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吴越的共享空间

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May 03

哈勃空间望远镜的观测

哈勃太空望远镜拍到宇宙喷泉延伸10万光年

    在运筹帷幄了几十年之后,哈勃空间望远镜作为美国宇航局大型天文台中的第一个终于在1990年发射上天,开始决胜千里之外。在修复了主镜存在的结构问题之后,哈勃空间望远镜彻底地改变了天文学的许多领域,并且为大众奉献了一幅又一幅摄人心魄的宇宙画面。在过去19年间,哈勃太空望远镜已经获得29000颗天体的880000多份观察资料,并拍摄了超过570000张图片。

宇航员为哈勃空间望远镜安装新的仪器设备,使得“哈勃”始终在天文学中领跑。

      在过去的一个世纪里,天文学家根据近处恒星的距离推算出的遥远天体距离建立起了一个详尽的距离“阶梯”体系。距离阶梯的第一级是那些距离我们最近的恒星,由于地球绕太阳的轨道运动我们可以探测到它们在天空中的位置变化。这一被称为“视差”的效应由于只涉及到最基本的几何原理,因此它的结果十分可靠。这一方法的唯一局限是我们测量天体位置变化的精度。随着精度的提高,视差测量可以推广到更遥远的距离。

    空间成像的高分辨率。左侧为位于夏威夷莫纳克亚的日本8米昴星望远镜所拍摄的模糊星系照片,右侧为哈勃空间望远镜所拍摄的同一星系。

    尽管恒星经常被认为是永恒不变的,但事实上它们是在不断演化的。新一代的恒星形成于气体星云,而老年恒星则通过行星状星云和超新星爆发最终演化成了白矮星、中子星和黑洞。这些恒星形成和演化的过程对于了解宇宙中的许多特征是非常关键的,这其中包括了星系演化、化学元素的散播以及气体的分布。

恒星的一生。图a:猎户星云是恒星诞生的地方。插图显示了一颗被尘埃盘包裹住的年轻恒星,而尘埃盘中则可能正在孕育行星。图b:大麦哲伦云中的蓝色年轻恒星以及形成这些恒星所遗留下的气体。图c:麒麟座V838和它的“光学回声”。图d:一颗垂死的恒星正在通过行星状星云抛射它的外部包层并且在中心留下一颗白矮星。图e:一个包含有许多老年恒星的球状星团,其中最暗弱的是白矮星.

    在恒星中的氢耗尽之后,其中心的主要能源也会枯竭,于是恒星就会经历剧烈的演化。在这一演化中,恒星会急剧膨胀并且抛射出大量的物质,然后要么爆发要么慢慢地变暗,并且留下一个致密的残骸(白矮星、中子星或者黑洞)。

远近不同的星系。图a:星系之间大相径庭的特性。图b:哈勃超深空区照片中的不规则星系。版权:NASA。

    有多种办法可以测量宇宙的年龄。最保险的办法就是测量我们今天已知的最年老恒星,它们给宇宙的年龄设定了一个最可靠的下界。为了确定一群恒星的年龄,最理想的办法是找一个同时形成的星团。由于质量越大的恒星演化得越快——质量最大的恒星很快就演化成了超新星、中等质量的恒星(就像太阳)则会演化成行星状星云并且留下一颗暗弱的白矮星、低质量恒星的寿命则会和宇宙的年龄一样长,因此星团中的恒星会处于不同的演化阶段。而星团的年龄则可以从星团中还剩下的恒星的质量来得出。

在过去19年间,哈勃太空望远镜已经获得了以下重大发现——

首次证实暗物质的存在

    天文学家基于哈勃天文望远镜的观测数据研究土星与星系群碰撞时,找到了暗物质存在的有力证据。他们对星系群1E0657-56进行了观测,该星系群也被称为“子弹星系群”,他们发现两组星系在重力拉伸作用下暗物质和正常宇宙物质被分离开了,这项研究首次证实了暗物质的存在,这种无形物质是无法通过望远镜进行探测的。暗物质构成了宇宙的主要质量,并构成了宇宙的底层结构。暗物质能与宇宙正常物质(比如气体和灰尘)发生重力交互作用,促进宇宙正常物质形成恒星和星系。

