膨胀的理论打破了人类对宇宙的传统认知,后来科学家纷纷对宇宙进行了研究,发现埃德温.哈勃的这个理论是对的,这个理论告诉我们,宇宙诞生于奇点大爆炸,目前科学家也在积极的寻找大爆炸的证据,不过宇宙到底是不是诞生于大爆炸?目前科学家也不能够完全确定,或许人类永远都无法解开这个奥秘。
《宇宙之谜》优秀读后感优秀7篇
《宇宙之谜》优秀读后感优秀7篇《宇宙之谜》优秀读后感篇一寒假里爸爸带我去书店买书,那里的书真是琳琅满目。
在千挑万选中我终于决定买下这本心往已久的《宇宙未解之谜》。
我之所以选这本书不仅是因为它的封面无比迷人,让人看了有无限的遐想,更因为它的内容深深的吸引我。
这本书是一本纯粹的科普类小说,故事情节生动曲折运用一个个天文数字令人震撼不已。
就比如白矮星一平方厘米的体积质量足以吨的质量,再比如一个直径为0.9厘米的黑洞质量竟和太阳相差不了多少,小小的黑洞就连光都能吸进去。
书中还有很多像这样的内容等待我们去探索。
读这本书时仿佛在宇宙中遨游,慢慢的从地球到太阳系再从太阳到银河系,从白矮星到小行星,再从恒星到超巨星无不充满神奇色彩,令我神往。
穿越虫洞超越光速时间逆流进入另一个平行宇宙。
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.这本书还教会了我一些物理知识,相互吸引的星球具有吸引了,相互排斥的星球具有排斥力。
这些知识运用到各个生活实例当中火箭发射、喷气飞机都运用了这些原理。
所以我建议大家都来看看这本书。
当你读完这本书的时候当你读完这本书时,你会了解宇宙的奇妙。
也许未来的天文学家就是你《宇宙之谜》读后感篇二最近,我被图书馆里的一本叫做《宇宙未解之谜》的书迷住了,我读了这本书后,产生了许多的迷惑和幻想,无论是野人,飞碟,百慕大群岛,还是尼斯湖怪,无论是浩瀚宇宙,还是天外来客,无论是探索太空,还是神秘太阳,这些未解之谜都深深地吸引着我,给我带来了幻想,也渴望去解开这些谜。
这本书内容丰富,上至天文地理,下至人类社会、动物植物,都有集中的阐述。
其中最吸引我目光的就属宇宙篇里的《宇宙是什么组成的呢》和《在别的星球中还有别的智慧生物吗》。
每当夜深人静的时候,我都静静地望着天空中那一闪一闪的星星,这些都是无数颗的恒星,看着看着,我的脑海里便产生了疑问:那些恒星上有山有水吗?那里有像我们人类的智慧生物吗?这些问题,我非常想在未解之谜中找到答案,但是不能在这本书中找到答案,这些需要我们不断地学习和努力来解开这些谜,所以我想造一艘像火箭一样的飞船,带着人们去外太空解开那些谜的答案。
易经的奥秘——曾仕强
易经的奥秘——曾仕强易经是一部群经之首,包含广泛精微的内容。
XXX、XXX、XXX三位圣人分别代表上古、中古、近古,是易经的重要传承者。
易经以阴阳为基本元素,是解开宇宙秘密的关键。
XXX八卦、XXX64卦、XXX《十翼》是解锁宇宙之谜的三把钥匙。
易经不仅是自然科学,也是人伦道德的重要指导。
研究易经可以纠正似是而非的观念,理解其神秘性和道德性,求同存异。
阴阳是相对的,不可分的,是宇宙万物共存的关键。
阳代表白天、天、手心、大拇指、奇数、头,阴代表晚上、地、手背、四手指、偶数、脚。
人要刚柔并济,像手指和星宿一样,共同构成完整的生命体。
阴阳会变动,但是阴阳合一是不变的。
要像圆形一样,不去伤害别人,但一定要XXX。
孤阴不生,独阳不长,阴阳互动,是万物共生的关键。
太极由“大”和“点”两部分组成,意味着大急了又小极了。
它是宇宙万物共同生存的平台,是生两仪的关键。
太极是宇宙万物万象的基因,它代表着阴阳的平衡和共存。
做别人的太太就要知道该大的时候大,该小的时候就要小,这就是太极的精髓。
在宇宙中,自然是唯一的主宰。
如XXX所说,顺乎自然则吉,不顺乎自然则凶。
规律是存在于变化中的不变之物。
虽然道理是直的,但路却永远是弯的。
而“知之为知之,不知为不知”则是告诉我们,即使你知道某些事情,如果这个人不该知道,你也不能说你知道。
XXX也曾说过,“夏虫不可以语冰”,不同的事物有着不同的语言和沟通方式,这是随机应变的表现。
天不是神,也不是,天就是自然,这是XXX的又一名言。
所有合乎自然的事情都是正确的,不合自然的迟早会被证明是错误的。
八卦是中国古代哲学中的重要概念。
其中乾象代表健康和创造力,坤象代表柔顺,坎象代表欠缺土地的水,离象代表隔离和救火,艮象代表适可而止。
在做任何事情时,要适可而止,不要过分奢求。
快则快,慢则慢。
雷象代表震动,风象代表齐心协力,泽象代表XXX相关。
八卦图告诉我们,人生最重要的是定位。
我们需要知道自己应该做什么,怎样守位,即守分,以及不断改善自己。
当代青年科学家事迹5篇
当代青年科学家事迹5篇当代青年科学家事迹【篇1】斯蒂芬.霍金,是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,现年60岁,出生于伽利略逝世周年纪念日,剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家。
70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。
他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家”。
他还证明了黑洞的面积定理。
科学家霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一。
他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。
他拥有几个荣誉学位,是皇家学会会员。
他因患卢伽雷氏症(肌萎缩性侧索硬化症),禁锢在一张轮椅上达20年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。
