Ⅰ 北极和南极的新考察成果
北极的大规模科学考察时代,开始于1957~1958年的国际地球物理年。当时12个国家的10 000多名科学家在北极和南极进行了大规模、多学科的考察与研究,在北冰洋沿岸建成了54个陆基综合考察站,在北冰洋中建立了许多浮冰漂流站和无人浮标站。尽管随着北极的地理发现,一些国家很早就开始了零星的海洋学、地质学、冰川学、测绘与制图学、气象学、生物学等学科的考察,但是国际地球物理年科学活动的成功,才标志着北极和南极科学考察进入了正规化、现代化和国际化的阶段。
1990年8月28日,经过4年多的艰苦谈判之后,在北极圈内有领土和领海的加拿大、丹麦、芬兰、冰岛、挪威、瑞典、美国和俄罗斯共8个国家的代表,在加拿大的瑞萨鲁特湾市签署了国际北极科学委员会章程条款,成立了第一个统一的非政府国际科学组织,也就是所谓的“八国条约”。这虽然是一个非政府机构,但章程条款明确规定,只有国家级别的科学机构的代表,才有资格代表其所属国家参加该委员会。也就是说,这实际上是个带有明确政府标志的非政府国际机构。因为,对于北极或者南极这样的特殊地区来说,无论以什么名义开展活动,如民间团体、私人等,都会被视作某种意义上的“国家行为”。但国际北极科学委员会又是一个科学机构,因而至少在形式上表达了各国政府和科学家们淡化经济、军事和政治色彩的愿望。尽管除了少数坚持理想主义的科学家以外,谁都知道不同国家在北极的利益冲突是无法完全回避得开的。国际北极科学委员会的宗旨是科学、交流与协调,并且对正在北极或非北极开展与北极有关的重要科学活动的非北极国家开放。
1991年1月,该委员会在挪威的奥斯陆召开了第一次会议,并接纳法国、德国、日本、荷兰、波兰、英国6个国家为其正式成员国。至此,人类在北极地区的国际科学合作终于迈出了艰难的,但却是具有历史意义的一步。
国际北极科学委员会虽然成立时间不长,但已经进行了卓有成效的工作。在“和平、科学、合作”原则的基础上,委员会积极协调并指导各国的北极考察活动;针对一些重大科学问题组织庞大的国际合作计划;并且以“公约”、“议定措施”、“现行决议”等方式对北极的生物资源、矿产资源、能源及环境实施及时有效的保护。该委员会为不同社会制度、不同国家地区的科学家们提供了活动的舞台和表达见解的机会。各个学科、各种专业的科学家都可以在那里找到共同的语言。
折叠编辑本段考察之最
折叠东北航线
富兰克林的悲剧公诸于众之后,人们对西北航线一度失去了热情,但对东北航线,并未忘怀,随着欧亚大陆以北一系列岛屿的相继发现,如何打通东北航线的轮廓似乎也愈来愈清楚了。最后,这一殊荣终于落到了一位芬兰人的手里。 1831年,阿道夫·伊雷克出生在芬兰,其父是一位非常有名的科学家。那时候,芬兰还是俄国的一部分。当他20多岁时,由于激进的活动而被驱逐,被迫移居斯德哥尔摩,成为瑞典人,后来成为诺登许尔德男爵。1858年,他作为一名地质学家,随队到斯匹兹卑尔根岛进行了第一次北极考察。接着于1864年又对该群岛进行了两次考察,并绘制出一张相当精确的地图。 后来,由于在新地岛和科拉海附近的捕鲸活动愈来愈多,诺登许尔德便对广阔的西伯利亚海岸产生了浓厚的兴趣。他认为,如果能把西伯利亚沿岸的航线打通,就可以把那一带丰富的得天独厚的资源直接运到欧洲市场。因此,从1873年开始,他连续两次从科拉海航行到叶尼塞河,并逆流而上,一直到达内地的叶尼塞斯克。然后,在做好了充分的准备以后,于1878年7月18日,率领4艘舰艇,由来自瑞典、俄国、丹麦、意大利和挪威的海军陆军军官以及科学家、医生、工程技术人员和水手组成的共30人的国际性队伍,浩浩荡荡地向东北航线再次冲击,将完成一次环绕欧亚大陆的历史性航行。起先似乎一切都很顺利,到9月初,他们已经进入了楚科奇海,胜利在望。然而,到9月28日,离白令海峡当年库克船长到过的北角只有193公里,他们的船只却突然被牢牢地冻住,动弹不得。10个月之后,就在出发一周年的那一天,即1879年7月18日,他们的船只才挣脱了出来。强劲的南风把浮冰吹开,为他们让出了一条通往胜利之路。1879年7月20日上午11时,他们终于绕过了亚洲大陆的东北角,进入了白令海峡。来自太平洋的气味扑面而来,人类为之奋斗了几个世纪并付出了巨大代价和牺牲的东北航线终于走通了,而这次仅仅用了一年零两天的时间。
折叠西北航线
英国人辛辛苦苦在通往中国的西北航线上寻觅了几个世纪,以富兰克林的失败而基本告终。人们万万没有想到的是,这枚金牌,落入了挪威人的手里。
1872年7月16日,阿蒙森出生在一半国土位于北极圈内的挪威,他还在少年时代就立下了征服北极的雄心壮志。1897年,他中断了医学院的学业,以大副身份加入比利时船队赴南极考察,并在那里越冬,这更增加了他对两极探险的兴趣。1899年回到挪威之后,他便把注意力转向北极。
1903年6月16日午夜,天还下着毛毛细雨,为了避开债权人的威逼和阻挡,他和精心挑选的6个伙伴悄悄地离开奥斯陆码头,向茫茫大海驶去。8月20日进入拉卡斯特海峡,两天后便登上了富兰克林当年越冬的那个小岛。接着,在威廉王岛度过了第一个冬天。这里便是富兰克林探险队全军覆没的地方,但他们的运气好得多,不仅可以猎到驯鹿,而且还交了许多爱斯基摩朋友。
1905年8月26日,他们驾着“格加”号小船,终于走出了加拿大北极地区岛屿密布、冰山林立的迷宫,进入了广阔的波弗特海。突然,地平线上出现了一艘船只,引起了他们一阵惊喜。这是一艘来自旧金山的美国捕鲸船,是属于白令海捕鲸船队的。这就意味着,人们几个世纪来为之奋斗的目标终于实现了。寻找西北航线终于从梦想变成了现实。一年以后,即1906年8月的最后一天,阿蒙森驾着小船一声长鸣,进入了阿拉斯加西海岸的诺姆港,宣告了他这次历史性航行的最后胜利。
折叠最先抵达
人类征服北极点的梦想由来已久,早在1527年,一个叫托尼的美国商人就曾写信给亨利八世,认为有必要通过北极点去寻找一条通往中国之路。后来,威劳毕于1553年,巴伦支于1596年,哈得逊于1607年都曾试图通过北极点而寻找一条通往中国之路,虽然都以失败而告终,却为商船开辟了一条新的航线。
200年之后,为了同样的理由,莫普斯于1773年,斯科莱斯毕于1806年,伯坎于1818年,潘瑞于1827年再次试图通过北极点,寻找一条到达东方的近路。后来,是美国人改变了这一进程的初衷。先是格雷斯,后有皮尔里,他们把进军北极点看成是一场纯粹的体育比赛,并且取得了最后的胜利。 在第一次试探失败之后,皮尔里于1905年发起了第二次向北极点的冲击。这一次,他一共带了200多条狗和几个爱斯基摩人家庭,包括男人、女人和小孩子。男人可以运送东西,女人可以缝制衣服,孩子们则可以调节气氛。这次努力虽然也失败了,但到达了北纬87°06′的地方,离北极点只差273.58公里。 接着,1908年7月,皮尔里又发起了第三次,也是最后一次向北极点的冲击。这时,由所有的赞助人组成了一个“皮尔里北极俱乐部”,专门协助他解决所需的资金问题。这次共有22个人,包括船长、医生、秘书和一直追随他的黑人助手亨森等。另外还有59个爱斯基摩人,带了246条狗。9月初,“罗斯福”号到达了北极海域,并把所有东西都运到了哥伦比亚角的陆上基地。 1909年2月的最后一天,共有24人、133条狗,从基地出发,踏上了远征北极点的茫茫之路,零下五六十度的严寒,造成了严重的冻伤,狂风漫卷着飞雪,迷住了人们的眼睛,起伏的冰山撞坏了雪撬。后来,又遇上了一条宽大的裂缝挡住了他们的去路。6天后,冰缝终于合拢了,他们才得以继续前进,4月1日,他们行进了一个月,共走了450多公里,离北极点还有214公里。这时,皮尔里将最后一批支援人员遣返回去,只带了亨森和4个爱斯基摩人作最后的冲刺。幸运的是,他们遇到了连续几天的好天气。1909年4月6日,他们终于到达了最后的目标,北极点就在他们的脚下!据后来证实,他们那时的位置,是在北纬89°57′。过去300多年来人们追寻的目标,他们只用了30多天便把它变成了现实。
