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宇宙常数问题

宇宙常数问题
宇宙常数问题

2、宇宙常数问题

(一)、宇宙常数问题的提出

1916年,Einstein在分析宇宙时发现,根据广义相对论,宇宙是不平衡的,

它要么是膨胀,要么是收缩。如果仅仅存在万有引力,那么星系之间应吸引而相互靠近,宇宙应是在收缩。为了使宇宙趋于平衡而完美,Einstein给宇宙方程加了一个常数。1917年,Einstein提出,宇宙间存在一种与万有引力相反的力量,使所有星系保持一定距离,这样宇宙才不会因星体间的万有引力而不断收缩。Einstein认为这种与万有引力相反的力量是恒久不变的,称之为“宇宙常数”。Einstein场方程为R

μν— 0.5gμνR+υgμν= —8πGTμν,υ称为宇宙常数,由于增加了υg

μν项,该方程在稳态、弱场非相对论近似下,回不到引力方程。因此只有假定υ非常小,在一般space-time范围与Newton引力势相比可以略去,上面

的场方程才可能成立。故υg

μν项,只有space-time在宇宙级上才有显示。

上世纪中叶人们就试图对Einstein场方程进行修正.Brans和Dicke认为标量场和引力场同样起作用,正确的引力场方程应当是

Rμν-gμνR/2=-8π(T

μμν+T

φ

μν)/φ,(10)

φ~1/G是同宇宙的质量密度相联系的标量场,Tφμν是包含φ场的能动张量.另一种简洁的方式是把Einstein方程等价地写成

R(1)μν-ημνR(1)λλ/2=-8πG(Tμν+tμν),(11)tμν≡(Rμν-gμνRλλ/2-R(1)μν+ημνR(1)λλ/2)

gμν=ημν+hμν

R(1)是Ricci张量中与hμν成线性的部分,上式说明场hμν是由总的能量和动量的密度和流产生的,t

μν只是引力场本身的能动张量.

以上修正未考虑不同时空形式下的修正.我们曾试图寻找Einstein场方程的一般形式,它普适于Schwarzschild时空、Robertson-Walker时空和四维最大对称时空,但后来发现,Einstein场方程可能是普适的,问题在于ρ.

当代著名的天体物理学家F. Hoyle等人强烈主张稳态的宇宙模型,并作了许多工作。但如不从根本上找到Newton万有引力理论和Einstein广义相对论本身的缺陷,则很难建立令人信服的稳态宇宙模型。【1】自从牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出万有引力定律以来,人们应用引力理论取得了许多成就,也多次试图对该定律进行修正。如:纽科(Newcomo)等人曾提出修正牛顿引力中的平方反比律【3】,Poincare用推迟时t=r/c修正牛顿引力的瞬时超距作用【4】,Einstein 则对应提出广义相对论----引力理论,至今,许多人还在从事这方面工作,吕家鸿应用相对论理论直接对牛顿万有引力定律进行修正【5】,【6】,国外,也有人试

图从测量万有引力常数变化中,找出第五种基本作用力【7】,[美]R.D.Newman 还通过实验提出系数公式()()λα/1r e G r G -∞+= 【8】。

牛顿理论导致其在宇宙论方面的困难,按照牛顿的理论,来自无限远处而终止于质量m 的“力线”的数目与质量m 成正比,如果平均说来质量密度ρ,在整个宇宙中是一个常数,则体积为V 的球,即包含平均质量ρV 。因此,穿过球面F 进入球内的力线数目与ρV 成正比,对于单位球面积而言,进入球内的力线就与ρV/F 或ρR 成正比,因此,随着球半径R 的增长,球面上的场强最终就变为无限大,而这是不可能的【9】。Einstein 的广义相对论场方程如下: Gμν = 8πG Tμν + Λgμν (1) ,Gμν是描述时空几何特性的Einstein 张量. Tμν 是物质场的能量-动量张量. Λgμν是宇宙学项,其中 Λ 被誉为宇宙学常数. Λgμν 具有排斥力,它是Einstein 为了保持我们宇宙中引力和斥力的平衡后来才加进去的. 为了便于分析,Tμν 可分为下面三项: Tμν = T 1μν + T 2μν + T 3μν (2) 。 按照当今的较准确的观测和理论计算, T 1μν ≈ 4%Tμν,[3] T 1μν 代表可见的有引力的普通物质, 如星星星际间物质等.根据对许多星系旋转速度分布的观测和理论计算, T 2μν ≈ 22%Tμν,[3] i.e. T 2μν ≈ (5 ~ 6) T 1μν. T 2μν 代表有引力的不可见的暗物质. T 3μν ≈ 74% Tμν,[3] 它就是 除 (T 1μν + T 2μν)之外的所谓的暗能量. 暗能量与 (T 1μν + T 2μν) 一起的总量必需品能保持我们宇宙的平直性和 (Ω→1),即Ω = ρr / ρo ≈1.因为Guth 和 Linde 所提出的宇

宙暴涨论的预言以及宇宙动力学均要求宇宙的平直性和Ω = ρr / ρo ≈ 1,也

就是要求宇宙的实际密度 ρr 必须极为接近其临界密ρo. 近来,许多较准确的观测

已证实Ω = 1.02 ± 0.02 ,而较好地符合理论的要求. 当然,这里所提到的暗能量是指具有有引力暗能量.

