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毕加索与面包手
热度 1 mdymww 2018-9-23 09:47
看到这样的图片时想到了很小很小的小时候，那时还不能分清现实与梦境。每天晚上都感觉自己的手在膨胀，膨胀，就如图片中的面包手一样。这样的情形维持了很长时间，以至于害怕夜晚。 这样的经历是刻骨铭心的！不知道毕加索是不是也有过同样的经历。 不过，有过这样的经历，当面对所谓的宇宙膨胀时，我同样认为是一种虚幻的梦境。当然这样的梦境一到白天就会醒来。这里的白天就是人们认清空间的本质。这也是我做物理学公理化为什么必须重新定义空间的原因。
个人分类: 物理思考|4870 次阅读|1 个评论
豪放的宇宙：爆发星、暗能量和加速膨胀的宇宙
热度 6 warlong 2016-11-26 16:14
豪放的宇宙 ：爆发星 、暗能量和加速膨胀 的宇宙 作者： 罗伯特 • 科尔希勒 （ Robert P.Kirshner ） 译者：郑 中 本书由普林斯顿大学 出版社在 2002 年、 2004 年、 2013 年、 2016 年（第四版）出版，并作为 2002 年美国出版社协会在物理学和天文学方面的最佳专业 / 学术著作而获奖，且进入 2003 年阿文迪思总奖（ Aventis General Prize ）的最终名单。 目前本书已被翻译为日语、西班牙语、捷克语、葡萄牙语。 内容简介 《豪放的宇宙 》讲述了一个关于科学发现的引人注目的探险故事。罗伯特 • 科尔希勒（ Robert Kirshner ）是世界上领先的天文学家之一，将读者们带领到一个活跃的研究团队内部，寻求他们如何作出非凡的宇宙学发现：受暗能量影响而导致空间本身膨胀，宇宙膨胀 正在加速。而且，为了分享这个兴奋的发现故事，科尔希勒也将当今科学带入一个新的收场白。他解释了加速膨胀 宇宙的思想（曾对粗略的数据作出勇敢解释）现在如何成为现代宇宙学中的标准假设。 测量导致宇宙加速膨胀 的暗能量（空间本身的物理量），指出我们对基础物理学的理解存在一个大漏洞。在 1917 年，爱因斯坦 提出了“宇宙学常数 ”来解释静态宇宙 。当观测结果证实宇宙正在膨胀，他抛出了暗能量的这个早期形式。但本书首度描述了近年来的观测结果，显示出宇宙学常数（或类似常数）控制了宇宙的质量和能量收支，并确定了宇宙的命运和形态。 然而受到爱因斯坦 疏误的警告，且与竞争性研究团队的初步结论相抵触，科尔希勒及其同事不愿意接受他们自己的结论。但他们证据确凿，辛苦地获得了关于爆发星 的理解，他们在 1998 年 2 月宣称了他们关于宇宙在膨胀的结论。现在，对超新星的深究及同代研究的其它进展，支持宇宙受暗能量（但也含有几种暗物质形式）主导的新结论。我们居住在一个基本成分数量惊人的豪放宇宙之中：我们观测的真实宇宙，并非我们所想象最简单的那个。 译者赋诗《超新星的荣耀》： http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=289142do=blogquickforward=1id=1038872 短评 天文学家科尔希勒是哈佛大学 的克劳斯科学教授，以及哈佛 - 斯密逊天体物理学中心 光学红外线部门的领导人，也是超新星研究团队的成员，他们通过表观亮度 ，使测量宇宙内的距离成为可能。“遥远超新星的观测结果显示，我所居住的宇宙，并不像爱因斯坦 所想那样是静态的，而正如哈勃所显示那样在膨胀，而且是加速膨胀 ！我们将随时间而膨胀中的这种增长，归因为具有向外推斥压力的暗能量 … 。暗能量构成了质能的缺失组分，理论家们已理解它，用当代宇宙膨胀 速度来调节天体的年龄，并补充关于大爆炸余辉的新测量结果，以绘制一张完整而惊人的宇宙含量图景。”这就是豪放的宇宙 ：“它具有中微子作为热暗物质 ；某些未知物质作为冷暗物质；在大爆炸后的最初 10 -35 秒发生膨胀；而现在受暗能量而加速膨胀。”科尔希勒把故事讲得动听，也把天文学概念讲得生动。 ——《科学美国人》编辑 “科尔希勒是一位有才干的作者，专家和普通读者将会发现本书值得一口气读下去 … 。《豪放的宇宙 》是一本有个性的著作 … 。对做科学如何激动有兴趣的普通读者来说，对于这本吸引人的记述，可采取这种策略 … 。该故事 … 本身有理由令人不可抗拒，而且充满气魄，具有幽默 … 。像这类书将有利于激励下一代物理学家。” ——肖恩 • 卡若尔 （ Sean Carroll ），《自然》 “对我们神奇的宇宙做了一次豪放而透彻的、有价值的思考。” —— 米歇尔 • 图勒 （ Michael S. Turner ）， 《科学》 “罗伯特 • 科尔希勒写了一本优秀的内部记述，是关于揭开宇宙命运的竞赛 … 。科尔希勒显示娴熟地揣摩复杂解释，让人印象深刻，而且他用恰当的比喻，毫不犹豫地连通了读者知识中的缺口 … 。《豪放的宇宙 》极好地表达了副标题的涵义，并且应该明确地服务于如下内幕故事：科尔希勒率领他五湖四海的天文学家团队，如何在对宇宙命运的探索中取得荣耀。” ——多纳德 • 哥兹密斯（ DonaldGoldsmith ），《自然史》 “追随天文学家们和几代哈佛大学 生，长期将 欣赏为杰出口才的掌故，所以难以想象有其他人更适合给我们讲述关于新发现的内幕故事。 没让人失望。他在更宏大的视野中讲述了这样一个故事：改进的技术如何使天文学家们进一步观测距离、进而观测过去。” ——劳仁斯 • 马歇尔（ LaurenceMarschall ），《发现杂志》 “《豪放的宇宙 》让人大加享受 … 。它是精彩的 … 对过去十年的最伟大的科学故事之一做了一次让人愉快的机智思考：爆发超新星如何显示宇宙膨胀 正在加速 … 。快买这本充满欣喜的书吧。” ——米歇尔 • 若万 - 罗宾逊（ Michael Rowan-Robinson ），《新科学家》 “不止一本书谈及这方面的重大发现，但罗伯特 • 科尔希勒所著的这本《豪放的宇宙 》作为新入口，也许是值得阅读的最佳那本 … 。这是一次关于如何搞研究工作的内部思考。除了给出科学的最时新思考，科尔希勒先生还带领我们间接地分享了发现的激动。” ——《经济学家》 “《豪放的宇宙 》不只是一本关于暗能量和宇宙膨胀 的市面通俗书籍。然而，此书对 导致发现的兴奋日子，道出了一种独特的幕后感觉。我发现难以认为我已接近了关键时刻，而此时科尔希勒及其同事们发现自己注视着脸上的宇宙学常数 。” ——约夏 • 若斯（ Joshua Roth ），《天空和望远镜》 “有才干的研究者科尔希勒清楚描述了科学探测工作对宇宙历史的流行观念负有责任 … 。科尔希勒曾是这些发展领域的前锋 … 。他将每样事情综合起来，用简单、有效而常常是幽默的类比和趣闻，来解释探究团队在建构宇宙年代学（如何发展并演化至今）的过程中，是如何相互影响的。” ——《选粹》 “两个竞争的科学家团队如何演绎出扣人心弦的故事，并最终相信了让人吃惊的测量结果，激进的宇宙新观念取决于它 … 。这提醒宇宙学现在也是一门真正的观测实验科学了，牢固基于零散的实际测量中。” ——马歇尔 • 瑞尔丹（ MichaelRiordan ），《纽约时报 • 书评》 “一本让人欢欣的通俗书 … 。科尔希勒独特融合了餐后闲谈式的反驳和新手物理学式的类比，使之成为一次很愉快的阅读。” ——瑞恰德 • 艾利斯 （ Richard Ellis ），《物理世界》 “我们时代最热门天文学故事的内部一憋。科尔希勒所写的这本书，不仅是现代宇宙学历史，而且是科学进程中的一个实例研究 … 。科尔希勒采用了精彩而简单、有时搞笑的类比来解释复杂精深的概念。” ——杰尼夫 • 比尔瑞（ JenniferBirriel ），《金星》 “一本精彩的、见闻广博而吸引人的书，关于现代宇宙学最激动的发展之一。” ——阿勒克斯 • 菲利彭柯 （ Alex Filippenko ），《天文学》 “一本可读的、愉快而富有信息的记述，关于古老而家喻户晓的——但近期复兴的——科学分支。” ——杰慕斯 • 科黑斯《 SIAM 新闻》 “我喜爱本书。科尔希勒写作带有激情、人文性和大气度。” ——马格瑞特 • 多宾斯（ MargaretDobbins ），《每日电讯报》 “科尔希勒的这本书呈现了大众科学出版物中的制高点。本书在几个层面进行，尤其是在私人层面，他关于科学家的研究生活，提供了一种描写详细的、甚至典范的记述 … 。《豪放的宇宙 》是一本可愉快阅读的书 … 。科尔希勒在形象化表述宇宙的形态和结构方面具有一种真正的天赋。” ——马廷 • 因斯（ Martin Ince ），《时代（泰晤士）高等教育增刊》 “前面八章在天文学 101 层面提供了宇宙学的介绍 … 。那个故事常被讲起，但很少如此动人。类比是恰当的，趣闻是搞笑的，而文笔是轻快而诙谐的——在彻头彻尾滑稽的地方 … 。科尔希勒成功表达了探测遥远超新星的艰难和激动。” ——戴维德 • 布兰奇 （ David Branch ），《当代物理学》 “一本机智而诙谐的新书。” ——夏戎 • 贝格雷（ SharonBegley ），《华尔街期刊》 “有一种阅读快乐。” ——麦杰 • 迈克多纳德（ MaggieMcDonald ），《新科学家》 长评 略。 致辞 致瑞贝卡和马修——他们将生活在一个更加浩瀚的宇宙之中。 译者序 ... i 1 、科学普及 ... i 2 、科学好玩 ... ii 3 、宇宙烟花 ... iii 4 、本书情况 ... vi 5 、翻译说明 ... vii 序言 ... ix 第一章 洪大图景 ... 1 望宇兴叹 ... 1 探究空间 ... 1 定律普适 ... 3 光速有限 ... 4 星汉灿烂 ... 5 哈勃深场 ... 8 烛照夜空 ... 10 第二章 烈药化烧 ... 11 找到量杆 ... 11 光谱分析 ... 12 原子时钟 ... 14 红巨星：元素工厂 ... 14 坍缩成白矮星 ... 17 Ia 型超新星 ... 18 继续搜寻 ... 20 第三章 另类爆炸 ... 22 II 型超新星 ... 22 兹维基传说 ... 23 发现 SN 1987A .. 25 隐于烈焰中 ... 26 中微子暴风 ... 27 发现星爆残骸？ ... 28 第四章 加个常数 ... 31 多普勒效应 ... 31 银河系非宇宙 ... 32 弯曲时空 ... 33 水星进动 ... 33 引力透镜效应 ... 34 宇宙学常数 ... 36 第五章 宇宙膨胀 ... 37 发现星系退行 ... 37 造父变星 ... 37 旋涡星云 ... 39 我的毕业课题 ... 40 建立哈勃定律 ... 41 非中心宇宙 ... 44 空间膨胀效应 ... 46 爱丁顿绝不放弃 Λ .. 47 宇宙质量密度 Ω .. 49 拓展哈勃图解 ... 50 第六章 现在何时？ ... 52 过客迷茫 ... 52 追溯历史 ... 52 星系马拉松 ... 54 表观速度 ... 55 年龄问题 ... 56 观测误差 ... 57 技术进步 ... 60 CCD 探测仪 ... 61 HST 观测造父变星 ... 62 最佳标准烛光 ... 63 布鲁诺模板 ... 64 殊途寻同归 ... 64 SN 1987A 的气环 ... 65 膨胀光球法 ... 66 宇宙命运 ... 67 第七章 微波天炉 ... 69 发现 CMB . 69 何以均匀 ... 70 膨胀缘由 ... 71 微波涨落 ... 72 宇宙化学 ... 73 壁画裂缝 ... 75 暗物质组成 ... 76 减慢宇宙膨胀 ... 78 剃刀之刃 ... 78 Ω = 1 的宇宙 ... 79 第八章 学会巡游 ... 81 豪放的宇宙 ... 81 两类标准烛光 ... 82 幸遇欧克 ... 84 兹维基其人 ... 85 图森盛会 ... 87 哈勃常数争论 ... 89 尘埃的变红效应 ... 89 在帕骆马山上 ... 90 识谱算铁 ... 91 观测减速膨胀？ ... 92 第九章 首次探获 ... 94 另类超新星 ... 94 Ib 型超新星 ... 95 同好不同见 ... 96 减速，更亮 ... 97 质疑标准烛光 ... 98 维京人的探险 ... 99 突破性进展 ... 101 光度递减率 ... 102 我们 CfA 团队 ... 105 伯克利动态 ... 106 瞧！那篇论文 ... 109 光变曲线形态 ... 110 三方合作得失 ... 112 第十章 正确理解 ... 115 异端证据 ... 115 俊采星驰 ... 116 时不我待 ... 117 哈勃望远镜 ... 121 Ω m 之大小 ... 125 我在 ITP . 126 Λ 如刺在喉 ... 127 关于 Ia 型超新星 ... 128 亚当的 Λ .. 129 学界的彷徨 ... 130 急切与犹疑 ... 132 团队间的竞赛 ... 133 年龄，组分，或尘埃 ... 136 精尘致暗？ ... 138 宇宙学效应 ... 140 第十一章 爱翁烟枪 ... 142 我也喜欢 Λ .. 142 真空活泼 ... 144 寻找 z1 的超新星 ... 145 在毛纳基山上 ... 145 停停走走的宇宙 ... 147 观测哈勃深场 ... 148 亚当和 SN 1997ff 150 思路 =SN+CMB . 152 探测微波涨落 ... 152 确定宇宙组成 ... 153 Λ- 暗能 - 太清 ... 156 为探测暗能量 ... 157 宇宙和人类 ... 158 尾声 ... 162 因为高 z . 162 信息更新 ... 163 未来计划 ... 164 升级换代 ... 165 故事没完 ... 166 注释（原注） ... 167 致谢 ... 175 译后记 ... 176 索引 ... i 附录：超新星分类 ... ix 作者简介 ... x 译者简介 xi ... 