探测到冥王星的卫星

    哈勃天文望远镜对我们太阳系的外围区域进行了勘测,进一步研究冥王星和其他冰冷的天体。它发现了环绕冥王星的两颗新卫星——Nix和Hydra,这两颗卫星的颜色与冥卫一相同。这三颗卫星具有相同的颜色暗示着它们可能同时诞生于数十亿年前某颗星体与冥王星的碰撞。

类星体明亮的光线

    类星体令人难以捉摸并且非常神秘,自从1963年发现类星体之后,天文学家就一直致力于探测类星体是如何紧密地结合了光线和其他放射性物质。类星体位于宇宙外沿区域,能够产生大量的能量。类星体并不比太阳系大,但是其亮度却与拥有数千亿颗恒星的星系相当。

彗星碰撞木星

    哈勃天文望远镜拍摄到数十颗彗星碰撞木星的情景,图片显示可观的爆炸发送强烈的蘑菇状热气体火球进入木星上空。此次碰撞木星的彗星群叫做“Shoemaker-Levy 9”,它两年前就被木星分裂成许多小彗星,最终当小彗星落在木星表面上时,在木星行星云中留下了临时性的熏黑斑点。

加速宇宙

      哈勃天文望远镜通过观测到遥远爆炸恒星释放出的光束,将有助于科学家发现暗能量。几年之后,哈勃天文望远镜的观测结果显示,宇宙暗能量在数十亿年里与重力展开着拔河竞争,暗能量起到了重力的反作用力,促进宇宙以更快的速度进行膨胀。

完整的星系形成过程

      哈勃天文望远镜提供了星系随着时间的流逝如何形成现今所观测到的巨大星系,它拍摄到遥远宇宙星系一系列独特的观测照片,许多星系存在仅7亿年,这项观测提供了宇宙以可见光、紫外线和近红外线视角下的景象。

可见光视角下探测到第一颗地外行星

      天文学家使用哈勃天文望远镜拍摄到可见光视角下的第一颗地外行星,并探测到该行星具有大气层。这颗行星的学名为“北落师门b”,是环绕明亮的北落师门恒星运行的一颗小行星,距离地球25光年,位于Piscis Australis星座之中。一个直径为215亿英里的巨大残骸圆盘包围着这颗恒星,这颗行星就位于残骸圆盘内部。

超大质量黑洞“称重”

      哈勃天文望远镜探测到星系的浓密中心区域,并强有力地证实超大质量黑洞位于星系中心位置。超大质量黑洞紧裹着数百万至数十亿颗太阳的质量。这里拥有许多重力,使其吞并任何周围物质。这种复杂的“吞并机制”并不能直接观测到,这是由于甚至光线也难逃重力的束缚。但是哈勃天文望远镜能够直接进行探测,它帮助天文学家通过测量黑洞周边物质旋转速度测量出几个超大质量黑洞的质量。

宇宙中最强烈的爆炸

      科学家曾猜测地球大气层臭氧层中可燃烧强大的光线束和其他放射物质,但幸运的是像如此强烈的辐射不会发生在地球上,只存在较遥远的宇宙区域。如图所示,这种强烈的爆炸称为伽马射线爆,它可能是自宇宙大爆炸之后最强烈的爆炸事件。哈勃天文望远镜显示放射物质在遥远星系中短暂的闪光,这里的恒星形成概率非常高,该望远镜的观测结果证实强大的光线束源自超大质量恒星的崩溃。

行星诞生于恒星灰尘盘

      天文学家通过哈勃天文望远镜证明了行星可形成于恒星周围的灰尘盘,它的观测结果显示之前已探测一颗行星位于恒星Epsilon Eridani旁,并以地球视角的30度进行环绕,同样恒星的灰尘盘也有相同的倾斜角度。虽然天文学家长期推断行星形成于这样的灰尘盘,但这是经观测而证实的研究。

恒星绚丽地死亡

    哈勃天文望远镜以壮观的绚丽色彩结束了自己的生命,它如同秋季树木呈现多彩的叶子。这颗类似太阳的恒星在生命的最后历程中,向太空喷射最外层的气态层,这一气态层开始燃烧,释放出红色、蓝色和绿色,它被称为“行星状星云”。

