从地球到银河系中心是3-4万光年,如果到哪里去,火箭以2倍重力加速度到中点,再以2倍重力加速度减速到目的
宇宙已137亿"岁"了
最近,美国科学家利用国家航空航天局(NASA)的遥控探测器,精确地测定了宇宙的年龄--137亿年。
多年来,天文学家们一直判定宇宙的年龄在130亿至140亿岁之间,但始终不能确定准确数字。但NASA的科学家们在2月11日表示,一艘距离地球160万公里的宇宙飞船观测到了宇宙形成初期的景象,并找到了准确答案。科学家们还同时指出,恒星是在大爆炸之后两亿年出现在宇宙中的。在此之前,宇宙中既没有恒星,也没有星系,有的只是精确到百万分之一度的微小温度变化。但即使是这样微小的变化,也足以在宇宙中产生大量冷热不均的"斑点",这些斑点逐渐"聚拢"并最终形成现在我们所熟知的各种天体。
这些都是科学家们在"WMAP"探测行动的成果发布会上所宣布的。WMAP是"威尔金森微波各向异性探测器"的简称。它观测到了大爆炸后仅38万年的"婴儿宇宙",比哈勃望远镜所能看到的还要久远。在1992年,另一枚NASA探测器也曾发回类似的图像,但由于技术所限模糊不清。这回WMAP则为我们清晰的描绘了婴儿时期的宇宙:整个"天空"看起来像一个带斑点的卵形区域,热的地方呈红色和黄色,冷的地方则显现出蓝色与松石绿。"这次探测器发回的是无比珍贵的资料,"该任务的主要负责人、NASA戈达德航天飞行中心的科学家查尔斯·班内特兴奋的表示,"它使我们得到了宇宙婴儿期最新的详细图像,是大爆炸之后的壮丽余辉。"
普林斯顿大学高等研究院的约翰·巴考尔教授也难以掩饰内心的激动:"从推测值到精确数字,这次发现是宇宙研究史上里程碑,我被科学的力量所深深震撼。"他还形象地解释说,如果把现在的宇宙比作一个50岁的中年人,那么这次探测器所观测的就是他刚刚出生12小时后的详细数据,而且要精确到每一个脚趾头。
为了缅怀2月1日遇难的哥伦比亚号航天飞机上的七名宇航员,这些成果推迟到最近才刚刚公布。NASA天文物理部门的主任安妮·金尼说:"缅怀宇航员们的最好办法,就是将探索宇宙的科学任务进行到底。"
宇宙中的未解之谜
暗物质
美国女天文学家葳拉·罗宾依据已经发现的一些天文现象及人类已知的一些科学规律,提出宇宙中应该存在大量的暗物质,否则许多现象都无法解释。暗物质可能是黑洞和矮星,但暗物质中的绝大多数应该是一些不发光、不反光、不挡光的透明物质,科学家们有的说是重子物质、有的说是光子、有的说是中微子,总之,宇宙间的暗物质还是个未解之谜。
"钱德拉"X射线观测望远镜拍摄到存在宇宙暗物质的新证据,在"钱德拉"拍摄的编号为NGC 720遥远星系X射线照片上,可以清楚地看到其周围的炽热气体云团。但是该气团的取向并不与星系自身的取向一致,这从利用可见光谱拍摄的照片中可以看到。NGC 720星系位于离开地球约8000万光年的地方。
类星体
类星体指一类特别明亮、体积特别小、运行速度特别大、发射出的能量特别强又有极快的明暗周期变化的一类天体。美国天文学家马丁·斯密特等人对类星体做了深入研究总结出一些现象,提出了一些令人费解的问题,但直至今天,天文学家们连在类星体到底是离我们较近的天体还是离我们非常遥远的天体这一点上还没有完全达成共识,类星体到底是什么东西就更是不得而知。
黑洞、白洞,蛀洞
1939年奥本海默根据广义相对论预言,当恒星质量足够大(相当于我们太阳质量的3.2倍以上)时,可能会由于巨大的引力而坍缩;随着它的体积的变小,引力场会变得十分强大,以至大到将其引力范围(科学上称视界)内任何东西都吸进去的程度,连光线也无法逃逸,像一个无限深的洞。20世纪60年代,美国物理学家惠勒将其名之为黑洞。有科学家预言,银河系中应该有100万个黑洞。由于黑洞吞食一切物质和光线,起码现阶段人类还找不到直接观察黑洞的方法,不过科学家已经间接证明了若干个黑洞的存在。
白洞是科学家为平衡宇宙间物质的流动性而预言的一种与黑洞性质相反的天体,在视界之内的物质只向外流不向里流;蛀洞(亦有称虫洞)则是有了黑洞和白洞之后一种必然性的理论假说,它是科学家预言的弯曲空间不同区域间或不同宇宙间可能存在的联系通道。究竟在这样深的层次上宇宙如何结构自己,人类还不得而知。
火星与水
火星上有水吗?
