宇宙射线

宇宙射线（精选12篇）

宇宙射线 篇1

1.逆变电路分类

逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种 :直流侧是电压源的称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。它们也分别被称为电压源逆变电路和电流源逆变电路, 本设计采用的是电压型逆变电路。

2.电压型逆变电路的设计及优化

将半桥式变换电路中的两电解电容换成另外两只高反压功率晶体管,并配以适当驱动电路即可组成全桥式变换电路,如图1.2.1所示。VT1、VT2、VT3、VT4组成4个桥臂。高频变压器T连接在它们中间。相对臂的VT1、VT2和VT3、VT4由驱动电路激励而交替导通,将直流输入电压变换成高频方波交流电压。其工作过程与推挽式功率转换电路一样。这样,高频变压器工作时,其初级线圈得到的电压即为电源电压。它是半桥电路输出电压的一倍,而每个晶体管耐压仍为电源电压,使输出功率增大一倍。若是电流达到半桥电路的水平,即电流增大一倍的话,则输出功率就可以增大4倍。

全桥电路的主要不足是需要4组彼此绝缘的晶体管基极驱动电路 , 使控制驱动电路成本增大并复杂化,但选用全桥变换电路可使输出功率大大提高 , 而且晶体管的损耗少。在设计中驱动采用隔离变压器进行驱动信号隔离。

实际电路中缓冲吸收电路很重要,因为设计的不合适,会使吸收电路有很大损耗。然而吸收电路的设计主要还是靠经验而不是理论计算,这是由于需要吸收电路区改善的波形主要是由电路中存在的寄生元件引起的。吸收电路应该在电路实际搭建好以后才设计,即从己确定的印制电路板、变压器、功率开关管以及整流器的参数来构建吸收电路雏形,这样寄生参数就能很接近实际情况。

通常IGBT的开关时间约为1µs当IGBT由通态迅速关断时,有很大的 –di/dt产生,–di/dt在主回路的布线电感上引起较大的尖峰电压 –Ldi/dt,如图1.2.2所示

这个尖峰电压与直流电压叠加后,加在关断的IGBT的C-E之间。如果峰值电压很大,可能使叠加后的UCESP超出反向安全工作区,或者由于du/dt过大,而引起误导通,两者都有损于IGBT ;为此,在IGBT上加入缓冲电路。设计中采用的是充放电型RCD缓冲电路,其电路图如图1.2.3所示。

3.设计要点

电压源逆变电路和电流源逆变电路是两种主流逆变电路设计思路,其中,电流源逆变电路由于使用了电抗器来缓冲无功功率,所以其产生电流为方波,这种设计会导致高压源的高压不稳定等问题,所以我们采用电压源逆变电路的设计思路。由于该设计通过使用了电容器来缓冲无功功率,可以保证电压输出为方波,这种结构保证了X射线高压发生器输出高压的准确性和稳定性,从而满足了X射线的辐射防护方面的要求。而合理的选择参数又是其中的技术难点,需要激励电路和缓冲电路的参数的互相配合。同时,将半桥式激励电路优化为全桥式激励电路,可以有效的提高X射线逆变电路的工作功率,并有效地促进了X射线源的小型化的发展,但由于增加了电路的元器件,使逆变电路的设计复杂化,并且需要通过隔离变压器来隔离来自于驱动信号的电磁干扰。另外,在缓冲电路设计方面,主要采用了充放电型RCD缓冲电路来起缓冲作用,由于寄生参数是由电路结构和尺寸决定,所以缓冲电路的参数选择是需要通过试验来确定的。

宇宙射线 篇2

地球人类的科学界要以宇宙的大觉悟者观点看地球。用新发现“宇宙数计算法”观察太空，联想地球。用新智能“宇宙数的计算法”计算。再研究和再加深认识地球的大自然、物理、化学、电子等变化有新的作用和新的功能。（包括科学上没有发现、认识、记载的东西等）。

“宇宙数计算法”“有数的法则和术术的法则”本人有“宇宙数计算法”算出结论和有史至现代科学界对宇宙太空的看法有不同点；本人发现宇宙是有形的、活的固定不运动体。形上下、左右、前后一样。人的眼睛要是能看到时，怎样都成“一”字，“一”大得无外。“一”是有一定年限形成的（“物修法”）寿命是没有少、中、老的；永不退化，永久不死，永久存在。“一”有全部足够各种有数的元素，矿物质、金属等，永久性平衡。用了多少，回来多少。但“一”有内；内是运动的，内有大、中、小分8个区域。用人们眼睛平常看到无数量星系；星群、星体。还有无数星系空间看不到的。实际所有星系、星体的各个看到、看不到的变化都是有数的。有规律的，有循环周期，有形、有体内与外、有数、有退化、有死、有生成，不停时刻在运动着；这就是人类应为的太空。太空同宇宙的关系人类没有清楚。太空在宇宙也叫（一）的内体由各个大小星系、星群、星球等大小空间勾组成太空。我们地球包括在宇宙（一）一个小小的细胞。

宇宙（一）是“物修法”固定大动永久活体，大得无外，但有内；内称为太空。太空是运动的。上述说过宇宙（一）内太空分8部区域又形成每个区域太空数，区域的星系、量群又有自己独特太空数，星体、星球又有自己变化空间太空数等等。单说我们地球是在宇宙（一）内的太空数的第3的第7（人们叫）银河星系的太阳系的地球人类所用的数计算法在地球人类间所用是正确、对的。它已经为人类世界文明，创造了伟大光辉的成就。可人类继续往高层次、高智能，超高智能前进，就快要到头了。因人类数计算快到头了。地球上的大自然、物理、化学、电子等人类用现在觉得非常先进的设备去试验，是找不到它们还有很多新作用和新功能的。还有不少的元素、矿物质、金属科学上没有，没有发现不认识，没有命名，也不知道它们的作用和功能。

用“宇宙数计算法”觉悟的用新方式对大自然、物理、化学、电子等研究，能新发现大自然各类各种东西有新作用和功能。并能发现找到新的通往太空的矿物质金属。

“宇宙数计算法”会给世界人类各个领域里智能科学带来更智能化和超智能尖端化打下基础。打开缺口通道往新科学高峰前进！

地球人类自有史以来到今天没有人研究发现“宇宙还有数的计算法”实际上地球人类古代的个别得道高僧和个别大发明家，他们都有不同成度知道和靠“宇宙数计算法”施展功能、功力。如：印度的释迦牟尼、中国周朝文王、西方国家的爱迪生、诺贝尔等这些伟大的人物很早就运用了宇宙数的计算法。但他们没有往该法上联想。

人类的大脑智能潜伏的部分太多了，始终没真正开发出来。正常人的大脑智能功力，一生最多才能用上十分之三（3/10）。

其余都浪费本身体内的各种阻力各种因素上，人体由于大脑受阴没有很好的完成身体新陈代谢，所以人体的寿命也就没有到寿命终点。按“宇宙数计算法”地球人类的寿命因是170—270岁也等于300岁。

高能宇宙射线的来源 篇3

长期以来，宇宙射线都是一个难解之谜，因为射线间的相互作用掩盖了射线的来源。作为带电粒子，宇宙射线“感觉到”了太空磁场的推拉作用。结果，宇宙射线以长长的弧形轨迹穿越星系，这样地球上的探测器才有可能跟踪到射线的源头。

这些粒子如此高的穿行速度表明，它们一定有着猛烈而高能的源泉。长期以来，研究人员一直认为这些高能粒子的来源就是超新星残骸，但是没有办法证明这一点。“我们需要一个中性信使来观测射线的来源。”加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学的斯蒂芬·芬克说。伽马射线是作为加速质子的副产品而产生的高能光子，可以充当中性信使的角色，因为这种射线不带电荷，因而是直线穿越太空的。但是，高速电子也会产生伽马射线，此前研究人员无法区分来自超新星残骸的伽马射线是电子产生的还是质子产生的。

