探索宇宙范文

时间:2023-11-12 16:17:09

探索宇宙

探索宇宙篇1

实际上,人类历史上的太空梦从来都是几多欢喜几多质疑的。20世纪70年代,美国在继1969年阿姆斯特朗登月后,马不停蹄地展开火星探索计划。对此,一位名叫玛丽・尤肯达的赞比亚修女就表达了强烈的不满。她给当时NASA(美国国家航空航天局)太空航行中心的科学副总监恩斯特・史都林格博士写信问道:“目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭,你怎么还能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元?”

史都林格很快给玛丽・尤肯达修女回了信。这封回信随后由NASA以《为什么要探索宇宙》为题发表。以下为这封信的节选――亲爱的玛丽・尤肯达修女:

每天,我都会收到很多类似的来信,事实上从长远来看,相对于各种援助计划来说,探索太空的工程更有助于解决人类目前所面临的种种危机。

400年前,德国某小镇里有一位伯爵,他一直将自己收入的一大部分捐给镇子上的穷人。一天,伯爵碰到了一个奇怪的人,这个人白天卖力工作,晚上又要用几小时的时间进行一些奇怪的研究――把小玻璃片研磨成镜片,然后把研磨好的镜片装到镜筒里,用此来观察细小的物件。伯爵被这个人所做的事迷住了。他邀请这个怪人住到了他的城堡里,让他专心用所有时间来研究这些光学器件。

镇子上的人得知伯爵“白养”了这么一个怪人后,都很生气:“我们还在受瘟疫的苦,你却为那个闲人和他没用的爱好乱花钱。”伯爵听后不为所动:“我会尽可能地继续接济大家。但我也会继续资助这个人和他的工作。我确信终有一天会有回报。”

结果,这个怪人发明了显微镜。而显微镜的发明给医学带来了前所未有的发展,由此展开的研究及其成果,消除了世界上大部分地区肆虐的瘟疫和其他一些传染性疾病。

我们目前面临类似的问题。

美国总统今年打算将预算中的1.6%用于探索宇宙,为担负这些太空项目的支出,平均每个年收入10万美元的美国纳税人需要支付约30美元给太空。

也许你会问:“为什么不从纳税人为太空支付的30美元里,抽出5美元或3美元或是1美元来救济饥饿的儿童呢?”

我个人是绝对赞同政府每年多付出一点点税款来帮助饥饿儿童的,无论他们身在何处。然而,事情并不是仅靠把去往火星航行的计划取消就能轻易实现的。

解决饥饿问题的关键有两部分:食物的生产和食物的发放。

通过高科技手段可以显著提高土地的生产效率。人造卫星无疑也是解决这两个关键问题最有力的工具。

通过卫星进行监测与分析来提高食品产量,以及通过改善国际关系提高食品发放的效率,只是通过太空项目提高人类生活质量的两个方面。

探索宇宙还有另外两个重要作用:促进科学技术的发展和提高一代人的科学素养。

登月工程需要历史上前所未有的高精度和高可靠性。这些为登月发明的新技术同样可以用于地面上的工程项目。每年,都有大概一千项从太空项目中发展出来的新技术被用于日常生活中。作为新技术的驱动者和催化剂,太空项目开展了多项基础科学的研究,它的地位注定不同于其他活动。

太空探索会让地球更美好。

随信一块寄出的这张照片,是1968年圣诞节那天“阿波罗8号”在环月球轨道上拍摄的地球的景象。它开阔了人类的视野,让我们如此直观地感受到地球是广阔无垠的宇宙中如此美丽而又珍贵的孤岛,同时让我们认识到地球是我们唯一的家园,离开地球就是荒芜阴冷的外太空。在这张照片公开发表之后,人类目前所面临的种种严峻形势,如环境污染、饥饿、贫穷、过度城市化、粮食问题、水资源问题、人口问题等,得到了更多人的正视。

向您和您的孩子们致以我最真挚的敬意!

您诚挚的恩斯特・史都林格

探索宇宙篇2

今天,来自世界各地的2000多名天文学家欢聚北京,参加国际天文学联合会第28届大会开幕式。这是1935年加入国际天文学联合会以来,中国首次承办联合会大会。这次大会是国际天文学界的一件盛事。我谨代表主席和中国政府、中国人民,对本届大会的召开表示热烈的祝贺,向出会的各位来宾表示崇高的敬意和诚挚的欢迎!