他不能写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。
尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到光袤的时空,解开了宇宙之谜。
科学家霍金教授是现代科普小说家,他的代表作是1988年撰写的《时间简史》,这是一篇优秀的天文科普小说。
作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,世界之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。
这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。
1992年耗资350万英镑的同名电影问世。
科学家霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达,世人应当可以通过电影——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。
本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物,是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作,它改变了人类对宇宙的观念。
本书一出版即在全世界引起巨大反响。
《时间简史》对我们这些喜用言语表达甚于方程表达的读者而言是一本里程碑式的佳书。
她长于一个对人类思想有接触贡献者之手,这是一本对知识无限追求之作,是对时空本质之谜不懈探讨之作。
科学家最新发现的黑洞奥秘与宇宙之谜
科学家最新发现的黑洞奥秘与宇宙之谜1. 引言1.1 意义重大Black holes have always fascinated scientists and the public alike due to their mysterious and awe-inspiring nature. These celestial objects possess an immense gravitational force from which nothing, not even light, can escape. The study of black holes not only enhances our understanding of the fundamental principles of physics but also provides insights into the formation and evolution of galaxies, as black holes are believed to play a crucial role in shaping the universe.1.2 黑洞的定义A black hole is a region in space where gravity is so strong that nothing, including electromagnetic radiation such as light, can escape its pull. This phenomenon occurs when a massive star collapses under its own gravity during a supernova explosion, leaving behind an extremely dense core known as a singularity. The gravitational field surrounding this singularity becomes infinitely curved, forming a point of no return called the event horizon.1.3 目的与内容概述The purpose of this article is to explore the latest discoveries made by scientists regarding the mysteries of black holes and their implications for our understanding of the universe. This article will delve into the historical developments in our exploration of black holes, starting with Albert Einstein's theory of General Relativity which laid the foundation for our understanding of their existence.We will then discuss significant milestones in black hole observations such as the recent groundbreaking observation of gravitational waves emitted from a black hole collision. Furthermore, we will explore key characteristics and enigmas surrounding black holes including their incredibly strong gravitational traps and their boundary known as the event horizon.The mechanisms behind black