1949年，意大利裔美国物理学家恩里科·费米率先提出了一种超新星残骸可能使质子加速的途径。其加速机制大致是这样的：超新星残骸是正在膨胀的球形物质外壳，外壳向外推进变成弥漫于恒星之间的气体——星际介质；这样便在物质外壳的前部形成激波，而这个激波阵面携带复杂的磁场，前面和后面均有磁场；在压缩的气体中，像质子那样的带电粒子可以在两个磁场之间来回弹跳，而且不断穿越阵面，每次穿越都会使能量突增；最终，带电粒子将因得到足够高的能量而逃脱磁场，作为宇宙射线射向太空。

当高速质子与星际介质中低速的同类粒子碰撞之后，将发生相互作用，通常会产生大量的基本粒子，这些基本粒子被称为中性介子。介子衰变后几乎立刻变成两柬伽马射线，这些伽马射线就是中性信使，能够证明有高能质子出现。由超新星残骸加速后的电子也会产生伽马射线，但这两种伽马射线在能谱上稍有不同。由于源于质子的伽马射线实际上来自介子，所以每束伽马射线必定至少拥有一个介子1/2的能量，较低能量的伽马射线在能谱上无法显示。相对而言，源于电子的伽马射线显示不出高低能量的分界点。

来自深太空的伽马射线很难被探测到，因为它们在到达地面之前就被地球的大气阻挡在外。现在，美国航空航天局的费米伽马射线太空望远镜可以探测能量分界点了。自从2008年发射升空后不久，芬克的研究小组就开始利用这架望远镜进行研究。芬克说：“这台仪器并不完美，但是我们能够在能量合适时看到分界点。我们已经明确地证实，超新星残骸可以为宇宙射线加速。”

宇宙射线 篇4

研究显示或许B搏播幵宇宙中紫外光的起«。研究显示或许即将揭开宇宙中紫外光的起源, 从而帮助科学家们理解星系是如何诞生的。这项研究证明, 即将开展的新型巡天观测将会最终揭开照亮宇宙之谜。在一个国家里, 什么地方产生了最多的光亮?是这个国家最大的城市, 还是那许许多多的小城镇呢?答案是后者——城市很明亮, 但小城镇的数量巨大。理解这其中隐藏的微妙平衡将有助于揭开宇宙的组织学奥秘。对于宇宙, 研究人员提出了一个相似的问题:浸淫宇宙的紫外光, 它们主要来自那些较为黯淡但数量众多的星系, 还是那些数量稀少但极其明亮的类星体?类星体是迄今为止人类所观测到的最遥远的天体, 距离地球至少100亿光年。类星体是一种在极其遥远距离外观测到的高光度和强射电的天体。类星体比星系小很多, 但是释放的能量却是星系的千倍以上, 类星体的超常亮度使其光能在100亿光年以外的距离处被观测到。据推测, 在100亿年前, 类星体数量更多, 光度更大。类星体是宇宙中最明亮的天体, 它比正常星系亮1000倍。对能量如此大的物体, 类星体却不可思议地小。这些遥远的类星体被认为是在早期星系尚未演化至较稳定的阶段时, 当物质被导入主星系中心的黑洞增添“燃料"而被“点亮"。了解那些数量众多的小型星系, 其亮度是否可以盖过那些数量较少但极其明亮的类星体, 对于理解宇宙如何形成今天的恒星与行星体格局具有重要意义。这同样也将帮助科学家们更合理地校正今天我们对暗能量的观测数据, 暗能量被认为是造成宇宙加速膨胀的元凶, 因而也决定着宇宙的未来命运。类星体巨大的亮度让它们即便在极其遥远的距离上也能被观测到, 实际上即便两者相距可观测宇宙直径的95%, 我们仍然可以观测到类星体发出的光亮。研究组认为, 这些光线从极其遥远的距离抵达地球, 如果对它们与沿途氢气气体之间的相互作用进行研究, 或许可以揭开照亮宇宙的光线来源之谜, 即便最后的结果发现这样的源头实际上并非类星体也同样可以进行。目前的类星体样本数量还太少, 不足以支持进行全面的分析以区分这两种情形。不过, 眼下正在规划的几个巡天观测项目或许将帮助科学家们找到问题的答案。在这些规划中的方案中, 有一项名为"暗能量分光设备”�DESI) �按计划它将对超过100万个遥远的类星体进行观测。尽管这一项目的设计目的是想通过观测遥远的类星体来了解暗能量对宇宙膨胀的加速作用, 但最近的研究表明这一项目也可以被用于测算光线传播途中与周遭气体云团之间的相互作用效应。同样的, DESI得到的数据中分布的均匀程度也将揭示宇宙中光线的产生主要是来自"少数大城市” (类星体) 还是“大量小城镇” (星系〉。DESI将为我们提供有关宇宙中早期星系的无价资料, 那些星系太过遥远也太过暗弱, 我们永远不可能直接对它们进行单独的观测。而一旦这些隐藏在数据中的信息被理解, 研究组就能在分析时将其考虑进去, 并且不会影响项目旨在研究暗能量本质的高精度宇宙膨胀率数据测量工作。研究人员现在正在尝试了解, 从这些数据中还将能够挖掘出哪些珍贵的宝藏。

宇宙射线 篇5

在迪恩的飞船上，许多宇宙海盗都在商量如何入侵能源星球。但是，迪恩没有给它们多少时间商量。只听迪恩一声令下：“我们就包抄这颗星球，让星球上的精灵无处可逃。首先，佐格带领一些杂兵登陆能源星球的西面，然后艾里逊登陆能源星球的东面，我登陆能源星球的南面。”

宇宙海盗真的这么做了。数日后，能源星球被宇宙海盗占领了。在之后的几天里，精灵们陆续离开能源星球，最后，这颗星球上只有宇宙海盗的军队。没离开能源星球的精灵，成了宇宙海盗的奴隶。虽然有精灵尝试着打败宇宙海盗，但是，它们都失败了。

难道能源星球以后都是宇宙海盗了?谁能夺回能源星球呢?近请期待第三部——《勇气与胜利》。

宇宙的中心——宇宙大爆炸 篇6

（1） 获得2006年度诺贝尔物理奖的美国科学家约翰·马瑟（右）和乔治·斯穆特（左）

※对宇宙起源的认识

我们在宇宙中处于怎样的位置？宇宙有没有起源？如果有，它怎样起源？几千年来，人类观察宇宙的手段从肉眼发展到望远镜和人造卫星;视野从太阳系扩展到银河系和河外星系;对宇宙的认识则经历了蒙昧时期的神话，古代哲人的猜测，文艺复兴以来的科学革命，直到20世纪现代宇宙学的诞生。

现代宇宙学“大爆炸”的理论认为：约在140亿年前，宇宙从极端高温高密的一个点起源。随着体积的膨胀和温度的下降，以质子、中子等基本粒子形态存在的物质，首先结合形成氘、氚、氦等较轻的元素，随后进一步冷却，形成恒星。在恒星内部合成碳、氧、硅、铁等更重的元素，再抛射到周围形成行星，最后在如地球这样条件适合的行星上演化出生命，成为目前的宇宙。