天文学是人类认识宇宙的科学,是推动自然科学发展和高新技术发展、促进人类社会进步的最重要、最活跃的前沿学科之一,对其他门类的自然科学和技术进步有着巨大推动作用。浩瀚无垠的宇宙空间,让生活在地球上的人类充满好奇、为之神往;博大精深的天文科学,以其独特魅力吸引着世世代代有识之士为之孜孜钻研、不懈探寻。天文学作为一门研究天体和其他宇宙物质的位置、分布、运动、形态、结构、化学组成、物理性质及其起源和演化的学科,在人类认识世界、改造世界的活动中始终占有重要位置。我们看到,天文观测的每一次重大发现,都不断深化着人类对宇宙奥秘的认识;天文科学的每一项重大成就,都极大丰富了人类知识宝库;天文学与其他学科交叉融合实现的每一次重大突破,都对基础科学乃至人类文明进步带来现实的和长远的深刻影响。

中国作为世界文明古国之一,对于天文学的发展作出了重要贡献。我们的祖先很早就在日出而作、日落而息的劳作中,开始观察和探究宇宙的奥秘。早在2300多年前,中国伟大的诗人屈原就发出了“遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?”的著名“天问”。公元前十三世纪甚至更早,中华民族的先人就建立了天文台,中国至今仍保存着世界上历时最长、最完整的天象记录。90多年前,中国现代天文学开始起步,1922年中国天文学会成立,1928年中国第一个现代天文研究所诞生,1934年中国紫金山天文台建成。中华人民共和国成立以来、特别是改革开放以来,中国科学院建成了完整的现代化天文台站运行体系,继建成世界上光谱获取率最高的大视场光谱巡天望远镜之后,目前正在建设五百米口径射电望远镜,并在空间天文和南极天文等重要前沿研究领域取得重要进展。

天文学的发展,是全人类认识宇宙的智慧结晶。天文学的发展历程,给予我们不少宝贵而深刻的启示。

第一,科学技术发展是人类认识世界、改造世界的强大动力。科学技术是经济社会发展中最活跃、最具革命性的因素。人类文明每一次重大进步都与科学技术的革命性突破密切相关。现代科学技术的发展正日益深刻地改变着人类的生产方式、生活方式和生存方式,成为经济社会发展的主要驱动力。实现经济社会可持续发展和人的全面发展,最根本的是要依靠科技的持续进步和创新。

第二,科学技术发展需要不懈探索和长期积累。人类对宇宙奥秘的探求同对其他领域发展规律的探索一样,是永无止境的。科学技术作为人类认识世界、改造世界的智慧结晶,是科学家们不懈探索、长期积累的创造性成果。只有心无旁骛地潜心研究,永不停息探索脚步,在巨人的肩膀上持续不懈前进,才能不断攀登世界科学高峰,推动人类进步。

第三,科学技术发展需要持续重视和加强基础研究。天文学是一门观测科学,包括天文学在内的重要基础研究,要求我们尊重科研活动的内在规律和长远价值,以战略眼光对此进行超前部署,加大投资力度和保障力度,为科学家们的前沿探求提供长期稳定的支持,使他们不断有所发现、有所发明、有所创造、有所前进,取得更多对人类有重大贡献的科学成果。

第四,科学技术发展需要打牢坚实的群众基础。科学技术是一项既造福社会又依赖社会的事业,科学技术发展需要广泛的公众理解和积极的社会参与。应该把科学普及放在与科技创新同等重要的位置,充分发挥教育在科学普及中的重要作用,在全社会、全人类进一步形成讲科学、爱科学、学科学、用科学的浓厚氛围和良好风尚,不断提高民众科学文化素质,不断激发人们创新创造的无穷动力和蓬勃活力。

第五,科学技术发展需要开展广泛务实的国际合作。科学无国界。广袤的宇宙空间,是人类的共同家园;不懈探索浩瀚宇宙,是人类的共同追求;蓬勃发展的天文科学,是人类的共同财富。当今时代,科学技术问题越来越具有全球性,除了天文学等基础研究领域的国际交流合作以外,解决人类共同面临的能源资源、生态环境、气候变化、自然灾害、粮食安全、人口健康等重大问题,也都需要开展多种形式的国际和地区科技交流合作,以共同推进人类科技创新、文明进步和可持续发展,造福于全人类。