8 ... 14 序言 自 1970 年以来，我就是观测爆发星 （以超新星闻名）的天文学家之一， 而且知道它们是什么事物，它们如何运行，它们如何影响宇宙化学 。作为一种额外奖励，这次研究产生了一种方法，可将超新星当作宇宙中测量距离的最佳宇宙标尺。超新星有一种变化来源于恒星致密熔渣的热核爆炸 （ thermonuclear explosion ），它是恒星（如太阳）燃尽的残余物。这些“ Ia 超新星”（ SN Ia ）造出有效的标准炸弹，可根据它们的亮度精确判断其距离。作为“天空水手”，我们可将 SN Ia 当作灯塔来判断星海上的距离，能测量星系的距离，在恒星的巨大环焰状和臃肿飞艇状 之中，发生了超新星爆炸 。显然，测量超新星的距离已导致产生一张全新的宇宙背景图像，它受暗能量（源于真空本身的特性）所主导。 自 1912 年以来，天文学家已观测了星系的运动。几乎每一个星系都在远离我们自己的银河系，这就是著名的红移现象。 1929 年，爱德温 • 哈勃将星系距离与星系红移联系起来，显示出：遥远星系比我们邻近星系的退行速度更快。这意味着，我们居住在一个正在膨胀的宇宙之中。 膨胀宇宙新观念的来临，这对于阿尔伯特 • 爱因斯坦 来说，是惊世骇俗的。回到 1917 年，当时他询问天文学家，他们告诉他宇宙是静态的。而他新创立的广义相对论 预测：宇宙要么膨胀，要么收缩。但是，你们不能违反事实，即使事实含有错误的时候。爱因斯坦因此叹息，而陷在一个数学常数之中，引入了一个空间自身的膨胀量来修理这个“问题”。这就是现在我们所谓的“暗能量”，用来平衡引力物质 的内向拉力。爱因斯坦项（宇宙学常数 ）的引入，使宇宙保持静止，类似一位老练的骑车人，当遇到交通红绿灯时，而善于把握平衡。在十年后，当爱因斯坦得知哈勃的新天文学观测结果显示“宇宙 不是 保持静止”之时，他不太可能把宇宙学常数弃入水中。他说：“无论如何，这在理论上是不完美的”。宇宙学常数被逐出最严肃的宇宙学探讨之中，谁需要它呢？ 直到 1990 年，天文学家逐渐构建了宇宙背景的成分列表， 我们钻入了一个问题、疑惑和难题之中。问题在于宇宙中的引力物质 大部分是不可见的，疑惑在于它不够多，而难题在于这种暗物质足以导致糟糕的副效应，使宇宙比其 背景更加年青。不可见并非如此麻烦——即使潜隐质量不发出任何光，我们也可探测到它的 效应 ，恰如水手通过观察海面波浪，就知道无形海风正在吹来。可见物质汇入不可见的宇宙谷网（由冷暗物质形成）之中。但令人疑惑的是，宇宙内的物质含量仅占三分之一，而我们喜好的理论要求形成最简洁的宇宙。宇宙时尺所显示出的问题，哪个最困难呢？宇宙内最古老恒星看起来年龄约为 120 亿年。如果宇宙已全部负载引力物质，那么宇宙膨胀 应随时间而逐渐减速，并且宇宙已记录了自大爆炸以来所经历的约 100 亿年时间。在 100 亿年的宇宙中有 120 亿年的恒星， 不能使人相信这是物理世界的真实历史。这张图像有啥错误呢？在优美的壁画中有些小裂隙，这表明我们关于大爆炸存在一个严肃的概念问题，或许 某些事搞错了吗？ 在过去七年中，科学家团队采用了新型仪器和新型望远镜，包括哈勃太空望远镜 ，来搜寻遥远的超新星。这可让你们直接测量宇宙膨胀 史。我们希望理解宇宙在大爆炸后如何减速下来 。我已参与进入了那些团队之一， 个令人愉悦的、但稍感忙碌的“兄弟乐队”（也有一些姐妹），我们称之为高 z 超新星探索团队。字母“ z ”就是天文学家关于红移的缩写，这意味着我们开始探寻高红移的遥远爆发星 。 在 1997 年，我进行了这方面的研究，那时我被邀请到普林斯顿大学 ，所作的一系列讲义成为了本书的基础。但翻看我的旧笔记，我认为我们在 1997 年的报道几乎没有任何结果。虽然我们知道问题所在，但要理解怎么找到答案。自此之后，对这些天文学之谜的、令人惊奇的解答如潮水涌来。所以，我大量谈及超新星如何爆炸、如何制造化学元素，略微谈及超新星可测量宇宙膨胀 史。现在有了初步结果，我们可以进行一次引人好奇的新综合，来解决十年前的问题、疑惑和难题。 遥远超新星的观测结果显示：我们栖居在这样一个宇宙之中，宇宙并非像爱因斯坦 所想的处于静态，也不像哈勃显示正在膨胀，而是正在加速膨胀 ！我们把随时间的膨胀增长 归因为具有外推压强的暗能量。它的最简洁形式可能就是爱因斯坦的宇宙学常数 ，这是六十年来理论物理的渊薮。暗能量由缺失的质能成分（理论家们已窥见）所组成，它调节着天体年龄与当代宇宙膨胀 速度；再把大爆炸余辉本身的新测量结果补充进来，就形成一幅惊奇而清晰的宇宙背景图像。 当你完成构架时，最近五年已有点像在收集拼图玩具的时候了，块片迅速到位，而你甚至可看见缺失部分的形态了，但缺失的细节可能是最重要的。宇宙受暗能量控制，表明我们对虚空的亚微观特征的理解（真空的特性）存在深刻缺陷。没有任何实验室实验测量，也没有任何物理理论预测暗能量的总量，但我们的观测结果作出了暗示。下一步就是理解极小尺度的宇宙，这就将引力与其它自然力融合统一起来。也许这个豪放的宇宙 是受暗能量控制的，具有一种新的理论景象，看起来是简朴而必然的。但是，当前解决加速膨胀 宇宙之谜，已产生了另一个值得研究的、有趣的疑难问题。 我们当今正在研究的宇宙图像是“豪放的”：它具有中微子作为热暗物质 ；未知物质作为冷暗物质；大爆炸之后的最初 10 -35 秒内的膨胀；而现在，当宇宙在 10 -52 倍古老时，受暗能量而加速膨胀。这比任何人想象都要广大，尽管这些事实肉眼不可见，但这是有根有据的。根据大爆炸本身的光辉，还有恒星 （ star ）、稳星 （ steady star ）、变星 （ variable star ）和爆星 （ exploding star ），以及可观测宇宙 边缘的星系，我们正在通过观测建构这种宇宙图景。 理解极早期宇宙 的新特征是一种快乐，经历艰辛的研究者们也展现在本书中。但为何我们应该感受全部快乐呢？我的目的就是帮助你们分享这种探险，其中的欣慰源于读者的理解。
个人分类: 道法自然|7599 次阅读|11 个评论
理想气体的等压膨胀过程如何实现？
argo 2015-3-27 08:52
理想气体的等压膨胀是因为吸热而膨胀，还是因为膨胀而吸热？
个人分类: 热统|2 次阅读|2 个评论
地球膨胀宇宙演化的必然
shfang 2013-3-12 22:42
地球膨胀说 是以地球体积不断增大胀裂地壳来解释大地构造的学说， 最早由 英国哲学家弗朗西斯 ·培根 (Francis Bacon, 1561--1626) 提出 ，于 二十世纪 中叶得到了较快的发展 ，作为一种新兴的活动论地球 演化 观 ，曾 经 受到天体物理学家和地球物理学家的 大力推崇 ，并提出了许多 关于解释 地球膨胀的动力学机制，主要有热效应、地球内部物质的 化学变化或 相变 以及 万有引力常数随时间推移不断减弱等假说，但都被此后的研究给否定了 ，地球膨胀说终因没有找到合适的动力机制而淡出了地学界。为此，本文从构成地球物质 的 元素入手，发现了可以合理解释地球膨胀的动力 学 机制。 1 超重元素分裂衰变适合解释地球膨胀 地球是由各种物质元素构成的，目前已发现的天然存在的元素大约有 100 多种，由 于这些 元素基本上是稳定的或者说是比较稳定的，从现有的研究来看，仅仅依据这些元素的普通物理性质或者化学变化去解释地球大规模的体积 增量 问题显然是不 可能 的，如果地球能够发生膨胀，还 得 从地球诞生之初 的 原始物质元素中去寻找 原因 。我们知道原子序数大于 83 的所有天然元素都具有放射性，这些处于原子序数最高端的重元素所表现出的不稳定性给了我们启示，原始地球是否应该是由一些原子序数更大的超重元素组成的呢？ 虽然 超重元素 概念的提出 已历经 半个多世纪 ， 至今在地球上 也 没有发现天然存在的超重元素， 但 通过人工的方法 却 已相继合成出 118 号以内的超重元素 ，因此超重元素 已不 在 是虚幻的猜想，而是具有一定科学内 涵 的理论。 我们知道，原子是由原子核和电子组成的，而原子核又是由质子和中子组成的，由于原子的质量主要集中在极小的原子核上，原子与原子核的半径之比在一万倍以上，原子核的体积不及原子的万亿分之一，也就是说原子的内部几乎是真空的，这种近似真空的原子结构，为超重元素的生成提供了巨大的空间。而且原子的结构 也 不是 永恒不变 的， 通过分裂、衰变反应可以将质量重的原子分裂、衰变成质量轻的原子；也可以通过聚变反应，将质量轻的原子聚变成质量重的原子， 原子具有 的 裂变性和聚变性，说明原子的质量是可以改变的。在自然界元素之所以有 着 千差万别的物理和化学性质，是 由 原子核中的质子和中子数不同而产生的，特别是质子，不仅是宇宙中质量最轻的元素氢的原子核，还是决定一切元素化学性质的核子，只要质子数相同，元素的化学性质就基本相同，在元素周期表中这类质子数相同中子数不同的元素，都归类在同一位置叫同位素，这些 元素 都 是构成 地球物质 的基本单元 。根据天文观测和宇宙大爆炸理论， 氢和氦是 宇宙中 最丰富的元素，约占原子总数的 99 % ，原子 总质量的 97 % ，其中氢元素的丰度大约为 75% ，氦元素的丰度 大 约为 24% ，而氦元素又是可以由氢聚变而成的元素，可见“氢”是宇宙中最基本的元素。虽然氢元素复合 成 重元素并不是简单的搭积木式组合，但一切元素皆可为氢元素的复合体。 在原子世界里，由于原子核中的质子带正电，质子之间具有极强的库仑斥力，而拥挤在原子核窄小空间里的质子之所以没有被库仑斥力驱散，是因为在质子之间还存在着一种与带电状态完全无关却比电磁力还要强百倍以上的 “核力”把它们牢牢 “粘”结在一起 ，才能形成稳定的原子核。因核力的强相互作用力距非常短，不足质子半径的 3 倍，只能在相邻质子之间起作用，而质子之间的库仑斥力不仅相互作用强，作用距离也很长，相邻质子之间不仅会产生排斥作用，整个原子核中所有质子之间都会产生 叠加 的相互排斥作用（ 库仑定律与静电力叠加原理 ）。因此，除普通氢元素外，所有原子核都含有等于或大于质子数的不带电荷的中性核子 “中子”，而且原子量越大原子核中的中子也就越多，无疑中子是维护原子核稳定不可或缺的核子。但因中子本身并不是稳定的，不仅在自由状态下会发生衰变，即使与质子复合成了原子核后，只要原子核中的中子过多还是会发生β衰变，多余的中子会自动转变成质子，因此，地球上目前还没有发现 过 天然存在的完全由中子组成的稳定元素。也就是说以地球现有的自然条件，原子量的大小也就有了上限，目前已发现的天然存在的最重 稳定 元素为 “钚”元素，它的原子量大约为 244 ，中子数 150 ，质子数 94 。 由于单个氢元素之间的万有引力非常小，即使是几十倍于地球质量的氢元素聚集在一起也不可能触发热核聚变反应，从太阳系最大的行星，质量是地球 300 多倍但不及太阳千分之一的木星没有发生热核聚变反应可知，元素的复合需要极高的能量。根据天文观察只有那些达到太阳质量 8% 以上的氢气团才有可能发生热核聚变反应，可见以地球的自然条件，要进行大规模的重元素复合是不可能的，更不用说要复合成超重元素，重元素只能产生于质量巨大的恒星之中。可以推断，在宇宙太空 只要 恒星的质量有足够大，温度 和重力 有足够高，就有可能形成密度非常大的物质元素，因此质量巨大的恒星应当是重元素和超重元素最理想的生成场所。在宇宙中因为只有恒星才能发生热核聚变反应，所以构成地球物质的元素只能来源于温度和重力都非常高的恒星。 1957 年 ，由 英国天文学家 弗雷德 · 霍伊尔 和 杰佛瑞 · 罗纳德 · 伯比奇夫妇（ E. M. Burbidge 及 G. R. Burbidge ）以及美国物理学家 威廉 · 艾尔弗雷德 · 福勒 四人提出 的 著名 B 2 FH 元素合成理论 ，也阐明了比 锂 重的元素都是在恒星内部形成的观点。也就是说在宇宙演化初期，宇宙中可能就只有一种元素 ——氢，由于万有引力的作用，分 散在 宇宙空间极其稀薄的氢等星际物质才得以汇聚成一个个硕大的恒星天体，才有了今天如此繁多的物质元素。 在自然界 虽然 有的 元素也可以 通过放射性元素的分裂衰变产生，但是，衰变成这些元素的 原 始 放射性元素实际上还是高能热核聚变的产物 ，元素的复合 还是 离不开高能物理条件 。虽然我们目前还无法准确知道质子、中子和电子是如何复合成各种元素的，但是我们知道，要想复合成更重的元素甚至超重元素，除了要有能把质子牢牢 “粘”结在一起的核力外，首先还必须要有能够克服强大库仑斥力将质子先行聚集到核力可以发挥强作用距离内的力。目前自然界已发现的相互作用力主要有强力、弱力、电磁力和万有引力四种。强力和弱力统称为“核力”，作用距离最短是短程力，强力的力程仅有 ，弱力的力程更短，小于 数量级 ， 因此大于 这一距离时强力和弱力都几乎不能发挥作用，而质子和中子的半径大约为 ， 所以核力只能在相邻的核子之间起作用；电磁力是长程力，虽然作用距离长而强，但因其有极性，是质子间需要克服的强相互排斥力，剩下的就只有万有引力，万有引力虽然很弱，仅有电磁力的 ，但作用距离却很长，是宇宙长程力，又没有极性不产生相互排斥作用，可见万有引力是最适合的作用力。正是因为有了万有引力的凝聚作用，分散于宇宙太空非常稀薄的氢等星际物质才有可能汇集成一个个硕大无比的 “恒星”天体。由于恒星有着极高的温度和重力，质子间的库仑斥力将被大大削弱，大量的质子就有机会聚集到核力可以发挥强作用的距离内，在核力的“粘”结下形成重原子核甚至超重原子核，宇宙中也就有了 “矮星”、“中子星”等超密度的恒星天体。可以推断，宇宙空间无数质量巨大的恒星，很可能就是复合重原子核 甚至超重原子核的 “工厂”。 恒星在自引力持续收缩下向更高密度演化是宇宙的自然演化规律，万有引力的凝聚作用使超密度的恒星天体成为宇宙的重要组成部分，超密度的恒星天体所具有的超高温、超强重力条件，对超密度物质元素的生成有着天然的优势，超重元素存在于超密度的恒星或超密度的恒星核中就有其合理性。 重元素和超重元素只能生成于质量巨大的恒星，那么质量和重力都不大的地球等类地行星物质元素又是从那里来的呢？