宇宙有一个开端的想法并不新鲜。《圣经》中就描绘了上帝用7天创造世界的故事。三国时徐整所著的《三五历记》，记录了盘古开天辟地的神话：天地之初就像一个鸡蛋那样混沌不分，盘古在里面孕育着。经过一万八千年，天和地一下子分开了，轻的东西上升为天，重的东西下沉为地。天，每日升高一丈，地，每日下沉一丈，盘古在中间每日长高一丈。这样过了一万八千年，天变得非常高，地变得非常深，天地之间相隔九万里。

徐整的宇宙观是中国古代浑天说的发展，早在东汉，张衡在《浑天仪注》中就曾经把天地比拟为一个鸡蛋，天像蛋壳，地像蛋黄独居其中。徐整的创新在于提出天地经历着膨胀运动。“天日高一丈，地日厚一丈”，表示膨胀的速度;“万八千岁”和“九万里”则表示着宇宙的年龄和大小。这些具体数字虽然没有观测依据，但至少与当时已知的历史和地理知识并不冲突，其基本思想与今日大爆炸宇宙模型更是有异曲同工之妙。

公元前5世纪，爱琴海的萨摩斯岛上，发明了几何学中“勾股定理”的数学天才毕达哥拉斯，从球形是最完美几何体的观点出发，认为大地是球形的，而且所有天体都是球形的，它们的运动是匀速圆周运动。地球处于宇宙的中心，周围是空气和云，往外是太阳、月亮、行星做匀速圆周运动的地方，再外是恒星所在之处，最外面是永不熄灭的天火（图2）。

（2） 毕达哥拉斯的“地球中心论”图示

毕达哥拉斯的宇宙模型并没有说明地球有多大，日、月、星辰离地球有多远。最早根据实测数据算出地球大小的人，是公元前3世纪的希腊天文学家埃拉托西尼。埃拉托西尼生活的地方，是埃及的亚历山大港。

埃拉托西尼听说埃及塞恩（今阿斯旺）有一口深井，每逢夏至日的正午，阳光可以直射井底，这意味着太阳处于天顶。于是他在亚历山大城选择了一个方尖碑，测量了夏至日那天碑的影长，用数学方法算出直立的碑和太阳光线之间的夹角相当于圆周角（360度）的l／50。这就意味着地球周长是这一角度对应的弧长，即从塞恩到亚历山大的距离（5000希腊里）的50倍，约合39600公里，恰巧与现代测量值十分接近。

月球离地球有多远呢？当时希腊人已经猜测到，月食是因为地球走到太阳与月球之间而引起的。出生于萨莫斯岛的阿利斯塔克提出，测量月食时掠过月面的地影与月球的相对大小，利用几何学方法，可以算出以地球直径为单位的地球至月球的距离。

公元前150年，古希腊一位叫依巴谷的天文学家，重复了这项工作，得出地球到月球距离是地球直径的30倍。根据埃拉托西尼求得的地球直径39690公里计算，月球到地球的距离就是38万公里，他还同时得出了地球与太阳的距离。

公元140年，埃及的亚历山大城里，出了一位希腊裔的天文学家，他的名字叫托勒密，他提出了一个完整的地心体系。托勒密体系能在一定程度上解释和预测行星相对于恒星背景时而向东、时而向西的复杂运动。

然而到16世纪的时候，有一个人站出来表达了相反的观点。他认为，是地球绕太阳，而不是太阳绕地球旋转。这个勇敢的人，就是波兰天文学家尼古拉·哥白尼（图3）。哥白尼假设，要是宇宙是以太阳为中心，其他天体都是围绕太阳旋转。

（3） 提出“日心体系”的伟大科学家哥白尼

诚如后人所说，哥白尼的日心体系，改写了托勒密延续千年的宇宙模型，开启了宇宙学革命性的一刻。然而哥白尼仍然沿袭了托勒密体系中，行星以匀速作圆周运动的思想。

哥白尼死后66年，德国天文学家开普勒，为太阳中心说找到了新的证据。1609年，开普勒在《新天文学》一书中宣布,他用丹麦天文学家第谷留下的精密观测资料，发现行星是沿着椭圆轨道围绕太阳运动。开普勒的发现，打破了天体必须做匀速圆周运动的传统观点，几乎与此同时，另一位科学家的发现，宣告了“地心说”的终结。

1609年底的一天，意大利物理学家伽利略听说市场上在出售一件有趣的东西，一根镶有玻璃片的管子。这件被当成玩具出售的东西，出自荷兰。伽利略把这件玩具改装成一架口径4.4厘米，长1.2米，放大率32倍的望远镜。他开始用望远镜来观察天体。

伽利略通过望远镜观察发现，关于宇宙是由完美的圆形和球形组成的看法，是值得怀疑的。因为他在比较近的，可以观察到的天体上都看到存在某种缺陷。比如太阳有“黑子”，月亮也不像大家以为的那么亮，那么圆，而是有陡峭的环形山。

伽利略接着开始观察水星与火星，最终，他被木星吸引住了。从1610年1月起，伽利略连续观察木星，他有了一个惊人的发现。伽利略看到，在木星周围有4个暗弱的星体在围绕着它运转。这4颗卫星后来被称为“伽利略卫星”，它们的发现，宣告了托勒密地心宇宙体系的终结（图4）。因为，人类第一次发现了有天体围绕着不是地球的行星在运行。地球是宇宙中心的说法，再也说不通了。

（4） 伽利略发明了望远镜观测星空

自伽利略发明望远镜后，对宇宙的观测便日新月异。望远镜能够发展到今天的水平，还得感谢牛顿对它的改进。

牛顿对伽利略的望远镜进行了改良，他在里面加了一片平面的反光镜，这使得镜筒变短，并观察到更清晰的图像。后来的巨型望远镜，就是在此基础上发展起来的。已经得享大名的牛顿，开始思考运动定律以及物体如何移动的问题。

开普勒的发现和伽利略的观测结果，都导致了支持“哥白尼日心说”的直接证据。但有一个问题尚未找到答案，这个问题就是，究竟是什么力量在维系行星的运行？开普勒曾经设想是磁力。而牛顿认为最有可能是重力，一种将物体拉向地球的牵引力。

这个重力就是“万有引力”。由于“万有引力”，一个大质量的物体，才可以把一个较小的物体吸引到自身上来，所以，苹果才会从树上落下来。

牛顿把他的理论用于天体，发现月亮和所有行星的轨道都可以通过严格的数学推导得出。牛顿终于发现，是“万有引力”维系着月亮围绕地球、行星围绕太阳运行（图5）。这一辉煌成就于1687年刊布在他的巨著《自然哲学的数学原理》中。哥白尼的日心体系从此有了坚实的理论基础。

（5） “万有引力”的发现者牛顿

托勒密的宇宙模型，被牛顿彻底抹去了。牛顿认为，是“万有引力”支配着宇宙，也是“万有引力”使得人能够站在旋转的地球上。“万有引力”让宇宙中所有的行星保持运动，宇宙也因此而永恒不变。

※对宇宙的探索

17世纪18世纪，望远镜性能有了长足的进步，天体方位的测量精度提高了几十倍。1716年，英国天文学家哈雷提出，利用金星凌日的机会来测量太阳和地球的距离。方法是：当金星走到太阳与地球之间时，从地球上不同的两个地方，同时观测金星投射到太阳圆面两点的轨迹，由此即可推算出太阳与地球的距离。可惜金星凌日十分罕见。直到1772年，法国天文学家潘格雷才实现了这一设想（图６）。他在分析了1769年金星凌日时各国天文学家的全部观测资料后，得出太阳与地球的距离为1.5亿公里。