折叠最先飞抵
1926年5月9日,美国极地探险飞行家伯德和同伴贝内特驾驶三引擎的飞机从斯匹兹卑尔根群岛的王湾出发,在北极上空盘旋了一圈。他虽然声称飞越了北极点,但因未敢着陆进行任何考察和探测,所以不仅他们的成功被认为是没有什么实际意义,而且连他们是否真的飞过北极点也受到怀疑。
两天以后,即1926年5月11日上午8时50分,挪威的阿蒙森,美国的爱尔斯沃斯和意大利的飞艇设计师诺比尔从同一地点出发,驾驶可操纵的飞艇“诺加”号,经过16小时40分钟的飞行之后,顺利地降落在北极点,并在那里插上了挪威、美国和意大利的国旗。这一行动使阿蒙森成了第一个既到过南极点又到过北极点的人。然后,又经过72小时的长途飞行,于5月14日早晨,在阿拉斯加的一个小村庄着陆。这也是人类第一次从欧洲越过北冰洋而到达美洲的飞行,全长5460.3公里。
此后,人们仍然围绕着北极点这个地球之巅大作文章,又创造了许多第一。例如, 1937年,有两个俄国人乘飞机第一次在北极点降落。1958年,美国的核动力潜艇从冰下第一次穿过北极点。1959年,美国潜艇斯卡特号第一次冲破坚冰,在北极点浮出水面。1968年,美国的一个探险家,乘雪上摩托,自皮尔里之后,第一次到达了北极点。1969年,一个英国的探险队,乘狗拉雪撬从巴罗出发,也到达了北极点。1977年,苏联的破冰船北极号第一次破冰斩浪,航行到了北极点。
折叠最先抵达的亚洲人
植村直己
1978年,日本勇敢的单身探险家植树村直己独自驾着狗拉雪橇,完成了人类历史上第一次一个人单独到达北极点的艰难旅程。目前为止,他也是唯一的只身到达北极点的亚洲人。6年之后,他在又一次独身登山探险活动中,再也没有回来。他终于走完了自己探险生涯的旅途,长眠在阿拉斯加麦肯齐雪山的冰峰下。
折叠最早的中国人
1947年,重庆大学工学院院长冯简教授,代表中国出席巴黎国际文教会议,然后由当时中国驻挪威大使馆代办雷季敏相助,只身进入挪威的北极圈内地区开展考察。他此行回国后,著有《余在北欧时所见之北极光》。冯先生于重庆解放前夕,被国民党胁迫举家赴台湾,已于1962年病逝。他是第一位进入北极开展科学考察的中国科学家。
武汉测绘科技大学高时浏教授,1949年至1951年受聘为加拿大联邦政府大地测量局工程师,在此期间,曾带几名助手进入加拿大北极圈里的一个无人区,进行大地测量。当他们走到布西亚湾和布西亚半岛附近时,蓦然间惊奇地发现,他们手中罗盘上的磁针鬼使神差般冲下,不像以往可以左右移动了。再看绘纬仪,原来他们所立的位置,为北纬71°,西经96°,正居地球北磁极!能够找到北磁极,是一种难得的幸运!因为北磁极时刻围绕着一个160公里的圆圈移动着,与人们捉着迷藏。自高时浏幸运地巧遇北磁极,到1985年,北磁极已经“跑”到北纬78°,西经102°,仅水平方向即已“跑”了近800公里。
另外中国人最早进入北极的纪录还有:1958年11月,新华社驻莫斯科记者李楠,乘坐苏联直升飞机,前往苏联设在北极冰盖上的第六号浮冰站和第七号浮冰站,进行实地采访。此行中,他从空中掠过了北极点。1993年,香港摄影家李乐诗,乘飞机在北极点降落,作为第一个抵达极点的中国人,她在地球之巅展开了鲜艳夺目的五星红旗。进入90年代,北极地区局势和缓,开始接纳一切对之心驰神往的人们。从此,高登义、位梦华、张青松等一批科学家,相继进入这一地区,从各个角度对其进行考察研究。
90年代以来,我国部分科学家还通过各种途径参加了有关国家的北极考察队,或者在当地现有条件支撑下,开展部分研究工作。
自1991年开始,中国科学院大气物理研究所与挪威北极研究所和斯瓦尔巴德大学合作,开展了斯瓦尔巴德地区天气、气候以及大气物理研究。
中国地质科学院的部分科研人员,自1992年起,先后应邀参加了英国、挪威和德国的北极地质考察队。
自1993年开始,国家海洋局第二海洋研究所与德国马普基金会等机构合作,开展北冰洋的生物学和海冰变化研究。
1993年开始,中国科学院兰州冰川冻土研究所与加拿大McMaster大学合作,开展了加拿大北极群岛地区的冻土水文学与冻土环境变化研究。自1994年3月开始,中国科学院地理研究所和兰州冰川冻土研究所与美国阿拉斯加北坡自治区政府合作,开展了阿拉斯加北坡地区1万年以来气候与环境变化的考察研究。1994年5月开始,中国科学院青岛海洋研究所与美国阿拉斯加北坡自治区政府合作,开展了波弗特海浅海区域鲸鱼种群与生态习性的调查研究。
1995年开始,中国科学院兰州冰川冻土研究所与挪威北极研究所和斯瓦尔巴德大学合作,开展了斯瓦尔巴德地区的冰川学研究,先后有3人次参加了野外考察。
1996年4月,武汉测绘科技大学与香港极地科学推广中心合作,开展了格陵兰地区的测绘学研究。
折叠中国首次远征
北极地区通常是指北极圈(66°33′N)以北的区域,包括北冰洋的绝大部分水域、格陵兰岛、冰岛等岛屿以及欧亚大陆、北美大陆的北部地区,总面积约2100万km(平方),其中陆地近800万km(平方)。也有学者以最热月陆地10℃等温线、海域5℃等温线作为北极地区的南界,总面积约2700万km(平方),其中陆地近1200万km(平方)。
北极地区的土著居民是因纽特人,总人口近500万,包括拉普人等19个分支,主要分布在北冰洋沿岸,属蒙古利亚人种。
北极是全球气候变化的“启动器”之一,海冰、洋流和气团的变动直接导致全球变化或异常跳跃。北极地区广达1300万平方公里的苔原带,是全球最大的固碳地,近200年来该带北缩300-480公里,已使大量的固碳氧化进入大气层,加剧了温室效应的节奏。近100年来,北极苔原带平均升温2-4℃,已对周边地区产生难以估量的影响,北极脆弱易变的自然环境,使其成为全球变化重要的“指示器”。极光、哨声、磁暴等太空对地球的作用信息,只有在极区才可捕捉,不仅是为日地关系研究而且也为空间科学提供了天然的“实验场”。人类历史上三次大规模的挺进北极,不仅形成独特的冰雪文明,而且也提供了的人与自然相互作用的典型样板,尤其在人类面临生存与发展这一共同命题的今天,探索解析北极人地关系更显其重要。北极酸雨和烟雾等环境污染已开始向中低纬区扩散,我国也已受其侵害,研究其集散机制和路径可为我国二十一世纪生存环境调整提供科学依据。
北极丰富的自然资源,将是新世纪重要的资源尤其是能源基地,而对北极资源的开发必然产生诸多环境问题,研究环境的脆弱性,制订科学合理的开采计划,已成为全球人类共同关心的问题。
国际北极科学研究已有上百年历史,几乎涉及到全部的学科领域,在此过程中,我国已有少数科学家通过各种形式参予了部分考察研究项目,然而我国正式组队的考察则始于1995年。1993年3月10日,由中国地理学会等七个全国性学会发起,经中国科协批准成立了“中国北极科学考察筹备组”,6月24日,孙枢、周秀骥、马宗晋、陈运泰等科学院院士和有关极地专家,全面论证了筹备组提出的《北极科学考察与全球变化断面研究的计划与设想》,并一致同意将其作为中国北极科考的长远规划,其宗旨是开展北极与全球变化研究,为我国二十一世纪生存环境的调整提供科学依据,1994年2月24日-26日,筹备组召开了首届中国北极科学考察研讨会,孙鸿烈、周秀骥、马杏垣、李廷栋等科学院院士和有关极地专家,审查通过了《中国北极科学考察的优先领域和重点项目》,拟定了1995年和1996年两阶段科考的路线、项目和实施方案,在此基础上,经有关研究机构和学术团体的反复蕴酿,形成了首次北极点科学考察队的工作内容和执行计划,即围绕全球变化这一核心,开展冰雪、海洋、环境、遥感遥测、生物生态等项研究,所有课题都是在大量分析国外同类研究成果的基础上提出的,并不苟求面面俱到,而是着眼于现有条件下可能孕育的生长点。