美国国家航空和宇宙航行局的科学家近日宣布他们已经在火星表面找到了水的痕迹。如果这一发现能被最终证实,它将预示着人类对这颗红色行星的探索有了根本性的突破。
科学家是在火星中部长约6000公里的大峡谷地区找到水的痕迹的。从这些证据可以推测出,在数十亿年前,火星表面曾被极为丰富的水流冲刷过。但尽管如此,科学家们仍坚持认为,由于当时火星的大气层非常稀薄,火星表面不可能有水存在。
不过,火星大峡谷的底部或火星坑的深处却可能是例外。因为这些地区的地形非常复杂,积蓄了大量的火山堆积物、风化物质、山陵崩塌泥石以及远古时代海洋的沉淀物。
此外,火星大峡谷中部是火星表面海拔最低的地区,比平均海拔要低数公里。这使得这一地区的大气压相对来说比其它地区要高一些,从而为水能被保存下来创造了必备的条件。
NASA科学家在研究"火星探测者"发回来的照片后发现,火星中部地区的层状地形很有可能储存着远古浅海或远古冰层下所残留下来的水。
在这一地区,科学家们相信他们已经找到了盐水从地表渗露下来所留下的痕迹。除此之外,科学家们还推断火星表面的盐水渗露很有可能也是季节性的,因为并不是所有该地区的照片都有渗露的痕迹。一些其他科学家则宣称,他们在至少两个火星坑的侧面也找到了水渗露的迹象。
那么火星上的水从何而来?
美国科学家最近提出,早期的火星有过剧烈的火山活动,炽热的岩浆在从火星地底深处上升到地表的过程中,释放出大量的水蒸汽。
田纳西大学的科学家在英国《自然》杂志上报告说,他们对一块于150年前落到地球上的火星陨石进行研究后发现,火星熔岩里的含水量,可能比人们原先想象的要多得多。
这块陨石是火星上火山喷发后形成的岩石。科学家取了它的一块碎片,研究其矿物颗粒的结构,发现颗粒内部所含的可溶于水的元素比例较高,比颗粒外壳里的含量多。
他们认为,可能岩浆在上升的过程中释放出了大量水汽,而矿物颗粒外壳损失的水比内部要多得多,导致外壳不含水,从而使人们以为火星岩浆里的水含量很少。事实上,从这些矿物颗粒的内部成分推断,形成这块陨石的岩浆,含水量可能高达1.8%。
岩浆释放水汽的现象,目前在地球上仍然时有发生。在火山喷发时,岩浆从地底上升,压力迅速减小,导致水汽的溶解度下降,从而逸出,就像汽水瓶盖打开后二氧化碳气泡从水中逸出一样。科学家认为,早期地球火山活动剧烈,喷出大量水汽,海洋也许就是这样形成的,火星的情况可能与此类似。
不过,科学家也提出,仅仅靠分析一块陨石得出的数据,还不足以说明问题。火星上的火成岩是否普遍具有这种特征,可能要等2020年左右人类登上火星进行更详细的研究之后才能见分晓。