根据 “新星”和“超新星”大爆发伴有放射性元素和超铀类重元素 来推测，构成地球等类地行星的 原始 物质元素可能来源于 “新星”或者“超新星”大爆发以及恒星相互碰撞（虽然概率非常小，但也是有可能的）产生的宇宙“尘埃”，当这些宇宙“尘埃”中的超重元素脱离了恒星的超高温和超强重力约束后，原子核中质子间的库仑斥力必然增强，超重元素将变的不稳定而要发生分裂衰变反应，直至形成相对稳定的原子结构，成为自然界天然存在的元素。如果原始地球主要是由这些超密度重元素形成的，发生膨胀也就成为必然 。 2 地球可能起源于银河系的 “新星”或 “超新星”大爆发 从太阳系位于银河系中环轨道，距离银河系边缘约 2.7 万光年来推测，太阳系的行星物质不可能是来自于银河系以外的星云物质 所 形成，因为系外星云物质如果从银河系的边缘沿着银道面到达太阳系的位置，在银河系旋转状态下必将受到数以亿计的恒星拦截。而且在银河系强大的引力加速下，围绕太阳公转的运动轨道应该是更为偏平的椭圆形，而不是现在的近圆形；也不可能是从银河系银道面的上方或者下方进入的系外星际物质，因为从太阳系行星运行轨道面与银道面几乎在同一个平面可以推断，这种假设是不成立的。当然，更不可能是由银河系大爆发时遗留下来的宇宙 “尘埃”形成的，因银河系诞生于 120 亿年前，而包括地球在内的太阳系行星系统的年龄仅有 50 亿年左右，还不及银河系的一半，比银河系“年青”多了。有可能是在 46 亿年前银河系内的一颗 “新星”或“超新星”大爆发抛出的物质形成了太阳系行星系统。 如果地球是由 “新星”或“超新星”大爆发抛出的超重元素形成的，那么为什么地球上至今没有发现天然存在的超重元素呢？我们推测，因为在超高温、超重力条件下形成的超重元素，在常温、常压下仅比库仑斥力大一百多倍的核力，无法约束住质子数超过钚元素几十倍乃至上百倍的超重原子核，超重元素必然要发生分裂衰变反应，直至形成质量较轻相对稳定的元素。在 原始 地球形成初期，可能会因地球的体积小 重力 大， 温度 极 高 等因素的影响 ， 且 原子核中所拥有的中子数量 可能 也较多，地球内部具有的高能物理环境对原子核的约束作用应比现在强，有利于增加超重元素的稳定性，对延缓超重原子核的衰变起到一定的作用。但是，随着地球的膨胀，即使不考虑自然降温作用，地球因密度下降而引起的温度和重力下降都将是不可避免的，质子间的库仑斥力必定会变的越来越强，特别是地球的表层，温度 和 压力 都非常小，不足以阻止超重元素的分裂衰变，几十亿年后超重元素都将分裂衰变成质量较轻相对稳定的元素， 在地球的表面 也就难觅超重元素的踪影。我们从原子序数大于 83 的所有天然存在的元素都具有放射性也可得到佐证，由于这些元素的原子核中，质子间的库仑斥力已经达到或接近于核力所能约束的临界点，只须小小的扰动就可能影响到它们的稳定而发生放射性衰变。而且从自然界目前还没有发现原子序数大于 95 以上的天然元素可知，原子量愈重，衰变的几率就愈大，存在的时间就愈短暂，因原子序数大于 95 以上的元素瞬间就可完成衰变，所以只能在实验室中通过高能物理的方法人工产生 ，因此，地球表面没有发现天然存在的超钚类重元素也就很自然了。 3 地球自转减慢符合地球膨胀成因 20 世纪 60 年代初，天文学家芒克 （ Munk ） 、麦克唐纳 (MacDonald) 和美国 古生物学家 约翰 ·威尔斯（ John Wells ）在不同的科学领域里研究得出，在距今 大约五亿七千万年前 的 古生代初期， 地球一年中的天数有 421 天 ，按现在的秒长计，那时的一昼夜还不到 21 个小时，也就是说地球的自转大约以每十万年一昼夜增加 1 ～ 2 秒的速度减慢了 。那么是什么原因导致地球在这么长的时间里持续发生了自转减慢？我们知道影响地球自转减慢的因素不外乎二种情况，一是来自于地球以外的宇宙自然力的阻滞；二是地球自身发生了膨胀产生的 “刹车”样作用。纵观茫茫宇宙，太阳是离地球最近的一棵恒星，月球虽然比地球小，却是离地球最近的一棵大卫星，因此，月球和太阳成为影响地球自转减慢的最大嫌疑，所以有人认为是月球和太阳对地球的潮汐力作用使地球自转发生了减慢。我们假设这种说法是正确的，因古生物证据表明，地球自转减慢至少已有十三亿年的历史，在元古代中期，地球一年中的天数就多达 5 07 天，可见地球自转减慢决不是偶然的。由于地球诞生时月球和太阳已经诞生，所以从地球诞生那一刻起月球和太阳的潮汐力作用就应该存在。根据古生物学研究，地球的自转每十万年一昼夜大约增加了 1.85 ～ 2.3 秒， 因古生物断 定年代的方法是根据生物昼夜活动所留下的痕迹也就是 太阳日 来确定的 ， 故以现在的太阳日时长 86 400 秒来推算。如果地球自转每十万年一昼夜增加的秒长超过 1.88 秒， 则 46 亿年前地球的自转周期将变成负数，所以取每十万年一昼夜增加 1.85 秒的减慢速率较为合理，依此推算， 46 亿年前地球的自转周期约为 1300 秒，位于赤道上的地表线速度将达到 30 . 8 ，远远超过了 11 . 2 的第二宇宙速度，地球物质只能逃离地球，这将无法合理解释地球的形成。也有人提出因月球朝向地球的一面较背着地球的另一面凸出，不规则的外形产生刹车样作用，使月球的自转过早停止。其实不然，在宇宙太空月球是悬空的，月轴只不过是个假想轴，实际是不存在的，不可能产生刹车样作用 。而且古生物研究证明，在最近的几千万年时间里，地球的自转还一直在减慢，在大 约六千五百万年前 的 新生代初期， 地球 一年 中的天数还有 371 天 ，比现在还多出近 6 天。也就是说不可能只有月球对地球产生潮汐力作用，而地球不对月球产生潮汐力作用，这是违反角动量守恒的，可见，由地球以外的宇宙自然力阻滞地球自转减慢的可能性非常小，地球存在膨胀。 假设地球是膨胀的，因地球是在近似无阻力的宇宙真空中自转，是个封闭系统， 而 地球的质量自诞生以来变化很小， 可以 近似的认为不变，根据角动量守恒定律，地球膨胀前后的总角动量基本不变，地球膨胀产生的 “刹车”样作用将使地球自转减慢。膨胀前的原始地球因体积很小，可以近似的认为是密度均匀的刚性圆球体。因地球经过大幅度膨胀和重力分异后， 现在 已不是密度均匀的刚性圆球体，我们假定在宇宙太空有一个体积、质量和角动量都与现在的地球大小相等的均质刚性圆球体，设这个刚性圆球体的密度为 ， 由均质刚性圆球体角动量公式 ，角速度公式 和质量公式 ，得 （ 1 ） 为均质刚性圆球体的质量， 为均质刚性圆球体的体积， 为均质刚性圆球体的密度值， 为均质刚性圆球体的半径， 为均质刚性圆球体的自转周期 ， 为原始地球岩石实体半径， 为原始地球自转周期 。 因地球现在不是均质刚性圆球体，均质刚性圆球体的平均密度应小于地球现在的 5.517 平均密度，大于地球上地幔盖层约 3 .0 的平均密度，因此 应介于 5.517 与 3.0 之间。所以原始地球的半径 ( 岩石实体部分，以下同 ) 应大于 576.3 ， 小于 781.5 ； 赤道上的线速度大约在 2 . 79 ～ 3 . 78 之间；原始地球的平均密度在 2989 ～ 4054 之间。可见，以地球膨胀为条件得出的原始地表线速度在正常范围内，但密度却远远超出了地球现有的物质密度极限，然而与宇宙中密度高达 ～ 以上的 “矮星”、“中子星”相比 ，又根本不 算 什么 ，可见由地球膨胀影响地球自转减慢的观点 并不违反自然规律 。 4 地球膨胀更适合解释全球性大陆海退现象 地质勘探发现，大陆表面 70% 以上都覆盖着厚厚的沉积岩，而且在那些远离大海的高原山脉上还发现了远古海洋生物化石，这些事实足以说明，大陆在远古时期曾经是海底的一部份，由于发生了海退，才出露水面成为大陆。那么是什么原因 产生 如此大规模的海退现象呢？首先来探讨一下地球水的起源问题，关于地球水的起源科学界 目前 尚无定论， 主要 有自生说和外生说。 自生 说 认为 ， 地球 上 的水来自 于 地球内部 ，是与地球原始物质一同形成的，是通过 火山喷发 等方式 释放出 来 的水 。 外生 说则 认为 ， 地球 上的 水来自 于 地球 诞生以后 的宇宙 太 空 ，是由一种 含水 的 球粒陨石 持续降落到地球表面形成的。也有人认为是由 太阳风带来的大量氢核 和 氧核与大气圈中的电子结合 形 成 的 水 。因 地球 诞生初期曾经历过高温 熔融 时期 ， 地球内部就 不可能 储 存 大量的 液态水 ，也就不可能通过 火山喷发 的方式缓慢 释放出 来，这一说法基本可以排除。而从与地球相邻却极度干涸的火星、金星、月球来看，地球上的水也不可能是通过宇宙太空长时间降水积累形成的，因为如果宇宙太空能够长期降水，这些与地球相邻的类地行星不可能像现在这样干涸，也应有同等机会获取太空降水，所以由 含水 的 球粒陨石 持续降落到地球形成水的观点也可以排除。而从全球大陆都几乎被沉积岩所覆盖来看，说明地球表面的水是由深变浅的。从位于 格陵兰西部 最古老的沉积岩都已经有 38 亿年来看，早在 38 亿年前地球上的水就已远远超过现有水的深度，这些现象说明，地球表面的水不可能是通过漫长岁月积累形成的，应该是在地球诞生初期较短时间内一次性或者有限次数获取的。如果是由 太阳风带来的大量氢核 和 氧核与大气圈中的电子 结合形 成水 ，则需要经过漫长的岁月积累，如此以来地球表面的水应会越来越深，陆地则会越来越少，而不应是全球性 的 大规模海退现象，而应是 大规模的 海侵现象，所以这一观点也可以排除。 那么又是什么原因导致了地球表面发生如此大规模的海退现象呢？会不会是因全球性的气候变冷或变暖，引起冰川扩大或者消融产生的海进、海退现象呢？据估算，目前地球上所有的冰川都融化了，海平面也仅能升高约 70m ，不会超过 100m ，而全球大陆平均海拔有 875m ，高于海拔 200m 的陆地就占 7 2 % 以上， 海拔 超过 7000m 的山峰就有 447 座，即使是超过 8844 m 的全球最高峰珠穆朗玛峰也曾经是海底的一部份，要完全淹没这些高原山脉，这点冰川是远远不够的。 会不会是因为海水蒸发干涸引起的海退现象呢？因地球强大的引力可以将密度比水还小的空气留在地球上，海水就不可能通过蒸发脱离地球引力逸散到宇宙太空而引发干涸。当然，也不可能是由太阳光把水先分解成氢气和氧气后再逸散到宇宙太空，因为质量最轻的氢气有可能脱离地球引力逸散到宇宙太空，但比氢气质量大很多的氧气则会留在地球表面，否则，今天地球表面的空气里就不会有这么多的氧气和比氧气还轻的氮气。我们假设海水被分解为氢气和氧气后，氢气可以脱离地球逸散到宇宙太空，从珠穆朗玛峰顶部也存在海相沉积岩来看，地球自诞生以来海平面至少下降了 9000 m 左右，也就是说至少有超过 45 亿 km 3 的海水被分解了，如果有这么多的水被分解，产生的氧气将可以在地球表面形成厚度超过 2000 km 以上标准状态的氧气层。目前空气中的氧气，约占空气体积的 21% ，在海拔 5 km 以上的青藏高原，空气密度只有海平面的一半，在 60 km 的高空，空气密度只有海平面的十万分之一，已经非常稀薄了，可见，海水被分解逸散到宇宙太空引起地球干涸的说法也不能成立。 那么是不是因地壳被挤皱上升形成的海退呢，我们知道沉积岩是水成岩， 一般来 说主要是通过水流、风等将地势高处的泥沙搬运至低洼处经水沉积而形成的岩石，按理说地势越低洼的地方沉积岩越厚，而事实恰恰相反，地球表面沉积岩最厚的地方并不是在低洼的海洋，而是在海拔很高的 大 陆高原 、 山脉 上 。沉积岩最薄的地方却是位于地势低洼的深海 海沟和 洋盆，而且洋壳的形成远远晚于陆壳，可见大陆地壳不可能是从 海底 挤皱 上 来的。 现行主流地学理论认为，是地幔对流形成的地壳水平移动挤皱了地壳产生的海退现象，并认为地幔是从 600km 以下深处开始发生对流的。假设地幔对流是 “存在的”，由于围绕地球自转轴不同半径的地体具有不同的角动量，距离地球自转轴越近，地体的角动量就越小；反之，距离地球自转轴越远，地体的角动量就越大。而地球 600km 深处的地幔角动量只有地表的 82% ，当地幔从 600km 深处上升到地表时，必然要获得一个与地球自转方向相反的向西附加张应力，也就是说既使会产生地幔对流，他的运动方向也只有可能是自东向西的运动。如果地幔能够流动，还要考虑离极力的作用，因为地球自转还会对 “熔融”地幔和“漂浮”在“熔融”地幔之上的地壳产生由两极向赤道方向的离极力。喜马拉雅山脉作为 “陆陆碰撞”挤压造山理论的典型，认为喜马拉雅山脉是由印度次大陆自南往北偏东方向挤压形成的褶皱，而“地幔对流”产生的应是自东向西的运动，加上北半球自北向南的离极力，与“挤皱” 喜马拉雅山脉所需的挤压力正好相反，无法满足挤压条件。而且在古地磁研究中，磁倾角浅化是一种常见的现象，有一种解释认为是由地壳的压实作用产生的，如果青藏高原是受到自南向北的挤压而缩短，为何青藏高原的古地磁倾角不会 “深化”呢？而如果地球是膨胀的，地壳无疑会被拉张减薄，在经向产生磁倾角浅化就在情理之中，可见由“地幔对流”挤皱地壳形成喜马拉雅山脉的说法违背了自然规律。 科迪勒拉山系作为洋壳挤压陆壳的构造典型， 这就需要 在 太平洋中脊 产生的 地幔对流 是自西向东运动的 ， 但 在地球自转作用下 ，地幔对流产生的应力 只有可能是 自 东向西 的 ，也就不可能挤皱太平洋东 海 岸的科迪勒拉山系。 如果这个挤压力是来自于 大西洋中脊的地幔对流，那么大西洋壳首先挤皱的是大西洋西海岸，美洲大陆的东边就应比西边高，而不应该是现在的西高东低。 事实上在北美大陆的 东、西海岸都 存在张裂构造活动， 西边的 加利福尼亚半岛与北美大陆发生裂离， 北美大陆 的 东边也因拉张减薄形成了许多 湖泊与 岛屿， 这是 “地幔对流”无法解释的现象，说明全球性大陆海退现象更符合地球膨胀成因。 5 结论 地球的起源 和 演化是自然科学至今尚未解决的重大疑难问题， 因 地球膨胀的许多痕迹在漫长的地质构造活动中已经变得支离破碎而面目全非，膨胀的许多证据 几乎 被 抹 去，有的证据又是多解的，缺乏连惯性、唯一性，很难得到主流的认可。 地球 作为宇宙 中的一员虽然是微不足道的，但它 的 起源 和 演化 却 与 宇宙的演化 息息相关 ， 宇宙 天体 的 众 多自然现象 无不 蕴藏 着地球起源 和 演化 的诸多信息，不仅 是窥探宇宙奥秘的重要窗口 ，也是探索 地球起源 和 演化 的重要途径， 为 寻找地球膨胀的动力机制 开启有益 的思路 。 由于构成地球物质的元素不足 50 亿年 ，可以排除地球物质是距今 120 亿年前 宇宙大爆炸时的产物。因原子核中质子之间存在着库仑斥力，中子在自由状态下又不是稳定的，重元素的合成就只能在温度和重力都极高的恒星中产生。 万有引力不仅使得宇宙中稀薄的氢气团 凝聚成了质量巨大的恒星，在自引力的持续收缩下恒星的密度不断增加，为重元素和超重元素的生成提供了必要条件。而恒星只有当密度收缩到极致时，才有可能 演变成 “新星”或“超新星”，因此 大爆发抛出的物质元素应当以超密度的重元素为主。脱离恒星后的超密度物质元素因库仑斥力超出了核力的约束能力，发生分裂衰变就在情理之中， 由超密度物质 元素 形成的 地球，发生膨胀就成为其必然的归宿。 利用地球膨胀的构造作用对全球地貌进行推演，也可以获得非常完美的效果。在分析地轴倾斜、生物进化成因时，无不与地球膨胀存在因果关系，地球膨胀不吝是非常好的解释。从火星、金星、水星等类地天体广泛存在张裂性构造地貌也可发现，这些类地行星也具有膨胀构造特征，可以说超重元素分裂衰变是解释地球膨胀的最佳动力机制。 也是揭示 地球起源 和 演化 奥秘的重要途径 。