hole formation will be examined, focusing on both stellar collapse processes leading to stellar-mass black holes and the unresolved mystery surrounding supermassive black hole origins. Additionally, research advancements related to possible scenarios involving galactic mergers resulting in supermassive black holes will be discussed.The distribution of black holes within our galaxy and other galaxies will be investigated, shedding light on their prevalence and influence. Moreover, we will explore the association between dark matter, dark energy, and the formation of black holes, as understanding these connections is pivotal in comprehending the structure of the universe.Finally, we will look towards future frontiers in black hole research by discussing international collaborative projects aiming to unravel more secrets of supermassive black holes. These projects hold great promise in further advancing our knowledge and expanding our understanding of these cosmic phenomena.In conclusion, this article aims to provide an overview of the latest discoveries regarding black hole mysteries and their implications for our understanding of the universe. By delving into the historical background, characteristics, formation mechanisms, distribution patterns, and future research directions of black holes, readers will gain a comprehensive insight into one of the most enthralling phenomena in astrophysics.2. 黑洞探索历程:2.1 爱因斯坦的广义相对论:在黑洞的探索历程中,爱因斯坦的广义相对论为我们提供了重要的基础。
《宇宙之谜》读后感
《宇宙之谜》读后感《宇宙之谜》读后感1最近,我被图书馆里的一本叫做《宇宙未解之谜》的书迷住了,我读了这本书后,产生了许多的迷惑和幻想,无论是野人,飞碟,百慕大群岛,还是尼斯湖怪,无论是浩瀚宇宙,还是天外来客,无论是探索太空,还是神秘太阳,这些未解之谜都深深地吸引着我,给我带来了幻想,也渴望去解开这些谜。
这本书内容丰富,上至天文地理,下至人类社会、动物植物,都有集中的阐述。
其中最吸引我目光的就属宇宙篇里的《宇宙是什么组成的呢》和《在别的星球中还有别的智慧生物吗》。
每当夜深人静的时候,我都静静地望着天空中那一闪一闪的星星,这些都是无数颗的恒星,看着看着,我的脑海里便产生了疑问:那些恒星上有山有水吗?那里有像我们人类的智慧生物吗?这些问题,我非常想在未解之谜中找到答案,但是不能在这本书中找到答案,这些需要我们不断地学习和努力来解开这些谜,所以我想造一艘像火箭一样的飞船,带着人们去外太空解开那些谜的答案。
宇宙真的是那么神奇,许多神奇的故事都发生在我们的身边。
曾记得一次大雨过后,同学们来到了操场,一个同学一不小心踩断了一只正在爬行的蚯蚓的尾巴,其他同学见后,都纷纷指责他伤害了小生命,但过了一会,蚯蚓的尾巴奇迹般的长了出来,我们好奇万分,我的心里便产生了一个疑问:为什么蚯蚓的尾巴能长出来,我们人身体上的四肢断了为什么不能长出来呢?宇宙实在给我们带来了太多太多的谜,这些疑惑就像磁石一般吸引着科学家,也吸引着我,所以我们现在一定要博览群书,现在立志做一个小小科学家,长大就要做个像爱因斯坦一样伟大的科学家,来解开这些宇宙中的未解之谜。
《宇宙之谜》读后感260年后,人们将面临灾难,而这种灾难不是大自然的破坏,而是宇宙争霸由于20xx年,人们发射了诺亚方舟200,去各个星球探寻生命迹象,而让任何人都没有想到的是诺亚方舟200号检查了:水星、土星、木星、天王星,而刚要登陆火星时却发现了一股能量波动。
突然,一股能量波击中了诺亚方舟200,霎时间,诺亚方舟200爆炸了。
火星基地应该具备的基本条件
火星基地应该具备的基本条件火星基地应该具备的基本条件火星探索和未来的火星基地建设一直是人类太空探索领域的热门话题。
近年来,由于科技的进步和火星的地质特征逐渐被揭示,越来越多的科学家和宇航员对于在火星上建造永久性基地的可行性表示乐观。
然而,火星表面的极端环境条件以及其他相关挑战也需要我们进行深入思考和准备。