（6） 利用金星凌日测算出太阳与地球的距离

像希望得知太阳和地球的距离一样，测算恒星距离的想法，也早已产生。用什么样的方法，才能测出遥远恒星的距离呢？最早尝试的一个人，是伽利略。

日地距离是一把量天尺。以这把尺子为单位，行星的距离是从哥白尼时代就已经知道的。但恒星究竟有多远呢？伽利略在1632年发表的《关于两个世界体系的对话》中提出了一个巧妙的方法。他建议相隔半年测量一颗恒星相对于较远恒星背景方位的变化，叫作周年视差，就可以用数学算出那颗恒星的距离。

这个方法原理虽然简单，但由于恒星距离太远，实测非常困难。许多天文学家多次努力都未获成功。直到1836年以后，3位不同国籍的天文学家，才根据伽利略的方法，成功地对恒星距离进行了测算。然而一开始，他们遇到的难题和前人一样。那就是，天上的恒星很多，应该选择哪颗恒星，才更方便测算呢？

这3位天文学家当中，有一个俄国人，名叫斯特鲁维。斯特鲁维用一台德国光学家夫朗和费制作的高品质望远镜，对星空进行观测。他发现，哪颗恒星移动的位置最大，就表明它离我们最近，光度也越亮，观测的精度也最高。斯特鲁维将望远镜对准了织女星和邻近一颗暗星的相对位置，他测出，织女星的周年视差为0.125角秒。1角秒视差对应的距离，是太阳到地球距离的20万倍，这称为1秒差距。离我们最近的恒星视差为0.76角秒，距离地球大约4.3光年，恒星的距离，就这样算出来了。

3位天文学家中一位定居英国的德国人——威廉·赫歇耳，他提出了估计恒星距离的另一种方法。威廉·赫歇耳认为，假如所有恒星的真正亮度与太阳相同，那么看上去亮度越暗的，距离就应该越远。威廉·赫歇耳用这种方法，估计银河系的尺度至少为2600光年，从此，人类的视野从太阳系扩展到了更为广阔的宇宙空间。

※探寻宇宙的奥秘

望远镜在宇宙探索中取得的成就，促使人们不断努力提高它的性能。1845年，第3代罗斯伯爵威廉·帕森斯，在爱尔兰中部的比尔城堡，建造了一架口径1.8米，重达10吨的望远镜。牛顿的时代，望远镜的镜片很小，只能看到月亮、太阳和一些行星。而罗斯伯爵的这架望远镜，镜片的直径足有1.8288米宽，它是当时世界上最大和倍率最高的望远镜。使用这架望远镜，帕森斯伯爵看到了一个呈旋涡状的美丽星云。

英国皇家天文学会极为重视罗斯伯爵的发现，在这个学会1850年的记录里，我们看到了这个旋涡星系的素描画。这是有史以来，人类首次观测到旋涡星系（图7）。天文学家们后来了解到，这个旋涡星系与地球的距离为2100万光年，远远超出了银河系10万光年的范围。

（7）人类首次通过望远镜观测到的旋涡星系的素描画

无论在托勒密还是哥白尼的体系中，恒星都是固定在天球上不动的。但是，天文学家发现，事实并非如此。1718年，哈雷把他测定的大角星和天狼星的方位与1500年前托勒密的观测结果比较，发现这两颗星有了明显位移。这是怎么回事呢？

实际上每颗恒星都会在万有引力作用下运动。这种运动可以分解为视线方向和垂直视线方向两个成分。哈雷所测的是后者，称为自行；盘古开天地故事中所说的“天日高一丈”是前者，称为视向速度，测量它需要一种全新的方法。

1842年，在维也纳，一个名叫多普勒的奥地利物理学家，发表了一篇讨论双星颜色的论文。他认为，如果有两颗恒星在万有引力作用下，围绕同一轨道运行。其中一颗朝向我们运动，而另一颗则远离我们运动。若让来自这两颗星的光通过三棱镜，仔细观察它们的光谱，就会发现它们的光的波长和光的颜色在发生完全相反的变化。宇宙的秘密，就隐藏在这光线里。

最初发现这一奥秘的人，是德国光学家约瑟夫·冯·夫朗和费。夫琅和费是德国的玻璃透镜制造家，1816年的一天，他在测试用来制造透镜的光学玻璃的时候发现，在使用人造光源时，会有一些不寻常的现象出现。于是他想看一看，若是以太阳光作光源，在太阳光被折射的多色光谱中，会不会有相同的现象发生。

在一个隔绝了光线的房间里，阳光穿过窗帘的一角，投射在三棱镜上。夫琅和费看到，在光谱中存在着许许多多清晰的线。其中有明显的暗线，还有一些不太清楚的，比较淡的线。夫琅和费发现，这些光谱中所产生的线，与人造光源下的谱线分布完全相符。他意识到，在这些被折射的光谱中，隐藏着发出这些谱线的化学元素的“指纹”，只要对这些“指纹”加以考察，就能鉴别出这些谱线是由什么元素构成的。一种寻找宇宙秘密的奇方妙法，就这样被找到了。

然而真正使这些谱线的意义得到阐发的人，还是克里斯蒂安·多普勒（图８）。

（8）图组: （上图）发明了利用光谱测量和观察星体运动的科学家多普勒（下图）随光源移动而变化的光谱

用宇宙中星球所发光的谱线，来测量和观察星体的不同运动方向，是多普勒运用夫琅和费线的一个创造。如果光源在向我们接近，夫琅和费线就会向光谱的蓝端移动，这叫“蓝位移”。如果光源在后退，这些谱线会向光谱的红端移动，这叫“红位移”。78年以后，美国天文学家哈勃，运用光谱位移的原理，在宇宙观察上作出了重大发现。

星体位移，光线也会随之不同的现象，在我们的日常生活中，因为光波的运动速度太快，以现有的技术，无法测量和观察。但是在声音上，可以体验到相同的结果。当一列火车向我们驶来的时候，汽笛声渐大，音调也逐渐高亢;而当火车离开时，汽笛声也随之变小，音调降低。这是因为声音在远离时被拉长的缘故，因而离我们越远，声音也就越小。这就是“多普勒效应”，或称“多普勒位移”。

1859年，英国天文学家威廉·哈金斯，用一台装有高色散分光仪的20厘米望远镜，开始观测一些亮星的光谱，并在其中找出了钠、钙、镁等化学元素的谱线。1868年，他利用多普勒效应，首次从谱线的微小位移，测出了天狼星的视向速度。1880年前后，哈金斯对太阳光谱中构成谱线的化学元素进行分析，以了解太阳和恒星都是由何种成分构成的。哈金斯发现，太阳和恒星的光谱线中，都有着清晰的氢和氦的特征线。于是他得出结论：太阳和恒星主要是由氢和氦构成的。这一发现等于宣告，太阳和一颗普通的恒星没有什么差别。人类也因此彻底了解到，地球不是宇宙的中心，太阳也同样不是宇宙的中心。

零点的宇宙 篇7

近些年来由于我们的科技和空间探测技术飞速发展, 研究并发现我们的现在宇宙是由一次宇宙大爆炸而形成的。我现在不是反对这种学说, 大爆炸是从很小很小的一个点上爆发的, 在爆发之前以经有物质存在, 只不过这些物质被压缩成特别高密度的一个小点, 质量和现在的宇宙一样。有物质就有时间, 也会有空间, 也就是说在大爆炸之前以经有宇宙, 只不过那时的宇宙的物质集中在一个小点上而已。宇宙中的物质究竟从。何而来?这是我们最关心的问题。哲学认为物质也不能创生也不能消灭, 现在我说一个简单的问题;0≠1, 我们可以肯定一点:在有物质, 空间, 时间之前是没有物质, 没有空间和时间的, 不可能天生就有物质。也就是说没物质怎能变成有物质呢?0再怎么变也变不成1, 再换一个思路, 物质是由分子, 原子等组成, 最后小到可以分到什么地步, 比如分到最后是一个“基本质子”。那在把这“基本质子”再分成几半呢?如果无限往下分是什么结果, 是0。我认为宇宙中根本没有我们想的物质, 而我们现在的物质是由一种高速旋转的场物质组成的“基本质子”。现有所有物质是由“基本质子构成。这个基本质子是波而不是真正的物质, 由于它能产生物理作用, 所以给我们造成有物质存在的假象。这种质子波是能量的载体, 它高速转而且不断减速, 同时也不断释放能量, 如果减到一定的速度物质就会消失, 能量也释放完毕。我认为什么事物是有始有终的, 物质也一样也有灭亡的时候。