当今世界是开放的世界,各国相互依存程度日益加深。改革开放30多年来,中国不但打开国门搞建设,也打开国门开展科技交流合作。特别是进入21世纪以来,世界自然科学界和工程科学界相继在中国召开了包括国际数学家大会、世界工程师大会等在内的一系列重要国际学术交流盛会。这极大开阔了中国科技界的国际视野,加深了国际科技界对中国的了解和认识,促进了中国和国际科技界的相互交流、借鉴与合作,也为中国科技界对世界科技发展作出贡献创造了有利条件。

我相信,国际天文学联合会第28届大会在中国的召开,必将对增进中国天文学家与各国天文学家的友谊、促进中国与国际天文学界的交流合作、推动中国天文学及相关学科发展产生积极影响;同时必将激励包括中国在内的世界各国充满好奇和求知欲望的年轻人,把他们关注的目光投向灿烂星空,激发他们投身天文观察和天文学研究的浓厚兴趣,投身当今世界科学技术的创新实践。

最后,我衷心祝愿本届大会取得圆满成功,衷心祝愿各国天文学家携手探索浩瀚宇宙、共创人类美好未来!

谢谢大家!

探索宇宙篇3

现在我们知道太阳系中有行星除了金星、水星外其他六大行星中有卫星此外土星、天王星、海王星都有美丽的光环。太阳系之外银河系中还有许多像太阳系一样的天体系统。

据统计银河系中约有2000亿颗行星。这些都是我从《你不可不知的十万个宇宙探索之谜》这本书中了解到的。

科学的飞速发展让我们对宇宙有了更多正确的了解然而我们今天所了解到的宇宙知识知识宇宙的“冰山一角”。

我们要多多了解宇宙知识,我向大家推荐这本书书中为我们的太阳系、总览宇宙和星空、人类探索宇宙三大章节,介绍了太阳系中的成员和宇宙演化。

通过阅读这本书你会对宇宙百科有一个科学的、崭新的知识。

探索宇宙篇4

一、文章用语亲切自然,深入浅出而又通俗易懂。

面对“宇宙”这个大话题,作者没有采用居高临下的姿态,也没有涉及抽象难懂的科学理论,而是如同一位慈祥和善的长者一样,开篇“让我们把目光投向无穷无尽的宇宙”一句引出下文,似乎让我们看到了在辽阔的星际之下,一位长者正和一群孩子遥望星辰,循循善诱,娓娓而谈,亲切的语调,调动了读者探索宇宙的热情。在介绍宇宙特征时,作者并没有使用复杂深奥的科学术语,而是用“无穷无尽”“飞快地运动”“发展”这些词语,让读者迅速捕捉了宇宙的特征:宇宙是物质的、运动的、发展的。

二、巧用比喻,引发联想。

为了让读者在头脑中对宇宙的特征形成具体的感性认识,认识到宇宙到底有多大,宇宙中星体的运动速度到底有多快,宇宙中的星系有多美,作者运用了大量人们所熟悉的事物作比喻,使说明生动具体,有助于人们了解说明事物的特征。在介绍银河系里的恒星大约有“一千万万颗以上”时,为了强化“一千万万颗”这个概念,作者用“你一口气数下去,得数一千多年”来作比,使所有读者对银河系之大,宇宙之辽阔有了具体的认识。在介绍宇宙中的恒星时,作者用“萤火虫”作比,说明星体给人的一种表象,又用“火热的太阳”“大火球”相比,使读者具体地感知到了恒星的“温度高”“灼热”的特征。

三、适时总结,脉络清楚。

作者在向读者介绍说明对象时,总是在一段叙述和说明后,对自己所介绍的内容作适当小结,使读者对介绍对象印象深刻,同时也使行文脉络清楚。文章在开头回答“宇宙里有些什么”这一问题时,介绍了大恒星、小恒星、中等恒星,以及恒星的附属体和星云,然后用简短的语言对介绍内容进行概括:宇宙里有发光的星星,还有亮星云、暗星云等,从而使读者对宇宙中的物质形成了初步的概念。作者在介绍了宇宙中的恒星系以及它们的运动速度后,在全文的结尾再一次总结:整个宇宙都在运动,在发展。宇宙是无穷无尽的,它的运动也是无穷无尽的。言简意赅,使人印象深刻。