然而,为了解释新近对遥远的Ia 型超新星爆发所发现的宇宙的加速膨胀,许多科学家提出了一些新理论.他们将 ( T 3μν + Λgμν)合并到一起成为 Λgμν, 认为 Λgμν 是 (T 3μν = 74%Tμν) 而具有排斥力的未知的和神秘的暗能量. 新理论最著名的代表是量子场论. 在该理论中,把 (T 1μ+ T 2μν = 0) 当作真空状态,或者说是最低能量状态或量子场的基本态, [4] 也是微观宇宙的零点能. 而将宇宙中(T 1μ+ T 2μν ≠ 0)的宏观能量物质即普通物质作为量子场的激发态. 对宇宙真空状态的观测到是非常符合于 (T 1μν + T 2μν) = 0, 于是, Λgμν 正好作为具有排斥力的T 3μν的真空能. 不幸的是,按照量子场论所计算的 Λgμν值比在真空中实际的观测值要大10120 倍. 由于这种原因,用量子场论来解Einstein 的广义相对论场方程就会遇到无法克服的困难. 很显然, 由量子场论所计算出来的如此庞大的真空能量值是无法保持宇宙的平直性和使张量Gμν 在Einstein 的广义相对论场方程中与实际的观测值相符合. 量子场论似乎把真空能量当作 “无限的免费午餐”. 在宇宙中任何一点究竟储藏有多少真空能量和能被取出来多少? 为什么从真空中出来的负能量不和宇宙中现有的正能量发生湮灭? 如何使74% 的具有负能的暗能量 Λgμν保持宇宙的真实的平直性? 用量子场论解决上述问题

就难免不违反宇宙的根本规律—因果律.由此可见,任何新理论,包括量子场论在内,如要恰当的解释我们宇宙的加速膨胀就必不可违反宇宙的平直性,而且要使Ω 比当今的准确的观测值 (Ω = 1.02 ± 0.02)还要准确.

尽管希来哲对此困难进行修正,但这些修正和复杂化,既无经验根据亦无理论根据。Einstein 广义相对论在宇宙论方面的困难,根据广义相对论可推出宇宙的空间尺度与宇宙的物质平均密度之间的简单关系为:R k 22=ρ

, 其中,在cm.g.s 制中,得出2/k=1.08×1027;ρ是物质的平均密度,k 是与牛顿引力常数有关的一个常数【10】。实际的平均宇宙密度,无论怎么小,都不可能为零,因而R 总是有限的,无论宇宙是准球形,还是准椭球形,按此理论,宇宙总是处于一个有限的空间,对此,Einstein 曾说“要建立一个既反对‘灭绝论’,又承认星体的速度很小的边界条件是不可能的”,按W.泡利的说法“宇宙空间是有界的” 【2】。

带电体静电能相互作用能与自能的有关理论也可以推广至引力场,可以进

一步探讨自能与引力能之间的关系。例如一个半径为R 、 引力质量为m 的均匀球体引力自能为W 自= 3Gm 2/5R ,令W 自=mc 2, 得m/R=5c 2/3G,R=3Gm/5c 2, 根据此可得

电子的半径约为4.04646×10-60m ,而电子的经典半径约为2.8×10-15m ,说明电子并未达到最大密度或者说存在与万有引力相反的作用力, 因为宇宙中物体的最大密度ρ=m/V=3m/(4πR 3)=125c 6/(36πG 3m 2),所以随着引力质量的增加,密度将逐渐减小,与经典观念差异很大,因此物体之间应存在反引力,它就是Einstein 所提到的宇宙常数。2001年,剑桥大学的天体物理学家迈克尔·墨菲领导的一个小组分析了几十亿光年外一些类星体的光谱,发现其中金属元素谱线有微小变化。

(二)、现代物理学对于宇宙常数的认识

郭汉英先生说:“把可有可无的宇宙常数当作真空零点能密度---理论值比观

测值大几十乃至一百二十多个量级,是典型的佯谬表现之一。但我们认为,这并不是Einstein 的错误,更不是庞加莱的错误,进而不是黎曼的错误。这只是人们在运用Einstein 相对论中发生的错误。惯性原理及其发展存在两条不同的途径,如何更好地实现局域化、建立相应的引力理论,考虑一个以无量纲常数g 表征引力强度的模型是合理的。精确宇宙学已经揭示、并将进一步证实:德西特相对论更好地描述我们的宇宙。”爱因斯坦的相对论是交换信息,德西特的相对论也是交换信息,并不等于我们真实的宇宙。

1、 德西特时空与大量子论

原始的德西特相对论或德西特时空,是荷兰天文学家威廉?德西特于1917年根据爱因斯坦方程式导出的。所以德西特应是爱因斯坦的学生。

对于全息概念来说,德西特时空比反德西特时空重要,原因就在于它拥有一个位于“无限”处的边界,这一点和我们的日常时空非常相似,也与庞加莱设计的有限而无界的宇宙模型相似。从实现全息性原理的反德西特/共形场理论说,1995

年科学家们引入的D膜,亦可称德西特空间;反D膜亦可称反德西特空间。全息论指出,我们周围的物理事件都可以完全通过定义在更低维世界的方程来说明。这是因为反德西特空间背景与共形场论的对偶性,在规范理论-引力等价性、规范理论-弦理论等价性、体积-边界面积对应等方面都能应用,也能联系非对易几何蕴涵着一类特殊的指数正规化方案,即导致非对易几何体系的世界熵远远小于通常几何体系的世界熵。

(1)反德西特空间,即为点、线、面内空间,是可积的,因为点、线、面内空间与点、线、面外空间交接处趋于“超零”或“零点能”零,到这里是一个可积系统,它的任何动力学都可以有一个低一维的场论来实现。也就是说,由于反德西特空间的对称性,点、线、面内空间场论中的对称性,要大于原来点、线、面外空间的洛仑兹对称性,这个比较大一些的对称群叫做共形对称群。当然这能通过改变反德西特空间内部的几何来消除这个对称性,从而使得等价的场论没有共形对称性。这可叫新共形共形。如果把马尔代森那空间看作“点外空间”,一般“点外空间”或“点内空间”也可看作类似球体大量子论空间。反德西特空间,即“点内空间”是场论中的一种特殊的极限。“点内空间”的经典引力与量子涨落效应,其弦论的计算很复杂,计算只能在一个极限下作出。例如类似反德西特空间的宇宙质量轨道圆的暴涨速率,是光速的8.88倍,就是在一个极限下作出的。在这类极限下,“点内空间”过渡到一个新的时空,或叫做pp波背景,可精确地计算宇宙弦的多个态的谱,反映到对偶的场论中,我们可获得物质族质量谱计算中一些算子的反常标度指数。