2 物质与时间

物质是时间的载体, 没有物质就没有时间。时间是反映物质内的“基本质子”运动到了什么阶段, “基本质子”运行的时间我称为“基本时间”。时间的开始是有物质的开始, 物质消亡后时当然时间也就没有了。“基本时间”是没有基准可测, 它的快慢是没有参照的。它的运行周期是从有物质的开始到物质的消亡, 当然这个周期也是在零点之内。“基本时间”是不可能被扭曲的, 既使是在宇宙黑洞内外, “基本质子”运行的状态也不会改变, “基本时间”也没受到影响, 黑洞能改变的是我们用分子原子和其它物质运动计时的系统。

3 物质空间和绝对坐标系

空间的大小一直是一个难以定论的问题, 有人说空间是无限的, 也有说有说有限的, 但都难圆其说。相对论认为宇宙是有限无边, 意思就是一个球体。可是球体之外是什么呢?谁也说不清楚。我们都知道宇宙中其实没有大小, 宇宙的空间本身是没有的, 更没有绝对坐标系。宇宙的空间随着物质的产生才会有的, 随着物质和场物质的扩散空间也在扩大, 当然这也在零点范围之内扩大。好象我们在打开CAD绘图软件一样, 里面的空间可以无限扩展, 其实还是在零点之内, 更本没有空间。只不过给我们带来了里面有很大的空间假象, 空间上没坐标点也没有参照物, 所以也不存在绝对坐标系, 只存在相对坐标系, 所有物质和场物质的运动都是相对运动。也包括光速, “相对论”提出光速不变每秒30万公里, 是说无论发光源是否在移动光始终是以每秒30万公里移动, 可是这30万公里是以什么为基准参照物呢?没有参照物很难判断真空的光速。有人认为绝对坐标系的原点是建立在宇宙大爆炸的爆心。这种说法我不能完全同意, 因为在大爆炸之前所有物质都集中在此点, 绝对坐标系建立在此点是很有道理。可是大爆炸后所有的物质都已散开, 为什么还要会在此点建立绝对坐标系?宇宙中是没有绝对坐标系的。现在的惯性坐标系也是相对坐标系, 这相对于什么呢?应该相对于宇宙所有物质平均质量位置的中心, 但这中心也不一定在宇宙大爆炸的原点。

4 多宇宙的猜想

我们先说一下离心力。一个物体旋转会产生离心力, 这物体有没有旋转是看得见的, 整个宇宙有没有旋转我们也没有参照物, 只能凭对宇宙中的物质产生离心力来推断的。如果就是我们一个宇宙, 我们的宇宙自旋的再快我们也感觉不到, 因为惯性坐标系是建立在宇宙所有物质位置的平均方向, 我们的宇宙旋转也动了惯性坐标系一起旋转, 所以宇宙自旋是不会产生离心力的。如果产生了离心力, 那么宇宙之外会还有别的宇宙。惯性坐标系就会建立在这多宇宙之间而不是我们的这一个宇宙, 再说一下宇宙大爆炸, 我们都知道宇宙大爆炸是从一个奇点上爆发的, 爆炸的时候是从一点以标准的球状向外扩大, 由于每个球上的物质物理条件绝对一样, 距离也绝对一样, 所以也互相吸引不上, 一直以标准的球状向外发展, 形成不了现在的多样性宇宙。如果在宇宙大爆炸之前就有了别的外宇宙, 那么情况就不一样了, 外宇宙的引力和各种场合物质就会干扰大爆炸的同心和对称性, 就会形成我们丰富多彩的多样性宇宙。

人类自古至今对宇宙是充满好奇和向往的地方, 有无数天文工作和科技工作者为宇宙付出毕生精力研究和探索。对于业于天文爱好也是重要的课题, 宇宙更是全人类应该必须要研究和探索的课题。探索宇宙对于我们人类的文明的进步和发展有重要的意义和作用。宇宙的结构和形态随着科技发展逐渐的让我们了解起来。但是宇宙诞生之谜一直是困惑人们的一个难题。我是一个业余天闻爱好者, 对这个问题有着一些个人看法:以上是我个人的几个观点。如有不同的建议请告之。

摘要：我们的宇宙大的惊人, 用光那么快的速度丛地球跑出宇宙之外也要花上百亿年, 在宇宙之外还有更大的空间, 我认为宇宙很小, 不仅小, 而且小到零点, 时间也在零点之内, 物质不可能天生就有, 空间也不可能本来就有, 0不可能等于1, 无中生有是不可能的。正于佛学所言“万物皆空”, 我们生活在一个虚幻的零点宇宙中。

知识地图,心中宇宙 篇8

这首单曲是Beyond乐队考察非洲难民区后有感而作的一首脍炙人口的歌曲,现在想来之所以歌曲写得这么好,是因为黄氏兄弟从小也成长在类似的环境中。从小七个兄弟姐妹的黄家驹和黄家强成长在劳工家庭,当他们看到非洲的难民后,大脑中的艺术细胞空前活跃,于是便铸就了这首不朽的歌曲。

黄家驹能写这么好的一首曲子,是因为他有着与非洲难民类似的成长经历,而我之所以听到这首歌泪流满面,是因为我那时正巧有着初闯深圳、到处躲避城管和四处寻找免费住处的切实感受。用皮亚杰教育学原理来讲,我们具有共同的“图式”;用建构主义理论来解释,我们头脑中有了相同的建构。

只是,在1991年时,大家都认为人之所以具有类似的情感和经验是由于大脑经过训练,从来不会有人想到,事实上这和大脑的结构有着密切的关系。

约翰·奥基弗在1971年发现老鼠的大脑活跃区与迷宫的位置有关

2014年,诺贝尔生理学和医学委员会宣布,将当年的诺贝尔医学和生理学奖授予三位科学家:约翰·奥基弗、梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽,以表彰他们对大脑定位系统机理的突破性研究。

How do we know where we are? How can we find the way from one place to another? And how can we store this information in such a way that we can immediately find the way the next time we trace the same path? This year's Nobel Laureates have discovered a positioning system, an "inner GPS" in the brain that makes it possible to orient ourselves in space, demonstrating a cellular basis for higher cognitive function.(我们如何知道我们在哪儿?我们如何从一个地方找到另一个地方?我们如何存储此类信息,以便于我们下次能够迅速找到同一条道路?本年度(2014年)的诺贝尔奖得主发现了一种大脑定位系统——内部GPS,可以指导我们的空间定位,为更高级的认知功能提供了细胞基础。)

约翰·奥基弗的贡献在于,他早在1971年就发现,当受训过的老鼠经过一个特定的迷宫时,老鼠大脑不同部分的神经细胞活跃度与迷宫的地图位置有确定的关联关系。而梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽在20年后的实验中,找到了这种活跃的神经细胞,即网格细胞。也就是说,动物的定位原理在于,大脑中这种处于不同大脑位置的网格细胞映射了动物接收到的地理位置系统,如鸽子之所以不迷路,是因为鸽子大脑中有一条由网格细胞组成的路。