探索宇宙篇5

关键词:当代造型艺术 宇宙探索 微观美 艺术创作

宇宙的浩瀚赋予了人类无限的想象,同时也赋予人类一种前所未有的使命感为其探索和发现。当然,只要你把想象插上翅膀,飞上天穹或咫尺身边的微宇,你会收获难以预知的奇遇和美丽。我们知道宇宙是一切物质与精神的集合体,它蕴含了宏观、中观和微观世界的全部内容。这三个空间的层次即宇宙――人类生命――粒子,同时又是并列存在的,以各自的空间形态互为依托、关连,互为影响、作用,互为包含、共轭。

举头遥望,广袤无垠的宇宙奥秘无穷,繁星如海,及大自然界各种纷繁物质神奇莫测。其中所暗含的宏观物体和宏观现象构成了宇宙的宏观世界。低头沉思,与之并列共存的微生物原子、粒子等等,物种如烟,鬼斧神工。这些令人惑惆的物质世界则构成了微观世界。对其大无外的宏观宇宙和其小无内的微观世界,它们呈现了宇宙的极大与极小的两极。尤如西方国度的基督教给予两级披上神密面纱的描述“天堂和地狱”。而具有高智慧、高思维、高生灵人类本身的生活围境,所能接受和触及的世界,构成了宏观与微观之间的中观世界。三者浑然一气、相辅相成、互为依存、生生息息、无限循环。

一、人类对宏观与微观世界的感悟

自有了大智慧的人类后,就对神奥的宇宙进行着不断的探索和研究。人们都在追问和思索,宇宙是什么?它是如何形成的?据天文界的一种宇宙大爆炸理论,宇宙的开端是大爆,致使宇宙膨胀至今,大概有137亿年的历史(也有人探知宇宙的年令是150 ~200亿年)。宇宙的尺度从最大的可视直径920亿光年到最小的可测尺度普朗克长度(10-35米)。[1]而人类则是宇宙中最具有代表性的高级生物,具有独特的生存意志,他们把对世界的认知与改造视为生存的最终目标。在整个人类发展进程中,始终贯穿着对宇宙的感知与探索,人类不断的关注于宇宙起源,物质起源和生命起源,游弋于宇宙的宏观与微观的世界,渴求从中获得准确的自然规律。用自己的全部智慧、能力去探寻安全可持续利用的能源,来保护和改善自身的生活条件造福人类。进而让生命、种族可以不断延续。

在宏观世界里存在着无数的星系、星团和星系群(太阳系、银河系、总星系),人类借助现代天文望远镜已经可以看到10多亿颗星球。其中星体的体积之大和星球数之巨令人惊咤,像地球这样体积的行星在宇宙中不过是极为平凡的“一粒砂子”而已。随着科技发展,人们对微观世界的认识和感悟也在不断提高。从认识细胞,然后认识分子、原子。通常人的肉眼可以分辨直径大于0.1mm以上的物体,小于该尺度的事物都属于微观世界。物质是由大量肉眼看不到的粒子――分子、原子或离子等构成的。而分子是由更小的粒子(原子)构成的。则原子,又是由原子核和电子构成的。分子、原子、原子核、电子都非常小。对人们感官所不能直接感觉到的微小物体和现象分别是“微观物体”和“微观现象”,而将这些物体和现象的总体叫做“微观世界”[2]宏观世界与微观世界是同时存在于宇宙内部的两个不同的物质空间,微观是更微观的宏观,宏观是更宏观的微观。既可谓宏观包含着微观,而微观又透彻着宏观世界。

几千年来,东方人一直认为中国的大思想家老子的“道生一,―生二,二生三,三生万物”和“无极生太极”演化而来的思想,视为宇宙万物的根源。也就是“道”和“太极”含摄宇宙―切的基本概念。这些最基本概念对现代人来说尽管有些不可思议,但中国古代的圣贤就是从这些抽象的概念中探索出宇宙生生不息的变化规律。随着人类的科学发展,这种理论表述不仅没有被人类的科学探索所,而且科学家们也经常借助“道”与“太极”去寻找宇宙的奥秘和真谛。现在,世界上有很多的艺术家也给予了极大的关注,越来越重视把当代艺术创作、东方古代哲学和现代科学技术的融合,尤其是同科学技术的结合。这是值得当代艺术家们深思的。也许,正如斯帝芬・霍金所说的:“是想和大家分享这些发现的喜悦,以及由此而涌现出来的现实世界的新的图像”,还有完美的图像。