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玄奇歌英文版：Mystical song
warlong 2012-11-30 23:32
Mystical song By Geongs Zhern （郑中） 2012.11.30 Yu! It’s dark and dark,quiet and quiet, Has it disappeared or existed? Oh! It’s phantom and phantom, It originally had no name. Who have mixed it to form a whole? Ifeel like something flowing is so cool! It can be so small that have no inside, but they are in the same state; It can be so large that have no outside, this is super-symmetrical universe. If it only has space but no time, this is so-called the beginning; If the volume is limited but no border, this is so-called occult. Getting stationary has no direction, so the initial number is the pure quantity; Quantum tunnel through potential barrier, and conformate the magical superfield. Perhaps global entanglementwasat the beginning, justit dominated the singularity of Taiji; Vacuum ripple by interfering and perturbation, souniversal gravitation be present in it. Among fluctuations of the field of vacuum, quantum bubbles are spinning; Between zero and one, quantum information be transmitting. Each point in space follows the same rule, and their metric keep covariant; The observation in any directions is uniformity, and their distribution follow the fractal law; The cosmic brane is inflating constantly, those galaxies fly away us after redshift rule ; In the cosmic microwave background, Be still echoing the music of Big Bang. Ah! Though the vacuum is so unreal, the quintessence existinit after all; Oh! Ifthe intuition see through everything, wecan wanderwith Dao freely. 博主《玄奇歌》中文版原帖 ： http://blog.sina.com.cn/s/blog_495c10c50100too3.html
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相对论的时间膨胀带来的挑战
woainiWOAINI 2012-11-27 10:54
相对论到目前为止大家公认是成功的理论，但是不可否认其自身存在缺点，下面就其缺点进行讨论。相对论成果之一当属引力时间膨胀效应 ，广义相对论指出靠近太阳的钟比远离太阳的钟走得慢一些，另一个实验是 1976 年进行的用火箭将原子钟带到高空的实验，证明此高度的钟比地面的钟快一些，太阳表面的钟比远离太阳表面的钟 慢一些及地面的钟比高空的钟慢一些说明相对论的时间已不再是绝对时间，那么相对论的引力时间膨胀究竟会给我们带来什么 举一个简单的例子，如果光线从太阳发出后并到达地球，地球上的人认为光线大约 8 分钟到达地球，大家注意这 8 分钟时间是地球这个参考系的时间，也就是地球的时间节奏。我们为什么要强调地球时间呢，如果是在相对论诞生以前，我们没有必要提地球时间，因为那时的时间是牛顿时代的绝对时间，所有时间都相同，时间在均匀流逝着，宇宙所有时间都是一个时间节奏，不存在引力时间膨胀效应，所以地球时间和太阳时间是相同的，地面时间和高空的时间也相同，当然从太阳发出的光线和地面时间是常数 C 时也决定了它必须和太阳的时间也是物理常数 C ，因为地球时间和太阳时间是相同的，这是绝对时空概念。可是相对论的引力时间膨胀效应却推翻了这一概念，它证实强引力场的钟要比弱引力场的钟慢一些，太阳的引力场要远远大于地球的引力场，所以太阳上的钟要比地球上的钟慢一些。地面的钟要比高空的钟慢一些，在这里太阳的时间节奏和地球的时间节奏已经不在相同，地面的时间节奏和高空的时间节奏也不在相同。这就是相对论的相对时间概念。到这里可清楚知道，地面时间不可能取代太阳的时间，因为它们的钟快慢不同或它们的时间节奏不同，能互相取代不就成了绝对时空了吗，上面提到阳光 8 分钟到达地球，是科学家用地球时间观测的结果，当然光线会和地球时间是物理常数 C ，如果科学家将观测者送到太阳上来观察光线到达地球时的情况会如何，由于太阳上的钟比地球上的钟慢一些，同样是光线从太阳到达地球，在距离相同或不变的情况下，用地球时间 8 分钟可到达地球，由于太阳时间慢于地球时间，所以太阳上的观察者会认为光线不到 8 分钟的时间就可到达地球，如果有人说他并不违反光速不变原理，光线和地面的时间已经是物理常数 C 了，太阳上的钟是因为时间延缓所导致，那在这里就要提醒大家，相对论的第一条假设明确指出，物理定律对所有惯性系都相同，换句话说就是所有人观察到的光线的速率都必须是物理参数 C ，这其中既包括地面上的观察者，还必须包括太阳上面的观察者，因为时间没有贵贱之分，如果认为光速只和地面时间是物理常数 C 就正确了，那么相对论的第一条假设还有何意义啊？当然光线和地球上的 8 分钟时间是物理常数 C 的话，那他和太阳上的不到 8 分钟时间则不再是物理常数 C ，此时太阳上的观察者会认为这个光线一定是在做超光速运动，其实非常明显由于太阳上的钟慢于地球上的钟，从太阳到地球的距离都相同的情况下，光线和地球的 8 分钟时间是物理常数 C 的话，那它和太阳的不到 8 分钟时间则不再是物理常数 C, ，因为光线已经按地球的时间节奏运动了，所以它很难再按太阳的时间节奏运动，说得俗一些光线和 8 分钟时间是物理常数 C ，那它怎么还会和不到 8 分钟时间是物理常数 C 呢，显然光线要么和地面的 8 分钟时间是物理常数 C ，要么和太阳的不到 8 分钟时间是物理常数 C ，这就是相对论的引力时间膨胀效应给我们带来必然结果。如何解决这一难题呢，首先看一看相对论的理论基石即两条假设是如何阐述的， 1 物理定理在所有惯性系中都正确。 2 光线的速率在所有惯性系中都相同， C 是与惯性系、光源、观察者无关的物理常数。简单地讲第 1 条论述了光线的速率 C 在每一个惯性系中都正确，也就是光线的速率是物理常数 C 这一理论在地球上正确，然而光线的速率是物理常数 C 的理论在太阳上也仍然正确，换一句话说观察者在地球上观察到光线的速率是物理常数 C ，观察者在太阳上观察到的光线的速率仍然是物理常数 C. ，第一条假设大家认为正确，所以上面的论述也正确。在第 2 条假设条件中，物理常数 C 在每一个惯性系中都相同的说法也正确。前面讲到如果太阳的时间和地球的时间节奏相同的话，我们就没有必要讨论这个问题了，可是如今太阳的时间节奏和地球的时间节奏已经不在相同，如果地球作为一个惯性系，那太阳是不是也作为一个惯性系呢，如果地球和太阳各是一个惯性系的话，所有问题都会迎刃而解。根据相对论第一条假设，物理常数 C 在每一个惯性系中都相同的原则，光线的速率在地球这个惯性系中是物理常数 C ，光线的速率在太阳这个惯性系中也是物理常数 C 。但是由于太阳的钟比地球的钟慢一些，所以物理常数 C 在每一个惯性系中都正确，但是在太阳和地球两个惯性系之间 // 物理常数 C 说法不正确，光速和地球的时间是物理常数 C 则很难和太阳的时间同时是物理常数 C ，这都是地球时间和太阳时间不相同所致，他是相对时空的必然产物。可见相对论的两条基本假设论述的都是每一个惯性系内部物理常数 C 都正确的理论，它不能解决时间不相同的两个惯性系之间物理常数 C 还正不正确的问题，这就是相对论的局限性。如果有人认为太阳不是惯性系也没关系，但是有一点不可否认，无论太阳是不是惯性系，太阳的时间和光线的速率是物理常数 C 这一理论却不容置疑。这也是相对论的结论，物理常数 C 在每一个惯性系中都相同的原则。实际上无论是爱因斯坦还是其他人，认为只要光线的速率和地球时间是物理常数 C ，那它就一定和太阳的时间也是物理常数 C ，这是绝对时空概念，这只有太阳时间和地球的时间相同时才可能正确，引力时间膨胀效应证明太阳的钟比地球的钟慢一些，人们必须树立相对时空的概念，这才与事实相符。由于在每一个惯性系中物理常数 C 都正确，所以在地球这个惯性系中物理常数是 C 的说法正确，在太阳这个惯性系中物理常数是 C 的说法也必须成立，也就是在地球上观察到的光速是物理常数 C ，在太阳上观察到的光速也是物理常数 C ，既然在每一个惯性系中物理常数 C 都相同，那证明在地球这个惯性系中光线一定和地球的时间节奏是物理常数 C ，在太阳这个惯性系中光线一定和太阳的时间是物理常数 C ，也就是光线在太阳这个惯性系中按太阳的时间节奏运动，光线到达地球这个惯性系中将按地球的时间节奏运动，其结论是光线与他通过的空间的时间是物理常数 C 。既光线通过太阳附近时和太阳的时间是物理常数 C ，光线到达地球附近时和地球时间是物理常数 C ，在这里物理常数 C 在地球和太阳两个惯性系内部都正确，在太阳和地球两个惯性系之间则不再适用，地球上的时间不再和太阳上的光线是物理常数 C ，太阳的时间也不再和地球上的光线是物理常数 C ，总结一下物理常数 C 在每一个惯性系中都正确，而在时间不相同的两个惯性系之间物理常数 C 不在适用。宇宙中没有超光速，因为无论光线通过太阳附近时还是通过地球附近时都和他通过的空间的时间是物理常数 C 。但可以观察到超光速现象，如用太阳时间测量地球上的光线速度时，就认为地球上的光速是超光速的，实际测量此效应很简单，只要将迈克尔孙的仪器放到卫星上，当阳光经过卫星时测出光线和高空时间是物理常数 C 即可，大家知道地面时间要比高空时间慢一些，如果光线通过卫星和高空时间是物理常数 C ，地面时间和到达地面的光线的速率是物理常数 C 已毫无疑问，这样就可知道光线是不是和他通过的空间的时间是物理常数 C ，他可证明上面的理论是不是正确。还有一个验证方案，设雷达波从北京出发最后到达兰州，北京到兰州的距离固定不变，知道了北京到兰州的距离，雷达波以光速运动，当然也就知道雷达波从北京到兰州的时间了。当然这至少是我们在地面观察是这种现象，什么情况下不是这种现象呢？设用火箭将观察者送入太空，观察者在太空不仅会观测到雷达波从北京到达兰州时的情况，还会观察到地球再从西向东自转，有人说太空离地面那么远是看不到的，看不到不要紧，但他可以用科学手段来检测到雷达波从北京到兰州的情况，无论地球如何自传，地面观察者和太空观察者都会同时观察到雷达波同时从北京出发在同时到兰州，可以说无论太空观察者还是地面观察者，他们观察的都是一束雷达波从北京到达兰州的情况，他们面对的是同一件事，所以无论太空观察者观测到雷达波从北京到兰州的时间还是地面观察者认为雷达波从北京到达兰州的时间，它们 是相同的。