1995年1月19日-27日,在东北松花江冰面上开展了封闭模拟训练,检验了所有预备队员的身心状态及仪器设备的可操作性,之后不同层次的论证会详细审查了课题的实施方案及承担人员的能力,经主管部门批准,完成了组队。中国首次北极点科学考察是由中国科协主持,中国科学院组织的大型境外科考活动,以政府支持、民间集资方式运作,得到了新闻界、科学界和企业界的大力支持和广泛参与,科考队由25名队员组成,除1人来自香港外,其余分别来自全国七大部委、涉及18个单位。
1995年3月31日,全体队员离境,经美国赴加拿大哈德逊湾开展负重滑雪和驾狗拉雪橇训练。4月22日7名科考队员由设在加拿大北极群岛孔沃利斯岛上的雷索柳特基地(74°N)出发,沿西经80°的冰面自88°N向北极点进发,跨越了波弗特海环流区和贯极点洋流带这两大北冰洋的重要系统,于北京时间5月6日上午10点55分到达北极点。共采集各类样品542号,取得观测数据上万组,拍摄典型样点图象上千幅,还有大量的文字和电视记录资料。这次科考任务的圆满完成,填补了我国自然科学研究地域上的空白,证明中国科学家有能力深入北冰洋腹地开展科考观测和取样,部分科研成果及野外执行情况已提交1995年12月21日在美国召开的第二届国际北极科学大会,为我国加入国际北极科学委员会奠定了基础。不久后,首次远征北极点科学考察活动使近400名中国科学院和中国工程院院士联合评选为1995年中国十大科技新闻之首。
此次考察期间,开展的雪冰化学研究,在亚北极地区开始不等间隔的布置点位,自北纬88度至北极点以10km间隔等距布设点位,在每一点位进行雪坑观察采样、海冰钻芯以及气象要素观测工作。在实验室分析的基础上,初步查明了北冰洋表层雪冰中化学元素的组成特征及其环境意义;与亚北极地区表层雪冰化学成分的对比表明,现代环境污染不仅在亚北极地区和北冰洋腹地有较高浓度的集聚,而且呈现逐年上升的趋势;雪冰中储存的环境信息还表明,近年北极地区气温有不断升高的现象;与南极地区的表层雪冰研究结论相比,北极地区不但表露出人工环境要素扰断自然过程的现象,而且还存在对人类活动敏感度降低的特征。
由于此次考察海域均被浮冰覆盖,传统的海洋学研究只能依靠站位钻冰实现,共布设测站5个,同时在北纬82°和北纬84°各布设测站1个。每一测站以100组/m的数据密度进行温盐深观测,以100-500组/m的数据密度观测海水的流速和流向,以0m、30m、100m和200m的间隔采集水样,初步揭示了Beaufort涡旋区流场的分层特征、断面特征、剪切特性和水体平衡;较全面的了解了该区的温盐特征,对水系和水团范围进行了划分;研究了海洋微循环及其垂直稳定度和对流特征;水体营养元素和化学元素的分析,揭示了该区重金属元素和营养物质的分布特征;水体化学元素对北冰洋环境具有重要的示踪意义。极冰动力学的研究主要包括冰漂移和冰厚度两方面,利用每晚宿营和早晨出发前的重复位置测量,确定海冰在观测期间的平均拉格朗日的漂移,研究表明在北纬89°附近跨极点洋流和Beaufort海涡流交汇区,海冰的漂移速度最大;海冰厚度采用小尺度观测和大尺度观测相结合的方法,在百米范围内离中心点1-10m的距离密集观测,而大范围则以小尺度观测为基础用算术平均的方法求算;基本掌握了极点附近海冰漂移规律、冰厚分布及其与历年的差异,配合海洋学研究,
探讨了北冰洋海水与海冰的热力学过程。
考察队还在北冰洋沿岸区调查各自然地理要素的特征,采集各类沉积物剖面和树木年轮样品,收集有关观测台站的资料,结合实验室分析,全面认识该地区的自然环境结构和演变过程;在北冰洋区域,记录每日的气象要素,采集表层冰雪样品,分析人类活动对极地海洋的影响;收集大气气溶胶样品,分析不同地带气溶胶的特征;不同地理单元中重金属元素的组成反映了第二次世界大战以来全球工业发展对北极地区环境的影响强度及其变化过程;寒区环境自净能力存在明显的地带性差异,这将是极区持续发展中值得特别关注的问题;沉积物研究表明,近代北极地区的气候有逐渐变干暖的趋向;与其它地区相比,北美北极区似乎有时段上的超前性和变幅上的放大性特征,是全球变化重要的预警区。
考察队调查了苔原带和苔原-荒漠过渡带的生物群落组成及其地理分布,测量了植物群落的CO2代谢量;监测生态环境因子的近期变化;进行土壤样方调查,采集各类土壤样品,分析极端环境下的地球化学过程;不同地带生物多样性与生态环境因子的调查研究,揭示了极地地区生态环境因子之间的相关性;极地生物多样性信息库的建立,为生态系统的研究提供了基础。
Ⅱ 第八次北极考察取得了哪些有亮点的成果
据报道,中国第八次北极科学考察队96名队员完成了83天的首次北极业务化回调查,10月10日乘“答雪龙”号顺利返回位于上海的中国极地考察国内基地码头,据悉此次科考考察紧紧围绕建立长期观/监测的北极业务化调查要求,开展了多学科海洋断面立体协同观测。
此外考察队还首次将海洋塑料垃圾和人工核素监测拓展到北极和亚北极地区,合计采集了74个走航和39个定点海洋调查站位的样品,与此同时加强了成果的凝练与总结,完成6份专报和2份专报素材,编制了北极冰区和无冰区2份调查技术规程。
希望所有的科考队员都可以健康平安的归来!
Ⅲ 火星这颗星球上的气候通常是什么样的
根据“洞察号”无人探测器提供的数据,火星每日天气报告正式上线。不仅如此,利用几十年来人类陆续向火星派往的探测器源源不断回传的数据和图片,如今我们已可以为火星典型天气和气候初步勾勒出一幅图像。与地球相比,这颗红色星球的气候状况有哪些独特之处
气温
火星表面平均气温-63℃。
(地球:地表平均气温14℃)
由于火星大气层很薄,无法保留很多热量,使地表日夜温差很大。
此外,由于火星既没有植被也没有降雨,因此任何气候分类都只能基于温度。
气压
火星大气十分稀薄,平均地表气压在6百帕上下波动,不到地球大气层的1%。这是什么概念?相当于从地球表面算起35公里高(对,比青藏高原还要高得多)的气压。
(地球:标准大气压为1013.25百帕)
但是,随着季节的变化,火星气压变化幅度可达20%。因为火星两极都存在主要由水冰构成的冰冠,但在表面有固态二氧化碳(干冰)存在。干冰在火星北极只存在于冬季,夏季则完全升华消失;而火星南极则被8米厚的永久干冰层覆盖,如此差异是因为火星南极的高程较高。正因为有许多大气层中的气体随季节变化被冻结在冬季极区,导致了如此大的气压变化。
大气环流
火星大气环流主要为单胞环流,大气在热带地区上升,至极区下沉,再沿地面回到赤道。
(地球的大气环流为三圈环流)
火星与地球环流的区别就在于气流能否直接到达极地或者热带地区。地球上,从赤道地区上升的气流,在高空向北流的过程中,由于科氏力的作用,气流在副热带高空变成西风,并在副热带地区下沉,形成副热带高压;从极地向南流出的冷空气,也是由于科氏力的作用,不能直接到达低纬度。与地球相比,火星大气稀薄得多,因此科氏力比较小,所以火星的大气环流就只是简单的单胞环流。
风速
火星上地面风通常为16公里/小时至32公里/小时,不过,沙尘暴往往会“贡献”极端大风,1977年“维京一号”着陆器在沙尘暴期间测得的风速就高达113公里/小时。
(地球:2018年强台风“山竹”在广东登陆时中心最大风速162公里/小时)
不过,专注于火星和地球风速的“较量”可能引起误解。因为火星大气的密度不到地球大气层的1%,这意味着要在火星上放风筝,风必须比在地球上吹得快得多,才能将风筝放到空中。
沙尘暴
当“水手9号”探测器在1971年到达火星时,全世界都希望能看到火星表面的细节。实际上却看到几乎是行星尺度的沙尘暴。此后,该风暴持续了一个月。
后来的观测证实,沙尘暴在火星上很常见。但每隔10年左右,就会有一些失控的风暴暴发,使整个星球笼罩在一片沙尘之中。
Ⅳ 制作一份关于祖国(中国)的手抄报,帮忙想想大概内容和构图!