(2)把“点内空间”与“点外空间”的大量子论相对,与D膜和反D膜的大量子论相对映射,如果再把我们处在的“点外空间”看作是一个环量子膜,“点内空间”自然是一个反环量子膜;把环量子膜和反环量子膜,与D膜和反D膜的映射,并认为它们是等价的,那么,即使“点内空间”、“线内空间”,也是多维的,并能证明“线内空间”与D膜和反D膜可垂直。D膜和反D膜充满了我们的三维空间,即“点外空间”,但可能和其余空间垂直,如与“点内空间”或“线内空间”垂直。这把“黎曼切口”连通处的“喉管”拉长,就可类似演示证明。以此为基础,加上宇宙暴胀光锥模型、真空撕裂质量轨道圆的物质族质量谱计算公式,我们生存的宇宙是可以精确计算的。这是把宇宙人择原理转换为宇宙人测原理的双向计算。

2、从德西特大量子论到D膜与反D膜

因为最近几年引力理论的另一重大进展,是阿卡尼-海姆德等人及兰德尔和森德拉姆分别于1998年和1999年提出的膜(brane)世界绘景。在这一图像里,物理时空是高维的,宇宙是一个嵌入在这个高维时空中的三维膜。标准模型中的物质被禁闭在这一膜上,而引力可以在整个时空中传播。这一膜世界绘景对高能粒子物理、引力理论、宇宙学等具有深刻的影响,也是近几年引力和宇宙学界极其活跃的研究领域。D膜,D是Dirichlet(狄利克雷)的第一个字母,D膜是超

弦/M理论组成部分,黏附其上的弦坐标满足垂直膜的狄利克雷边界条件。

D膜的低能涨落,由超对称规范理论来描述;不稳定是与真空量子场起伏或涨落等价的,这就为刻画“虚质量粒子”的快子出场,打下基础。1982年,印度物理学家森把广义相对论引力场方程表述成简单而精致的形式。1986年,A.Ashtekar研究了森提出的方程,认为该方程已经表述了广义相对论的核心内容。一年后,他给出了广义相对论新的流行形式,从而对于在Planck标度的空间时间几何量,可以进行具体计算,并作出精确的数量性预言。同年,T.Jacobson和L.Smolin在此基础上求出Wilson圈解。此后,他们又找到了即使在圈相交情况下的更多解。1990年代以来,基础物理理论和天文观测方面都取得了长足的进步。从D膜与反D膜到德西特时空与反德西特时空,人们发现引力不同于其他相互作用的最重要本质是它具有全息性。所谓的反德西特时空(AdS)就是一类全息原理能成立的具体例子。1997年马尔代森那提出的反德西特/共形场理论(AdS/CFT)对偶性,即一种AdS空间中的IIB型超弦及其边界上的共形场论之间的对偶性假设,这种对偶性对于建立量子场论和超弦/M理论的统一,起作奠基性的作用,人们称为马尔代森那猜测。这一猜测说,AdS空间上的弦理论或M理论与在此AdS 空间边界上的共形场论等价。这个猜测对于我们世界的Randall-Sundrum膜模型的提出及霍金确立果壳中宇宙的思想,都有不少的启示。时至今日,马尔代森那的文章已成为弦论中引用率最高的文章。其实,马尔代森那猜测中的量子重力,就是弦论。他的猜测基于1998年前弦论中的许多重要发展,如D膜,用D膜构造的黑洞以及矩阵理论。标准模型中的物质被禁闭在这一膜上,而引力可以在整个时空中传播。

郭汉英先生的分析是:1、对宇宙尺度的物理学,什么是定义物理量和引进物理规律的一致与自洽的基准?其重大发展离不开对这个问题的再认识。在牛顿力学中,惯性定律对于其他力学量和定律的定义及引进起到非常关键的基准作用。这个原理要求,在不同惯性系之间的伽利略变换下,力学规律不变。即伽利略惯性原理起着基准作用。而Einstein狭义相对论的基准,是具有庞加莱群——ISO (1,3)不变性的庞加莱惯性原理,具有惯性系的4维闵可夫斯基时空是平坦的。即Einstein放弃了惯性原理,以广义协变性原理和等效原理作为基本原理。相应的局域对称性是一般线性群GL(4, R),或等价地,局域齐次洛伦兹群SO(1,3),一般以它们作为定义物理量、引进物理规律的基准。而在量子力学和量子场论中,惯性原理及其对称性的作用似乎不那么直接和明显。由于庞加莱群和(局域)齐次洛伦兹群不同,Einstein一直没有意识到,局域平移对称性在广义相对论中的丢失,引力可否忽略的物理基准就不完全相同。2、从原理上解决问题,以陆启铿为首的学者指出,应该存在三种狭义相对论:Einstein狭义相对论的闵氏时空,宇宙学内涵是平庸的,不能反映宇宙常数所表征的特征。德西特狭义相对论把作为真空的德西特时空的半径R与宇宙常数相联系,其宇宙学内涵为具有非引力视界熵