宇宙的年龄

    哈勃天文望远镜的观测结果使宇航员能够通过两种方法精确地计算出宇宙的年龄,第一种方法是依赖测量宇宙膨胀的比率,结果显示宇宙的年龄大概是130亿年;第二种方法是通过测量叫做白矮星的年老昏暗恒星所释放出的光线,该方法证实宇宙存在至少120-130亿光年。

April 16

如果我教育一个人

试卷还未发下来呢,母亲已针对我的所有学科像小鸭一样唱歌哦。内容是:你不去做题目,书不看***你真是不自觉,不懂父母心…怎么会考好。以后还想考好大学…再讲了些同学努力学习的例子。…呵呵,我每次被这样教育后,总会努力一点,但这只是暂时的,过几天又变回来了,没有进到心理。上星期老师来家访。本想把自己的一些想法和班主任说,结果父母和顾老师谈话内容和这些差不多。我没有插话的余地了。虽然老师很想听我的想法,可我总不想多说。

我发现父母对我的教育有问题。他们总是让我写作业.他们对我的成绩不是骂就是表扬。有时尽说些没啥意义的话。

 

如果我教育一个人,我不会按照父母的方式育人。

婴儿们出生时,智商是没有多少区别的。关键在于后天的培养。记得我小时候经常和父母到游戏厅打游戏,在家里玩游戏机。看似这对学习没有意义,其实也是一种能力积累。我想一个从小玩游戏的人和一个只看书的人比起来,打游戏的人在理科的学习上更有优势,而书看多的人在语言感觉方面优于玩游戏的人。所以我会尽量在各方面去试一下,最好是个种能力提高。

下一步从中找出孩子感兴趣的领域。然后,让他在学习的同时确立自己的理想,目标。

这个时候是他应该渐渐认识自己了。接下来孩子(大概十多岁)的这段时间是学习的高峰时期,我会给他纠正错误,让他不断的获取知识。更重要的是教他们分析自己。如怎么学,怎么总结方法等(这一步需做很长时间)。此外给他制造挫折并鼓励他去克服。通过实践不断提高学习能力,毅力,抗措能力(会在日后有帮助的)。可以严格一点。

过几年孩子渐渐懂事,有一定的经验学识且有叛逆心理。需要让他们更理性地看问题。他们大部分有了志向,都有自己的学习方法,不需要在如何学习上多唠叨了,真正缺乏的是坚持,就像我一样。可惜,这可能要看孩子的悟性了不是父母所能教的。他需要自己克服。我觉得父母与其讲一些空话,不如塞一本题目做,最好经常督促(不要天天干会有厌倦情绪)。与其让孩子长时间做作业不如让孩子在短时间内集中精神做作业,要的是效率不是时间。就像评价一个老师教学水平的高低就看提高相同的分数花多少时间。这是最难教育的,也是一个孩子能否成材的关键时刻。如果能永不言败,坚定执著地为理想奋斗(IQ+EQ+AQ),那离成功不远了(当然有时要学会放弃)。

 

发现现在最缺乏的是心灵交流。学生总不肯把自己的真实想法告诉老师父母。我就是这样的,不知为何宁愿和朋友讲真心话也不敢向老师说。总感觉和朋友有共同语言,共同兴趣,她们最能理解我。我和父母讲过我的一些观点,大多数情况他们总不赞同,想把自己的想法加于我们。我有时在想我学弹钢琴是父母的意愿还是我自己想弹。父母很少把他们的事对我说。有时我好奇地问他们,经常得到的是冷漠的回答。我最郁闷的是他们突袭我的作业。我不怕他们看我作业,可他们至少要对我说一声啊!然后理直气壮地说我作业***一直都这样!我已不想再多说些什么和他们争多数是我败下阵来。就这样去吧,没意义的,成全他们了。我不会过多延用他们的教育方法地。很多同学也有这样的经历。小的时候我不想上学,他们哄骗我说带我到公园散心,实质则把我拉学校。就这样,两代人之间产生了代沟。如果我教育人首先会建立一种信任,给予尊重,这是前提吧。

 

其实,真该好好感谢父母。他们的出发点是好的。

 

感到自己差好远,不仅是学习,更是能力上的差距。算了,我希望我能重头再来。不想留下任何遗憾啊。

 