龙,是祖国的象征,我们每个炎黄子孙都是龙的传人。有福同享,有难同当——这就是华夏儿女泱泱的气节,因为我们有一个共同的母亲,那就是中国!
一想到祖国这个字眼,我就会感到无比的激动,那壮丽的山河,悠久的历史,灿烂的文化,优良的传统……无不是我们中国人的骄傲。祖国,你缔造了一个又一个的美丽神话:四大发明令人惊叹,万里长城举世瞩目,神舟六号遨游太空,北京奥运成功举办,抗震救灾众志成城……这些怎能不让我们中华儿女倍感自豪?回首往昔,在我们遭受外国人的欺凌时,你一次又一次地从危险困境中走出来,因为你心中有我们,有人民!你用伟岸身躯来保护我们,我们也要回报于你:爱你,保卫你。
从我懂得要爱国的那一天起,“李大钊”这个名字就深深地印在我的脑海中:1926年3月,李大钊为了拯国家于危难,救人民于水火,领导并亲自参加了北京人民反对日、英帝国主义和反对军阀张作霖、吴佩孚的斗争。北洋军阀段祺瑞执政府制造了“三?一八”惨案,北京一片白色恐怖。李大钊在极端危险和困难的情况下,继续领导党的北方组织坚持革命斗争。1927年4月6日,奉系军阀张作霖勾结帝国主义,逮捕了李大钊等80余人。李大钊备受酷刑,在监狱中,在法庭上,始终大义凛然,坚贞不屈。4月28日,反动军阀不顾广大人民群众和社会舆论的强烈反对和谴责,悍然将李大钊等20位革命者绞杀在西交民巷京师看守所内。李大钊第一个走上绞架,从容就义,时年38岁。五千多年的文明史,孕育了华夏儿女的钢筋铁骨养成了中华民族的“浩然正气”。像李大钊这样“捐躯赴国难,视死忽如归”的英雄在我们祖国有何止他一个:精忠报国的岳飞、收复台湾的郑成功、两弹一星的邓稼先、中国革命的先驱者孙中山……无数仁人志士用碧血丹心谱写了一曲曲爱国之歌。他们就算死也要为祖国效忠。
同学们,我们应该为生在这个英雄的国度而自豪,为这些民族之花而骄傲!我们少先队员也要向这些爱国者学习,就算不能为祖国死,也要为祖国尽自己最大的力。爱国,不应该流于形式,它需要的是实实在在的行动。我们要从自我做起,从身边的小事做起:不乱丢垃圾,不随地吐痰,不踩踏花草;节约每一滴水,节约每一张纸,节约每一度电……我们从小就要树立远大的理想,那就是报效祖国,为祖国的繁荣富强而努力奋斗。想到祖国以前受到的种种屈辱,我就会在心中燃起一团团熊熊烈火。我在心底里不断地说:“加油,自己;加油,祖国!”我深知:报效祖国需要有强健的身体,丰富的学识,高超的本领。因此,我要珍惜现在的每分每秒,抓紧锻炼身体,努力学习功课,培养高尚的道德情操,掌握丰富的知识,增强创新意识,准备着,时刻准备着——为建设祖国,振兴中华做出自己应有的贡献。
祖国,你将永远会在我心中占有崇高神圣的地位,因为如果没有日益强大起来的你,就不会有我们大家现在的幸福生活,祖国,我永远祝福你!
你问我谁会有那长城般刚强的脊梁,
我说,祖国。
你问我谁会有那五千年亘长的沧桑,
我告诉你,是祖国。
你问我谁会有西子湖一般的秀丽,
我笑了笑,告诉你,还是祖国。
你问我祖国的方向,
我指向旭日初升的东方。
你问我祖国的热情,
我指向五湖四海的人们的脸庞。
你问我祖国的未来,
我指向猎猎红旗上那一轮骄阳。
青年啊,祖国的希望。
你说你明白了,但似乎还是有些彷徨。
好吧,就让我告诉你,
祖国是一个民族的凝聚力象征,
祖国是一个守护希望的港湾,
祖国是蒸蒸日上的现在,
祖国是很久以后的未来。
Ⅳ 白杨礼赞原文
白杨礼赞
白杨树实在不是平凡的,我赞美白杨树!
汽车在望不到边际的高原上奔驰,扑入你的视野的,是黄绿错综的一条大毡子。黄的是土,未开垦的处女土,几十万年前由伟大的自然力堆积成功的黄土高原的外壳;绿的呢,是人类劳力战胜自然的成果,是麦田。
和风吹送,翻起了一轮一轮的绿波——这时你会真心佩服昔人所造的两个字“麦浪”,若不是妙手偶得,便确是经过锤炼的语言的精华。黄与绿主宰着,无边无垠,坦荡如砥,这时如果不是宛若并肩的远山的连峰提醒了你(这些山峰凭你的肉眼来判断,就知道是在你脚底下的),你会忘记了汽车是在高原上行驶。
这时你涌起来的感想也许是“雄壮”,也许是“伟大”,诸如此类的形容词;然而同时你的眼睛也许觉得有点倦怠,你对当前的“雄壮”或“伟大”闭了眼,而另一种的味儿在你心头潜滋暗长5了——“单调”。可不是?单调,有一点儿吧?
然而刹那间,要是你猛抬眼看见了前面远远有一排——不,或者甚至只是三五株,一株,傲然地耸立,像哨兵似的树木的话,那你的恹恹欲睡的情绪又将如何?我那时是惊奇地叫了一声的。
那就是白杨树,西北极普通的一种树,然而实在不是平凡的一种树。
那是力争上游的一种树,笔直的干,笔直的枝。它的干呢,通常是丈把高,像是加以人工似的,一丈以内绝无旁枝。它所有的丫枝呢,一律向上,而且紧紧靠拢,也像是加以人工似的,成为一束,绝无横斜逸出。
它的宽大的叶子也是片片向上,几乎没有斜生的,更不用说倒垂了;它的皮,光滑而有银色的晕圈,微微泛出淡青色。这是虽在北方的风雪的压迫下却保持着倔强挺立的一种树。哪怕只有碗来粗细罢,它却努力向上发展,高到丈许,二丈,参天耸立,不折不挠,对抗着西北风。
这就是白杨树,西北极普通的一种树,然而决不是平凡的树!
它没有婆娑的姿态,没有屈曲盘旋的虬枝,也许你要说它不美丽,──如果美是专指“婆娑”或“横斜逸出”之类而言,那么白杨树算不得树中的好女子;但是它却是伟岸,正直,朴质,严肃,也不缺乏温和,更不用提它的坚强不屈与挺拔,它是树中的伟丈夫!
当你在积雪初融的高原上走过,看见平坦的大地上傲然挺立这么一株或一排白杨树,难道你觉得树只是树,难道你就不想到它的朴质,严肃,坚强不屈,至少也象征了北方的农民;难道你竟一点也不联想到,在敌后的广大土地上,到处有坚强不屈,就象这白杨树一样傲然挺立的守卫他们家乡的哨兵!