另外,来自美国圣地亚哥的肯-爱吉特和迈克尔-马林则声称,火星上的水源并非来自泉水或小溪,而是由泥浆和冷却的蒸汽喷发形成。这是他们对美国航空航天局拍摄的火星轨道照片进行研究之后得出上述结论的,他们声称,在照片上发现了与造成地球上泥石流和洪水泛滥相同的冲沟,而对于这一现象的最符合逻辑的解释就是火星上的水有可能也来自泥浆喷发。与此同时,两位科学家表示,他们也对于这一结论感到有些迷惑不解,因为尽管火星上的水源并不稀少,但此前一直被认为水源仅存在于火星两级的冰帽或是极其稀薄的空气当中。一些科学家曾指出,火星上最多有一个蓄水层,但应该是在地表以下很深的地方。而且,此前一些有关火星的照片上显示的干涸河床表明,尽管火星一度拥有大量的水源,但这些水源早在数十亿年前就已经枯竭,同时火星上的空气也变得越来越稀薄。另外,一些科学家指出,火星上的平均温度大多在零下70至100摄氏度之间,任何水源即使存在也早就被冻成了冰,固定在地表下数公里的地方,因此不可能再以泥浆的形式从地表喷发出来。
但是,爱吉特和马林仍然认为,这次有关冲沟的新发现说明,火星上可能仍然存在有大量可喷发至地表的水源。他们指出,由于地热等原因,火星地表以下的水源有可能喷涌而出,但到达地表之后会因过低的气温而结冰,但由于气压等外界作用,最终这些冰块可能会以升华的形式成为水蒸汽。两位科学家说,这种情况在地球上并不少见,例如小片雪花可以不经过融化成水就直接转变成水蒸汽。
在漫长的历史过程中,究竟逃逸到空间去的水分多,还是仍留在火星上的多,留下来的又有多少等疑问,目前仍都是待解的谜。
火星上的水哪里去了?
从1877年开始,盛传火星上存在着人造运河的事,折腾了整整一个世纪。飞往火星的探测器证实,那里根本不存在什么人造运河,却意外地发现了许多曲里拐弯的、干涸了的河床,不少都长达好几百千米,最长的超过1500千米,宽60多千米。这些河床向我们表明:在火星历史的某个阶段,它曾拥有丰富的流动着的水。可以设想,在纵横交错的好几千条河床里都灌满了水的年代里,火星表面肯定是一幅非常令人留恋的景色。
相比之下,今天火星表面可说是一片荒凉,干燥和沙漠般的火星面上根本就不存在液态的水。从种种迹象看来,火星上似乎也不是完全没有水。尽管火星大气的主要成分是不适合人类呼吸的二氧化碳,大体上在95%左右,大气中还是有少量水汽的,并且随季节和位置而变化。据估计,水汽只占火星大气总量的1/10000,可说少得可怜。如果这么点水全部凝结和覆盖在火星表面上的话,大概可形成0.01毫米厚的一层水膜。
极冠被认为是很能说明那里存在较多水的一个例子。火星南、北两极的极冠,都是冬天扩大,夏天缩小。那里的温度常年在零下70至零下140摄氏度之间,不要说水,就连二氧化碳也结成了冰,即"干冰"。极冠中保存的水分比大气中多得多,如果全部随融化并且均匀地分布在火星表面上的话,水层大体会有10多米厚。
火星上原来的那么多水,是不是都集中在极冠中了呢?不是,极冠只是保存了火星很少部分的水,科学家们想知道的是,火星更多的水哪里去了?