的加速膨胀的3维球面,曲率极小,为宇宙常数量级。反德西特狭义相对论在常曲率为负的反德西特时空上,同样包含曲率半径,但相应的宇宙常数为负;其宇宙学内涵是震荡的3维罗巴切夫斯基空间,没有视界和熵。于是应有三种引力理论,即局域庞加莱、局域德西特与局域反德西特不变的引力理论。这样,惯性原理及其对称性,以及局域惯性原理及其局域对称性,分别作为不存在或存在引力的物理基准,在对称性及其局域化的意义上是一致的。在三种相对论中,即三种狭义相对论及其局域化的引力理论之中,应有一种描述真实宇宙。真实宇宙的宇宙常数为正、具有熵,因而必然选择德西特相对论。观测表明的确如此:宇宙在加速膨胀,宇宙常数对暗能量密度起主导作用;这样,宇宙不仅必然渐近于德西特时空,而且大致是加速膨胀着的3维球面,不过半径很大、曲率在宇宙常数的量级。这也不与现有观测事实冲突。 3、从伽利略惯性原理到庞加莱惯性原理是怎么回事呢?郭汉英先生的分析是:1630年代伽利略利用著名的伽利略大船主舱内乘客,无法断定大船的静动,驳斥托勒玫学说维护者对哥白尼的非难,对以他命名的相对性原理给出了最初的表述。后人总结出伽利略惯性原理,牛顿定律在伽利略变换下不变的基准上建立了体系。这里,我们假定把牛顿定律体系、伽利略变换下不变基准,称为“点外空间”球或德西特时空球,那么法拉第、麦克斯韦电磁学理论中出现的真空光速c,确定了点外空间球或德西特时空球的一处边界,接近这一处边界就会与伽利略惯性原理冲突。发现这个秘密的起因是,人们以为法拉第、麦克斯韦电磁学理论只对充满“以太”的绝对空间静止的惯性系才严格成立---尽管这会失去惯性原理,但“以太漂移”的零结果挑战了伽利略变换下不变基准。这样,惯性原理仍然是物理学的基准,但对称性必须改变为庞加莱不变性,后者包括真空中光速c这一普适常数。郭汉英先生的《我们的宇宙与德西特相对论》是一篇挑战文章,挑战的是爱因斯坦。他认为,1990年代末以来,人们发现宇宙在加速膨胀;暗能量和暗物质在宇宙演化中起主导作用,于是以爱因斯坦相对论为基础的物理理论和宇宙论,不得不面对越来越精确、丰富的天文观测数据的检验和挑战。精确宇宙学揭示,宇宙尺度的物理学应以极小的正宇宙常数为标志。较之爱因斯坦相对论,德西特相对论,包括德西特狭义相对论和以其局域化为基础的德西特引力,才能更好地反映这一特征。即宇宙并不渐近于闵氏时空,而很可能渐近于宇宙常数为正的4维常曲率时空,即德西特时空。郭汉英先生说,跨越爱因斯坦的一条途径是,从伽利略相对性原理到庞加莱相对性原理,发展为常曲率时空的惯性原理,描述引力相互作用,并与宇宙相联系,应考虑惯性原理及其对称性的局域化,这就应该有三种狭义相对论及其局域化。其方法是,应把惯性原理从10个参数的庞加莱对称性扩展到同样具有10个参数的德西特和反德西特对称性,在德西特与反德西特这两种常曲率时空中建立狭义相对论;除了真空中的光速c之外,曲率半径R也是普适常数。这三种对称性共同具有齐次洛伦兹群对称性,可以通过惯性运动之间的其他变换相互联系,分别具有不同的

“平移”。这里对于德西特和反德西特狭义相对论,如果把曲率半径R直接与宇宙常数相联系,正或负的宇宙常数作为基本普适常数,就可在原理的意义上引进。通过改变同时性,从坐标同时性改为固有时同时性,就分别得到它们的宇宙学内涵:宇宙常数为正、具有非引力视界熵的加速膨胀的3维球面,半径极大、曲率极小;或宇宙常数为负、没有视界、没有熵的震荡的3维罗巴切夫斯基空间。同时,宇宙常数的起源问题,就并非在闵氏时空中的真空能密度,而是与牛顿引力常数G、光速c和普朗克常数h的起源一样,由这些常数可以构成一个无量纲常数g,其平方即普朗克尺度的平方与宇宙常数之积,恰恰为10的-122次方。这样,演化的宇宙就不仅渐近于德西特宇宙,以其视界熵为熵界,而且应大致是一个加速膨胀的半径很大的3维球面,曲率在宇宙常数量级。后者不与观测事实冲突。由于真实宇宙的时间箭头趋向于德西特宇宙的宇宙时间轴,后者的方向就确定了;进而,通过变换同时性,将德西特宇宙时换到贝尔特拉米-克莱因坐标时,就可确定德西特时空中贝尔特拉米-克莱因惯性系的时间轴方向,这样,惯性系也就确定了。于是,宇宙的演化就确定了德西特狭义相对论中的惯性系和惯性运动。在这个意义上,演化的宇宙也就成为惯性运动的起源。所有其他具有惯性原理的运动学及其惯性系,都可以看成是德西特惯性系在光速c和半径R的不同极限下的退化,因此,作为德西特惯性系的退化情形,所有这些惯性系都可以间接地由宇宙演化所确定,从而也就绕开了所谓的“循环论证”。