太空观察者观测到的地球自转会有什么结果、？太空观察者会发现在雷达波向兰州方向运动时，兰州随着地球的自转在向东运动，实际向西运动的雷达波在和向东运动的兰州在做相对运动，实际上从北京到兰州的距离是雷达波和自传的兰州共同运动的结果，所以太空观察者认为必须用北京到兰州的距离减去地球自转导致的兰州向东运动的距离，这才是雷达波运动的真正的距离，用这个距离除以时间就是雷达波的真实速度，可见太空观测到的雷达波的速度小于地面观测到的雷达波的速度，地面观察者认为自己观测到的雷达波是物理常数 C ，则太空观察者认为自己观察到的雷达波的速度不再是物理常数 C 。在地面这个惯性系中观察者观测的雷达波的速度是常数 C ，当地球因自转而变成非惯性系或是加速参考系的话，雷达波的速率已不和地面时间是物理常数 C ，而是雷达波和地球自转速度共同决定，这个时间和地面时间不相同，雷达波只能与他通过的空间的时间是常数 C ，而相对论并没有解释雷达波在非惯性系上它的速率还是不是常数 C ，验证时间很困难，时间变化和质量变化相伴而生，所以将太空观测到的雷达波的速度代入多普勒频率变化公式，和这个雷达波固有频率一比较就可知，从北京向兰州运动的雷达波的频率会紫移，反过来雷达波从兰州到北京频率将红移，这是结论。 见下图，设雷达波从 A 点沿赤道同时向东和向西绕地球一周，无论是向西运动的雷达波还是向东运动的雷达波，他们同时出发，又同时沿赤道绕地球一周，他们运动的距离相等，所以向东和向西运动的雷达波将同时返回到 A 点，因此我们会得出这样的结论，确切地说是我们在地面上得到的结论，为什么这样说呢？大家知道地球除了围绕太阳公转他还会自转，而上面的结果根本没有考虑到地球自转所产生的影响，所以将地面做为惯性系，实际上也就是没有考虑地球自转的影响，此时可以认为地球可以是静止的。见图 1-1 ，图中的 A 是向东和向西运动的雷达波的出发点，都是绕地球一周，他们又都是同时回到原地 A ，就是这样一个物理事实，如将地球的自传考虑在内的话会如何，见图 1-2 ，虽然雷达波速度很快，但是却不能忽略地球的自转现象，在向东和向西运动的雷达波返回出发地 A 点时，实际上 A 点已经运动到 B 点，向东和向西运动的雷达波同时到达的地点已经不是 A 点，而是 B 点。强调指出，无论图 1-1 还是图 1-2 ，它们是一个相同的实验，即雷达波从 A 发出分别绕赤道一周在同时回到出发地 A ，这是不能更改的事实。在 1-1 图中 ，我们将地球看作是静止的，所以 A 点将不会运动，但是将地球的自传考虑在内的话，那 A 点在向东和向西运动的雷达波同时到达时， A 点已经自转到 B 点，这就是将地球看作惯性系和将地球看作非惯性系的区别。。 而面对同一个事实，可是将地球看作惯性系可以不考虑地球的自转，地球的自转对事件没有影响，可是将地球自转考虑在内的话，地球的自转就会对事件产生影响。所以虽是同一个地球，但是观察者所选的位置不同，看到的地球的运动状态也不相同，所以两者说法不同。在图 1-1 中地面观察者会观察到雷达波从 A 出发绕地球一周后回到原出发地 A 相遇，而 A 相对地面观察者是静止的，在图 1-2 中太空中观察者会发现地球是从西向东自转的，而向西运动的雷达波和地球的自转方向相反或相对，而向东运动的雷达波和地球的自转方向相同或相向。因为地球是自转的，所以向东和向西的雷达波交汇地点是 B 而不是 A ，这就是将地球看作惯性系和加速惯性系之间的区别 。在 1-1 中 可看出非常简单，地面观察者认为雷达波从 A 向两侧发出在同时回到 A ，但在 1-2 图中太空观察者会发现雷达波的交汇点是 B ，向西运动的雷达波和地球自转方向相对，所以向西运动的雷达波只到达了 B ，而少走了 AB 这一段距离，并没有到达原出发地 A 。向东的雷达波和地球的自转方向相向，它多走了 AB 这一段距离才到达 B 点，很显然向东的雷达波绕地球一周还多走了 AB 之间的距离，向西的雷达波距离地球一周还差 AB 之间的距离，但是他们必须同时到达 B 点，强调指出图 1-1 中雷达波同时从 A 出发还同时回到 A 点，以及图 1-2 中雷达波同时回到 B 点而不是出发地 A ，图 1-1 和图 1-2 的时间是相同的。他们就是同一个实验只是站在不同的角度观察到的结果，图 1-1 和图 1-2 的时间相同，如果图 1-1 中的雷达波是物理常数 C ，那图 1-2 中的雷达波的物理常数已不再是 C 了。因为雷达波的距离发生了变化，解决的办法只有一个， 1971 年有人将原子钟放在飞机上，沿赤道向东和向西绕地球一周，回到地面分别比地面的钟慢 59 纳秒和快 273 纳秒，同样让向西 迎着地球自转方向运动的雷达波时间延缓，和地球自转方向相向运动即向东运动的雷达波时间加快，这种效应只发生在延赤道运动的方向上，在南北极方向上则无此效应。这里仍用相对论的时间变化公式，只是公式中的速度 U 稍作改动，向西运动的雷达波并未环绕地球一周，必须用它真正运动的距离即地球一周减去它并未运动 AB 间的距离，同理向东运动雷达波多走了 AB 间距离
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相对论的时间膨胀带来的挑战
热度 2 woainiWOAINI 2012-11-25 13:24
相对论到目前为止大家公认是成功的理论，但是不可否认其自身存在缺点，下面就其缺点进行讨论。相对论成果之一当属引力时间膨胀效应 ，广义相对论指出靠近太阳的钟比远离太阳的钟走得慢一些，另一个实验是 1976 年进行的用火箭将原子钟带到高空的实验，证明此高度的钟比地面的钟快一些，太阳表面的钟比远离太阳表面的钟 慢一些及地面的钟比高空的钟慢一些说明相对论的时间已不再是绝对时间，那么相对论的引力时间膨胀究竟会给我们带来什么 举一个简单的例子，如果光线从太阳发出后并到达地球，地球上的人认为光线大约 8 分钟到达地球，大家注意这 8 分钟时间是地球这个参考系的时间，也就是地球的时间节奏。我们为什么要强调地球时间呢，如果是在相对论诞生以前，我们没有必要提地球时间，因为那时的时间是牛顿时代的绝对时间，所有时间都相同，时间在均匀流逝着，宇宙所有时间都是一个时间节奏，不存在引力时间膨胀效应，所以地球时间和太阳时间是相同的，地面时间和高空的时间也相同，当然从太阳发出的光线和地面时间是常数 C 时也决定了它必须和太阳的时间也是物理常数 C ，因为地球时间和太阳时间是相同的，这是绝对时空概念。可是相对论的引力时间膨胀效应却推翻了这一概念，它证实强引力场的钟要比弱引力场的钟慢一些，太阳的引力场要远远大于地球的引力场，所以太阳上的钟要比地球上的钟慢一些。地面的钟要比高空的钟慢一些，在这里太阳的时间节奏和地球的时间节奏已经不在相同，地面的时间节奏和高空的时间节奏也不在相同。这就是相对论的相对时间概念。到这里可清楚知道，地面时间不可能取代太阳的时间，因为它们的钟快慢不同或它们的时间节奏不同，能互相取代不就成了绝对时空了吗，上面提到阳光 8 分钟到达地球，是科学家用地球时间观测的结果，当然光线会和地球时间是物理常数 C ，如果科学家将观测者送到太阳上来观察光线到达地球时的情况会如何，由于太阳上的钟比地球上的钟慢一些，同样是光线从太阳到达地球，在距离相同或不变的情况下，用地球时间 8 分钟可到达地球，由于太阳时间慢于地球时间，所以太阳上的观察者会认为光线不到 8 分钟的时间就可到达地球，如果有人说他并不违反光速不变原理，光线和地面的时间已经是物理常数 C 了，太阳上的钟是因为时间延缓所导致，那在这里就要提醒大家，相对论的第一条假设明确指出，物理定律对所有惯性系都相同，换句话说就是所有人观察到的光线的速率都必须是物理参数 C ，这其中既包括地面上的观察者，还必须包括太阳上面的观察者，因为时间没有贵贱之分，如果认为光速只和地面时间是物理常数 C 就正确了，那么相对论的第一条假设还有何意义啊？当然光线和地球上的 8 分钟时间是物理常数 C 的话，那他和太阳上的不到 8 分钟时间则不再是物理常数 C ，此时太阳上的观察者会认为这个光线一定是在做超光速运动，其实非常明显由于太阳上的钟慢于地球上的钟，从太阳到地球的距离都相同的情况下，光线和地球的 8 分钟时间是物理常数 C 的话，那它和太阳的不到 8 分钟时间则不再是物理常数 C, ，因为光线已经按地球的时间节奏运动了，所以它很难再按太阳的时间节奏运动，说得俗一些光线和 8 分钟时间是物理常数 C ，那它怎么还会和不到 8 分钟时间是物理常数 C 呢，显然光线要么和地面的 8 分钟时间是物理常数 C ，要么和太阳的不到 8 分钟时间是物理常数 C ，这就是相对论的引力时间膨胀效应给我们带来必然结果。如何解决这一难题呢，首先看一看相对论的理论基石即两条假设是如何阐述的， 1 物理定理在所有惯性系中都正确。 2 光线的速率在所有惯性系中都相同， C 是与惯性系、光源、观察者无关的物理常数。简单地讲第 1 条论述了光线的速率 C 在每一个惯性系中都正确，也就是光线的速率是物理常数 C 这一理论在地球上正确，然而光线的速率是物理常数 C 的理论在太阳上也仍然正确，换一句话说观察者在地球上观察到光线的速率是物理常数 C ，观察者在太阳上观察到的光线的速率仍然是物理常数 C. ，第一条假设大家认为正确，所以上面的论述也正确。在第 2 条假设条件中，物理常数 C 在每一个惯性系中都相同的说法也正确。前面讲到如果太阳的时间和地球的时间节奏相同的话，我们就没有必要讨论这个问题了，可是如今太阳的时间节奏和地球的时间节奏已经不在相同，如果地球作为一个惯性系，那太阳是不是也作为一个惯性系呢，如果地球和太阳各是一个惯性系的话，所有问题都会迎刃而解。根据相对论第一条假设，物理常数 C 在每一个惯性系中都相同的原则，光线的速率在地球这个惯性系中是物理常数 C ，光线的速率在太阳这个惯性系中也是物理常数 C 。但是由于太阳的钟比地球的钟慢一些，所以物理常数 C 在每一个惯性系中都正确，但是在太阳和地球两个惯性系之间 // 物理常数 C 说法不正确，光速和地球的时间是物理常数 C 则很难和太阳的时间同时是物理常数 C ，这都是地球时间和太阳时间不相同所致，他是相对时空的必然产物。可见相对论的两条基本假设论述的都是每一个惯性系内部物理常数 C 都正确的理论，它不能解决时间不相同的两个惯性系之间物理常数 C 还正不正确的问题，这就是相对论的局限性。如果有人认为太阳不是惯性系也没关系，但是有一点不可否认，无论太阳是不是惯性系，太阳的时间和光线的速率是物理常数 C 这一理论却不容置疑。这也是相对论的结论，物理常数 C 在每一个惯性系中都相同的原则。实际上无论是爱因斯坦还是其他人，认为只要光线的速率和地球时间是物理常数 C ，那它就一定和太阳的时间也是物理常数 C ，这是绝对时空概念，这只有太阳时间和地球的时间相同时才可能正确，引力时间膨胀效应证明太阳的钟比地球的钟慢一些，人们必须树立相对时空的概念，这才与事实相符。由于在每一个惯性系中物理常数 C 都正确，所以在地球这个惯性系中物理常数是 C 的说法正确，在太阳这个惯性系中物理常数是 C 的说法也必须成立，也就是在地球上观察到的光速是物理常数 C ，在太阳上观察到的光速也是物理常数 C ，既然在每一个惯性系中物理常数 C 都相同，那证明在地球这个惯性系中光线一定和地球的时间节奏是物理常数 C ，在太阳这个惯性系中光线一定和太阳的时间是物理常数 C ，也就是光线在太阳这个惯性系中按太阳的时间节奏运动，光线到达地球这个惯性系中将按地球的时间节奏运动，其结论是光线与他通过的空间的时间是物理常数 C 。既光线通过太阳附近时和太阳的时间是物理常数 C ，光线到达地球附近时和地球时间是物理常数 C ，在这里物理常数 C 在地球和太阳两个惯性系内部都正确，在太阳和地球两个惯性系之间则不再适用，地球上的时间不再和太阳上的光线是物理常数 C ，太阳的时间也不再和地球上的光线是物理常数 C ，总结一下物理常数 C 在每一个惯性系中都正确，而在时间不相同的两个惯性系之间物理常数 C 不在适用。宇宙中没有超光速，因为无论光线通过太阳附近时还是通过地球附近时都和他通过的空间的时间是物理常数 C 。但可以观察到超光速现象，如用太阳时间测量地球上的光线速度时，就认为地球上的光速是超光速的，实际测量此效应很简单，只要将迈克尔孙的仪器放到卫星上，当阳光经过卫星时测出光线和高空时间是物理常数 C 即可，大家知道地面时间要比高空时间慢一些，如果光线通过卫星和高空时间是物理常数 C ，地面时间和到达地面的光线的速率是物理常数 C 已毫无疑问，这样就可知道光线是不是和他通过的空间的时间是物理常数 C ，他可证明上面的理论是不是正确。还有一个验证方案，设雷达波从北京出发最后到达兰州，北京到兰州的距离固定不变，知道了北京到兰州的距离，雷达波以光速运动，当然也就知道雷达波从北京到兰州的时间了。当然这至少是我们在地面观察是这种现象，什么情况下不是这种现象呢？设用火箭将观察者送入太空，观察者在太空不仅会观测到雷达波从北京到达兰州时的情况，还会观察到地球再从西向东自转，有人说太空离地面那么远是看不到的，看不到不要紧，但他可以用科学手段来检测到雷达波从北京到兰州的情况，无论地球如何自传，地面观察者和太空观察者都会同时观察到雷达波同时从北京出发在同时到兰州，可以说无论太空观察者还是地面观察者，他们观察的都是一束雷达波从北京到达兰州的情况，他们面对的是同一件事，所以无论太空观察者观测到雷达波从北京到兰州的时间还是地面观察者认为雷达波从北京到达兰州的时间，它们 是相同的。太空观察者观测到的地球自转会有什么结果、？太空观察者会发现在雷达波向兰州方向运动时，兰州随着地球的自转在向东运动，实际向西运动的雷达波在和向东运动的兰州在做相对运动，实际上从北京到兰州的距离是雷达波和自传的兰州共同运动的结果，所以太空观察者认为必须用北京到兰州的距离减去地球自转导致的兰州向东运动的距离，这才是雷达波运动的真正的距离，用这个距离除以时间就是雷达波的真实速度，可见太空观测到的雷达波的速度小于地面观测到的雷达波的速度，地面观察者认为自己观测到的雷达波是物理常数 C ，则太空观察者认为自己观察到的雷达波的速度不再是物理常数 C 。在地面这个惯性系中观察者观测的雷达波的速度是常数 C ，当地球因自转而变成非惯性系或是加速参考系的话，雷达波的速率已不和地面时间是物理常数 C ，而是雷达波和地球自转速度共同决定，这个时间和地面时间不相同，雷达波只能与他通过的空间的时间是常数 C ，而相对论并没有解释雷达波在非惯性系上它的速率还是不是常数 C ，验证时间很困难，时间变化和质量变化相伴而生，所以将太空观测到的雷达波的速度代入多普勒频率变化公式，和这个雷达波固有频率一比较就可知，从北京向兰州运动的雷达波的频率会紫移，反过来雷达波从兰州到北京频率将红移，这是结论。