一种观点认为,在长期严酷气候条件的影响下,火星表面被侵蚀和风化得很厉害,风化层厚1千米甚至更厚些,并不稀罕。如果这样的话,这里应该是火星的最大储水库了。这种可能性是存在的,即便如此,在漫长的历史过程中,究竟逃逸到空间去的水分多,还是仍留在火星上的多,留下来的又有多少等疑问,目前仍都是待解的谜。
科学家第一次捕捉到宇宙黑洞引力波
意大利国家核物理研究中心引力波研究室主任科奇亚教授日前宣布,经过近30年的努力,他们终于首次捕捉到宇宙黑洞的引力波。如果它最终被证实,这将证实爱因斯坦相对论的最后一个重要推论。
科奇亚用两个特制的天线捕捉宇宙引力波。这两个长约3米、直径0.6米的铝圆柱天线分别架设在罗马郊区和日内瓦欧洲核子研究中心。由于引力波极其微弱,只能引起原子的震动,他们为两个天线设置了特殊环境:排除任何地理环境的干扰、处于绝对零度,以冻结原子的运动。
前不久,精密仪器记录了这两个天线同时发生8次"魔术般的震动"。他们经过反复测算,认为这些震动是距地球几万光年的银河系中的引力波引起的。
科奇亚说,如果该研究得到证实,那么另一个令人激动的发现是:宇宙黑洞或致密天体的旋转速度要比我们预想的大得多。这涉及到黑洞对外部时空的拖曳、对内部时空的扰动、自身结构的改变及其带来的巨大影响。科奇亚说,他们将进一步改善接收天线,明年2月起进行新一轮试验。
目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年。但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜。
重力加速度为9.8m/s,约为10,两倍就是20。
由于本身的重力(地球引力),刚离开地球时,,加速度是10,随着离地球越远,加速度越高。最后离开地球引力,加速度为20。由于相对于3-4万光年的距离,地球引力造成加速度变化的影响可忽略不计。
先计算一下,当火箭达到光速时的时间:
v=2gt,t为光速,30万公里/s,300000000m/s
t=300000000/20=150000000秒,42000个小时,约5年时间。接近目标,减速也是5年的时间,加速和减速共10年时间,相对于几万年,可以忽略不计。也就是说火箭大部分时间是以光速运行的,即然距离是3-4万光年,那么,地球上的人即过了3-4万光年,而火箭上的人,由于在光速移动,时间是静止的,所以只过了10年。
为什么是10年呢。这是分子、原子运动有关。人也是由分子、原子组成的,原子中,电子的运动约30万公里/秒,当他在飞船上以30万公里/秒的速度运动时,由于,宇宙中的速度不超过30万,所以原子本身电子的运动停止了,(如果不停止,电子的速度就是60万/s了),原子、分子、细胞、组织、器官、人体......一切都静止了,如果上面有一台时钟,无论是电子的还是机械的,都静止了。人也停止了衰老,所以时间静止了。直到飞船减速的时候,才又恢复电子和生物的运动。所以,飞船上的人只过了10年。
当然,以上计算和推理,有许多假设前提,还有一些相对论的问题:
假设牛顿力学是好用的——但是,在速度接近光速和原子核内部动、电子运动等,牛顿力学是失去作用的。
假设飞船和里面的人,在加速中,质量是不变的——但是,根据相对论,速度越快,质量越大,当接近光速的时候,质量接近无穷大。要想实现2g的加速,推力也是无穷大的。现实中无法想象。
假设爱因思坦的相对论是正确的——这种极限宏观运动从未被验证。
假设这个题目本身是可行的——这个题目本身就是个假设。
宇宙真是奇妙,虽然我无法理解她,但我深深的热爱她。
物体在以接近光速的速度运动的时候,其质量将会发生改变,且运动速度越接近光速,其质量就变得越大。质量越大,引力越大。
(PS:有一种说法是,在质量大的物体周围,时间由于引力的作用变得缓慢。)
地球上的人以正常时间标准生活,但飞船上的人以十分缓慢的时间标准生活。因此,在飞船上的人看来,地球上的人的时间过得十分快。距离光速的差距越小,这种差异越明显。
地球在银河系什么位置。
地球位于距银河中心10万光年的旋臂上,地球在银河系的位置取决于太阳系在银河系的位置。太阳(包括地球和太阳系)位在猎户臂靠近内侧边缘的位置上,在本星际云中,距离银河中心7.94±0.42千秒差距我们所在的旋臂与邻近的英仙臂大约相距6,500光年。我们的太阳与太阳系,正位于在科学家所谓的星系适居带...