郭汉英先生说:“德西特本人、泡利、薛定谔等都曾注意到这类坐标系,但却错过了发现德西特与反德西特惯性原理的机会。”郭汉英先生说,在欧氏几何、黎曼球几何与罗巴切夫斯基伪球几何等这些几何中,都有点、直线、度量,各自在笛卡儿或贝尔特拉米-克莱因坐标系中,度量的测地线就是直线;这些性质在各自变换群的线性变换或分式线性变换下不变。对于4维情形,它们在物理上分别对应于闵氏时空、德西特时空与反德西特时空;其中都有事件、直的世界线、具有物理号差的度量,在相应的闵氏坐标系或贝尔特拉米-克莱因坐标系中,度量的测地线就是直的世界线;同样,这些性质在庞加莱群的线性变换、德西特群与反德西特群的分式线性变换等各自变换群的变换下不变。在爱因斯坦狭义相对论中,沿着直的世界线的运动是惯性运动,相应的坐标系是惯性系。那么,在德西特时空与反德西特时空中,沿着直的世界线的运动也应该是惯性运动,相应的坐标系也应该是惯性系。

如果说闵氏时空、德西特时空与反德西特时空的惯性原理和坐标系的选择有关,欧氏几何、黎曼球几何与罗巴切夫斯基伪球几何的宇宙描述和笛卡儿坐标系、闵氏坐标系或贝尔特拉米-克莱因坐标系的发现密切相连,那么永动的宇宙没有中心、没有静止的全动坐标系,并没有被它们掌握。目前除三旋坐标系外,所有的坐标系都还带有割不断的静止的直线,或静止的点、度量的“尾巴”。轻松跨越爱因斯坦的密码,是否就在无静止的直线,或静止的点、度量“尾巴”的坐标系呢?

第三次超弦革命还在风暴的洗礼之中,时间会有评论。

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12、温伯格S..引力论与宇宙论.邹振隆等译.北京:科学出版社,1980.456

物理宇宙公式、宇环论、量形几何、物数学 之 大道至简 由简至繁

物理宇宙公式、宇环论、量形几何、物数学之大道至简由 简至繁 摘要:爱因斯坦:“物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西,也就是说在基 础上具有统一性”。历经多年的猜想难题须拓展创新叉形质变认识理论来诠释,则无理数W未知性登场。此文以宇环图形⊙之实数线段格(格始点♂→格内点d→ 格末点1)(数理:格环1=1=Pd)与其包围的点♂或面Φ来诠释猜想难题,得出 结论是四色猜想在基础理论上得到简洁证明,而费马猜想与哥德猜想都是不可明 确证明的命题。 关键词:人字叉,数源1234567890→ 格二整分X+Y=R→哥德猜<勾股圆<费 马猜<勾股椭圆→比尔猜,四色猜想 此文续《物理宇宙公式、宇环论、量形几何、物数学之本质分叉突变生灭》 为第36篇。内容庞大碍于篇幅只作纲要、结果描述,相关内容在链接文章中可 找到,不便之处函请读者谅解。请结合34、35两篇阅读此篇。 【学术框架】:物理的尽头是数学,数学的尽头是哲学,哲学的尽头是未学。爱因斯坦:“令人惊奇的是因果形式逻辑体系在中国全都做出来了”,他认为佛道 儒哲是统一论述本质概念间关系的源头学问(本质→数量→形状),A善待B,B 回报A。宇宙自然思想:物理宇宙公式△EL =△E○K〧1〧⊙〧◎〧○是融形象、直观、形式、逻辑合一体的大道至简公式,具有最小二乘法统一性。其中空间量统 一反应其它物理量,故○K用“空-Kong”的声母“K”,前面加上一个直观符号“○”表达 一份空间量、2π圆环波粒或一个量比系数,四色定理源基“○”。“E”与“EL”用L作“大小量”本质区分或“格的两端”区分。“△”含有“点源扩展、量体收缩、扇形分割、叉形质变、绝对相对、…”的变化之意。 【物理四大基础本质】;【物数理学】;【理论三要素(本质→数量→形状)】;【数轴三要素】;【物数轴:♂-1-000】: 〖0无与0点〗:“0无→♂点→1格”。“0无”是给“圆圈0符号”付予“无”本质 概念。“0无”在多本质共存合论中可证伪某本质,如格测度论中,测度为0表示 没有格本质(但不能表明没有点本质)。“0点”含意有多种,一是“圆圈0符号” 付予“点”本质概念即平时常说的0点,但这一作法与前面的“0无”出现无有双本 质重叠一个0符号悖论;二是“圆圈0符号”付予“无格”本质概念,与点并排表达“无格有点”,与小格并排表达“无大格有小格”即格内点小数d产生;三是“0点起始”是用“0无、♂有”双本质论述现象起始,其中经过“无”质变为“有”过程。 〖P→∞→000〗:000空间○包容P物质●形成宇环⊙,宇为环则场为环,站 在环内论弯曲,站在环外论波粒。直线包容线段,未知000包围已知P须事先择 定是普遍源理,并不是微观独有。000-P≠0空间大物质小也是宇宙自然择定,给 予P以活力∞实现运动变化或探索追求。活力∞似卡尺游标可将未知000质变为 已知P,也可将已知P失忆为未知000。 〖直与曲〗:非欧几何硬把曲说成直真让人纠结。直线质变为圆环曲线伴生 半径生灭,若用质量来张冠李戴则得出质量生灭起源论述。欧氏直线与非欧曲线 已不适宜点或⊙点源场、中空◎扩散或能量形式转换→寻求新的几何理论那是必 然(量形几何)→格由点生成,曲由直推知则曲格环⊙具有弧曲ω径直λ波粒二 象性(多本质共存与质变逻辑架构)。 【质变架构逻辑分析】:引子:求证“点不是线”。证:假设点是线,线有直、曲、开弦、闭弦,可做数轴,极坐标、直角坐标、柱坐标、球坐标、曲线坐标、

宇宙探索与发现标准

写在前面的话: ●本文档选择题默认A对B错。 ●建议使用查找功能 ●实际网页测试中选项顺序可能会变,要注意 ●第一章和第二章由于没能及时存,所以内容不全 第一章 1 单选(2分) ( )较正确地反映了太阳系的实际,为以后开普勒总结出行星运动定律,伽利略、牛顿建立 经典力学体系铺平了道路,从根本上动摇了“人类中心论”的神话。 得分/总分 ? A. 托勒密的地心说 ? B. 哥白尼的日心说 正确答案 ? C. 银河的系发现 ? D. 广阔恒星世界的发现 2 单选(2分) 18-19世纪中期,()兄妹及父子,通过数遍天上星星等大量观测事实提出“银河是一个星系”的观点,第一次为人类确定了银河系的盘状旋臂结构,把人类的视野从太阳系伸展到10 万光年之遥,树立了继哥白尼以后开拓宇宙视野的第二个里程碑。 得分/总分 ? A. 伽利略 ? B. 哈雷 ?