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[转载]膨胀石墨
热度 1 WanghuataoHIT 2012-10-28 14:59
膨胀石墨的制备与应用 高导热石墨材料微观结构与其导热性能的关系研究 膨胀石墨薄片-热固性树脂复合材料 专利 2012.pdf 鳞片石墨 膨胀石墨 电路板 授权 专利 2009.pdf 聚酯石墨纳米 专利 2006.pdf 导电石墨乳 专利 2012.pdf 树脂浸渍的柔性石墨制品 专利 2012.pdf 柔性石墨地板散热 专利 2006.pdf 高频加温石墨 专利 1994.pdf 膨胀石墨制品-德国 英文.PDF 膨胀石墨-金属复合材料 英文.PDF 膨胀石墨的导热率和机械性能 英文 2009.PDF 压实膨胀石墨的异向热导率和渗透率 2010 英文.PDF 膨胀石墨散热片的导热性能 2005 英文.PDF 膨胀石墨散热片的发展 繁体 2004.PDF 膨胀石墨用于电子产品的冷却 英文 PDF.pdf 柔性石墨散热片的应用 英文 2010.PDF 利用天然鳞片石墨制备高导热碳基复合材料的研究 2008.PDF 柔性石墨散热片专利Graftech P5902762.PDF 层状石墨片工艺 专利Graftech P583080.PDF Graftech P7166912.PDF 鳞片石墨 碳纤维 US Patent 7723419 Composition providing through plane thermal conductivity.PDF
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[转载]宇宙在往哪里膨胀
热度 1 yshimp 2012-5-7 06:18
转自 http://bbs.sciencenet.cn/thread-75952-1-1.html 解答专家：亚历山大 卡什林斯基（Alexander Kashlinsky）， 美国国家航天航空局戈达德空间飞行中心天体物理学家 20世纪初,爱因斯坦创立了广义相对论，描述了宇宙发展演变的历史。在这一理论体系中，空间与时间融合成连续的统一体，而宇宙则可被描述为一个四维时空网格。从这一观点出发，宇宙膨胀并非是说宇宙在扩展自己的版图，而是指时空网格本身在膨胀。 在相对论问世之前，牛顿物理学（认为天体遵循着牛顿定律运行的物理观点）、空间和时间都是绝对的，在牛顿运动方程里,时间仅仅是一个参数而已。同时，引力被看成为巨大天体之间的吸引力，而为什么会产生引力却是一个谜。 即使在许多实际情况中，广义相对论的运动方程都能被简化为牛顿运动方程，但两者的物理概念却是截然不同的。在广义相对论中，天体借助于引力赋予了时空网格一些独特的性质。引力使时空连续统一体弯曲，广义相对论则将引力作用视为时空弯曲的表现形式。在引力的作用下，一些天体会从不太弯曲的时空“掉进”更为弯曲的时空。 根据爱因斯坦的广义相对论方程，包含有物质的时空无法保持静止状态，必须不断膨胀或收缩；星系并非在真正意义上相互远离，而是因为它们身处某一固定的、不断膨胀的时空网格中，才给人相互远离的假象。打个比方，在一个气球表面画上一些小黑点，然后将气球吹胀。小黑点（代表星系）之间的距离将会变大，如果你居住在其中一个小黑点上，你就会认为其他的小黑点正在离你远去。实际上，相对于气球表面上的两个坐标（纬度和经度）而言，小黑点仍处在原来的位置上，并未移动，是气球的不断膨胀造成了这种错觉。 这里所提出的问题，仅仅考虑四维空间的广义相对论理论体系无法给出答案，因为这意味着时空之外还另有一个坐标。由于时空与物质紧密相连，因此“气球”表面之外是不存在的――时空本身就包含了一切。 选自《环球科学》2007年第6期 注：不能认为宇宙膨胀是爱因斯坦广义相对论的必然结果。正确的说法是：宇宙膨胀是观测结果，这一观测结果可以用广义相对论来解释。
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[转载][2011诺贝尔物理奖]宇宙加速膨胀完整图文解读
yshimp 2012-4-22 04:26
转自 http://songshuhui.net/archives/60325 编译自 诺贝尔官方网站发布的2011年诺贝尔物理学奖面向公众的新闻稿（PDF） 写在恒星之中 “有人说世界将终结于烈火，有人说将终结于寒冰……” 宇宙最终的命运是什么？或许它将终结于寒冰，如果我们打算相信今年的诺贝尔物理学奖的话。他们已经仔细研究了几十颗遥远星系之中被称为“超新星”（supernova）的爆炸恒星，得出了宇宙正在加速膨胀的结论。 即便是对这些获奖者而言，这项发现也完全出乎他们的意料。他们看到的现象，就好比是把一个小球抛向了空中，却没有看到它落回来，反倒看着它越来越快地上升，最终消失在了空中，仿佛引力无法逆转小球上升的轨迹一般。类似的事情似乎发生在整个宇宙当中。 宇宙膨胀的这种加速度暗示，在蕴藏于空间结构中的某种未知能量的推动下，宇宙正在分崩离析。这种所谓的“暗能量”（dark energy）占据了宇宙成分的绝大部分，含量超过70%。它的本质仍然是谜，或许是今天的物理学面临的最大谜题。所以难怪，当两个不同的研究团队在1998年公布相似的结果时，宇宙学的根基被撼动了。 索尔•佩尔穆特（Saul Perlmutter）领导着其中一个团队，即1988年启动的“超新星宇宙学项目”（Supernova Cosmology Project）。布莱恩•施密特（Brian Schmidt）领导着另一个团队，即1994年启动的“高红移超新星研究组”（High-z Supernova Search Team）展开竞争，亚当•里斯（Adam Riess）在其中起到了至关重要的作用。 两个研究团队通过寻找遥远空间中爆发的超新星，展开了绘制宇宙“地图”的竞赛。通过确定这些超新星的距离和它们离我们而去的速度，科学家希望能够揭开我们宇宙的最终命运。他们本来以为，自己会发现宇宙膨胀正在减速的迹象，这种减速将决定宇宙会终结于烈火还是寒冰。结果，他们发现了完全相反的事实——宇宙膨胀正在加速。 宇宙在膨胀 天文学发现颠覆我们对于宇宙的观点，这已经不是第一次了。就在100年前，人们还认为宇宙是一个宁静的所在，比我们的银河系大不了多少。宇宙学时钟可靠而又稳定地滴答作响，记录着时间的平稳流逝，而宇宙本身则是永恒的，无始无终。但没过多久，一种颠覆性的红移就改变了人们的这种观点。 在20世纪初，美国天文学家汉丽埃塔•斯万•勒维特（Henrietta Swan Leavitt）发现了一种测量遥远恒星距离的方法。当时，女性天文学家没有接触大型望远镜的资格，但她们被天文台雇佣，来从事分析照相底板的繁重工作。汉丽埃塔•勒维特研究了上千颗被称为造父变星（Cepheid）的脉动变星，发现越明亮的造父变星，脉动的周期也越长。利用这样的信息，勒维特能够计算出造父变星自身的亮度。 只要有一颗造父变星的距离是已知的，其他造父变星的距离就可以推算出来——恒星的光显得越暗，它的距离就越远。一种可靠的标准烛光就这样诞生了，直到今天，它们仍是宇宙距离标尺上的第一个标记。利用这些造父变星，天文学家很快就得出结论——银河系只是宇宙中许多星系中普普通通的一个。到了20世纪20年代，美国加利福尼亚威尔逊山上当时世界上最大的望远镜投入了使用，这让天文学家能够证明，几乎所有星系都在远离我们而去。他们研究的是一种叫做“红移”（redshift）的现象，当光源远离我们而去时就会出现。光的波长会被拉长，而波长越长，它的颜色就越红。天文学家得出的结论是，星系不光在离我们而去，彼此之间也在相互远离，而且距离越远，逃离的速度就越快——这被称为哈勃定律（Hubble’s law）。宇宙正在膨胀。 宇宙学常数的归去来兮 观测到的宇宙膨胀，在理论计算中其实已经被人提出过了。1915年，爱因斯坦发表了他的广义相对论，此后这一直是我们理解宇宙的基础。按照广义相对论，宇宙只能收缩或者膨胀，不可能稳定不变。 这个令人不安的结论，提出的时间比天文学家发现星系远离早了差不多10年。就连爱因斯坦都难以忍受宇宙不可能稳定不变这一事实。因此，为了消灭这种他不想要的宇宙膨胀，爱因斯坦在他的方程里加了一个常数，他称之为“宇宙学常数”（ cosmological constant）。后来，爱因斯坦认为，加上这个宇宙学常数是一个大错误。然而，有了那些完成于1997-1998年、并在今年获得诺贝尔物理学奖的宇宙学观测，我们可以得出这样的结论——爱因斯坦加上宇宙学常数的这一招实在是聪明绝顶，虽然他当年的理由是错的。 发现宇宙膨胀，让我们迈出了奠定基础的第一步，最终得出了今天的标准宇宙学观点，即宇宙诞生于大约140亿年前的一场大爆炸。时间和空间都起始于那一时刻。从那时起，宇宙就一直在膨胀；星系则像是烤箱中正在膨胀的蛋糕里夹杂的葡萄干，由于宇宙学膨胀而彼此远离。但未来的命运又将如何？ 超新星——宇宙新标尺 当爱因斯坦放弃宇宙学常数，转而向非静态宇宙观点投诚时，他把宇宙的几何形状同宇宙的命运联系了起来。宇宙到底是开放的、闭合的，还是介于两者之间——是平坦的呢？ 开放的宇宙，指的是物质引力不足以阻止宇宙膨胀。这样的话，所有物质都会在一个越来越大、越来越冷、越来越空旷的空间中不断稀释下去。闭合的宇宙则刚好相反，引力强大的足以停止甚至逆转宇宙的膨胀。这样的话，宇宙最终会停止膨胀，然后坍缩回来，在一场炽热而剧烈的大挤压（Big Crunch）中终结。然而，大多数宇宙学家都更喜欢生活在一个最简单、数学上也最优雅的宇宙之中——这就是平坦的宇宙，其中的宇宙膨胀会越来越慢。因此，宇宙最终不是会终结于烈火，就是会终结于寒冰。这是我们无法选择的事情。如果存在宇宙学常数，那么膨胀就将持续加速，哪怕宇宙是平坦的。 今年的诺贝尔物理学奖获得者当年认为，他们会测量到宇宙减速膨胀，测量出宇宙膨胀的速度是如何减慢的。他们采用的方法，从原理上讲，跟60多年前天文学家所用的方法是一样的——那就是给遥远的恒星定位，并测量它们如何运动。然而，说起来容易做起来难。自汉丽埃塔•勒维特发现造父变星的秘密以来，天文学家在越来越远的距离上找到了许多其他的造父变星。但在天文学家所要测量的距离上，即数十亿光年以外，造父变星已经无法看见。宇宙标尺必须延长才行。 超新星，也就是恒星的爆炸，成了新的标准烛光。地面和太空中越来越先进的望远镜，以及越来越强大的计算机，在20世纪90年代开启了全新的可能性，让天文学家有能力为宇宙学拼图填上更多空缺的内容。其中最关键的技术进步，则是光敏数码成像传感器CCD的发明——发明者威廉•波义耳（Willard Boyle）和乔治•史密斯（George Smith）因为这项发明获得了2009年诺贝尔物理学奖。 白矮星爆炸 天文学家工具箱中的最新工具，是一类特殊的恒星爆炸——Ia型超新星。在短短几星期之内，单单一颗这样的超新星发出的光足以与整个星系相抗衡。这类超新星是白矮星（white dwarf）爆炸的结果——这种超致密老年恒星像太阳一样重，却只有地球这么大。这种爆炸是白矮星生命循环中的最后一步。 白矮星是一颗恒星核心处无法提供更多能量时形成的，因为所有的氢和氦都已经在核反应中耗尽了，只剩下了碳和氧。通过同样的方式，在久远的未来，我们的太阳也会变成一颗白矮星，最终变得越来越暗，越来越冷。 如果一颗白矮星处在一个双星系统之中（这是相当常见的），那么就会有更令人激动的结局在等待着它。在这种情况下，白矮星强大的引力会从它的伴星身上抢夺气体。然而，一旦白矮星超过1.4倍太阳质量，它就再也无法维持下去了。此时，白矮星内部会变得足够炽热，启动一场失控的核聚变反应，整个恒星会在几秒钟内被炸得粉身碎骨。 这些核聚变产物会释放出强烈的辐射，在爆炸之后的最初几星期内迅速增亮，直到随后的几个月内才逐渐变暗。因此，发现这些超新星必须要快，因为它们剧烈的爆发相当短暂。在整个可观测宇宙之中，平均每分钟大约爆发10颗Ia型超新星。但宇宙实在太过巨大。一个典型的星系平均每1000年才会出现一到两颗超新星爆发。2011年9月，我们很幸运地在北斗七星附近的一个星系中观测到了这样一颗超新星爆发，通过一副普通的双筒望远镜就能够看到。但大多数超新星离我们要遥远得多，因而也暗淡得多。那么，面对这么大一片天空，我们究竟应该在什么时间往哪里看呢？ 令人震惊的结论 两个相互竞争的研究团队都知道，他们必须彻查整个天空，来寻找遥远的超新星。诀窍就在于，比较同样的一小块天空拍摄于不同时间的两张照片。这一小块天空的大小，就相当于你伸直手臂时看到的指甲盖大小。第一张照片必须在新月之后拍摄，第二张照片则要在3个星期之后，抢在月光把星光淹没之前拍摄。接下来，两张照片就可以拿来比对，希望能够从中发现一个小小光点，即CCD图像中的一个像素——这有可能就是遥远星系中爆发了一颗超新星的标志。只有距离超过可观测宇宙半径1/3的超新星才是可用的，这样做是为了消除近距离星系自身运动而带来的干扰。 研究人员还有许多其他难题需要应对。Ia型超新星似乎并不像人们一开始认为的那样可靠——最明亮的超新星爆发亮度衰减的速度要更慢一些。