本文将基于深度和广度标准,评估火星基地应具备的基本条件,以及对这一概念的观点和理解。
我们将从探索火星的必要性、生存条件、基础设施、精神健康等多个方面进行讨论,帮助读者更全面、深刻和灵活地理解这一未来的挑战和机遇。
一、探索火星的必要性1. 解开宇宙之谜:火星是我们太阳系中最接近地球的行星之一。
探索火星不仅有利于解开宇宙之谜,还能够对地球上的生命起源和未来的生存环境提供重要参考。
2. 人类文明的延续:火星的探索和基地建设是人类文明向宇宙迈出的重要一步。
在地球上可能遇到的种种问题和挑战,如过度人口、资源匮乏和环境威胁等,将得到在火星上建立永久基地的解决方案。
二、火星基地的生存条件1. 大气和空气质量:火星的大气极为稀薄,缺乏氧气和其他人类生存所需的元素。
任何火星基地的建设都应该解决这一问题,为人类提供足够的氧气和合适的空气质量。
2. 温度和辐射:火星表面的温度极端低,同时暴露在宇宙射线和太阳辐射下。
基地必须有能力提供足够的热量和辐射防护,保护宇航员免受极端温度和辐射的危害。
3. 水和食物供应:火星上的水资源少且分散,同时土壤肥沃度很低。
基地需要进行水资源开发和循环利用,种植适应火星环境的植物,以保证宇航员的水和食物供应。
三、火星基地的基础设施1. 住宿和保护结构:火星上的基地需要提供足够的住宿空间,保护宇航员免受外界环境的伤害。
建筑和材料的选择应该适应火星的极端气候条件和地质特征。
2. 能源供应:火星基地需要可靠的能源供应,以维持基地的正常运转。
太阳能和核能等可再生能源将成为重要的能源选择。
3. 交通和通信网络:火星基地需要建立高效的交通和通信网络,以保证基地内部和与地球的联系畅通无阻。
霍金+海伦凯勒 - 逆境+科学成就2022
霍金和爱迪生还有海伦.凯特斯蒂芬.霍金,是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,现年60岁,出生于伽利略逝世周年纪念日,剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家。
70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。
他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家”。
他还证明了黑洞的面积定理。
霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一。
他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。
他拥有几个荣誉学位,是皇家学会会员。
他因患卢伽雷氏症(肌萎缩性侧索硬化症),禁锢在一张轮椅上达20年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。
他不能写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。
尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到光袤的时空,解开了宇宙之谜。
霍金教授是现代科普小说家,他的代表作是1988年撰写的《时间简史》,这是一篇优秀的天文科普小说。
作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,世界之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。
这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。
1992年耗资350万英镑的同名电影问世。
霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达,世人应当可以通过电影——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。
本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物,是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作,它改变了人类对宇宙的观念。
本书一出版即在全世界引起巨大反响。
《时间简史》对我们这些喜用言语表达甚于方程表达的读者而言是一本里程碑式的佳书。
她长于一个对人类思想有接触贡献者之手,这是一本对知识无限追求之作,是对时空本质之谜不懈探讨之作。
21世纪十年间照亮世界的十大科技成就
的约7000名科学家和工程师参与建设。它位于日内瓦附近瑞士和法国交界地区地下100米深 处总长约27公里的环形隧道内。
9,人类探测器创最远纪录 欧洲航天局官员2005年1月15日凌晨宣布,地面控制中心已收到来自“惠更斯”号探测器经由“ 卡西尼”号飞船传回的信号,表明“惠更斯”号已成功登陆土卫六。这创造了人类探测器登陆 其他天体最远距离的新纪录。 “惠更斯”号探测器是1997年10月由美国“卡西尼”号飞船携带发射升空的,经过7年约35亿公 里的飞行后进入土星轨道,并于2004年12月25日分离。
21世纪十年间照亮世界的十大科技成就
光阴如弹指,新千年已匆匆走过10年。
站在10年节点上,回望世界,我们在兴奋与阵痛中度过了3650个日日夜夜:一件件照
亮人类前行的科技成果诞生,一位位影响世界的人物登场,同时,我们赖以生存的家
园也一次次遭受生与死的磨难。