C. 威廉·赫歇尔 正确答案 ? D. 哈勃 3 单选(2分) 1718年,()将自己的观测数据同1000多年前托勒玫(Claudius Ptolemaeus,约90-168)时代的天文观测结果相比较,发现有几颗恒星的位置已有了明显变化,首次指出所谓恒星不 动的观念是错误的。 得分/总分 ? A. 哈雷 正确答案 ? B. 哈勃 ? C. 斯特鲁维 ? D. 勒维特 第二章

? C. 100亿年 ? D. 120亿年 2 单选(2分) 根据目前的观测与对哈勃常数的计算,宇宙的年龄大约()。 得分/总分 ? A. 137亿年 正确答案 ? B. 150亿年 ? C. 180亿年 ? D. 200亿年 3 单选(2分) ()给出,宇宙物质产生后氢和氦的质量丰度比约为75/25,这一比值一直保持下来。 今天实测的氢、氦丰度和这一理论值完全相符。 得分/总分 ? A. 宇宙大爆炸理论 正确答案 ? B. 广义相对论 ? C.

质量管理学复习提纲宇宙超级无敌究极进化完整版 南通大学

《质量管理学》复习提纲 一、名词解释: 1、产品质量:过程的结果所具有一组固有特性满足要求的程度。 2、产品:某一活动和过程的结果 3、质量职能:是指在质量形成全过程中,为实现质量目标所必须发挥的质量管理功能及其相应的质量活动。 4、质量螺旋:是一条螺旋式上升的曲线,该曲线把全过程中各质量职能按照逻辑顺序串联起来,用以表征产品质量形成的整个过程及其规律性,通常称之为朱兰质量螺旋。 5、全面质量管理:一个组织以质量为中心,以全员参加为基础,目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。 6、质量改进:质量管理的一部分,致力于增强满足质量要求的能力。 7、缺陷:为满足与预期或规定用途有关的要求,并指出与不合格有关联关系。 8、质量:一组固有特性满足要求的程度。 9、质量认证:用合格证书或合格标志的方法证明某一产品或服务符合特定的标准或技术规范的活动。 10、控制图:是控制生产过程状态保证工序质量的主要工具。 11、6sigma管理:一项以顾客为中心、以质量经济性为原则、以追求完美无瑕为目标的管理理念。 12、第二方审核:是顾客对供方开展的审核。 13、控制图第一类错误:因虚发信号而造成的错误判断。 14、抽样检验:是按照根据数理统计原理预先设计的抽样方案,从待检总体取得一个随机样本,对样本中每一个体逐一进行检验获得质量特性值的样本统计值,并和相应的标准比较,从而对总体质量作出判断。 15、合格质量水平:是供需双方共同认为可以接收的连续交验批的过程平均不合格率的上限值。 16、质量成本:为了确保和保证满意的质量而发生的费用以及没有达到满意的质量所造成的损失。 17、质量机能展开:是将顾客需求转化为产品开发和生产中各个阶段的技术需求,并通过这些技术需求的实现和协调保证产品的最终质量,从而真正满足顾客需求的一种有效技术。18、卓越绩效评价准则:通过综合的组织绩效管理方法,是组织和个人得到进步和发展提高组织的整体绩效和能力,为顾客和其他相关方创造价值,并使组织持续获得成功。 二、解答题 1、简述统计质量控制阶段的主要进步和存在问题。 (1)主要进步:将质量管理中的“事后把关”变为事先控制、预防为主、防检结合,并开创了把数理方法应用于质量管理的新局面。 (2)存在问题:因为是运用概率统计分析方法,不可能百分百确定合格以否,存在PR(α)、CR(β)二类风险; 2、简述全面质量管理的含义及基本特点。P41 (1)全面质量管理是指一个组织以质量为中心,以全员参与为基础,目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。 (2)其基本特点有:

高中物理必备公式

高中物理必备公式 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

高中物理会考公式表 一、《力》 1.重力:mg G =(2r GM g ∝,↓↑g r ,,在地球两极g 最大,在赤道g 最小) 2.合力:2121F F F F F +≤≤-合 平行四边形定则 二、《直线运动》 1.位移:t v s ?=;2021at t v s +=(匀变速) 2.平均速度:t s v =(适于任何运动);t v v v t +=0(仅适用于匀变速直线运动) 3.加速度:t v t v v a t ??=-=0(速度变化率) 4.速度:at v v t +=0;t s v v v v t t =+= =202(匀变速直线运动中间时刻速度) 5.速度位移公式:as v v t 2202=- 6.匀变速直线运动规律:2aT s =? 7.自由落体运动的公式:(特点:00=v ,只受重力,a=g 且方向竖直向下) (1)速度公式:gt v t =(2)位移公式:221gt s = (3)速度位移公式:gh v t 22= (4)位移与平均速度关系式:t v s t ?= 2 三、牛顿运动定律 1.牛顿第二定律:ma F =合 2.动力学两类基本问题解题思路:(加速度是解题关键) 四、曲线运动 万有引力