上述文字纯属一时想法,本人思想尚未成熟,语文水平有待提高。

April 15

批斗

期中考试考完了,感觉非常不好。具体内容忽略不计(粗心+不会做)。虽然现在还不知道成绩,但自己已能预感到不幸的到来。故此次好好反省自己。

前两天被家访了,原因是数学不稳定,时好时坏。老师和家长进行了一次交流。我坐着旁听,不敢说些啥,也不敢狡辩。我确实做得很不好。老实说我心思散漫,不自觉导致作业不认真,不如高一时认真。家长则和着老师说我不自觉,做错很多还不订正……

是的,我认了。为何进高二以来我始终难以努力学习。最主要的就是不肯坚持,指的坚持是缺乏意志力。学校还好,到了家里便随心所欲,做一会儿作业就想到别的事。高一的时候对学习有一种激情尤其是理科方面,至少可以坚持做完作业,并且以做难题为乐趣。而现在随着学习难度的上升那种激情正在消退,对难题的钻研大不如以前。

儿时拼着四驱车,玩着男孩子玩的玩具,后来拿着天文望远镜看月亮,捧着显微镜看蔬菜叶。我有着好奇心喜欢研究。到初中我毫无目的地学着,不知以后该干什么?直到高一时的选修课上,不知道自己为什么能拼接那个光控电路,没有理由的,只是靠这感觉去做,觉得很激动刺激。那时我第一次发现了身上的潜能。这种能力是从小在无意间培养的,所以现在学理科比别同学轻松些。我有了信念——走科研的道路。

难道我再也回不到当初的激情了吗?我喜欢学习吗?。

我有理想,有追求,我不灰心为一些挫折而放弃,我理性地学着知道怎么做。可惜我缺乏一种能力——集中精神的能力。这是我要克服的。看了《高考1977》感受颇深。那些青年们为了参加考试演绎了一幕幕感人的场景。我不禁感到要好好珍惜学习环境。

通过家访+此次考试+那场教育性的电影我决定让父母少操心,命运是掌握在自己手中的。

未完

December 31

统一场论

     统一场论是把引力、磁力与原子核力用单独一项数学定律来描述。
物体的质量决定引力的大小,而恒星与我们都是原子结构所以对我们产生压力的都是同一种粒子,而随着地表以下这种结构更为密集所以压力会把我们往下压,幸好有大气层缓冲了这种压力,地表与我们的支持力大于它对我们的压力,形成引力。所以当物质之间的压力大于它们的支持力那么引力便产生了,物体的质量与压力成正比。
磁力是由电子运动产生的.做个假设,在水池中,有两个压力相等的乒乓球团,突然一个乒乓球团的乒乓球少了一个(正电),而另一个乒乓球团却多了一个(负电),那么水便会把这个乒乓球压到少了一个乒乓球的乒乓球团中(电子运动)当这一数量不断上生,频率不断加大,那么水便会对乒乓球转移的这一路径产生频率压强,这便是磁场,
电弱统一以成定局,而强力是将原子核保持稳定的力,所以也称核力,让我们回到水池,这个水池现在成为一个立方圆,而水池的压力从外到内加大,水池中有足球,网球,而足球与足球之间水的支持力大与压力,而在水池的中心,却有一个相当密集的结构其质量占水池的99.95%以上,而体积却只占这个水池的几千亿分之几,质量与压力成正比,所以这便是核力,
爱因斯坦在完成狭义相对论和广义相对论之后便致力于建立引力场与电磁场的统一理论,并为此付出了后半身而未能如愿。霍金过去也是追求“终极的起点”,他曾宣称:存在一种可以把所有自然规律都以一个单一的、优美的数学模型表示出来的“终极理论”,也许简洁到在一件T恤衫上就能打印出来。现在,霍金又放弃了这一追求。霍金追求的目标从“终极的起点”转向了“终极的完成”。不过,仍有许多科学家正研究此理论。一些认为弦理论就是统一场论。
     近日,怀着一份激动与兴奋看完了马克·阿尔珀特的小说《终极理论》:
一宗残忍的凶杀案,一串没有联结意义的数字,一组隐藏已久的秘密研究资料牵扯出撼动宇宙、摇晃文明的惊人奥秘。曾是爱因斯坦助手之一的物理教授汉斯•克莱曼,因为死守着爱因斯坦最后研究的秘密而惨遭杀害。他耳语道:“统一场论。博士先生最……最后的遗赠……现在,我把它……交给你。你要保证它的……安全,决不能让他……他们得到它。临终之前,他将两个德文字与一串数字,交给情同父子的忘年之交大卫•史威夫。大卫只知道这些讯息连结到爱因斯坦的“终极理论”——一个可能为科技与人类带来长足进步,或制造毁灭性武器的理论。但世人皆知,这个理论尚未完成。在不明所以之下,大卫就被美国国防部、联邦调查局、俄国佣兵追逐胁迫,想要夺取他身上的讯息。当大卫身边的人——遭受无情的迫害,他知道自己必须倾全力追寻,发掘这位二十世纪最伟大的科学家,身后所留下的惊人秘密!
最终他九死一生揭示出这一理论震撼世界的结局——统一场论的方程式组。
    书上说此方程式组用拓扑学(拓扑就是研究有形的物体在连续变换下,怎样还能保持性质不变)的语言表达。爱因斯坦发现所有粒子都是引力电磁子,每一个粒子都是时空中的一个不同的扭曲而时空中的波纹就是原力。其中有个方程式:S<=A/4   S代表特定空间中容纳的最大信息量,A表示这个范围内的表面积。这个原理说每一个粒子的位置和每一种力的大小都包含在空间二维表面中。
他还利用全息原理绘制出宇宙的历史。两个空无一物的膜由于引力撞在一起产生巨大能量,形成原子,星球,银河系。我们这个宇宙都包含在某一个膜之中。除了引力任何物体都不能脱离膜在宇宙中穿行。不过,有一样东西可以脱离膜到额外空间去。那是中微子。中微子个头小,不带电,可自由穿过地球,几乎不与任何物质发生作用,号称宇宙间的“隐身人”。
此方程式预言这个膜的时空一旦发生扭曲就会产生粒子性的爆炸喷射。一旦扭曲程度足够大,惰性中微子(可能存在的一种惰性粒子)会通过虫洞到达宇宙的另一个地方。返回的粒子能够在他们到达的时空区域引起强烈的扭曲,释放出无穷大能量,相当于100万吨原子弹爆炸的能量。关键在于如何设定返回粒子的地点。这样一来人类就可造出更强大的武器。
      虽然这些是作者虚构的,但那惊心动魄的紧张气氛,曲折惊奇故事和引人入胜的科学知识使人着迷。其实我现在是无法理解这些理论的。还好作者用一些通俗易懂的语言让我对一些陌生的物理概念有了定性的认识。我越来越想去探索其奥秘了……