此外，超新星的亮度还必须扣除它们所在星系的背景亮度。另一个重要任务是获得修正亮度。我们和那些恒星之间的星系际尘埃会改变星光。在计算超新星最大亮度时，这些因素对结果都会有影响。 追踪超新星挑战的不只是科学和技术的极限，更是统筹安排的极限。首先，正确类型的超新星必须要被找到。其次，它的红移和亮度必须要被测量出来。亮度随时间变化的光变曲线必须接受分析，以便能够将它与其他类型相同、距离已知的超新星作比较。这就要求科学家构成的工作网络能够迅速判断某一颗恒星是否值得列入候选进行观测。他们必须能够在不同的望远镜之间切换，毫无延迟地获得一台望远镜的观测时间，而申请观测时间的过程通常需要花上几个月时间。他们还必须迅速行动，因为超新星很快就会变暗。有时候，这两个相互竞争的研究团队还会悄悄“撞车”。 这条研究道路上存在太多潜在的陷阱，事实上令这些科学家能够放下心来的原因在于，他们得出了惊人但却相同的结果：总的来说，他们发现了大约50颗遥远的超新星，它们的星光似乎比预期的要暗。这一结果与科学家事先的预期完全相反。如果宇宙膨胀越来越慢的话，超新星应该显得更亮才对。然而，随着超新星被所在星系裹挟着，以越来越快的速度相互远离，它们的亮度也会越来越暗。他们得出的结论出人意料：宇宙膨胀非但没有越来越慢，反而恰恰相反——宇宙膨胀在加速。 从现在到永恒 那么，是什么在加速宇宙膨胀呢？这种神秘力量被称为暗能量，它向物理学提出了一大挑战，至今无人能够破解这一谜题。科学家已经提出了若干想法。最简单的办法，就是重新引入爱因斯坦一度放弃的宇宙学常数。当年爱因斯坦加入宇宙学常数的目的，是为了引入一种能够与物质之间的引力相抗衡的斥力，从而创造出一个静态的宇宙。如今，宇宙学常数却似乎在加速宇宙的膨胀。 宇宙学常数当然是个常数，是一个不随时间变化的参数。因此，随着物质在宇宙几十亿年来的膨胀过程中逐渐被稀释，物质的引力也会越来越弱，暗能量就会逐渐占据上风。按照科学家的说法，这可以解释为什么宇宙学常数直到宇宙历史中相当晚的一个时期，也就是五六十亿年前，才逐渐开始发挥作用。大约在那一时期，物质的引力减到了比宇宙学常数还弱的地步。而在那一时期之前，宇宙的膨胀确实是一直在减速。 宇宙学常数可能源自于真空，按照量子物理学的观点，真空从来就没有真的空过。相反，真空是一锅不断翻滚的量子汤，正反物质的虚粒子不断产生又不断消失，从而产生出能量。然而，对暗能量数量最简单的估算，与空间中测量到的暗能量数量却完全不符，足足大了大约10^120倍（1后面跟120个零）。这成了横亘在理论与观测之间的一条至今无解的巨大鸿沟——要知道，地球上所有海滩上的沙粒加在一起，也不过只有10^20（1后面跟20个零）。 也许，暗能量根本就不是常数。或许它会随时间变化。或许一种未知的力场只是偶尔产生了暗能量。在物理学上，许多这样的力场被统称为“精质”（quintessence），得名于希腊文的“第五元素”。精质可以加速宇宙膨胀，但只是有时候如此。这样一来，预言宇宙最终命运就成了一件不可能完成的事情。 不管暗能量是什么，它似乎都会继续长期存在下去。它与物理学家和天文学家研究了很长时间的宇宙学谜题符合得非常完美。按照现在公认的观点，宇宙大约有3/4由暗能量构成。剩余的是物质。但普通物质，也就是构成星系、恒星、人类和花花草草的东西，只占宇宙成分的5%。其他物质被称为暗物质，至今仍在跟我们“躲猫猫”。 暗物质是我们大都未知的宇宙中另一个迄今未解的谜题。与暗能量一样，暗物质也是不可见的。对于这两样东西，我们只知道它们发挥的作用—— 一个是推，另一个是拉。名字前面那个“暗”字，是它们唯一的共同点。 因此，2011年诺贝尔物理学奖的发现，向科学界揭露了一个95%的成分仍然未知的宇宙。现在，一切又皆有可能了。 本文编译自 诺贝尔官方网站发布的2011年诺贝尔物理学奖面向公众的新闻稿（PDF） ,已发表于 果壳网 趣科技小组 《解读2011年诺贝尔奖】物理学奖：宇宙加速膨胀完整图文解读》
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破裂是如何造成的？
liwei999 2010-12-26 04:27
破裂是如何造成的？gyro问水管。 作者: mirror 日期: 12/25/2010 04:51:16 可乐实验 是个有趣 的话题，可惜讨论得不大入流。 可乐罐的实验结果是没有破裂。这又多了一个需要解释的事情。镜某冷冻过瓶装的啤酒。结果当然是破裂了。这样的结果是知道的，当初是想过一会儿就拿出来，结果是一忙就忘了。只听得几声响，啤酒瓶爆了。 水变成冰的体积膨胀是多少？这个好算，大约是8％。问题是换成线膨胀时要乘3倍，也就是说单方向的变化可以到达25％。冰的这个形变的应力可以达到5e10dyn／cm2，而钢铁的降伏应力大约在5e9的量级上。此乃第一。 第二有个钢铁水管有个低温脆性的问题。第三，水管一般是焊接的起来的。 可乐罐的实验结果没有破裂的一个解释是罐的变形。因为罐壁很薄，又是铝的材料，对于水变成冰的体积变化可以有个比较大的变形而不发生破坏。gyro的实验没有设计好。他应该测量一下冻结前后的体积变化。 因此，一个共产党员的观点应该是：没有调查就没有发言权。调查了，但是调查得不好也同样是没有发言权。 ---------- 就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。
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产量
ccpicasso 2010-8-14 13:22
蛋 2008-09-0608:39 母鸡下蛋还咯咯 你的产量如海 却无声无息间 你说 那是郁郁心中的一团 见了你便膨胀了开 【现在产量怎么样，心中的团膨胀完了么】
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高校教育及其他
wangdw 2010-1-10 08:59
高校教育及其他 读了科学新闻 09 年第 24 期刊登的 徐治国先生写的好文章 见证高校膨胀后联想起一些事情。 徐治国先生从北京理工大学的变化写起，论述了不少观点。 一是 1999 年大学扩招后，教师队伍没有变化，教师严重不足。首先，扩招上对了，社会发展了，受高等教育的人数理应增加。领导应通盘考虑才是，应该同时注意到教师队伍的相应扩大，以及质量的上升。考虑不全面，是统筹没学好。记得在 60 年代，就号召学习华罗庚教授的统筹学。 领导不如调度，就麻烦了。记得 1978 年，我们全国的第一所研究生院成立，设在北京林学院，当时林学院是被迁到云南，科学院给他们些地方。不久，上面出政策，他们就回北京了，可我们研究生院正在林学院内。一车没有出去，另一车又进来了，非撞车不可！结果，林学院学生抢占我们的教室，矛盾了！再就是，当时我们地球物理所的楼房为科学院所用了（三里河），我们所搬到了农机学院。当时农机学院般到邢台去了。也是没有先给我们找地方，就把学院搬回北京原处了。 二是毕业生找不到工作的越来越多。过去，是全部国家分配。 现在完全是自己找工作。但是，全国发展非常不平衡。怎么也是北京好，毕业后找到能把户口留在北京的工作，已经成了几乎所有在京高校学生的奢望。能否考虑以前方法和现在方法结合点？现在号召毕业生到边疆去，到基层去，困难大了。但是，那样对平衡全国发展有战略意义。 三是学生学费飙升。上个世纪 90 年代中期每年 1200 元的学费和 300 元的住宿费， 2009 年，北京化工大学学费已飙升到 5000 多元，住宿费也在 1000 元开外。还有饭费等每月以 500 到 1000 远计，一年又得 5000 多到 10000 多元，学生家长的负担太重。如果收入有极为低下，例如单亲家庭，培养两个大学生也是真不容易。 至于大批农民工子弟，因为贫苦，上高校深造的机会几乎微乎其微了。听说想从他们里面招公务员，想法非常好，可以，应该想如何让他们先上学深造。 西方学校有奖学金，我们学校过去有助学金，现在有什么，不太清楚。有人说没钱就不应该来读书，看来，暂时还没有嘛。 四是学院膨胀。学院变大学，系变学院。这还无可挑剔，社会发展就是如此。可以，几个学校合并到一起，就有点说道了。吉林大学把长春地质学院等并过来，听说已负债累累。开会时遇到地院的同行，他们说是吉林大学的，起初真让我楞了一下。北京医科大学，挺有名的医学院，归北京大学了。我们所的合同医院一直是北医三院，现在叫北大三院了。国际上习惯大学排名，现在好了，一个大学其实是过去的几个大学，论文多好几倍了。假了！
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声音从哪里来？
baohaifei 2009-10-23 14:47
声音从哪里来？ 鲍海飞　 2009-10-23 新中国建国 60周年最后一个假日的上午，我准备做午饭，将大米舀了一小碗放入电饭煲内，然后加上水，开始浸泡，并将电饭煲放到桌子上。女儿在画画，我于是看书。不久，我们听到噼噼啪啪的声音，就像放鞭炮，声音很小但很清脆。难道外面又在放鞭炮，我和女儿到阳台上瞭望了一圈，没有！我们又各自回到自己的位置上，继续做自己的功课。 房间里面很安静，不久，我们又听到那噼噼啪啪的声音。我和女儿眼光一对，又不约而同慢慢地开始搜寻起声音来。几乎同时，饭桌上的电饭煲吸引了我们的目光。我和女儿来到电饭煲前，看着浸泡在水里面的大米，那淡青色的大米。于是我们将耳朵贴在电饭煲的边上，仔细听着，眼睛在看着。阿啊！爸爸，鞭炮声是从这里面传出来的！是啊，那噼噼啪啪的声音居然是那么的清脆响亮悦耳！但是，它为什么会发出声音啊？爸爸，是不是大米在排队走路啊！我说：可能是，好，我们一起来看看！ 我们仔细看着水里面的大米，居然还发现有很多非常小的气泡在从水里面往外面冒出，似乎还能看到某些大米颗粒在微微地蠕动着。我们一直在倾听那噼噼啪啪的声音，不过，十多分钟过去了，那声音越来越小，最后没有了，我看了一下时间，大约持续了２０分钟。此时，那最初淡青色像冰晶糖的大米已经全部变成乳白色的大米啦！这样浸泡过的大米吃起来会很可口，而且可以省电。 但那声音是怎么产生的呢？大米浸泡在水中，要逐渐吸收水分而膨胀，是大米颗粒之间膨胀碰撞产生的声音吗？还是大米颗粒自身吸收水分膨胀而导致其它因素发出的声音呢？ 我于是开始研究这个有趣的问题。如果大米颗粒之间不接触，那么颗粒之间在膨胀过程中就不会发生碰撞，这样不就知道答案了吗？就是说，只要在电饭煲的盆底洒满一层大米，只要保证大米颗粒之间不接触不就可以了吗？我于是拿了一个大茶缸，倒了一些水，然后拿了几十粒大米，均匀地铺洒在大茶缸的底部，每个颗粒之间都有很大的空隙，然后重新进行观察。女儿见了，从她的玩具堆里面，找出了一个绿色的塑料杯子，像我一样倒了一些水，放进去了几粒大米，也居然像模像样地观察起来。 我们把耳朵贴在茶缸边上，仔细倾听，不过，这回可没有那么容易啦，由于米很少，所以听到的声音也很少，不久，我们终于听到了那期待的断断续续、时有时无的噼啪声。这就直接证明了那噼噼啪啪的声音是大米颗粒吸收水分之后，是大米颗粒自身发出的声响！而不是来自于颗粒之间由于膨胀导致的颗粒之间相互碰撞而产生的。观察过程中还发现，居然有一个较大的气泡一下子从大米颗粒的膨胀裂纹处冒了出来，同时在颗粒的微裂纹处那淡青色大米先变成乳白色。这是由于大米在加工去掉稻壳的过程中，会受到损伤，在米的微细裂纹处和表面的毛糙处，水会先被浸入吸收，这样在这些部位的大米颗粒会由一开始的淡青色转变成乳白色，最后全部变成白色。 不过，米粒之间的碰撞到底会不会发出那清脆的噼啪声呢？我于是将大米颗粒一粒一粒地扔进浸泡着大米的水里面。因为，大米颗粒从一定高度落到水里面，获得了较大的速度和动能，由此带来的米粒之间的碰撞速度或能量会远大于由于大米颗粒吸收水分所导致的膨胀颗粒之间碰撞的速度，实际上，当一粒大米以一定速度落入水中时，几乎听不到任何那悦耳的噼啪声。 大米颗粒吸收水分后会不断地膨胀，尤其在微裂纹断面处和微缺陷处，大米颗粒对水的吸收速度和膨胀速度要远大于米粒表面光滑处和里面未受到损伤的部分，当在这些部位吸收水分膨胀一段时间后，膨胀部分之间产生了很大的作用力，也就储藏了很大的应变能并伴随着很大的应力，同时，颗粒体由于膨胀部分和未膨胀部分以及膨胀速度慢的部分产生了很大的应力差。当产生的应力差大于构成颗粒在缺陷断面处分子的结合力时，应变能将会沿着微裂纹或者缺陷处首先释放，于是产生了更长的裂纹或微缺陷。在颗粒局部断开的瞬间，分子之间摆脱了相互的束缚而释放能量，释放的能量以声波形式传播出去，于是由很多颗粒不断地膨胀断裂释放能量就构成了一噼噼啪啪的交响曲了。当然，这释放的能量也会带来一定程度大米颗粒之间的相互碰撞，从而使得颗粒之间发生微小的构架形变。 并不是所有的颗粒都会发出声音，那些表面光洁没有损伤的颗粒，在水中浸润过程中，表面会均匀地膨胀，因此，并不容易发出声音。而那些表面粗糙或者隐含着缺陷的大米颗粒可能更容易发出声响。 另外一个问题是，那噼啪的一声响，相对来说，是一个快过程，而大米颗粒之间由于膨胀而导致的碰撞是一个慢过程。大米属于有机物，属于黏弹性体，尤其当在水中浸泡时，膨胀部分会变软，因此，碰撞发出的声响不会像金属或者爆竹那样清脆。因此，膨胀导致的碰撞过程是一个慢过程，而膨胀导致的断裂过程却是一个快过程。 啪！ 又一声清脆的清响！女儿看着我，我看着女儿，我们大眼瞪小眼，四目相对！我仿佛又看见一粒大米，在那断面处，那众多的分子原子挣脱了化学键，自由欢快地跳跃着。
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黑夜中的畅想——夜空为什么是黑暗的？
eloa 2008-12-13 10:46