1,火星月球发现有水 2004年1月4日和1月25日,美国“勇气”号和“机遇”号火星车分别在火星登陆。两辆火星车的 最大成就是共同发现了火星上曾经有水的证据。同时,在环火星轨道上运行的欧洲“火星快 车”探测器也发现火星南极存在冰冻水。这是人类首次直接在火星表面发现水。 在经历9个多月的太空旅行后,美国“凤凰”号火星探测器2008年5月25日成功降落在火星北极 附近区域,这是第一个在火星北极附近着陆的人类探测器。按照计划,“凤凰”号着陆后展开 了为期3个月的火星地面探测。同年7月30日,“凤凰”号的机械臂把一份土壤样本递送到热量 和释出气体分析仪中。在样本加热时,分析仪鉴别出其中有水蒸气产生。这是火星上存在水 的最直接证据。 2009年11月,科学家们肯定地表示,月球上有水而且数量可观。2009年10月9日,美国航空航 天局利用火箭在月球表面撞出一个直径100英尺的坑,并在产生的碎片中测量到25加仑以水 蒸气和冰的形式存在的水。
2024年人类对宇宙探索的新突破
太阳的质量:约1.989×10^30千克
太阳的光度:约3.828×10^26瓦特
太阳的寿命:约100亿年
太阳的演化历程:从主序星到红巨星, 再到白矮星
PART 04
2024年人类对银 河系和宇宙的探
索
对黑洞和暗物质的新发现
黑洞:科学家发现了 更多关于黑洞的性质 和特征,包括它们的 形成、演化和消失。
宇宙探索有助于人类理解宇宙中的资源和环境,为未来的太空旅行和殖民提供支 持
对未来太空旅游和殖民的影响
太空旅游将成 为现实,普通 人也有机会体
验太空旅行
太空殖民将逐 步展开,人类 将在其他星球 建立居住点和
基地
太空资源的 开发和利用 将成为新的 经济增长点
太空探索将促 进国际合作与 和平,增进各 国之间的理解
建立月球基地,实现长 期驻留和科学研究
开发新型航天器,提高 宇宙探索效率和安全性
PART 02
2024年宇宙探索 的新技术
新型火箭和推进器
火箭:可重复使 用,降低成本
推进器:高效节 能,提高速度
技术:采用新型 材料和设计,提 高性能
应用:用于深空 探测、星际旅行 等任务
探测器技术的新发展
更高分辨率的探测器:能够更清晰地观测到宇宙中的天体和现象 更先进的导航技术:使得探测器能够更准确地到达目标位置 更长寿命的探测器:能够持续观测和收集数据,提高探测效率 更智能的数据处理技术:能够更快速、准确地分析和处理探测器收集的数据
对外星生命的探索和寻找
探索方法:利用射 电望远镜、太空望 远镜等设备进行观 测
寻找目标:寻找与 地球类似的行星, 如开普勒-438b、 TRAPPIST-1e等
The Discovery of the Higgs Boson Particle
The Discovery of the Higgs BosonParticle在2012年,欧洲核子研究组织(CERN)宣布了一个历史性的发现——希格斯玻色子粒子被首次探测到。
这项发现被誉为物理学的里程碑,它不仅证明了物理学家的理论,也使我们的世界变得更为神秘、更具有探索的价值。
成千上万的科学家和工程师在CERN合作进行了长达数十年的研究。
他们建造了一个高峰值能量为14兆电子伏特的大型强子对撞机,这相当于每秒钟撞击7万亿个质子。
这些撞击会在实验中产生许多新粒子,包括希格斯玻色子。
希格斯玻色子是什么?希格斯玻色子是英国物理学家彼得·希格斯和罗伯特·布拉特的研究成果。
他们提出了一种理论,即所有物质都由基本粒子组成。
但是,这些基本粒子没有质量。
因此,他们认为,装满了整个宇宙的场,称为希格斯场,使一些基本粒子通过与这个场的相互作用而获取质量。
因此,希格斯玻色子是这个场的基本粒子,它是使其他粒子获得质量的介质。
但是,希格斯玻色子本身很难被探测。
实际上,科学家曾经怀疑这种粒子是否存在。
希格斯玻色子的发现在CERN,科学家们使用强子对撞机,将两束脉冲粒子加速到接近光速的速度,然后在一起碰撞。
这种方法类似于在大型碰撞实验中观察莫顿基普事件。
当两个质子相撞时,它们之间的能量可以转化成各种新的粒子。
同时,CERN科学家还使用了一个叫做ATLAS的探测器来观测希格斯玻色子的碰撞事件。
ATLAS探测器是世界上最大、最复杂的粒子探测器之一,重量达到了7000吨,高度相当于一个六层楼高的建筑。
在2012年7月,CERN宣布他们最终发现了希格斯玻色子的存在。
它们在对不同能量的对撞事件进行分析时,观察到了一个典型的信号,这个信号称为希格斯粒子的“衰变模式”。
这证实了希格斯玻色子不仅存在,而且它的质量比先前预测的更接近125吉电子伏特。
希格斯玻色子的意义希格斯玻色子的发现对于物理学的发展具有重要意义。
希格斯场理论广泛应用于物理学的各个领域,包括量子场论、宇宙学、原子物理学、核物理学以及高能物理学。
航天人物事迹简短
航天人物事迹简短航天人物事迹简短(通用14篇)在日常学习、工作和生活中,要用到事迹的地方还是很多的,事迹具有触发力大、感染力强的特点。
那么什么样的事迹才是规范的呢?以下是小编精心整理的航天人物事迹简短,希望对大家有所帮助。
航天人物事迹简短篇1“5、4、3、2、1,点火!”随着震耳欲聋的一声巨响,神箭托举“神舟”五号载人飞船,直刺苍穹,中国航天员杨利伟开始了中华民族的“飞天”之旅。
现场观看发射的人群欢呼着、跳跃着,用特有的方式庆祝这个历史性的时刻。
中国航天员大队大队长申行运抑制不住喜悦的泪水。
“船箭分离!”“飞船入轨!”随着一声声报捷的口令,杨利伟同志已经挣脱了地球的怀抱,正在太空书写着“中国”这个神圣的名字!天上一艘船,地上万颗心。
此时此刻,全国人民的心儿飞向天空,伴着“神舟”飞翔、飞翔……胜利返回家园“神舟”五号载人飞船在太空飞行21小时23分后于10月16日早晨6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆,返回舱完好无损。
宇航员杨利伟自主出舱并接受身体检查。
杨利伟在走出返回舱后向人们招手致意,中国首次载人航天飞行圆满成功。
航天人物事迹简短篇210月15日上午8时许,酒泉卫星发射中心,中国第一个走向太空的航天员杨利伟在飞船舱内待命起飞。
舱内的摄像机镜头,把他的画面传向千里之外的首都北京。