理查德・费恩曼说过:“我们有幸生活于仍在进行发现的年代,正加发现美洲一样……”如今我们真感悟到在图像比对中,有很多微观世界和宏观世界的造型与色彩极其相似,非常神奇。同时,它们的内部也暗含着相同的宇宙规律与精神。人类在不同的历史时期、不同的社会文化和不同的哲学观念的背景下,以不同的材料和表现技法,在不同的功能目的趋使下、创造出了无数具有“微观美”或“科学美”的艺术作品。而表现“微观美”或“科学美”的艺术作品无不充满着神秘的色彩和无穷的魅力,具有永恒的生命力和表现力。艺术是人类精神与物质相结合的财富,艺术创作者就是要通过对宇宙与微观世界美的感悟,融合中国老子“道”的思想,运用抽象无物的视觉形象来解读宇宙的大美与规律,揭示宇宙与人性“真”“善”“美”的精神内涵,在“虚”“无”之中探寻美的真谛!

二、宏观和微观世界的互为包含与统一

人们知道宏观宇宙是其大无外,其小无内的。由小到大,由微观到宏观都是宇宙的缩影,其两个空间的异同显现出自然界、社会和思想领域中的所有事物,以及事物之间都包含着对立与统一的特性。两个空间的矛盾双方,统一又对立地推动宇宙万物的运动、变化和发展。微观世界是组成宏观世界的基础,它能够影响宏观世界的生成状态。反之,宏观世界也能制约微观世界的变化形式。而人类即生活在微观世界,同时又生活在宏观世界里,两者相互统一、相互包含。没有微观世界的凝聚就没有宏观世界,没有宏观世界的包容也就没有微观世界,彼此互为因果,互为依存。

微观世界表现的特征是基础的,任何微小物质都是由更小的物质组成,任何微观物质都是它相对形成的宏观物质的基础部分。微观世界具有很强的开放性、随机性。比如生物细胞很容易受到外界的干扰与作用,而生成不确定性和变异的现象。在随机发散的变异中就有可能生成新的细胞或物种。

宏观世界的特征是相对封闭性和稳定性的。其内在物质很难受到外界因素的干扰,所以,很多物质具有高度的稳固性。比如宇宙中的星系与星球,它们之间永远遵循着彼此运行的轨迹,保持着安全的距离,亿万年中几乎没有变化。星球们互为作用又互为独立,一切都是那么的平衡、固定。从而也就形成了宇宙的规律与精神。

三、宏观、中观与微观世界的相似性

存在于宇宙中的万万物具有同一个统一,并不存在孤立的宏观世界和孤立的微观世界。科学家们给出了两个世界存在着很大的相似性,不过相似并不等于相同。微观物质是构成宇宙万物的基础部分,所以,微观物质现象与宏观物质现象是分不开的,研究微观物质现象很难脱离研究宏观物质现象。

微观和宏观只是相对的,没有一个明确的分界线。但可以进行两个世界的比对:原子核与恒心;原子和太阳系;电子和行星等等,同样,处在中观世界的万物也如此,他们的相似应该是基于同样都受到万有引力的作用而运动,既有外部形态的近似又有内部精神的统一。宏观世界、中观世界、微观世界、自然界和人类社会都是由相似的基本性质和运动规律构成,因为他们都是宇宙的一部分。

宇宙中有诸多的相似性,我们可以从三个方面来看其相似性。一是数量上的相似;二是组织形式上的相似;三是它们的发展演变相似。

从数量上来看,组成人体最基本的单位是细胞,组成银河系最基本的单位是恒星系。有科学家计算过,人体的胞和银河系中的恒星数量差不多。

从组织形式上看,人体细胞各以不同的形式、不同的数量形成不同集团。以不同细胞集团形成组织、器官,再形成不同系统。系统之间互相作用、互相限制,共同完成人体生命功能。而银河系中,不同的恒星系形成不同的星座,以不同的星座组成更大的星座集团,不同的星座集团共同完成银河系功能,也共同完成宇宙生命系统功能。

从发展演变来看,组成人体的细胞、细胞集团,不断吸收来自人体的能量信息,不断实现自身的结构优化,不断从简单到复杂、从低级到高级的演变。而组成银行系的天体、星座、星座集团,通过不断吸收宇宙间的能量信息,同样不断地从低级到高级、从简单到复杂的发展演变。