November 07

化学元素之最

(1)单质密度最小(标准状况下)的元素为氢(H)

(2)单质密度最小的金属元素为锂(Li),其密度为0.534g/cm3,约为水的密度的12

(3)单质密度最大的元素为锇(Os),其密度为22.57g/cm3

(4)地壳中含量最多的元素为氧(O)

(5)空气中含量最多、单质分子最稳定的元素为氮(N)

(6)自然界中最活泼的金属元素为铯(Cs)。元素周期表中最活泼的金属元素为钫(Fr)

(7)最活泼的非金属元素为氟(F)

(8)最稳定的气态氢化物是氟化氢(HF)

(9)自然界中最强的碱是氢氧化铯(CsOH)

(10)最强的含氧酸是高氯酸(HClO4)

(11)最弱的含氧酸是硅酸(H4SiO4)

(12)最不稳定的气态氢化物是硅化氢(SiH4)

(13)常温时唯一的液态金属单质是汞(Hg)

(14)常温时唯一的液态非金属单质是溴(Br2)

(15)单质最硬的金属元素是铬(Cr)

(16)自然界中单质最硬的元素是碳(C)

(17)单质延展性最好的金属元素是金(Au)

(18)单质导电性最好的金属元素是银(Ag)

(19)形成化合物种类最多的元素是碳(C)

(20)同位素最多的元素为锡(Sn)(Sn10种同位素原子)

(21)能形成最白物质的元素为钛(Ti)TiO2为目前世界上最白的物质。

(22)能形成氧化物种类最多的元素为氮(N)和锰(Mn)。它们各有6种氧化物,氮的氧化物有N2ONONO2N2O3N2O4N2O5,锰的氧化物有MnOMnO2MnO3Mn2O3Mn2O4Mn2O7

(23)可形成最臭物质的元素为硒(Se)H2Se是目前世界上最臭的物质

 
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