难道你又不更远一点想到这样枝枝叶叶靠紧团结,力求上进的白杨树,宛然象征了今天在华北平原纵横决荡用血写出新中国历史的那种精神和意志。
白杨不是平凡的树。它在西北极普遍,不被人重视,就跟北方农民相似;它有极强的生命力,磨折不了,压迫不倒,也跟北方的农民相似。我赞美白杨树,就因为它不但象征了北方的农民,尤其象征了今天我们民族解放斗争中所不可缺的朴质,坚强,以及力求上进的精神。
让那些看不起民众,贱视民众,顽固的倒退的人们去赞美那贵族化的楠木(那也是直干秀颀的),去鄙视这极常见,极易生长的白杨罢,但是我要高声赞美白杨树!
(5)北极成果扩展阅读:
作者以西北黄土高原上“参天耸立,不折不挠,对抗着西北风”的白杨树,来象征坚韧、勤劳的北方农民,歌颂他们在民族解放斗争中的朴实、坚强和力求上进的精神,同时对于那些“贱视民众,顽固的倒退的人们”也投出了辛辣的嘲讽。
茅盾(1896~1981),原名沈德鸿,字雁冰,浙江桐乡人,中国现代作家。
1916年毕业于北京大学预科班。1916年后历任上海商务印书馆编辑、《小说月报》主编、《民国日报》主编,为文学研究会发起人之一。1928年赴日本,1930年回国,加入左翼作家联盟。新中国成立后历任文化部长、中国作协主席等职。主要作品有长篇小说《子夜》,中篇小说《蚀》(三部曲),短篇小说《春蚕》、《林家铺子》等。
Ⅵ 关于宇宙的起点问题
“宇宙到底是什么样子?”目前尚无定论。值得一提的是史蒂芬·霍金的观点比较让人容易接受:宇宙有限而无界,只不过比地球多了几维。比如,我们的地球就是有限而无界的。在地球上,无论从南极走到北极,还是从北极走到南极,你始终不可能找到地球的边界,但你不能由此认为地球是无限的。实际上,我们都知道地球是有限的。地球如此,宇宙亦是如此。
怎么理解宇宙比地球多了几维呢?举个例子:一个小球沿地面滚动并掉进了一个小洞中,在我们看来,小球是存在的,它还在洞里面,因为我们人类是“三维”的;而对于一个动物来说,它得出的结论就会是:小球已经不存在了!它消失了。为什么会得出这样的结论呢?因为它生活在“二维”世界里,对“三维”事件是无法清楚理解的。同样的道理,我们人类生活在“三维”世界里,对于比我们多几维的宇宙,也是很难理解清楚的。这也正是对于“宇宙是什么样子”这个问题无法解释清楚的原因。
1、均匀的宇宙
长期以来,人们相信地球是宇宙的中心。哥白尼把这个观点颠倒了过来,他认为太阳才是宇宙的中心。地球和其他行星都围绕着太阳转动,恒星则镶嵌在天球的最外层上。布鲁诺进一步认为,宇宙没有中心,恒星都是遥远的太阳。
无论是托勒密的地心说还是哥白尼的日心说,都认为宇宙是有限的。教会支持宇宙有限的论点。但是,布鲁诺居然敢说宇宙.是无限的,从而挑起了宇宙究竟有限还是无限的长期论战。这场论战并没有因为教会烧死布鲁诺而停止下来。主张宇宙有限的人说:“宇宙怎么可能是无限的呢?”这个问题确实不容易说清楚。主张宇宙无限的人则反问:“宇宙怎么可能是有限的呢?”这个问题同样也不好回答。
随着天文观测技术的发展,人们看到,确实像布鲁诺所说的那样,恒星是遥远的太阳。人们还进一步认识到,银河是由无数个太阳系组成的大星系,我们的太阳系处在银河系的边缘,围绕着银河系的中心旋转,转速大约每秒250千米,围绕银心转一圈约需2.5亿年。太阳系的直径充其量约1光年,而银河系的直径则高达10万光年。银河系由1000多亿颗恒星组成,太阳系在银河系中的地位,真像一粒砂子处在北京城中。后来又发现,我们的银河系还与其他银河系组成更大的星系团,星系团的直径约为107光年(1000万光年)。目前,望远镜观测距离已达100亿光年以上,在所见的范围内,有无数的星系团存在,这些星系团不再组成更大的团,而是均匀各向同性地分布着。这就是说,在10的7次方光年的尺度以下,物质是成团分布的。卫星绕着行星转动,行星、彗星则绕着恒星转动,形成一个个太阳系。这些太阳系分别由一个、两个、三个或更多个太阳以及它们的行星组成。有两个太阳的称为双星系,有三个以上太阳的称为聚星系。成千亿个太阳系聚集在一起,形成银河系,组成银河系的恒星(太阳系)都围绕着共同的重心——银心转动。无数的银河系组成星系团,团中的各银河系同样也围绕它们共同的重心转动。但是,星系团之间,不再有成团结构。各个星系团均匀地分布着,无规则地运动着。从我们地球上往四面八方看,情况都差不多。粗略地说,星系固有点像容器中的气体分子,均匀分布着,做着无规则运动。这就是说,在10的8次方光年(一亿光年)的尺度以上,宇宙中物质的分布不再是成团的,而是均匀分布的。由于光的传播需要时间,我们看到的距离我们一亿光年的星系,实际上是那个星系一亿年以前的样子。所以,我们用望远镜看到的,不仅是空间距离遥远的星系,而且是它们的过去。从望远镜看来,不管多远距离的星系团,都均匀各向同性地分布着。
因而我们可以认为,宇观尺度上(10的5次方光年以上)物质分布的均匀状态,不是现在才有的,而是早已如此。
于是,天体物理学家提出一条规律,即所谓宇宙学原理。这条原理说,在宇观尺度上,三维空间在任何时刻都是均匀各向同性的。现在看来,宇宙学原理是对的。所有的星系都差不多,都有相似的演化历程。因此我们用望远镜看到的遥远星系,既是它们过去的形象,也是我们星系过去的形象。望远镜不仅在看空间,而且在看时间,在看我们的历史。
2、有限而无边的宇宙
爱因斯坦发表广义相对论后,考虑到万有引力比电磁力弱得多,不可能在分子、原子、原子核等研究中产生重要的影响,因而他把注意力放在了天体物理上。他认为,宇宙才是广义相对论大有用武之地的领域。
爱因斯坦1915年发表广义相对论,1917年就提出一个建立在广义相对论基础上的宇宙模型。这是一个人们完全意想不到的模型。在这个模型中,宇宙的三维空间是有限无边的,而且不随时间变化。以往人们认为,有限就是有边,无限就是无边。爱因斯坦把有限和有边这两个概念区分开来。
一个长方形的桌面,有确定的长和宽,也有确定的面积,因而大小是有限的。同时它有明显的四条边,因此是有边的。如果有一个小甲虫在它上面爬,无论朝哪个方向爬,都会很快到达桌面的边缘。所以桌面是有限有边的二维空间。如果桌面向四面八方无限伸展,成为欧氏几何中的平面,那么,这个欧氏平面是无限无边的二维空间。
我们再看一个篮球的表面,如果篮球的半径为r,那么球面的面积是4πr的2次方,大小是有限的。但是,这个二维球面是无边的。假如有一个小甲虫在它上面爬,永远也不会走到尽头。所以,篮球面是一个有限无边的二维空间。
按照宇宙学原理,在宇观尺度上,三维空间是均匀各向同性的。爱因斯坦认为,这样的三维空间必定是常曲率空间,也就是说空间各点的弯曲程度应该相同,即应该有相同的曲率。由于有物质存在,四维时空应该是弯曲的。三维空间也应是弯的而不应是平的。爱因斯坦觉得,这样的宇宙很可能是三维超球面。三维超球面不是通常的球体,而是二维球面的推广。通常的球体是有限有边的,体积是4/3πr的3次方,它的边就是二维球面。三维超球面是有限无边的,生活在其中的三维生物(例如我们人类就是有长、宽、高的三维生物),无论朝哪个方向前进均碰不到边。假如它一直朝北走,最终会从南边走回来。
宇宙学原理还认为,三维空间的均匀各向同性是在任何时刻都保持的。爱因斯坦觉得其中最简单阶情况就是静态宇宙,也就是说,不随时间变化的宇宙。这样的宇宙只要在某一时刻均匀各向同性,就永远保持均匀各向同性。