宏观、中观与微观世界的相似性,充分表现出了宇宙的规律性,同时也形成了宇宙强大的精神核心。科学家在探索中发现,原子的结构与太阳系十分相似,它的中心是原子核,在原子周围,有一定数目的电子绕核运动,也就是说原子结构与太阳系的结构特别接近。这种相似性不仅体现在外型、组织结构、运行规律上,而且更体现在宇宙的精神内涵上。

注释

[1] 闲云斋:《图解宇宙的尺度:从宏观世界到微观世界》,《科学探索》,2009-11-29。

探索宇宙篇6

小编的话:“探索与发现”主题展厅位于中国科技馆二层,展厅面积约5000平方米,包括A、B两个分展厅。上期介绍了“探索与发现”A厅里的“物质之妙”、“光影之绚”、“电磁之秘”三个展区,这期我们将介绍“运动之律” 及 “宇宙之奇”两个展区。

“运动之律”展区

通过对牛顿定律、爱因斯坦相对论的形成过程,以及重心、流体运动、振动、能量转换与守恒等内容的展示,为观众提供一个探索物体运动规律的实践情境。

惯性定律

小火车在轨道上匀速行驶,当火车将要经过小桥下方时,车厢里的小球会被垂直向上抛出,由于惯性的存在,小球在跃过小桥之后竟然可以落回到车厢中起抛的位置。

小球旅行记

观众可以选择小球的运动轨迹,使小球在精确控制的轨道上运动起来,展示了各种运动形式及能量转换的相关知识。

空中自行车

在高空中亲身感受自行车走钢丝的惊险刺激,了解力矩在物体平衡方面的作用。

球吸

调节两球间的距离,会发现当两球距离一定时,竟然会被两球体下方吹出的气体

“吸”在一起,直观地展示了局部气压与气流速度的关系。

流体阻力

物体在流体中运动时,其所受阻力与其形状之间有着密切的关系,其中流线型物体所受阻力较小,运动速度较快。而相同形状的物体,头尾对调后放在流体中运动,其所受流体阻力和运动速度竟然不同。

“宇宙之奇”展区

通过展示宇宙的诞生、演化,以及科学家对宇宙未来命运的预测,使观众能更加深刻了解宇宙的组成和结构,引领观众关注宇宙一生的命运,树立科学的宇宙观。

小天体与地球的邂逅

展项有《恐龙灭绝》、《狮子座流星雨》等影像内容可供选择,用立体逼真的画面和生动有趣的故事向观众展示了近地小行星、流星、彗星等太阳系小天体的运动规律以及这些小天体与地球的关系。

创世大爆炸

展项营造出一个深邃的星空,向观众展示了宇宙大爆炸理论的诞生与发展,引发人们对宇宙起源的思考。

宇宙漫游

探索宇宙篇7

而在中科院国家天文台副台长郑晓年看来,“寻找地外生命,的确是FAST的一个目标所在,但它更像是排在菜单末尾的甜点。FAST试图回答的,是更久远的问题,比如宇宙演化、脉冲星和星际分子,它将帮助解开宇宙初始混沌、暗物质分布与大尺度结构以及星系演化等领域的谜团。”

那么,FAST将如何解答这些谜题?

FAST谜题之寻找地外文明

FAST,全称“500米口径球面射电望远镜”,是目前世界最大的单口径球面射电望远镜,它的灵敏度与号称“地面最大机器”的德国波恩100米射电望远镜相比,提高了约10倍;综合性能与“人类20世纪10大工程”之首的美国阿雷西博305米射电望远镜相比,同样提高了约10倍。

“这意味着,它建成后将成为中国天文学研究的‘利器’,在未来20~30年保持世界一流设备的地位。”郑晓年解释说。

中科院国家天文台研究员、FAST工程经理部副经理彭勃则表示:“由于灵敏度更高,FAST能看到更远、更暗弱的天体,通过探测星际分子、搜索可能的星际通讯信号,寻找地外文明的几率比现有设备提升了5~10倍。”

那么,FAST是怎样寻找地外文明的?