此时此刻,北京航天指挥控制中心载人航天指挥大厅里,4名特殊的“观众”面对大屏幕情不自禁地轻声叫出声来:“孩子!”“利伟!”“爸爸!”……他们,是杨利伟的父亲杨德元、母亲魏桂兰、妻子张玉梅和8岁的儿子杨宁康。
他们作为特邀嘉宾,将在指挥大厅的大屏幕前为亲人杨利伟送行。
魏桂兰大妈今天刻意“打扮”了一番,外套里面穿了一件红色的毛衣,嘴唇上还涂了一层淡淡的口红。
老人说:“今天是喜庆的日子,咱们都得精神一点儿!”张玉梅目不转睛地盯着屏幕上的丈夫,把儿子杨宁康的手紧紧攥在手里,仿佛生怕调皮的儿子干扰了利伟。
小宁康瞪着两只圆溜溜的大眼睛,看着穿着乳白色航天服的爸爸,高兴地叫起来:“爸爸今天最精神!”“30分钟准备!”发射场上,指挥员的口令传来。
令天文学家困惑的十大谜题
令天文学家困惑的十大谜题作者:棉花糖来源:《学苑创造·C版》2020年第12期宇宙中充满着各种神奇的现象,而人类所能触及的只是冰山一角,还有许许多多的谜题等着天文学家来解答。
千年来,天文学的发展一直是个回答问题、解开谜团的过程,尽管很多时候一个问题解决了,新的问题又立刻涌现。
不少人认为,经过千百年的探索,人类已经充分了解了宇宙的运行方式,从恒星生命周期到星系演化过程,一切尽在掌握。
确实,天文学在近百年来取得了飞跃式进步,但仍有很多问题尚未解决,同时新的挑战也在不断出现。
最令人激动的还是要数那些完全出乎意料的谜题,比如令宇宙加速膨胀的暗能量。
30多年前,天文学家甚至还不知道它的存在,而现在,暗能量已然成为天文学最热门的领域之一。
未来,这样的发现将推动我们进一步认识宇宙,以及地球在宇宙中所处的位置。
一起来了解一下这些谜题吧!1.暗能量过去,天文学家认为宇宙由两种物质主导:能与光和其他形式的辐射相互作用的普通重子(中子、质子和它们构成的原子)物质,以及看不见的、对光透明、只通过引力现身的暗物质。
但是在20世纪90年代末期,天文学家遇到了一个意想不到的挫折:他们本以为受物质的引力作用,宇宙膨胀速度会放缓,但事实上宇宙反倒在加速膨胀。
证据来自数十亿光年外遥远星系中的超新星爆发,它们比之前的宇宙膨胀模型预测的暗弱不少。
天文学家把导致宇宙加速膨胀的因素称为暗能量,它约占整个宇宙质量能量密度的70%。
目前没人知道暗能量究竟是什么东西,更令人紧张和激动的是,暗能量的密度似乎还在不断增加。
有理论预测,如果暗能量的密度持续增加下去,整个宇宙最终会在数十亿年后以“大撕裂”的方式毁灭,到那时,暗能量会撕裂包括星系恒星,乃至物质粒子在内的一切。
2.宇宙线起源宇宙线是来自宇宙的高速、高能亚原子粒子,一般通过观测它们穿过大气时产生的次级低能粒子对其进行探测。
天文学家根据宇宙线粒子的能量大小为其分类,其中有一大类可能来自遥远的超新星爆发。
太空编年史:重要的宇宙探索里程碑
1. 1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造卫星——斯普特尼克1号,标志着太空探索新纪元的开始。
2. 1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林成为第一个进入太空的人类,乘坐“东方1号”飞船绕地球一周。
3. 1969年7月20日,美国“阿波罗11号”登陆月球,尼尔·阿姆斯特朗成为第一位登上月球的人类,并发出了那句经典的“这是个小步,也是人类的一大步”。
4. 1971年4月19日,苏联“萨尔托号”火星探测器成功降落在火星表面,成为第一艘到达火星的人类航天器。
5. 1972年12月7日,美国“阿波罗17号”任务完成后,标志着阿波罗计划的结束,成为人类历史上最后一次登月任务。
6. 1977年8月20日,美国“旅行者2号”探测器发射升空,成为首个进入太阳系外围的人类制造物体。
7. 1986年2月19日,苏联“米尔号”太空站发射升空,成为第一个持续在轨运行超过10年的太空站。
8. 1990年4月24日,美国哈勃太空望远镜发射升空,成为首个长期在轨观测外太空的望远镜。
9. 1997年11月7日,美国火星探测器“火星路德号”成功着陆火星表面,并开始对火星进行详细探测。
10. 2001年11月20日,国际空间站第一艘长期居住船“联盟1号”发射升空,标志着人类长期在太空中生存的新时代的开始。
11. 2012年8月6日,美国“好奇号”火星车成功着陆火星表面,开始对火星进行详细探测和研究。
12. 2015年7月14日,美国“新视野号”探测器飞越冥王星,成为第一个接近并拍摄到冥王星的人类制造物体。
13. 2019年4月11日,以色列首次尝试将一艘无人探测器送上月球,但不幸坠毁在月球表面上,这也是人类历史上第一次尝试将私人探测器送上月球。
14. 2020年5月30日,美国“龙飞船”首次成功发射升空,这标志着美国重返太空的新纪元的开始。
15. 随着科技和人类的不断发展,未来还将有更多的重要宇宙探索里程碑被创造出来,让我们拭目以待。
部编版《宇宙生命之谜》完美版教案1
《宇宙生命之谜》【教学目标】1.正确读写课本重点字词。
2.正确、流利、有感情地朗读课文。
3.读懂课文,了解课文围绕“地球之外的太空中是否有生命存在”这一问题讲了些什么,培养学生爱科学、学科学的兴趣和探索未知的好奇心。
学习重点:由认识宇宙引发自己树立人与自然和谐相处的理念。
学习难点:在探究学习活动过程中培养自己正确的科学态度。
【情境导入】古时候,科学不发达,人们一直向往着“天上人间”。
今天科技发达了,地球之外的太空是否有生命存在,也成为了一个永恒的话题。
今天,我们继续研究宇宙生命之谜。
聚焦课文:课文从古代神话讲起,引出了“地球之外的太空中是否有生命存在”这个问题;接着概括地说明,从理论上猜测,地球绝不是有生命存在的唯一天体,但是至今尚未找到另外一颗有生命的星球;然后具体地介绍了科学家探索的历程,得出了太阳系中唯一有可能存在生命的星球是火星。
最后说明,人们至今尚未在地球之外的太空中找到生命,但科学家仍然相信那里存在着生命,因此,地球之外是否有生命存在,仍然是一个谜。