爱因斯坦试图在三维空间均匀各向同性、且不随时间变化的假定下,救解广义相对论的场方程。场方程非常复杂,而且需要知道初始条件(宇宙最初的情况)和边界条件(宇宙边缘处的情况)才能求解。本来,解这样的方程是十分困难的事情,但是爱因斯坦非常聪明,他设想宇宙是有限无边的,没有边自然就不需要边界条件。他又设想宇宙是静态的,现在和过去都一样,初始条件也就不需要了。再加上对称性的限制(要求三维空间均匀各向同性),场方程就变得好解多了。但还是得不出结果。反复思考后,爱因斯坦终于明白了求不出解的原因:广义相对论可以看作万有引力定律的推广,只包含“吸引效应”不包含“排斥效应”。而维持一个不随时间变化的宇宙,必须有排斥效应与吸引效应相平衡才行。这就是说,从广义相对论场方程不可能得出“静态”宇宙。要想得出静态宇宙,必须修改场方程。于是他在方程中增加了一个“排斥项”,叫做宇宙项。这样,爱因斯坦终于计算出了一个静态的、均匀各向同性的、有限无边的宇宙模型。一时间大家非常兴奋,科学终于告诉我们,宇宙是不随时间变化的、是有限无边的。看来,关于宇宙有限还是无限的争论似乎可以画上一个句号了。
3、膨胀或脉动的宇宙
几年之后,一个名不见经传的前苏联数学家弗利德曼,应用不加宇宙项的场方程,得到一个膨胀的、或脉动的宇宙模型。弗利德曼宇宙在三维空间上也是均匀、各向同性的,但是,它不是静态的。这个宇宙模型随时间变化,分三种情况。第一种情况,三维空间的曲率是负的;第二种情况,三维空间的曲率为零,也就是说,三维空间是平直的;第三种情况,三维空间的曲率是正的。前两种情况,宇宙不停地膨胀;第三种情况,宇宙先膨胀,达到一个极大值后开始收缩,然后再膨胀,再收缩……因此第三种宇宙是脉动的。弗利德曼的宇宙最初发表在一个不太著名的杂志上。后来,西欧一些数学家物理学家得到类似的宇宙模型。爱因斯坦得知这类膨胀或脉动的宇宙模型后,十分兴奋。他认为自己的模型不好,应该放弃,弗利德曼模型才是正确的宇宙模型。
同时,爱因斯坦宣称,自己在广义相对论的场方程上加宇宙项是错误的,场方程不应该含有宇宙项,而应该是原来的老样子。但是,宇宙项就像“天方夜谭”中从瓶子里放出的魔鬼,再也收不回去了。后人没有理睬爱因斯坦的意见,继续讨论宇宙项的意义。今天,广义相对论的场方程有两种,一种不含宇宙项,另一种含宇宙项,都在专家们的应用和研究中。
早在1910年前后,天文学家就发现大多数星系的光谱有红移现象,个别星系的光谱还有紫移现象。这些现象可以用多谱勒效应来解释。远离我们而去的光源发出的光,我们收到时会感到其频率降低,波长变长,并出现光谱线红移的现象,即光谱线向长波方向移动的现象。反之,向着我们迎面而来的光源,光谱线会向短波方向移动,出现紫移现象。这种现象与声音的多普勒效应相似。许多人都有过这样的感受:迎面而来的火车其鸣叫声特别尖锐刺耳,远离我们而去的火车其鸣叫声则明显迟钝。这就是声波的多普勒效应,迎面而来的声源发出的声波,我们感到其频率升高,远离我们而去的声源发出的声波,我们则感到其频率降低。
如果认为星系的红移、紫移是多普勒效应,那么大多数星系都在远离我们,只有个别星系向我们靠近。随之进行的研究发现,那些个别向我们靠近的紫移星系,都在我们自己的本星系团中(我们银河系所在的星系团称本星系团)。本星系团中的星系,多数红移,少数紫移;而其他星系团中的星系就全是红移了。
1929年,美国天文学家哈勃总结了当时的一些观测数据,提出一条经验规律,河外星系(即我们银河系之外的其他银河系)的红移大小正比于它们离开我们银河系中心的距离。由于多普勒效应的红移量与光源的速度成正比,所以,上述定律又表述为:河外星系的退行速度与它们离我们的距离成正比:
V=HD
式中V是河外星系的退行速度,D是它们到我们银河系中心的距离。这个定律称为哈勃定律,比例常数H称为哈勃常数。按照哈勃定律,所有的河外星系都在远离我们,而且,离我们越远的河外星系,逃离得越快。
哈勃定律反映的规律与宇宙膨胀理论正好相符。个别星系的紫移可以这样解释,本星系团内部各星系要围绕它们的共同重心转动,因此总会有少数星系在一定时间内向我们的银河系靠近。这种紫移现象与整体的宇宙膨胀无关。
哈勃定律大大支持了弗利德曼的宇宙模型。不过,如果查看一下当年哈勃得出定律时所用的数据图,人们会感到惊讶。在距离与红移量的关系图中,哈勃标出的点并不集中在一条直线附近,而是比较分散的。哈勃怎么敢于断定这些点应该描绘成一条直线呢?一个可能的答案是,哈勃抓住了规律的本质,抛开了细节。另一个可能是,哈勃已经知道当时的宇宙膨胀理论,所以大胆认为自己的观测与该理论一致。以后的观测数据越来越精,数据图中的点也越来越集中在直线附近,哈勃定律终于被大量实验观测所确认。
4、宇宙有限还是无限
现在,我们又回到前面的话题,宇宙到底有限还是无限?有边还是无边?对此,我们从广义相对论、大爆炸宇宙模型和天文观测的角度来探讨这一问题。
满足宇宙学原理(三维空间均匀各向同性)的宇宙,肯定是无边的。但是否有限,却要分三种情况来讨论。
如果三维空间的曲率是正的,那么宇宙将是有限无边的。不过,它不同于爱因斯坦的有限无边的静态宇宙,这个宇宙是动态的,将随时间变化,不断地脉动,不可能静止。这个宇宙从空间体积无限小的奇点开始爆炸、膨胀。此奇点的物质密度无限大、温度无限高、空间曲率无限大、四维时空曲率也无限大。在膨胀过程中宇宙的温度逐渐降低,物质密度、空间曲率和时空曲率都逐渐减小。体积膨胀到一个最大值后,将转为收缩。在收缩过程中,温度重新升高、物质密度、空间曲率和时空曲率逐渐增大,最后到达一个新奇点。许多人认为,这个宇宙在到达新奇点之后将重新开始膨胀。显然,这个宇宙的体积是有限的,这是一个脉动的、有限无边的宇宙。
如果三维空间的曲率为零,也就是说,三维空间是平直的(宇宙中有物质存在,四维时空是弯曲的),那么这个宇宙一开始就具有无限大的三维体积,这个初始的无限大三维体积是奇异的(即“无穷大”的奇点)。大爆炸就从这个“无穷大”奇点开始,爆炸不是发生在初始三维空间中的某一点,而是发生在初始三维空间的每一点。即大爆炸发生在整个“无穷大”奇点上。这个“无穷大”奇点。温度无限高、密度无限大、时空曲率也无限大(三维空间曲率为零)。爆炸发生后,整个“奇点”开始膨胀,成为正常的非奇异时空,温度、密度和时空曲率都逐渐降低。这个过程将永远地进行下去。这是一种不大容易理解的图像:一个无穷大的体积在不断地膨胀。显然,这种宇宙是无限的,它是一个无限无边的宇宙。
三维空间曲率为负的情况与三维空间曲率为零的情况比较相似。宇宙一开始就有无穷大的三维体积,这个初始体积也是奇异的,即三维“无穷大”奇点。它的温度、密度无限高,三维、四维曲率都无限大。大爆炸发生在整个“奇点”上,爆炸后,无限大的三维体积将永远膨胀下去,温度、密度和曲率都将逐渐降下来。这也是一个无限的宇宙,确切地说是无限无边的宇宙。
那么,我们的宇宙到底属于上述三种情况的哪一种呢?我们宇宙的空间曲率到底为正,为负,还是为零呢?这个问题要由观测来决定。
广义相对论的研究表明,宇宙中的物质存在一个临界密度ρc,大约是每立方米三个核子(质子或中子)。如果我们宇宙中物质的密度ρ大于ρc,则三维空间曲率为正,宇宙是有限无边的;如果ρ小于ρc,则三维空间曲率为负,宇宙也是无限无边的。因此,观测宇宙中物质的平均密度,可以判定我们的宇宙究竟属于哪一种,究竞有限还是无限。