答案是,通过一种波――一种肉眼看不见的无线电波。

和光学望远镜主要通过可见光来观测宇宙不同,射电望远镜主要观测的是无线电波。由于无线电波能穿透宇宙中大量存在、且光波无法通过的星际尘埃,因而射电望远镜的“视力”要比光学望远镜强得多。

正因为如此,自1932年射电望远镜问世后,便开启了探索宇宙的黄金时代――20世纪60年代,天文学四大发现类星体、脉冲星、星际有机分子和宇宙微波背景辐射,都与射电望远镜有关;诺贝尔奖历史上10项天文学奖中,有6项都基于射电望远镜的观测成果,射电天文学也因此成为“诺贝尔奖的摇篮”。

不过,来自太空的无线电信号非常微弱,有天文学家形象地比喻:“把80余年来所有射电望远镜收集的能量集中起来,甚至翻不动一页纸。”因此,要想阅读更多的宇宙信息,就需要“视力”更强的射电望远镜。

而这一“视力”的灵敏度与口径的平方成正比,可探测范围与口径的三次方成正比――总之,口径越大,射电望远镜的“视力”就越强。

据郑晓年介绍,直径500米的 FAST理论上能接收到137亿光年以外的电磁信号,这一距离,已接近宇宙边缘。

也就是说,如果宇宙中真的存在地外文明,FAST就极有可能捕捉到相关信号,从而揭开这些“星际邻居”的神秘面纱。

FAST谜题之探秘宇宙大爆炸

“FAST最主要的两大科学目标,是巡视宇宙中的中性氢和观测脉冲星。”中科院国家天文台FAST工程总工艺师王启明介绍说。

中性氢,这是什么东西?探测它有什么用?

实际上,中性氢与大众耳熟能详的一个词――“宇宙大爆炸”有关。

我们知道,宇宙起源于137.4亿年前的一次大爆炸。但是,由于此前科学家很难将观测延伸到如此久远之前,关于大爆炸的细节,尤其是爆炸之初最为重要的60秒里发生的剧变,至今尚无明确答案。

幸运的是,宇宙中还有一位与大爆炸几乎同龄的“老人家”――中性氢。

中性氢能辐射出21厘米氢谱线,它能穿越宇宙尘埃、暗云等星际物质,因此能用于研究星际中性氢原子分布、银河系和河外星系结构,帮助人们解开宇宙大爆炸之谜。

但是,由于21厘米氢谱线的信号极其微弱,“阅读”它需要非常灵敏的望远镜,比如我们的FAST。

实际上,为了提高灵敏度,FAST采取了非常严苛的“毫米标准”。

“FAST的目标,是把覆盖30个足球场的信号,聚集在药片大小的空间里,如果不这样,就无法监听到宇宙中微弱的射电信号,”王启明介绍说,“因此,FAST500米口径的巨大结构,处处都是头发丝般的毫米级精度要求。用来编织索网的上万根手臂般粗细的钢缆,每一根的加工精度都被控制在1毫米以内;天线精度是3毫米,每一块小面板的制造精度是1.5毫米。”

此外,由于FAST采用了光机电一体化的馈源平台,加之馈源舱内的并联机器人二次调整,它在馈源与反射面之间无刚性连接的情况下,可实现毫米级指向跟踪,精确聚集和监听宇宙中微弱的射电信号。

那么,FAST的灵敏度到底有多高?王启明打了个比方:“假设你在月球上打电话,FAST也能探测到你的信号。”

FAST谜题之星际旅行导航

FAST的另一大科学目标,是观测脉冲星。

脉冲星是高速自转的中子星,具有极其稳定的周期性,是宇宙中最精准的“天文时钟”。因此,它能成为星际航行的“灯塔”,为宇宙飞船提供自主导航信息服务。

“从射电望远镜诞生至今,人类共发现了约2500颗脉冲星,如果FAST的工作时间全部用于观测脉冲星,它一年内就有望将这个数量翻倍。”彭勃说。

而且,目前已观测到的脉冲星均在银河系内,FAST将对准银河系外的脉冲星,为天文界开拓新的研究领域。

当然,FAST能做的还有更多:探索暗物质与暗能量,检测引力波,研究黑洞如何吞噬小天体,搜寻中子星-黑洞双星、奇异星、夸克星物质……作为物理学和天文学研究的新平台,它将帮助我们解开深远宇宙中的更多谜题。

FAST谜题之“眼珠”怎样动起来

“中国天眼”之所以拥有如此多的强悍功能,不仅源于它的大,更来自它的灵巧――它是会“动”的!