约翰·奥基弗、梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽的发现解决了哲学家和科学家几个世纪以来一直争论不休的问题,即大脑如何对我们周围的空间产生地图,以及如何通过这个系统在复杂的环境中导航。如果我们的想象力再丰富一些,就会发现三位科学家还解决了建构主义理论中的“图式”,以及再往深一些研究的“思维模式”。人们能否学会一些东西,以及智商相同的人学习同一知识效果迥异,取决于他们大脑中已有的图式是否能够映射到新知识。

春秋时期,相马大师伯乐将相马经写成书,并通过几个特征来识别好马。结果伯乐的儿子找了一个完全符合好马条件的“瘌蛤蟆”。于是,哭笑不得的伯乐说“这马太爱跳了,不好驾驭”,这就是成语“按图索骥”的由来。人们学习知识,如果不经过训练,在大脑中就不能形成立体的图式,从而导致就事论事,拿着概念套,这就是我们常说的书呆子。这也说明,很早人们就意识到,如果按照图纸找马就不会有很大的偏差。而为什么不同的人对同一个概念有完全不同的理解呢?生物学家揭示,人的大脑和计算机完全不同,人们是按照自己大脑中的历史经验(神经突触)的回路以及不同功能的大脑细胞的映射来理解问题的,因而如果加入“图”就能够非常容易地矫正人脑的概念。这里所说的图,不仅仅是地理意义上的图。

宋代的“禹迹图”清晰地记载了大禹治理水的华夏版图,可惜的是,事实上大禹并没有发明横纵直角坐标的地图(图是宋代的),大禹年代所处的时期是通过河流流域的线坐标(如山海经中的往东、往西几百里的表述),以及制作九鼎的方位坐标来定位的,这样就造成了后世的一个遗憾,即《山海经》中所描述的地理位置与现实中国版图很难匹配。但马王堆汉墓中出土的中国目前最早的地图,由于标注了河流和山脉,历史地理学家则很快就能够发现平南王府就在湖南蓝天县。

禹迹图

根据马王堆汉墓,人们可以很快找到平南王府现今地址

人们对《尚书·禹贡》中的“禹傅土、堕山、刊木、奠高山大川”有着不同的理解。联系历史,有的学者给出了现代的解释:大禹视察了全部国土,治理了洪水,勘定了九州疆界,命名了高山大川。而现代的有关信息的词汇表达,就是大禹画出了中国第一个地理信息系统。

事实上,地图和大脑中的逻辑图一样,都是现实的逻辑投射到大脑不同位置的网格细胞而已。中国教育鼓励人们学习的方式是“读万卷书、走万里路”,其实这就是在书和路之间做灵魂的旅行,最后找到人脑中的“心中的宇宙”。

各种各样的图,在信息社会逐渐成为大家沟通的语言和数据科学展现的最重要的方式。古代的克里米亚战争,著名的统计学家和护士南丁格尔给司令官画了一张著名的极地图,很快地说服了司令官建立战地医院。而2014年匹兹堡大学的一位教授,将美国200多年的所有传染病画成一张图,极有力地说明了疫苗在传染病中的作用,而且通过改图能够查询到几百年来美国任何一个流行病细节的数据。

美国流行病极地图(来自匹兹堡大学)

天花信息图（来自匹兹堡大学）

由于人的聪明程度不同,建构不同,要想说服别人,语言、文字也许是最蹩脚的使者,图形才是忠实的使者。洋洋洒洒几万字的语言和文字,很可能使人思维混乱,但一张简单的图,即使一字不识的老人也能马上发现问题。因此,随着制图技术的发展,地理信息绘图系统将会逐渐成为信息系统最重要的工具。

而教育就是构建学生头脑中的信息模板和建构,但是我们的教育远不如现实吸引学生。中国的微信用户已超过6.5亿,手机用户也大致在同一个数量级。智能手机中的地理信息系统和位置传感器大量普及,使得摇一摇就能发现附近的美女,摇一摇就能找到附近的美食,相信教育很快也会进入到一个地图时代。

目前,暨南大学药学院、上海中医药大学正在建设的知识地图,已经能够让学生通过智能手机很快地了解校园中的实验仪器、设备和楼层。事实上,只要经费允许,我们可以设想的最终场景是只要摇一摇就能够发现附近的教授、知识点、历史文化和图书。如果我们将社会的历史、地理、文化和科技数据叠加在地图上,则可以轻松地发现附近的中考成绩、名师、历史文化人物、历史故事等。这样的地理信息系统,能够将图书馆堆积的图书、文化馆死去的文字、博物馆藏在地下室中的文物、教育考试院躺在库房的学生成绩以及学校利用率很低的实验设备快速链接,从而为学习者提供一个心中宇宙与历史、地理、科技的链接。

从1998年开始,互联网进入了搜索模式,而十几年后的今天,它将逐渐地进入地图模式。人类的学习,除了因功利化学习而得到的畸形学习技巧外,主动性学习越来越受到人们的认可,而各种信息叠加在不同的地理图层的知识地图,则逐渐成为热点。最初的叠加是我们现实社会的地理位置、地名、距离、评价等现实信息。随着应用的深入,原始的低价值、低密度的历史知识、专业知识,则会逐步得到更广阔的应用,呈现出大数据的优势,而基于地理信息系统和信息图的学习和教育系统,必将成为一个热点及重要的学习手段。

宇宙射线 篇9

关键词：快灰测定,双射线源γ射线,在线测灰

0 引言

煤的灰分不是煤中固有的成分, 而是煤中矿物质在一定的条件下经一系列的分解、化合等复杂反应后的残留物。煤的灰分是煤炭贸易计价的主要指标。选煤厂加工煤炭的主要目标就是降低灰分。煤的灰分组成和质量不同于矿物质, 但是煤炭的灰分产率与矿物质含量之间有一定的关系。严格说, 灰分应该称为煤的灰分产率。

1 现有快灰测定

1. 1 测定原理及方法

1) 原理: 称一定量的空气干燥煤样, 放入马弗炉或快灰仪中, 以一定的速度加热到 ( 815 ± 10) ℃ , 灰化并灼烧到质量恒定, 以残留物的质量占煤样质量的百分数作为灰分产率。

2) 方法: 灰分测定可以分为缓慢灰化法和快速灰化法。缓慢灰化法为仲裁法, 快速灰化法用于选煤厂生产检查。

1. 2 测定目的

为了严格控制精煤中间产物的质量, 以保证最终精煤合格。分台重选精煤的快灰结果配合快浮结果, 可以了解重选设备的工作情况, 指导重选司机及时调整操作。通过对浮选入料、精煤、尾煤灰分、配合入料、尾煤浓度和用药量的测定, 可以指导浮选司机的操作。

1. 3 仪器设备

马弗炉: 能保持温度为 ( 815 ± 10) ℃ , 炉膛有足够的恒温区, 炉后壁的上部带有排烟孔。分析天平: 感量0. 0001g; 干燥器; 耐热瓷板和石棉板。瓷灰皿: 长方形, 底面长45 mm, 宽22 mm, 高14 mm; 上口长55 mm, 宽25 mm。

1. 4 测定步骤

1) 在预先灼烧至质量恒定已称量 ( 称准至0. 0002 g) 的灰皿中称取粒度小于0. 2 mm的空气干燥煤样 ( 0. 5 ± 0. 05) g ( 称准至0. 0002 g) , 摇匀、摊平。