Shea 发表于2008-12-10 星期三 14:10 Ken Croswell 文 Shea 编译 版本信息：本文最初于2002年5月首次刊载于 火流星 网站，此版本为译者再编辑版。 有时，天文学中最简单的问题却是最难回答的 太阳又下山了。玫瑰色的云在头顶上浮动，朱红与金黄又一次出现在地平线上。家里都点上了灯，餐桌上蜡烛隐隐作亮，在晚霞的映衬下，街边的路灯就像是项链上的珍珠闪闪发光。黄昏越来越暗，星星出现了，它们一如既往地出现在这墨黑的穹顶之上。但是为什么夜空是黑的呢？ 这是一个简单的也许只有孩子才会问的问题，父母对此也许会不屑一顾，但是宇宙学家爱德华哈里森（Edward Harrison）却花了几十年的时间来研究这个看似简单的问题。许多年前我开始对夜空的黑暗之谜产生了兴趣，在《夜的黑》（Darkness at Night）这本书中他写道，我常常思考宇宙为什么没有充满光，即使在我解决了这一问题之后也是如此。这个古老的谜题仍旧萦绕在我周围。有时几个小时，有时几天，我会重新思考这个问题，为大自然的力量和精妙所深深打动。 图片版权：Wojciech Gaczek。 夜空为什么是黑的，乍一看很明显，因为太阳下山了。但是还有恒星在闪耀啊。 如果宇宙是无限的，充满着无数颗恒星，那么夜晚将和白天一样的明亮。 这种理论和观测之间的矛盾被称为奥伯斯佯谬，奥伯斯是19世纪的医生和天文学家。 从彗星到宇宙学 海因里奥伯斯（Heinrich Wilhelm Olbers）每晚只睡4个小时。白天医治德国北部城市布莱梅（Bremen）的病人，为此他赢得了治愈霍乱的荣誉。晚上他观测天空寻找彗星，发现了前4颗小行星中的2颗。 ：海因里奥伯斯。 1823年，奥伯斯写了一篇宇宙学论文。他说，想象一下，如果恒星均匀的分布在宇宙空间里。离地球近的恒星，自然看起来就大，但远处的恒星数量多，因为在一个固定的视角下，距离越远空间就越大。奥伯斯证明数量巨大的远距离恒星弥补了它们较小的视尺寸，在给定半径的球壳中也能覆盖整个天空。如果宇宙是无限的，这样的球壳也将有无限多个，就意味着天空中将充满星星，夜空将会和白天一样明亮。 奥伯斯写道： 多幸运，大自然并没有这样安排事物。多幸运，地球并没有沉浸在耀眼的星光之中。否则，天文学仍将处于蒙昧的阶段。我们将无法看到星星，只有通过观测黑子来推断太阳的行踪，而月亮和行星仅仅是明亮背景上移动着的暗斑。 那时，奥伯斯的工作并没有引起注意，同样夜晚的黑暗之谜也无人问津。英国人托马斯迪格斯（Thomas Digges）赢得了这一荣誉。1576年，在其父所写的一本书（Prognostication Euerlastinge）的附录中，迪格斯提到了这个问题。这本书采用了以地球为中心的宇宙体系，但在附录中迪格斯却是哥白尼的支持者。而且他比哥白尼更进一步，他认为恒星散布于宇宙空间中。之后，他尝试解释为什么夜晚没有被星光照亮： 无穷天球上的恒星发出无限的光芒。但是它们互相遮挡，而且距离相当遥远，于是星光就越来越弱。所以我们就看到了现在的景象。 因此，迪格斯认为夜晚是黑的原因是遥远的恒星太暗弱以致于看不见了。尽管这个解释看起来是合理的，但它是错的。把所有看不见的恒星的光结合起来，可以达到能被看见的程度。事实上，肉眼可以看到仙女座星系，但是仙女星系中没有一颗恒星亮到足以能让肉眼看到。 ：肉眼可以看到仙女座星系，但是仙女中没有一颗恒星亮到足以能让肉眼看到。图片版权：Jerry Lodriguss。 迪格斯认为宇宙是无限的，但是伟大的德国天文学家约翰内斯开普勒（Johannes Kepler）却对此表示不满。开普勒认为无限的宇宙会使太阳迷失在茫茫的星海之中。他说，夜空之所以是黑的，是因为在我们居住的星际空间周围有一堵暗墙。 一百多年后，爱德华哈雷（Edward Halley）也思考了这一问题。1721年，在皇家科学院的一次演讲中，他提出了两个方法来调和无限而又充满恒星的宇宙，使它有一个黑暗的夜晚。第一，由于数学上的错误，他错误的认为远处大量恒星的光无法等效为近处少量恒星的光。第二，他重复了迪格斯的观点，看不见的恒星对于光没有贡献，它们的光线太弱，无法使我们感觉到。所以，哈雷也没有给出夜晚为什么是黑暗的的答案。 另一个思考这一问题的人是瑞士天文学家让-菲利普卢瓦斯德谢诺（Jean-Phillippe Loys de Cheseaux）。1744年，在有关当年一颗有着6条彗尾的彗星的书的附录里，他也讨论了这个问题。与迪格斯和哈雷不同，谢诺认识到远处看不见的恒星对于整个天空中的光是有贡献的。他说，夜空之所以是黑的，原因是宇宙空间并不是透明的。相反，它充满着物质，它们会吸收光线，产生一个黑暗的夜空。奥伯斯在1823年的论文中也提到了相同的观点。但是奇怪的是，奥伯斯有谢诺写的这本书，但是他却没有引用它，可是却提到了哈雷。 然而，谢诺和奥伯斯也都错了。空间中的消光物质无法使夜空变暗。不久，天文学家认识到，消光物质在遮挡光线的同时，也会被光线所加热，进而发光，它们将会和恒星一样的明亮。这就像大雨中的树。起先叶子还能保护地面不受雨淋，可是不久雨水便会从叶子上滴落下来，最终地面还是会湿透。 渡鸦的述说 令人惊讶的是，第一个给出奥伯斯佯谬正确解释的人不是来自欧洲装备齐全天文台的天文学家，而是一个美国诗人。在他短暂的一生中，爱伦坡（Edgar Allan Poe）以其带有恐怖和超自然色彩的小说、诗歌享誉世界。黑暗笼罩着爱伦坡的一生。在他两岁时，他的母亲死了。在大学时，因为赌博和酗酒而生活拮据，之后他便生活在贫困之中。他妻子二十几岁时便离开了人世。他40岁时，在一阵狂饮之后，结束了自己的生命。 ：爱伦坡。 黑暗也同样萦绕着爱伦坡的作品。在《渡鸦》（Raven）中他写道： Deep into that darkness peering, long I stood there wondering, fearing, Doubting, dreaming dreams no mortal ever dared to dream before; But the silence was unbroken, and the darkness gave no token 哈里森发现，爱伦坡在其死前一年所写的《我发现了》（Eureka）中正确揭示了奥伯斯佯谬。哈里森说：当我第一次读爱伦坡的作品时，我大吃一惊。一个诗人，不，一个最了不起的业余科学家在140年前就领悟到了问题的本质，而在我们的学校中仍旧在宣扬错误的观点。 1848年，爱伦坡出版了《我发现了》。他写道，当我写完〈我发现了〉之后，我便丧失了对生的渴望。我已无法再写作了。爱伦坡本希望他的出版商能出版5万本，结果只有5百本。评价也是各不相同，有人说它新颖、骇俗；另一些人则对此不屑一顾。在近代，当哈里森欢呼，认为它是人类思想的杰作时，英国天文学家爱丁顿（Eddington）爵士则认为它是怪人的理论。 对爱伦坡来说，上帝就是一个诗人，宇宙就是最卓越的诗。他这样解释奥伯斯佯谬： 星星无穷无尽，天空的背景就会呈现出明亮，就象是银河它们不会呈现点状，在背景中也不会出现一颗星星。因此，只有一种可能，由于恒星的距离实在是太远了，它们发出的光还没来得及到达地球。 简要地说，爱伦坡认为，之所以遥远恒星的光没有照亮星空是因为它们还没来得及到达地球；我们无法看到比宇宙更远的地方。 用现在的话来讲，我们无法看到137亿光年之外的东西。 所以，黑暗的夜空是宇宙诞生的证据。 但是，立刻爱伦坡又开始怀疑自己的解释。也许是这样的吧，有谁会冒险来质疑它呢？他写道，我相信它是正确的。 ：宇宙诞生和演化的时间线。图片版权：NASA。 在《我发现了》中，爱伦坡数次提到了德国天文学家约翰马德勒（Johann Madler），由于在他十几岁时出现的大彗星使他对天文学产生了兴趣。马德勒绘制月面图，并且出版了一本书《大众天文学》，这本书再版了6次。在早期的版本中，马德勒和奥伯斯一样，认为是星际物质吸收星光而使夜空变得黑暗。但在1858年的另一本书（《我发现了》出版后10年）以及畅销的1861年版的《大众天文学》中，他则给出了和爱伦坡相似的解释： 光速是有限的；它传播需要时间，因此，我们看到的光是经过有限的时间才到这我们这儿的。这样夜空黑暗之谜就可以得到合理而充分的解释，星际消光的限制就可以被排除了。更确切的讲，远处的星光还没有到达我们这里。 1901年，苏格兰数学家、物理学家开尔文（Kelvin）对这一解释进行了量化。开尔文的计算表明，若要夜空变得明亮，我们至少要能看到数百万亿光年远的范围。由于宇宙的年龄现在远小于1万亿年，所以夜空是黑的。 爱伦坡、马德勒和开尔文都认识到了天文学家所能看到的宇宙是过去的样子而不是现在的样子。看得越远，就越深入过去哈里森认为宗教的信条延缓了奥伯斯佯谬的解决。我们回顾历史，为什么人们对整件事无动于衷，这个问题有着文化背景，哈里森说，从一个层面上讲，人们已认识到了光速的重要性，但是真正的矛盾来自根深蒂固的宇宙观。这涉及到宇宙的年龄。如果你意识到这将与《圣经》相悖，你最好保持沉默。《圣经》是这样说的，宇宙将近有6000年的历史，也就是说天文学家仅能看到6000光年远的范围。 深入奥伯斯佯谬 尽管奥伯斯佯谬已有几个世纪的历史，但是直到20世纪50年代它才开始引人注目。的确，如果你在奥伯斯的年代，提起奥伯斯佯谬，人们根本不知道你在谈论什么。 1952年，亨曼邦迪（Hermann Bondi）的《宇宙学》（Cosmology）一书首次提到了奥伯斯佯谬。邦迪是稳恒态宇宙学的支持者。与大爆炸宇宙学不同，稳恒态宇宙学认为宇宙不是创生于150亿年前的大爆炸，相反宇宙永远存在着。在一个永存的宇宙中，爱伦坡对奥伯斯佯谬的解释遥远的星光还没有抵达地球就行不通了。如果宇宙的年龄是无限的，则天文学家能看到无限远处。 为此，稳恒态理论用宇宙膨胀来解决这个问题。膨胀的空间会使穿行其中光的波长变长，或者红化，因此光传播的越远，红移就越大。红光的光子能量比黄光或是蓝光来得低，红移会减弱来自遥远星系星光的能量，进而夜空是暗的。1955年，稳恒态宇宙学家福雷德霍伊尔（Fred Hoyle）在他的《天文学前沿》（Frontiers of Astronomy）一书中写道，因为宇宙膨胀，所以夜晚是黑的。这是一个意料之外的解释以致于19世纪的天文学从来没有想到过。 ：膨胀的宇宙就好像是不断往里吹气的气球，随着气球变大，波长也在增大。图片版权：Addison Wesley。 虽然，这是一种进步，但是红移无法解释奥伯斯佯谬。它仅仅在稳恒态宇宙学中适用，而这一宇宙学模型并没有被天文学家广为接受。在大爆炸宇宙学中，膨胀的空间对夜晚的黑暗不起什么作用，即使宇宙停止膨胀夜晚仍将是黑的。然而大多数的书中却不是这么写的。1987年的调查显示，只有30%的天文学书籍正确解释了为什么夜晚是黑的。 哈里森认为夜晚的黑暗和膨胀的宇宙之间的联系很清楚第一，微不足道；第二，过于深奥这得归咎于50年代的宇宙学普及。晚上走到户外，天文学家这样吸引他们的听众，抬头仰望繁星点点的夜空，他的《夜的黑》一书中写道，黑暗的夜空证明宇宙在膨胀。这就象是一本书的主题，扉页上则写着多普勒效应，以此来吸引大量的听众。 宇宙的能量危机 从爱伦坡开始，天文学家已对黑暗的夜空有了一个正确的解释：宇宙还太年轻。1964年，哈里森发现了另一个正确的解释：宇宙拥有的能量太少。 在邦迪的宇宙学书中，哈里森首次知道了奥伯斯佯谬。哈里森决定计算，若是夜空要被无数的星星照亮要多少能量。起先，我的计算结果简直我法令人相信，他写道，但之后，事情就清楚了，我们一直沿用错误的角度来看待整个问题。 ：射电波段的天空。 ：近红外波段的天空。 ：可见光波段的天空。 ：X射线波段的天空。 ：射线波段的天空。 在可观测的宇宙中，所有恒星所产生的能量是非常小的。哈里森的计算表明，若要照亮夜空，可观测宇宙需要的能量为现今的10万亿倍每颗恒星的发光度要上升10万亿倍，或者恒星的数目要增加10万亿倍。另外，恒星不可能永生，就算宇宙无限老，夜空仍旧是黑暗的，原因是恒星总是会死亡的。 就像太阳，恒星通过核反应将质量转化成能量。哈里森证明，就算宇宙中的所有质量都转化成能量，夜晚也不会比一个有月亮的晚上亮。因此，现在有了双保险宇宙还太年轻而且能量不足。点亮整个宇宙就像是用一根蜡烛花上一个小时来加热一幢房子：一个小时太短了，即使你能等更长的时间，可是在完成这项任务前，蜡烛也已燃尽了。 所以，天文学家终于能回答为什么夜空是黑暗的了。一百多年前科学家解释了为什么天空是蓝的，但是看起来更简单的问题夜空为什么是黑暗的，却直到20世纪才有了完整的答案。它印证了，被黑暗迷住的人才是第一个揭开它神秘面纱的人。 转载原创文章请注明，转载自： 科学松鼠会 本文链接: http://songshuhui.net/archives/5711.html
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中国事业单位是如何膨胀的？
lengwa 2008-10-19 11:50
今天不知怎么地，突然想到前几年很热的中国政府事业单位膨胀的问题，就记下了。 中国，自古注重人情，所谓人情世故云云。这样，也就造就了中国人治很难向法制过渡。 这也是各单位膨胀的原因之一吧。 昨晚看李小龙，邵伯介绍他到徐老板饭店，他那是不缺人的，但是还是要了他。 估计除了邵会做人外，跟徐老板不好推人情也有关系吧。 扯远了，跟我想法没什么关系。 我想说的是 比如，某单位领导要换届了，常常是下面的某副职上去。 但是更多时候是外面来了一个人物，当但了重任， 所谓外来和尚好念经嘛。 对于这个新领导，很多人都不服，特别是原来几个相互较劲的副职， 这时，他们不再较劲，而是团结对外了。 对于新领导，上任伊始，工作是不好开展的，但是又要做出成绩，树树威信， 而老领导的原班人马，就是不反对他，他也是叫不动的。 那么，他怎么办呢？一个人是做不了事情的，于是乎，安排自己的人进来。 可是，事业单位不同企业之类，原来的人很难排除，就只有多设岗位了。 当然，这些新岗位都是自己人。 这样，当该领导找到一批完全听从自己的人时，单位的员工就多出一打了。 所以，就膨胀了。 个人愚见，大家讨论啊。
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