太阳系的中心是太阳,那银河系的中心又是什么?
一光年之内都会有很多颗恒星,如果在那个位置仰望夜空,光度将比我们的地球上看夜空强得多。过去20年中,科学家们利用一颗名为S2(质量是太阳7倍)的星体的运行轨道进行了跟踪研究,发现S2以每秒5000公里的高速每15.2年绕银河系中心一周。S2之所以公转速度如此之快,是因为它周围存在黑洞,“害怕”被...
从地球上看,银河系的核心在:()A.猎户座方向 B.人马座方向 C.北斗星方向...
科学家已确认,银河系是星系类型中的旋涡星系一类的典型。它的核心周围是一个巨大的中央核球,并有缠绕着它的旋臂。这些弯曲的旋臂使银河系的外形看上去像是一个庞大的车轮。太阳位于这些旋臂中的一条,即猎户臂的内侧边缘附近,距银河系中心约为银河系半径的三分之二距离处。银核位于人马座天区方向,...
银河系中间是什么
银河系的中间是银盘。在茫茫的宇宙海洋中,千姿百态的“岛屿”,星罗棋布,上面居住着无数颗恒星和各种天体,天文学上称为星系。我们居住的地球就在一个巨大的星系--银河系之中。在银河系之外的宇宙中,像银河这样的太空巨岛还有上亿个,它们统称为河外星系。用大型天文望远镜观测夜空时,会发现众多的...
银河系的中心是什么?是一颗大恒星吗?
银河系的中心是银心。银心位于人马座方向,银河系中心是一个400万倍太阳质量的超大质量黑洞。在这个黑洞周围,还存在数万个黑洞,以及分布十分密集的恒星群,所以银心看起来非常明亮。在没有光污染的夜晚,我们在夜空中看见一条明暗相间的银河, 但由于星际尘埃的遮挡,我们无法观测到银河系中心的天体。科...
地球在银河系中处于什么位置呢?
你很有可能听说过一句话“每件事是相对的”。当你考虑我们在宇宙中的位置,每样东西真的都是相对的。我在记录温哥华岛中部,在太平洋,在加拿大海岸外。我现在站在大约6370千米远离地球的中心那边。图解:斯皮策空间望远镜拍摄的银河系中心图象 从我的观点来看,太阳在那里。它和手里拿着一角硬币一样大...
地球位于银河系中的哪里?
地球在银河系中的位置 地球不在宇宙的中心,也不在银河系的中心。在夏季夜空中,可以看到一条淡淡的银河横亘在空中,人马座方向的银河最为明亮,因为那是银河系中心所在的方向,那里聚集着密度极高的恒星。地球远离银心,处在银河系的“郊区”。根据观测结果,地球距离银心约2.6万光年,距离银盘边缘约2...
地球的哪一面对着银河系的中央
如果你对赤经17h45m40.04s赤纬-29º 00' 28.1"没有概念,可以这么想象,某个时刻银心正对着大约南纬29º 西经93º的位置,随着地球的转动,银心会始终正对大约南纬29º线 ,也就是说目前地球的南半球朝向银河系中心多一些。当然,由于天体是运动的,千年或万年之后,情况可能会是...
太阳是太阳系中心,黑洞是银河系中心,那宇宙会有中心吗?
太阳是太阳系中心,黑洞是银河系中心,那宇宙会有中心吗?宇宙中有许多事物都有规律地围绕着一个中心旋转,小到原子内部,电子围绕原子核旋转,大到行星,如地球和月亮,月亮围绕地球旋转,地球就是中心。在太阳系中,行星和其他天体围绕着太阳旋转,太阳是中心;在银河系中,银河系中心的黑洞是银河系的...