2) 将盛有试样的灰皿置于敞开的炉门, 温度维持在 ( 815 ±10) ℃ 的马弗炉口处停放约3 min后, 再以约6 min的时间逐渐向炉内推进50 mm左右。当煤样表面已明显氧化变色后, 推至 ( 815 ± 10) ℃ 恒温区内灼烧。在推进时, 若煤样着火发生爆燃, 试验应作废。灼烧至不见火星后, 灰分在15% 以下者, 继续灼烧2 min; 灰分在15% 以上者, 继续灼烧5 ~ 7 min。

3) 取出灰皿, 冷去片刻, 移至干燥器中冷却至室温后称量。

2 现有小时快灰方法存在的缺点和不足

主要缺点包括: 采用小时快灰要经过采样、制样、化验三个环节, 其测定工序复杂, 造成误差的多; 化验结果存在较大的滞后性; 化验人员的素质高低直接影响化验结果, 这就要求采样环节质量要高, 对所有从业人员的技术操作提出了较高的要求。

3 双射线源 γ 射线测灰仪

3. 1 在线测灰原理

双射线源 γ 射线透射测灰近似把煤看成两种原子序数元素的混合物, 一是可燃体, 以C为代表, 原子序数比较低的元素, 简称为低Z元素; 二是不可燃体, 以Si、Al为代表, 原子序数较高的元素, 称为高Z元素。煤灰中高Z元素质量约占50% , 因此, 只要测定高Z元素的质量分数, 乘以近似2 的常数就是煤的灰分值。通过测量 γ 射线透过煤以后的减弱, 就可以测定煤中高Z元素的含量。双光子源镅- 241 和铯- 137 释放出两组不同能量的射线, 镅- 241 发射的低能 γ 射线透射煤其减弱情况与煤中高Z元素含量有关, 高Z元素含量高, 就吸收得多, 含量少就吸收得少。所以通过测量低能 γ 射线透射煤时的减弱吸收多少就能测定煤中高Z元素的质量分数, 从而得到煤灰分。铯- 137 发射出中能射线煤灰分变化不能影响中能射线的减弱吸收, 它的减弱吸收只与被透射煤的质量厚度有关, 因此可以用它来监测煤的质量厚度变化。由于煤和灰分对两组射线的吸收系数不同, 所以透过胶带及物料后两组射线的剩余量也不同。

3. 2 仪器特点

1) 快速: 测灰仪每10 s测定一个灰分值, 能显示1 min、10 min、l h等不同时间间隔的灰分平均值。

2) 准确: 由于采用了穿透能力极强的低能、中能射线和智能计算机软件处理系统, 使得整个测量过程中受煤炭的粒度组成、水分含量、煤层厚度、断层断面的对称性等影响不大, 保证了测量结果的高准确度。

3) 方便: 安装方便——只须在胶带下安装可旋转c型架即可; 获取数据方便——在线测量省去繁杂的取样制样过程; 数据处理方便——可生成电子报表, 直接打出日报表、月报表, 并实现了联网, 工业系统的信息可自动管理。

4 结语

为了更好地调节生产, 分析生产情况, 保证精煤质量, 必须按规定对原料煤, 各中间产品及最终产品进行快速检查, 从而指导洗煤生产, 控制生产指标。小时快灰作为一个不可或缺的手段在现在的选煤厂生产中起着规范性的指导作用。双射线源 γ 射线测灰仪测灰误差不超过0. 5% , 利用率为100% , 在线灰分测定仪的应用, 可以随时掌握煤质变化情况, 保证人仓混煤合格及最终销售煤稳定合格, 避免了与用户的煤质纠纷, 给企业带来明显的经济效益。

参考文献

[1]单勇, 陶全.在线灰分测定仪的应用[J].煤炭加工与综合利用, 2006 (6) .

到达宇宙边际要多久 篇10

可以这么说, 宇宙实际上是没有可触及的边界的。就像很多观点所指出的, 如果宇宙是弯曲的, 那么它会自己向后折叠, 形成一个没有任何边缘的形状, 就像地球的表面一样。如果你在地球沿着一个方向行进, 最终你将会回到起点。这种理论用于太空或许 也是一样 正确的———如果 你沿着一个方向行进得足 够远, 你将回到你出发的地点。即使宇宙没有倾斜到自身向后折叠起来的程度, 你仍然不能到达它的边界, 因为宇宙是无限的。

让我们忘掉宇宙正在膨胀和宇宙的形状, 坐上航天飞机并以14万千米 / 小时的速度朝我们所能看到的最远的100多亿光年以外的物体飞去。令人沮丧的是, 计算结果将告诉你, 你的旅程时间将是75万亿年。当看到这个结果的时候, 请记住宇宙的年龄已经接近150亿年了。

“宇宙手电筒”照亮宇宙网 篇11

这些年来，科学家一直在利用对宇宙微波背景辐射所观测到的数据，在计算机上模拟宇宙的结构是什么样的。结果他们发现，在很大的尺度下，整个宇宙像一张网！他们把这种结构称为“宇宙网”。这是因为随着宇宙的发展和变化，宇宙中的物质会在万有引力的作用下聚集，形成了一种由节点和细丝构成的网状结构。

科学家认为，宇宙网主要是由星系、气体星云和暗物质构成，而且暗物质占了绝大部分。

星系是由大量恒星构成的，它们可以发出可见光，所以很容易观测到。另一种是弥漫在星际空间中的气体星云，不过构成宇宙网的都是一些极度寒冷的气体星云，发出的辐射十分微弱，很难观测到。但如果它很热的话，会发射出X射线，科学家可以使用X射线天文望远镜对其进行观测。

神秘的暗物质本身是看不见的，但它仍然可以通过引力对附近的光线和普通物质施加影响。例如大量的暗物质团块会使得附近的光线发生弯曲，这种由引力引起光线弯曲的现象称为引力透镜。对这种引力透镜进行观测和分析，就可算出暗物质的分布情况。但是对于那些构成宇宙网的暗物质，一般与极度寒冷的气体星云在一起，一般没有光线可看，所以也就很难通过引力透镜找到暗物质了。所以说，直接观测到宇宙网是一件很困难的事情。

能量巨大的类星体

不过，最近科学家成功地观测到了宇宙网结构的一部分，而这个观测多亏了一个怪异的天体系统，即类星体。

那么什么是类星体呢？

通过普通的光学望远镜观测，类星体与普通恒星看上去似乎没有什么区别，发光范围和亮度与恒星都差不多。但是研究结果发现，绝大多数的类星体都离我们十分遥远，达到几亿到上百亿光年。离我们这么远，而且它看上去还与恒星差不多，这就说明类星体应该具有非常大的辐射功率。观测发现，有的类星体的辐射功率会达到整个银河系辐射功率的数万倍。

那么类星体究竟是什么呢，为什么会有这么大的辐射功率？

为此科学家提出了很多假说。目前为止最可靠的假说是，类星体是一种年轻的、活跃的星系核，星系核中心有一个超大质量黑洞。在黑洞强大的引力作用下，附近的尘埃、气体以及一些恒星物质会围绕在黑洞周围，形成一个巨大的高速旋转的吸积盘。在吸积盘内侧靠近黑洞边界的地方，这里的物质转速极快，能量极高，一些会掉进黑洞里，但有一些物质会摆脱黑洞引力的束缚，以一种高能物质喷流的形式跑了出来。而紧贴黑洞边界存在着磁场，会约束高能物质喷流，使它们只能够沿着磁轴的方向，一般是与吸积盘平面相垂直的方向高速喷出。如果这些喷流正好对着我们，我们就会观测到了类星体。