也许你会说,眼睛不都会动吗?但对射电望远镜来说却并非都是如此。

在FAST问世之前的世界最大单口径球面射电望远镜――美国阿雷西博305米望远镜就不会“动”,而FAST则能在局部300米直径的抛面上“动”起来。

打个比方,阿雷西博就像是一只固定不动的305米直径的大眼睛,而FAST则是一只更大的、直径500米的眼睛,它上面有300米直径的眼珠,可以灵活转动,因而能眼观六路,视野宽广。

“眼珠”之所以会动,源于FAST工程中的中国三大自主创新之一――“主动反射面”技术。

据王启明介绍,为了让FAST能“动”起来,科学家们煞费脑筋,不断探索、试验,最终选择了“索网”结构,将4450个反射面单元面板固定在上万根钢索上,形成一个巨大的“网兜”――这也是目前全球跨度最大、精度最高、第一个采用变位工作方式的索网结构,再次刷新了世界纪录。

为提高索网的支撑作用,FAST项目团队研发出具备高弹性、抗拉伸、抗疲劳特征的专用钢索,其500兆帕的超高应力幅,达到了国家标准的2.5倍。

“这种材料当时在国内没人能生产出来。”王启明介绍说,FAST项目团队用了整整两年时间,寻遍国内顶级的钢索厂及高校,才最终攻克了这种钢索技术。

在FAST反射面单元面板下,还创新设置了2000多个促动器。它们就像2000多只灵活的大手,拉动、支撑着索网,使500米直径的球面能局部变形为300米直径的抛面,从而让FAST的“眼珠”能跟随天体转动,跟踪扫描射电源。

实际上,FAST的建设,“从技术到材料,90%以上都是国产化,是中国制造,更是中国创造。”王启明说。

探索宇宙篇8

这个还需要人类努力地探索哦!

安德烈、丹、詹姆斯等6名宇航员驾驶着宇宙飞船进入太空,历经艰难,探索宇宙的奥妙。电影《欧罗巴报告》就讲述他们前往木星的第二颗卫星—欧罗巴,进行人类在那上面的首次探险的故事。

哇!飞船里面太豪华了,居然有休息室,有这么多食物,还有先进的实验室,太羡慕他们了!

凝结了无数科学家心血的“木卫一号”飞船终于进入太空,探索欧罗巴星球那些不为人知的的奥秘,让我们跟着他们的脚步出发吧!Come on!

六名宇航员发现着陆目标,按照预定轨道着落。糟糕!遭遇热通风,飞船不能着落在预定地点。不过他们很幸运地安全着落在欧罗巴星球上。外面的景色太美了,白茫茫的一片,冰面没有受到一丝污染。

宇航员在星球上进行数据收集,天哪,是水!所有人都因为这个消息而异常兴奋。随后,他们又发现了单细胞水藻,这意味着这个星球很可能存在生命。就在这时,这个美丽的星球上出现了一个神秘杀手。

这就是阻挡了宇航员探索脚步的罪魁祸首,它来了!作为一种神秘的生物,它毁坏了飞船,夺走了宇航员的生命。它到底是什么?影片结尾也没有给我们答案,只留给了我们一个大大的谜团。

2011年11月,在对“伽利略”号探测器发回的数据进行分析后,科学家发现欧罗巴表面崎岖不平,有很多独立的、浅浅的湖泊,星球上存在一个巨大的地下海洋,而且靠近欧罗巴地表的海洋里定期有大量能量流入,这是孕育生命体所必需的条件之一。欧罗巴富含矿物质的表层中存储着大量能量,但是这些能量和地表下的海洋隔着至少10米的冰层。地表和海洋就像一块电池的两极,如果二者以某种方式连接起来,那么能量就会从地表流动到深海中。这样欧罗巴就具备了支持生命存在的两个关键因素。

很早以前,人类就开始探索宇宙是否有其他生命的存在。在上世纪70年代,美国率先发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”,其目的就是在茫茫的宇宙中寻找可能存在的生命形式,并与之对话。1986年,当它们穿过冥王星后,便飞离了太阳系,成为一颗真正的宇宙行星。

1994年,苏梅克-列维彗星撞击木星时,科学家发现,当撞击发生时,有大量水蒸汽出现,这说明,这颗彗星上带有大量的固体水。有水就有生命,苏梅克-列维彗星在宇宙中是颗很平常的彗星,它在宇宙中穿行,产生生命的可能性是极大的。

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