此外,还有另一个判据,那就是减速因子。河外星系的红移,反映的膨胀是减速膨胀,也就是说,河外星系远离我们的速度在不断减小。从减速的快慢,也可以判定宇宙的类型。如果减速因子q大于1/2,三维空间曲率将是正的,宇宙膨胀到一定程度将收缩;如果q等于1/2,三维空间曲率为零,宇宙将永远膨胀下去;如果q小于1/2,三维空间曲率将是负的,宇宙也将永远膨胀下去。
表3列出了有关的情况:
表3
宇宙中物质密度 红移的减速因子 三维空间曲率 宇宙类型 膨胀特点
ρ>ρc q>1/2 正 有限无边 脉动
ρ=ρc q=1/2 零 无限无边 永远膨胀
ρ<ρc q<1/2 负 无限无边 永远膨胀
我们有了两个判据,可以决定我们的宇宙究竟属于哪一种了。观测结果表明,ρ<ρc,我们宇宙的空间曲率为负,是无限无边的宇宙,将永远膨胀下去!不幸的是,减速因子观测给出了相反的结果,q>1/2,这表明我们宇宙的空间曲率为正,宇宙是有限无边的,脉动的,膨胀到一定程度会收缩回来。哪一种结论正确呢?有些人倾向于认为减速因子的观测更可靠,推测宇宙中可能有某些暗物质被忽略了,如果找到这些暗物质,就会发现ρ实际上是大于ρc的。另一些人则持相反的看法。还有一些人认为,两种观测方式虽然结论相反,但得到的空间曲率都与零相差不大,可能宇宙的空间曲率就是零。然而,要统一大家的认识,还需要进一步的实验观测和理论推敲。今天,我们仍然肯定不了宇宙究竟有限还是无限,只能肯定宇宙无边,而且现在正在膨胀!此外,还知道膨胀大约开始于100亿-200亿年以前,这就是说,我们的宇宙大约起源于100亿-200亿年之前。
5、爱因斯坦宇宙模型
根据物理理论,在一定的假设前提下提出的关于宇宙的设想与推测,称为宇宙模型。
著名科学家爱因斯坦于1915年建立了广义相对论的物理理论。这一理论认为,宇宙中没有绝对空间和绝对时间,无论是空间和时间都不能与物质隔开来,空间和时间均受物质影响;引力是空间弯曲的效应,而空间弯曲是由物质存在决定的。爱因斯坦将他的理论应用于宇宙研究,1917年发表了《根据广义相对论的宇宙学考察》的论文,他将广义相对论的引力场方程用于整个宇宙,建立起一种宇宙模型。
当时科学家普遍认为宇宙是静止的,不随时间变化的。虽然在几年前,美国天文学家斯里弗已发现了河外星系的谱线红移(显然这是对静止宇宙的挑战),但由于当时正值第一次世界大战,这一消息并没有传到欧洲。因此,爱因斯坦也和大多数科学家一样,认为宇宙是静态的。爱因斯坦想从引力场方程着手,得出一个宇宙是静态的、均匀的、各向同性的答案。但他得到的解是不稳定的,表明全间和距离不是恒定不变的,而是随时变化的。为了得到一个空间是稳定的解,爱因斯坦人为地在引力场方程中引入一个叫做“宇宙常数”的项,让它起斥力的作用。爱因斯坦得出一个有限无边的静态宇宙模型,称为爱因斯坦宇宙模型。为了便于理解,可把它比喻为三维空间中的一个二维球面:球面的面积是有限的、但沿着球面没有边界,也无中心,球面保持静态状态。几年以后,爱因斯坦得知河外星系退行,宇宙是膨胀的消息后,非常后悔在自己的模型中加了一个宇宙常数项,称这是他一生中犯的最大错误。
最新发现:银河系奇异恒星的伴星现身
科学家利用NASA的远紫外谱仪探索卫星首次探测到船底座伊塔星(Eta Carinae)的伴星。船底座伊塔星是银河系中最重最奇异的星体,座落在离地球7500光年船底座,在南半球用肉眼就可以清楚的看到。科学家认为船底座伊塔星是一个正迅速走向衰亡的不稳定恒星。
长期以来,科学家们就推断它应该存在着一颗伴星,但是一直得不到直接的证据。间接的证据来自其亮度呈现的规则变化。科学家发现船底座伊塔星在可见光,X-射线,射电波和红外线波段的亮度都呈现规则的重覆模式,因此推测它可能是一个双星系统。最有力的证据是每过5年半,船底座伊塔星系统发出的X-射线就会消失约三个月时间。科学家认为船底座伊塔星温度太低,本身并不能发出X-射线,但是它以每秒300英里的速度向外喷发气体粒子,这些气体粒子和伴星发出的粒子相互碰撞后发出X-射线。科学家认为X-射线消失的原因是船底座伊塔星每隔5年半就挡住了这些X-射线。最近一次X-射线消失开始于2003年6月29日。
科学家推断船底座伊塔星和其伴星的距离是地球到太阳之间的距离的10倍,因为它们距离太近,离地球又太远,无法用望远镜直接将它们区分开。另外一种方法就是直接观测伴星所发出的光。但是船底座伊塔星的伴星比其本身要暗的多,以前科学家曾经试图用地面望远镜和哈勃望远镜观测,但都没有成功。
美国天主教大学的科学家罗辛纳. 而平(Rosina Iping)及其合作者利用远紫外谱仪卫星来观测这颗伴星,因为它比哈勃望远镜能观测到波长更短的紫外线。它们在6月10日,17日观测到了远紫外线,但是在6月27日,也就是在X-射线消失前的两天远紫外线消失了。观测到的远紫外线来自船底座伊塔星的伴星,因为船底座伊塔星温度太低,本身不会发出远紫外线。这意味着船底座伊塔星挡住了X-射线的同时也挡住了伴星。这是科学家首次观测到船底座伊塔星的伴星发出的光,从而证实了这颗伴星的存在。
有三个太阳的恒星
据新华社14日电 据14日出版的《自然》杂志报道,美国天文学家在距离地球149光年的地方发现了一个具有三颗恒星的奇特星系,在这个星系内的行星上,能看到天空中有三个太阳。
美国加州理工学院的天文学家在该杂志上报告说,他们发现天鹅星座中的HD188753星系中有3颗恒星。处于该星系中心的一颗恒星与太阳系中的太阳类似,它旁边的行星体积至少比木星大14%。该行星与中心恒星的距离大约为800万公里,是太阳和地球之间距离的二十分之一。而星系的另外两颗恒星处于外围,它们彼此相距不远,也围绕中心恒星公转。
银河系中的星系多为单星系或双星系,具有三颗以上恒星的星系被称为聚星系,不太多见。
恒星并不是平均分布在宇宙之中,多数的恒星会受彼此的引力影响,形成聚星系统,如双星、三恒星,甚至形成星团,及星系等由数以亿计的恒星组成的恒星集团。
天文学家发现宇宙中生命诞生是普遍的现象
近日美国宇航局寻找地球以外生命物质存在证据的科研小组研究发现,某些在实际生命化学反应中起到至关重要作用的有机化学物质,普遍存在于我们地球以外的浩瀚宇宙中。研究结果表明,在宇宙深处存在生命物质、或者有孕育生命物质的化学反应发生,这在浩瀚的宇宙中是一种普遍现象。
上述研究来自“美国宇航局艾姆斯研究中心(NASA Ames Research Center)”的一个外空生物科研小组。在该小组工作的科学家道格拉斯-希金斯介绍时称:“根据科研小组最新的研究结果显示,一类在生物生命化学中起至关重要作用的化合物,在广袤的宇宙空间中广泛而且大量地存在着。” 作为该外空生物学研究小组的主要成员之一,道格拉斯-希金斯以第一作者的身份将他们的最新研究成果撰文发表在10月10日出版的《天体物理学》杂志上。
希金斯在描述其研究结果时介绍:“利用美国宇航局斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)最近的观测结果,天文学家在我们所居住的银河系内,到处都发现了一种复杂有机物‘多环芳烃’(PAHs)存在的证据。但是这项发现一开始只得到天文学家的重视,并没有引起对外空生物进行研究的天体生物学家们的兴趣。因为对于生物学而言,普通的多环芳烃物质存在并不能说明什么实质问题。但是,我们的研究小组在最近一项分析结果中却惊喜的发现,宇宙中看到的这些多环芳烃物质,其分子结构中含有‘氮’元素(N)的成分,这一意外发现使我们的研究发生了戏剧性改变。”