有地球望去银河中心的方向落在哪一个星座
你好,是人马座。你知道在离地球 10万亿公里的银河系中心有一个人马座A* A*吗?自美国天文学家提出“太阳系所在的银河系的中心存在超大质量黑洞”后,30多年来,各国天文学家对它将信将疑。昨天,中科院上海天文台宣布,由该所沈志强研究员担纲的一个国际天文研究小组,通过8年研究,发现了银河系中心...
牧逄舍尼: 大概1500光年,银河系是个圆盘,地球在圆盘中心向外三分之二处,距离银河系边缘17000光年,但这个位置的厚度只有3000光年,从上从下都只需要1500光年就能跑出银河系
宁都县15012948518: 地球到银河有多远? - ?
牧逄舍尼: 首先要知道,银河是银河系.你所说的银河是人在地球上侧着看银河系(银河系是圆盘状的)所产生的. 因此,要说地球到银河多远是个不能回答的问题. 倒是可是说,地球距离银河系中心约3.3万光年.
宁都县15012948518: 地球离银河中心多远 - ?
牧逄舍尼: 太阳位于银河一个支臂猎户臂上,至银河中心的距离大约是26,000光年.地球属太阳系,同太阳距离为1亿5千万公里,不到一光年.(一光年大约为9000000000000公里)所以,太阳离银河中心的距离基本上就是地球离银河中心的距离.
宁都县15012948518: 从地球飞出银河系需要多少光年??
牧逄舍尼: 首先说明一下,光年是长度单位,而不是时间单位.它是指光在真空中行进一年所经过的距离. 银河系的直径是10万光年,地球(太阳系)约在离银河系中心约二分之一银河系半径处.要飞出银河系要看你往哪个方向飞了.
宁都县15012948518: 如果以光速飞行,从地球到银河系的中心大约需要多少万 - ?
牧逄舍尼: 2.6万光年,太阳系离银心约2.6万光年,就是2.6万年后你到达银心(银心或银核即银河系中心)
宁都县15012948518: 用光速从地球到银河中心的距离是多万年 - ?
牧逄舍尼: 地球距离银河系中心大约为2.3万光年 就是说用光速从地球到银河中心的距离是2.3万年
宁都县15012948518: 从地球到银河系中央有多少距离?要多少时间 - ?
牧逄舍尼: 银河系的半径是5万光年 太阳系距离银河系中心大约2.3万光年 到达中心的时间取决于航行的速度 在银河系中央一个名叫人马座A*的区域可能盘踞着一个巨大的黑洞,但一直没有直接的观测证据支持这一假设.美国科学家最近报告说,他们在这...
宁都县15012948518: 银河系的边缘离地球是多远? - ?
牧逄舍尼: 银河系的直径约10万多光年,地球所在的太阳系在银河系中,至银河中心的距离大约是26,000光年.所以地球到银河系边缘最近处越2.4万多光年,最远处为7.6万多光年..
宁都县15012948518: 在地球上肉眼能看到是恒星一般最远距离是多少 - ?
牧逄舍尼: 如果只是星星,那我们能看到的星星全都是银河系中的恒星.银河系的直径大约是10万光年,太阳距离银河系中心约3万光年.就是说,与太阳处于银河系同一侧的恒星,距离太阳最远约4万-5万光年.位于银河系另外一侧的恒星,距离太阳最远约8万光年.位于其他星系的恒星,用我们的肉眼是看不到的.我们肉眼能看到的星星,离地球最远不超过8万光年.
宁都县15012948518: 以光速飞行,从地球到银河系中心大约需要多少万年??
牧逄舍尼: c 银河系侧看像一个中心略鼓的大圆盘,整个圆盘的直径约为10万光年,太阳位于据银河中心2.3万光年处. 由此来说,光从地球直线出发 飞出银河系 要用2.7万年.如果反方向向中心方向飞需要7.7万年可以飞出去.