1.平抛运动:(特点:初速度沿水平方向,物理只受重力,加速度a=g 恒定不变,平抛运动是匀变速曲线运动) 水平方向:00 ,v v t v x x == 竖直方向:22 1gt y =,gt v y = 经时间t 的速度:22022)(gt v v v vt y x +=+= 平抛运动时间:g h t 2= (取决下落高度,与初速度无关) 2.匀速圆周运动 (1)线速度:T r t s v π2== (2)角速度:T t πφω2== (3)r v ?=ω (4)固定在同一轴上转动的物体,各点角速度相等。用皮带(无滑)传动的皮带轮、相互咬合的齿轮,轮缘上各点的线速度大小相等。 (5)向心力:r T m r m r v m F 22 224πω===(向心力为各力沿半径方向的合力,是效果力非物体实际受到的力) (6)向心加速度:v r r v a ?===ωω22 (7)周期:f T 1= 3.万有引力定律 (1) 表达式:2 21r m m G F = (2) 应用:把天体运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供。 1) 主要公式:r T m r m r v m r Mm G 222224πω===;mg r Mm G =2(应分清M 与m ,g 指物体所在处的重力加速度) 2) 天体质量M 的估算:r T m r Mm G 2224π=2 3 24GT r M π=?

“天文学”简介含义起源 历史与发展

天文学 翻开人类文明史的第一页,天文学就占有显著的地位。巴比伦的泥碑,埃及的金字塔,都是历史的见证。在中国,殷商时代留下的甲骨文物里,有丰富的天文记录,表明在黄河流域,天文学的起源可以追溯到殷商以前更为古远的世代。 几千年来,在人类社会文明的进程中,天文学的研究范畴和天文的概念都有很大的发展。为了说明我们今天对天文这门学科的理解,本文将在第一节里首先介绍一下天文研究的特点。本文的第二节──星空巡礼,是对目前所认识的天文世界的几笔速写。在第三节里,我们举出伽利略-牛顿时代天文学的一次飞跃,来对照当前天文研究的形势,希望借此探讨天文学发展的规律,并强调说明一次新的飞跃正近在眼前。 我们不准备、也不可能用这篇短文囊括天文学悠久的历史和丰富的内容(这是本书这一整卷的任务),而只是对它的特征、现状和趋向作一个概括性的描述。为使读者对天文学的轮廓有一个认识,本文的第四节,用简单的图解方式介绍当前天文学科各分支之间的相互关系。 天文学研究的特点 天文学是一门古老的学科。它的研究对象是辽阔空间中的天体。几千年来,人们主要是通过接收天体投来的辐射,发现它们的存在,测量它们的位置,研究它们的结构,探索它们的运动和演化的规律,一步步地扩展人类对广阔宇宙空间中物质世界的认识。 作为一颗行星,地球本身也是一个天体。但是,从学科的分野来说,“天”是相对于“地”的。地面上实验室里所熟悉的那些科学实验方法,很多不能搬到天文学领域里来。我们既不能移植太阳,也无法解剖星星,甚至不可能到我们所瞩目的研究对象那边,例如,到银河系核心周围去看一看。从这个意义上来说,天文学的实验方法是一种“被动”的方法。也就是说,它只能靠观测(“观察”和“测量”)自然界业已发生的现象来收集感性认识的素材,而不能像其他许多学科那样,“主动”地去影响或变革所研究的对象,来布置自己的实验。

高中物理基本公式

高中物理基本公式表 静力学: 1.重力 G=mg 2.弹簧力 胡克定律及其变形式 F=kx ,x k F ?=? 3.物体受共点力平衡条件 合力为零(∑F X =0,∑F Y =0) 4.滑动摩擦力 N f μ= 静摩擦力 N f f m 0μ=≤静 5.浮力 gV F ρ=浮 6.密度 m V ρ= ,V m ρ=,ρm V = 7.力矩 FL M = 8.两个力的合力 θcos 2212221F F F F F ++= 合 2121F F F F F +≤≤-合 运动学: 1.匀速直线运动 vt S =,t S v =,v S t = 2.匀变速直线运动 ( (2)初速为零,时间等分: nT 时的即时速度 v 1:v 2:v 3=1:2:3 nT 时的总位移 S 1:S 2:S 3 =1:4:9 第nT 的位移 S 第1:S 第2:S 第3=1:3:5 加速度求法 2 12T S S a -=, 即 S 2-S 1=aT 2 (3)初速为零,位移等分: 运动nS 时的时刻 t 1:t 2:t 3=1:2:3 运动nS 时的即时速度 V 1:V 2:V 3=1:2:3 通过第n 个S 的时间 ( )()23: 12:1::321--=???t t t (4)平均速度 T S S V V V t S V t 2221212 += +===

(5)中间位置的即时速度 2 2 2 212 2t s v v v v ≥+= 2.自由落体: gt v =,2 2 1gt h =,gh v 22= 下落时间,落地速度 g h t 2= ,gh V t 2= 3.上抛运动 gt v v t -=0,202 1gt t v h - =,gh v v t 22 2-=- 上升时间,飞行时间 t 上=t 下= V g ,g V t 02= 上升最大高度: g V H 22 0= 4.平抛运动 水平方向: 0v v x = , X=V 0t 竖直方向: y v gt =, h= 12 gt 2 , g h t 2= 合运动: 2220t g v v t +=,22h x s += 运动定律 1.牛顿运动定律 t p ma F ??= =合,动力-阻力=ma 2.系统法 动力-阻力=总质量×加速度 圆周运动 万有引力 1.V? ω? T? f? T f 1=,R t s v ω== f T ππ ω22== ,f T 12==ωπ 2.向心加速度公式: 222 22244v a R R f R R T πωπ==== 3.向心力公式 222 22244mv F m R m R m f R R T πωπ==== 4.万有引力定律 F=G m m r 122 G=6.67×10-112 2 kg m N ? 5.涉及引力的计算模式: 引力==向心力 6.人造卫星的线速度和周期 r GM v =,GM r T 3 2π=