明确:学习这篇文章,我们要通过阅读理解,学习科学家追求真知、不断探索的精神,领悟作者采用分析、比较、排除的方法来说明问题的表达方法。
知识精讲:下面我们看文中的重要段落:先来看第一自然段:古时候,科学不发达,人们一直向往着“天上的世界”。
于是,有了许许多多的故事:嫦娥奔月,仙女下凡,蟠桃盛会……现在,科学发达了,人们知道那都是古人编出来的神话。
但是,地球之外的太空是否有生命存在,仍然是一个吸引人的问题。
文章开头为什么从神话故事谈起呢?明确:文章从神话故事谈起,说明从古到今,地球以外是否有生命一直是人类探索的问题。
同时,增强了文章的趣味性,引人入胜,更加突出人们对探索宇宙奥秘愿望的强烈。
这种方法在说明文中被称为“引资料”。
引资料是一种说明方法,是为了使说明的内容更充实具体,更具说服力,可以引用一些文献资料、诗词、俗语、名人名言等。
引资料的范围很广,可以是经典著作,名家名言,公式定律,典故谚语等。
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解开宇宙之谜的十个里程碑--为宇宙加速膨胀发现10周年而作导言:时至今日,宇宙学已经成为了一门精确科学,被多数人接受,成为了当今最前沿,最活跃的学科之一。
宇宙学发展到今天,决非易事,大体上说它已经经历了10个有历史意义的里程碑。
本期介绍:恒星、星系和星系团的发现,万有引力定律的发现,广义相对论的创建,宇宙膨胀的发现以及大爆炸宇宙学的提出与检验。
引言宇宙是我们这个物质世界的整体,是物理学和天文学的最大研究对象。
了解甚至弄清它的性质、结构和演化规律,一直是人类的梦想。
可以说,人类试图认识宇宙的历史与人类认识史本身同样古老。
但是,要认识整个宇宙实在是太难了,以致在相当长的时间内,只是停留在哲学性的、思辨性的思考上。
宇宙学真正成为一门具有现代意义的独立的学科,那还是在近100年内的事。
在半个世纪以前,大多数人对宇宙学还是抱有怀疑态度的。
这半个世纪,宇宙学的发展,经历了彷徨、徘徊,经历了数据积累,经历了异军突起,经历了长足进步。
时至今日,宇宙学已经成为了一门精确科学,它差不多达到了半个世纪之前粒子物理在人们心目中的地位。
正是半个世纪以前,粒子物理领域新现象不断出现、新粒子不断被发现。
新的发现触动了物理学的基本问题,就使物理学来了一个重大的飞跃。
特别是吴健雄首次实验证明了李政道、杨振宁的理论,推翻了弱作用中的宇称守恒定律,使弱作用的正确机制很快确立。
粒子物理成为了当时最前沿、也最活跃的学科。
现在的宇宙学已经与半个世纪以前大不一样,它已经被普遍接受,成为了当今最前沿,最活跃的学科之一。
宇宙学发展到今天,决非易事,大体上说它已经完成了如下10个里程碑。
在通常意义下,里程碑是有明确时序的。
我们这里讲的实际上是10件大事,当然也有次序,只是并非严格的次序。
大事与大事之间可以有重叠或覆盖,因为一件大事往往有其相当长的时段。
称之为里程碑,只在于强调有重要的意义。
本文中,我们把宇宙轻核素原初合成、微波背景辐射和大爆炸宇宙学合在一起,作为大爆炸宇宙学的提出与检验一个里程碑,这只是为了叙述连贯,并非降低前二者的作用。
事实上,前二者也十分重要,单独列为两个里程碑也完全可以。
如果这样,那么总的就有十二个里程碑了。
第一个里程碑:恒星、星系和星系团的发现人生活在地球上。
在地球之外,首先看到的当推太阳,其次是月亮,此外就是众多的星星了。
起初,人们弄不清楚太阳、月亮和星星之间是怎样的关系,甚至孰大孰小孰远孰近也一无所知,对宇宙的认识是极为肤浅的。
中国古代关于宇宙有三种学说,即盖天说、浑天说和宣夜说。
盖天说认为大地是平坦的,天就像一把伞罩着大地。
浑天说认为天地像一只蛋,中心是地,周围是天。
宣夜说认为天是无限的、虚空的,星辰浮在虚空中。
国外,亚里士多德(Aristotle)、托勒密(C. Ptolemy)等人建立的宇宙模型是以地球为中心的(简称地心说)。
直到约500年前,哥白尼(N. Copernicus)提出了以太阳为中心的日心说,才推翻了至少统治了1800多年的地心说。
这一步极其艰难,哥白尼的著作《天体运行论》直到他临终之前才得以出版面世;伽利略(G. Galileo)因为支持哥白尼的观点而被罗马宗教裁判所囚禁;支持并发展哥白尼观点的布鲁诺(Giordano Bruno)更被烧死在罗马的鲜花广场。
这一步却十分重要,地球也就从宇宙中心的宝座上跌了下来,成为宇宙中普通的一员。
有了这个认识,地球上的人才获得了客观研究宇宙学的真正资格。
哥白尼走的这一步,十分关键。
以太阳为基础来研究宇宙是正确的。
有了开头的一步,也就会有接着的一步,并一步一步继续发展下去。
布鲁诺进一步提出,宇宙中还有许许多多的太阳。
抬头仰望晴朗的夜空,如果空气没有污染,就可以看到满天星斗,可以说这些星星每一个都是像太阳那样的恒星。
太阳与地球之间的距离约有1.5亿千米,相当于光走8.3分钟的路程。
我们看到的亮的恒星,其实是些离我们很近的星。
比如牛郎星,离我们的距离约有16光年(即光走16年的距离);织女星,约有27光年。
除太阳以外,离我们最近的恒星,叫比邻星,距离约为4.3光年。
天上亮星的分布差不多是各向同性的,就是说,仰望天空,向各个方向看到的亮星在天上分布的密集程度都差不多。
但是,如果我们只看很暗(也就是较远)的星,就会发现它们的分布不是各向同性,而是集中分布在一个带状区域内的。
这个观测特征告诉我们,我们这个太阳系实际上是处在一个呈盘状分布的恒星系统内,离盘中心较远,约有2万6千光年。
这个恒星系统就是银河系,它包含有一千多亿颗恒星。
其实,银河系外面还有许许多多类似银河系的恒星系统(称之为星系)。
银河系是我们这个地球所在的星系的特别名称。
银河系外,最靠近我们的星系是大麦哲伦云和小麦哲伦云,它们离我们的距离约为16万光年。