该研究小组的另一成员,来自美国宇航局艾姆斯研究中心的天体生物学家路易斯-埃兰曼德拉说:“包括DNA分子在内,对于大多数构成生命的化学物质而言,含氮的有机分子参与是必须的条件。举一个含氮有机物质在生命物质意义上最典型的例子,象我们所熟悉的叶绿素,其对于植物的光合作用起着关键作用,而叶绿素分子中富含这种含氮多环芳烃(PANHs)成分。”
据介绍,在科研小组的研究工作中,除了利用来自斯皮策望远镜得到的观测数据外,科研人员还使用了欧洲宇航局太空红外天文观测卫星的观测数据。在美国宇航局艾姆斯研究中心的实验室中,研究人员对这类特殊的多环芳烃,利用红外光谱化学鉴定技术对其分子结构和化学成分进行了全面分析,找到其中氮元素存在的证据。同时科学家利用计算机技术对这些宇宙中普遍存在的含氮多环芳烃,进行了红外射线光谱模拟分析。
路易斯-埃兰曼德拉同时还表示:“除去上述分析结论以外,更加富有戏剧性的发现是,在斯皮策太空望远镜的观测中还显示出,在宇宙中一些即将死亡的恒星天体周围,环绕其外的众多星际物质中,都大量蕴藏着这种特殊的含氮多环芳烃成分。这一发现从某种意义上似乎也告诉我们,在浩瀚的宇宙星空中,即使在死亡来临的时候,同时也孕育着新生命开始的火种。”
本年度最大科学突破:宇宙正膨胀 发现暗能量
通过分析星系团(图中左侧的点),斯隆数字天空观测计划天文学家确定,暗能量正在驱动着宇宙不断地膨胀。
据英国《卫报》报道,证实宇宙正在膨胀是本年度最重大的科学突破。
报道说,近73%的宇宙由神秘的暗能量组成,它是一种反重力。在19日出版的美国《科学》杂志上,暗能量的发现被评为本年度最重大的科学突破。通过望远镜,人类在宇宙中已经发现近2000亿个星系,每一个星系中又有约2000亿颗星球。但所有这些加起来仅占整个宇宙的4%。
现在,在新的太空探索基础上,以及通过对100万个星系进行仔细研究,天文学家们至少已经弄清了部分情况。约23%的宇宙物质是“暗物质”。没有人知道它们究竟是什么,因为它们无法被检测到,但它们的质量大大超过了可见宇宙的总和。而近73%的宇宙是最新发现的暗能量。这种奇特的力量似乎正在使宇宙加速膨胀。英国皇家天文学家马丁·里斯爵士将这一发现称为“最重要的发现”。
这一发现是绕轨道运行的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)和斯隆数字天文台(SDSS)的成果。它解决了关于宇宙的年龄、膨胀的速度及组成宇宙的成分等一系列问题的长期争论。天文学家现在相信宇宙的年龄是137亿年
Ⅶ 世界上有什么鸟
鸟纲在生物分来类学上是脊椎动自物亚门下的一个纲。(图:褐马鸡)
鸟的主要特征是:大多数飞翔生活。体表被覆羽毛,一般前肢变成翼(有的种类翼退化),骨多孔隙,内充气体;心脏有两心房和两心室。体温恒定。呼吸器官除具肺外,还有由肺壁凸出而形成的气囊,用来帮助肺进行双重呼吸。卵生。
鸟是两足、恒温、卵生的脊椎动物,身披羽毛,前肢演化成翼,有坚硬的喙。 鸟的体型大小不一,既有很小的蜂鸟也有巨大的鸵鸟和鸸鹋(产于澳洲的一种体型大而不会飞的鸟)。
鸟类种类繁多,分布全球,生态多样,现在鸟类可分为三个总目。平胸总目,包括一类善走而不能飞的鸟,如鸵鸟。企鹅总目,包括一类善游泳和潜水而不能飞的鸟,如企鹅。突胸总目,包括两翼发达能飞的鸟,绝大多数鸟类属于这个总目。
目前全世界为人所知的鸟类一共有9,000多种,光中国就记录有1,300多种,其中不乏中国特有鸟种(参见中国特有鸟种列表)。大约有120-130种鸟已绝种,与其他陆生脊椎动物相比,鸟是一个拥有很多独特生理特点的种类。
Ⅷ 古今中外名人勤学的故事
1、陆羽弃佛从文
唐朝著名学者陆羽,从小是个孤儿,被智积禅师抚养长大。陆羽虽身在庙中,却不愿终日诵经念佛,而是喜欢吟读诗书。陆羽执意下山求学,遭到了禅师的反对。禅师为了给陆羽出难题,同时也是为了更好地教育他,便叫他学习冲茶。
在钻研茶艺的过程中,陆羽碰到了一位好心的老婆婆,不仅学会了复杂的冲茶技巧,更学会了不少读书和做人的道理。当陆羽最终将一杯热气腾腾的苦丁茶端到禅师面前时,禅师终于答应了他下山读书的要求。后来,陆羽撰写了广为流传的《茶经》,把祖国的茶艺文化发扬光大!这就是陆羽弃佛从文的励志故事。
2、勤学好问的伽利略
伽利略17岁那年,考进了比萨大学医科专业。他喜欢提问题,不问个水落石出决不罢休。有一次上课,比罗教授讲胚胎学。他讲道:“母亲生男孩还是生女孩,是由父亲的强弱决定的。父亲身体强壮,母亲就生男孩;父亲身体衰弱,母亲就生女孩。”比罗教授的话音刚落,伽利略就举手说道:“老师,我有疑问。”
比罗教授不高兴地说:“你提的问题太多了!你是个学生,上课时应该认真听老师讲,多记笔记,不要胡思乱想,动不动就提问题,影响同学们学习!”“这不是胡思乱想,也不是动不动就提问题。我的邻居,男的身体非常强壮,可他的妻子一连生了5个女儿。
这与老师讲的正好相反,这该怎么解释?”伽利略没有被比罗教授吓倒,继续反问。“我是根据古希腊著名学者亚里士多德的观点讲的,不会错!”比罗教授搬出了理论根据,想压服他。
伽利略继续说:“难道亚里士多德讲的不符合事实,也要硬说是对的吗?科学一定要与事实符合,否则就不是真正的科学。”比罗教授被问倒了,下不了台。后来,伽利略果然受到了校方的批评,但是,他勇于坚持、好学善问、追求真理的精神却丝毫没有改变。正因为这样,他才最终成为一代科学巨匠。
3、凿壁借光
匡衡勤奋好学,但家中没有蜡烛。邻家有蜡烛,但光亮照不到他家,匡衡就在墙壁上凿了洞引来邻家的光亮,让光亮照在书上读书。县里有个大户人家不怎么识字,但家中富有,有很多书。匡衡就到他家去做雇工,但不要报酬。
主人感到很奇怪,问他为什么这样,他说:“我希望读遍主人家的书。”主人听了,深为感叹,就借给匡衡书(用书资助匡衡)。于是匡衡成了一代的大学问家。
4、程门立雪
程颢、程颐兄弟俩都是宋代极有学问的人。进士杨时,为了丰富自己的学问,毅然放弃了高官厚禄,跑到河南颖昌拜程颢为师,虚心求教。后来程颢死,他自己也有40多岁,但仍然立志求学,刻苦钻研,又跑到洛阳去拜程颢的弟弟程颐为师。
于是,他便和他的朋友游酢一块儿到程家去拜见程颐,但是正遇上程老先生闭目养神,坐着假睡。这时候,外面开始下雪。
这两人求师心切,便恭恭敬敬侍立一旁,不言不动,如此等了大半天,程颐才慢慢睁开眼睛,见杨时、游酢站在面前,吃了一惊,说道:“啊,啊!他们两位还在这儿没走?”
这时候,门外的雪已经积了一尺多厚了,而杨时和游酢并没有一丝疲倦和不耐烦的神情。后来就有了“程门立雪”这个成语,比喻尊敬老师,诚恳求学。从师必须尊师。
5、悬梁刺股
东汉时,有一个叫孙敬的年轻人,孜孜不倦勤奋好学,闭门从早读到晚也很少休息,有时候到了三更半夜的时候很容易打盹(瞌睡),为了不因此而影响学习,孙敬想出一个办法。
他找来一根绳子,一头绑在自己的头发上,另一头绑在房子的房梁上,这样读书疲劳打瞌睡的时候只要头一低,绳子牵住头发扯痛头皮,他就会因疼痛而清醒起来再继续读书,后来他终于成为了赫赫有名的政治家。