被照亮的宇宙网

最近，科学家利用位于美国夏威夷的10米凯克天文望远镜进行观测，发现一个位于100亿光年之外的类星体，如同深空中天然的“宇宙手电筒”，正好照亮了周围的宇宙网。这是科学家第一次直接观测到宇宙网的结构。

这个类星体照到附近的一个跨度为200万光年的气体星云上，这就使得气体星云中的氢原子发出辉光，从而被天文望远镜观测到。观测发现，这个弥漫在星际空间的气体星云比预计的有更多的气体，是理论预言的10倍多。科学家推测，这种理论与实际的差异也许只是因为这个地方的气体凑巧多了些；当然也有可能是由于科学家对星系的形成和发展并没有完全了解，导致现在的宇宙理论存在问题。

另外，这个气体星云中存在着由暗物质引起的引力透镜效应，对这种效应进行分析，就可以知道这些暗物质的分布情况。这也是第一次了解到隐藏在宇宙网背后的暗物质的分布情况。

通过类星体照亮周围物质来进行观测，这种方法其实之前也使用过。之前的一些科学家也用这种方法，研究了类星体周围的物质分布情况，也发现了一些暗星系。暗星系是一种几乎完全由暗物质构成的星系，包含的恒星很少，有的甚至完全没有。这次观测到宇宙网的同时，科学家也发现了一些镶嵌在宇宙网中的暗星系。

“线段、射线、直线”学习导航 篇12

一、从定义入手,理解三者的意义

1. 线段: 一根拉紧的线、一根竹竿,给我们以线段的形象. 就是说,直线上两点之间的部分叫做线段,这两个点叫做线段的端点. 像三角形、长方形、正方体等的边长或棱长等都是线段.

2. 射线: 把线段向一方无限延伸所形成的图形叫做射线. 也可以说成: 如图1,直线上点O和它一旁的部分是一条射线,点O是它的端点.在漆黑的夜晚手电筒发出去的光就好比一条射线,其中灯泡就相当于射线的端点.

3. 直线: 把线段向两方无限延伸所形成的图形叫做直线. 就是说直线是向两方无限延伸的.

4. 直线、射线、线段的区别与联系

直线、射线、线段三者之间既有区别,又有联系.

联系: 射线、线段都是直线的一部分; 线段又是射线的一部分; 在直线上任取两点就可以得到一条线段; 在射线上任取一点( 端点除外) 就可以得到一条线段; 在直线上任取一点就可以得到两条射线. 反之,若把一条射线反向延长,或把一条线段向两方延长,都可以得到一条直线. 另外,直线、射线、线段都是直的.

区别: 直线无端点,可向两方无限延伸,不可度量; 射线只有一个端点,可向一方无限延伸,不可度量; 线段有两个端点,不可以向两方无限延伸,可以度量; 在表示方法上,用两个大写字母表示直线或线段时字母的顺序可以改变,而在用两个大写字母表示同一条射线时字母的位置不能改变.

二、从具体图形入手,掌握三者的表示方法

1. 由于点可以用一个大写字母来表示,一个大写字母表示一个点,不同的点要用不同的字母来表示. 于是线段的表示方法有两种: 一是用线段的两个端点的大写字母来表示,如图2,以A、B为端点的线段可以记作“线段AB”或“线段BA”; 二是用一个小写字母来表示,如图2中的线段AB也可以表示为“线段a”.

2. 射线有两种方法表示: 一是有两个大写字母表示,即一条射线可以用它的端点和射线上的一个点来表示,如图1中的射线,点O是端点,点A是射线上异于端点的另一点,那么这条射线可记作: 射线OA,其中表示端点的字母必须写在另一个字母的前面,而且在两个字母的前面要写上“射线”两个字. 同一条射线可以有不同的表示方法,如图3,射线OA与射线OB表示的是同一条射线. 二是用一个小写字母表示,即一条射线也可以用一个小写字母来表示,如图3中的射线OA,也可以记作“射线l”.

3. 直线可以用两种方法来表示: 一是一条直线可以用一个小写字母来表示. 如图4,分别记作: 直线a、直线l. 二是一条直线可以用在这条直线上的两个大写字母来表示,如图5,记作: 直线AB或直线BA.

三、从现实生活入手,把握直线与线段的性质

1. 关于直线的性质.

直线的性质是“过两点有且只有一条直线”. 这个公理包含着两层意思: ( 1) 存在性: 过两点一定有一条直线; ( 2) 唯一性: 经过这两点的直线是唯一的,不会有两条、三条或更多条.

这个性质有非常现实的意义,例如,大家都有这样一个经验: 要把一根木条固定在墙面上,只要用两个钉子就可以了. 这个“定木条”的“经验”实际上就是利用这个公理的结果. 又因为过一点有无数条直线,所以用一个钉子是不能把木板固定在墙上的,用三个钉子虽然也可以把木板固定在墙上,但从几何的角度来讲,只要用两个就可以了,第三个是多余的.

这一点搞清楚了,也就从根本上理解了为什么可以用代表两个点的字母来表示一条直线了. 事实上,因为过一个点可以作出无数条直线,所以不能采用代表一个点的字母来表示直线; 而用代表三个点或更多个点的字母来表示又没有必要,故只要用直线上的两个点来表示直线就可以了.

2. 关于线段的性质.

线段的性质是“两点之间,线段最短”. 这就是说,所有联接A、B两点的线中,线段AB最短。即,两点之间,线段最短.

这个性质从上一个性质一样,也有着丰富的实际背景,例如,图6表明从A村到B村有五条路可走,即使让一个十多岁的儿童去选择走法,他也会沿着线段AB走,因为他知道这样走才最近。用几何语言来说,则表示连接A、B两点有五条线,在这五种联法中,线段AB最短.

两点所确定的这条线段在长度上也是唯一的,故把“连结两点的线段的长度”就叫做两点之间的距离. 在这里,应注意两点之间的距离指的是“连结两点的线段的长度”,是个具体的“数”,而不是线段这个图形. 这一点又一次说明了几何与代数的不同.

四、体会考题,把握考情

有关直线、射线和线段的考题不是太多,但毕竟仍有所接触.

例1如图7,为抄近路践踏草坪是一种不文明的现象,请你用数学知识解释出这一现象的原因:_______.

分析: 利用两点之间线段特点,运用线段基本事实解决.

解: 为抄近路践踏草坪原因是: 两点之间线段最短.

故答案为: 两点之间线段最短.

点评: 本题考查了线段的性质. 两点之间,线段最短这基本事实在日常生活运用广泛.

例2已知线段AB,延长线段AB至C,使BC =3/4AB,反向延长线AB至D,使AD =1/3AB,P为线段CD的中点,已知AP = 17cm,求线段CD,AB的长.

分析: 要求解一条线段中的两个部分,由于已知条件中的关系比较复杂,不如挖掘隐含条件,引进未知数,构造出方程求解.

点评: 在解答有关线段的和、差、几倍或几分之几的计算问题时,一般要注意以下几个方面: 1按照题中已知条件画出符合题意的图形是正确解题的先决条件; 2学会观察图形,找出线段间的关系.

例3如图8,A、B、C、D四点在同一直线上,M是AB的中点,N是CD的中点,MN = m,BC = n,则AD = ( )

A. m + n B. m + 2n C. 2m - n D. 2n - m

解析: 我们可以把AB +CD和BM + CN作为一个整体来求. 因为M是AB的中点,N是CD的中点,所以AB = 2BM,CD = 2CN,即AB + CD = 2BM + 2CN = 2( BM + CN) ,又BM + CN = MN - BC = m - n,所以AB + CD = 2( m - n)= 2m - 2n,所以AD = AB + CD + BC = 2m - 2n + n. 故选C.