我们现在所能观测到的距离已到百亿光年的尺度。
尽管还可看到一些有许多星系组成的星系团,但总的说,星系在宇宙中的分布是比较均匀的。
由于星系离我们很远,得用更大的望远镜来观测它们。
与恒星呈现的是一个点不同,星系呈现的是一个有限大小的斑。
星系的发现使我们走出了银河系,这是走向宇宙的极其重要的一步。
粗略地说,宇宙可以看作以星系为“分子”的均匀气体。
由此我们可以总结出一个原理,称作“宇宙学原理”——从大尺度来看,宇宙物质的分布是各向同性的、均匀的;宇宙既没有中心,也没有边缘;观测者从宇宙任何一个地方来看,宇宙的性质、运动和规律都是完全一样的。
观测并研究恒星、星系、星系团是天文学研究的主方向,这个领域的观测数据在不断积累,理论研究也在不断深入。
在“宇宙学原理”的基础上,宇宙大尺度结构的各种偏离均匀和偏离各向同性的特征,也已经有了十分丰富的积累。
人们对恒星、星系、星系团的认识积累为宇宙学的研究奠定了第一块里程碑。
其实,对恒星、星系、星系团的研究,不仅是天文学研究和宇宙学研究的基本出发点,也是工作量最大而且贯彻始终、不断改进的基础。
所以,它不仅是第一块里程碑,也在以后各个里程碑的创建过程中不断起作用。
第二个里程碑:万有引力定律的发现我们知道,万有引力是牛顿在开普勒(Johannes Kepler,1571年~1630年)对行星运动研究成果的基础上总结得到的。
现在我们知道,世界上一共只有4种基本力,即强作用、电磁作用、弱作用和万有引力作用。
强作用和弱作用都是短程力,只有在微观世界中才有明显的作用,它们的力程只有10-13厘米甚至更短。
电磁作用和万有引力作用的强度与距离的平方成反比,两个物体之间的距离越大,相互作用的力也越弱。
但它们都是长程力,而在宇宙中,距离增大,物体也增多,大尺度上总的作用强度是不能忽略的。
因此,它们可以在宏观世界甚至宇观世界中起作用。
电磁作用的强度比万有引力作用强很多,比如两个质子之间的电磁作用要比它们之间的万有引力作用强1万亿亿亿亿(1036)倍。
但是,电荷有正、有负,从大尺度范围来看,正负电荷相消,电磁作用已基本上抵消掉了。
所以,从宇宙大尺度来看,实际上只有万有引力才占绝对的支配地位。
300多年前,牛顿(I. Newton)发现的万有引力定律为宇宙学的研究铺设了第二块里程碑。
第三个里程碑:广义相对论的创建宇宙是物质世界的一个整体,宇宙学是研究这个整体的性质、结构、运动和演化规律的学问。
宇宙学作为一门科学,也必须建立在观测事实的基础上,并且形成一个系统的逻辑体系。
我们该怎样来建立这个体系呢?人们首先想到用牛顿力学和牛顿时空观来建立这个体系。
但是,人们很快发现,不论宇宙有限还是无限,牛顿力学和牛顿时空观均不能作为研究宇宙的一个正确的科学框架。
如果宇宙是有限的,按照牛顿的时空观,它应当占有一个有限的空间。
这样一个宇宙,必然有一个中心,也有一个边界。
既然有边界,那么,边界之外又是什么?边界之内还是个整体吗?既然有中心,那么,在万有引力作用的支配下,周围物质就会掉向中心附近,物质分布就不会均匀,就无法解释观测支持的“宇宙学原理”。
如果宇宙是无限的,甚至无法解释“夜里为什么天黑”这样一个人人都知道的事实。
白天为什么亮?那是因为有太阳。
夜里为什么天黑?那是因为没有太阳。
可是,夜里还是可以看到许多恒星。
太阳也是一颗恒星,只是与其它恒星远近不同。
按一颗恒星来讲,因为亮度与距离平方成反比,远的恒星自然看起来暗。
但是,远处的恒星数目要多得多,所有星提供的总亮度未必低。
特别是,按照宇宙学原理,如果考虑同一距离上的恒星,那么,一个星的亮度与距离平方成反比,而同一距离上的总星数却与距离平方成正比,正比、反比正好相消。
因此,每个距离上所有星提供的总亮度是与距离无关的。
如果宇宙无限,按照牛顿的时空观,所有距离上的星加起来,亮度应是无限的。
夜里天黑的事实与牛顿框架下的宇宙无限相冲突,这就是著名的奥伯斯(Heinrich Olbers)悖论。
奥伯斯悖论来源于亮度与距离的反平方关系。
万有引力也有反平方关系,也会出现类似的悖论,如希立格(Hugo von Seeliger)悖论:宇宙中任何一个天体都会对某一物体产生万有引力作用,如果宇宙无限,那么任何方向上的总作用力都是无限大的,这与事实也不符。
1915年,爱因斯坦(A. Einstein)发表了广义相对论,对万有引力理论作出了划时代的变革。
牛顿把万有引力看作两个物体之间的超距作用。
在爱因斯坦看来,一个物体受另一个物体的万有引力作用而运动,是因为另一个物体由于其质量而改变了周围的空间,使空间弯曲,而这个物体由于处在弯曲空间中才导致了运动。
因此,在广义相对论看来,其实没有力,运动只是由于空间弯曲。
两年以后,在1917年,爱因斯坦将广义相对论用来研究宇宙,为现代宇宙学提供了正确的研究框架。
那个时候的传统观点是认为宇宙是静止的。
但是,爱因斯坦在他的广义相对论引力场方程中却找不到静态的解。
道理很简单,因为爱因斯坦的引力场方程也只有引力,没有斥力,在这个情况下是不可能有静态解的。
为了得到静态解,爱因斯坦在他的方程中人为地加进了一个具有等效斥力作用的宇宙常数(记作Λ)项,以抗衡引力,从而获得了一个有限而无边,也没有中心的均匀的静态宇宙解。
这是第一个具有现代科学意义的宇宙学解,称为爱因斯坦静态宇宙模型。
爱因斯坦模型有个缺点——不稳定。
即使爱因斯坦得到了一个在某个时刻处于静止状态的宇宙,它也经不起扰动。
设想某个时刻宇宙有一个扰动,使它稍微膨胀了一点儿,那么,它的所有天体与天体之间的距离就略有增大,导致万有引力减小而更有利于膨胀;如果使它稍微收缩了一点儿,那么,它的所有天体之间的距离就略有减小,导致万有引力增大而更有利于收缩,因而不可能保持静止状态。
为了解决这个问题,1922年,弗利德曼(A. Friedmann)放弃了爱因斯坦的静态假设,考虑一个动态的宇宙。
假设宇宙原本就处在膨胀状态或者收缩状态,这时就没有静态宇宙的那种不稳定性。