科普宇宙天文学的基本知识

【科普】宇宙天文学的基本知识! ! 宇宙是如何形成的 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大 爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游,由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的,我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀,但是,科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右,奇点产生后发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。 宇宙是什么宇宙有多大宇宙年龄是多少 宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一。从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过

130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约200亿年。 宇宙有多少个星系每个星系有多少颗恒星 在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。 太阳和地球的年龄 据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年,而通过放射性计年,地球的年龄是45亿年,因此太阳的年龄是亿年。 银河系简介 是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状,有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看,银河系像一个体育锻炼用的大铁饼,大铁饼的直径有“核球”,半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形,那里星少,密度小,称为“银晕”,直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系,具有旋涡结构,即有一个银心和两个旋臂,旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期,因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测

新课程标准地理(选修)1-宇宙与地球第一章《宇宙》

新课程标准地理(选修)1-宇宙与地球第一章《宇宙》 新课程标准对学习本章内容的要求 1.简述“宇宙大爆炸”假说的主要观点。 2.根据图表,概括恒星演化的主要阶段及其特点。 3.举例说出人类探索宇宙的历程、意义。 4.运用天球坐标系简图,确定主要恒星的位置。 5.运用星图进行星空观察,说出星空季节变化的基本规律。 本章学习的重点和难点 重点: 1.星空随季节变化的基本规律和不同日期观测的星空特点。 2.“宇宙大爆炸”假说的主要观点。 难点: 天球坐标系的建立及利用星图观测星空。 知识清单 本章的知识梳理网络

要点精析 重难点解析 理解本章的新课程标准要求以及它们之间的联系 1.简述“宇宙大爆炸”假说的主要观点 A.“宇宙大爆炸”假说是现代宇宙学中最有影响的一种学说。宇宙学研究的对象是整个可观测时空范围的宇宙。目前,已探测到的最大距离为150亿光年,最长的时间尺度是100亿年,其间约包含有1亿个星系。因此,在“宇宙大爆炸”学说中所说的,相当于总星系,而并不是整个宇宙(因为截至目前,总星系外的“宇宙”,由于受目前的科技水平的限制,

还不能观测到)。也就是说,“宇宙大爆炸”假说的与通常所说的“宇宙”是两个不同的概念。 通常所说的“宇宙”,《中国大百科全书》中是这样定义的:“广漠空间和其存在的各种天体即弥漫物质的总称。宇宙是物质世界。它处于不断的运动和发展中,在空间上无边无界,在时间上无始无终。宇宙是多样而统一的。它的多样性在于物质的表现形态,它的统一性在于其物质性。” 《剑桥百科全书》则是这样解释宇宙的:“宇宙”是指“所有存在于世界并能通过物理力作用力作用于人类事物的总和”;但不包括“原则是不能用物理方法探测到的事物”。很显然,“宇宙大爆炸”假说的“宇宙”只是通常所说的“宇宙”中的一部分,即目前人类所能观察到的宇宙部分。 B.“宇宙大爆炸”假说的主要观点是:我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系在不断的膨胀,物质密度从密到稀的演化,有如一次大爆炸。为使同学们能较好的理解“宇宙大爆炸”假说的主要观点,有必要对大爆炸的过程作较为详细的描述。由于“宇宙大爆炸”假说关于大爆炸过程的阐述相当复杂,涉及到物理学的许多概念、理论,根据高中学生的认知水平,本《课程标准》仅要求学生对“宇宙大爆炸”有一概要的了解,因此,我们可将大爆炸过程简化为如下几个时期: 宇宙创生时期:宇宙整体由一个不存在时间和空间的量子状态(“无”状态),自发跃迁(即所谓“大爆炸”)到具有空间、时间的量子状态。在这个时期,物质场的量子涨落导致时空本身发生量子涨落并不断的膨胀,空间和时间以混沌的方式交织在一起,时空没有连续性和序列性(此时的时空为虚时空),可谓是早晚不分、上下莫辨、因果难明、不可测量。 时空形成和化学元素形成时期:时空形成,同时产生离子,那时的宇宙的温度为1032K。及至宇宙产生的最早的1秒(宇宙时间),温度降至1010K,进入了辐射时期,宇宙间只有光子、中子、电子、质子等一些基本粒子。由于整个体系在不断膨胀,温度继续迅速下降。到3分钟(宇宙时间)时,温度降至108K,氦等轻核开始形成;约又经近30分钟(宇宙时间),氦核的质量约占整个宇宙质量的1/4(氦丰度)。到宇宙形成20000年时,温度降至4000K,出现了稳定的氢、氦等轻原子,物质密度与辐射密度基本相等。 星系时代:这个阶段,宇宙内的等离子气体逐渐演化为气态物质。随着宇宙进一步膨胀和温度下降,气体逐渐凝聚成气云,形成原始星系,并进而形成星系团,然后再从中分化出星系。 恒星时代:这一时期,星系内的星云进一步凝聚成亿万颗恒星。 C.为什幺说“宇宙大爆炸”假说是现代宇宙学中最有影响的一种学说,是因为,“宇宙大爆炸”假说能较好的解释下列一些观测事实: ①大爆炸理论认为所有恒星度是在温度下降后产生的,因而任何天体的年龄都应比自

【科普】宇宙天文学必须知道的基本知识

【科普】宇宙天文学必须知道的基本知识 ! ! 2019-07-15 21:07 宇宙是如何形成的? 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游,由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的,我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀,但是,科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右,奇点产生后发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。 宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少? 宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一。从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约200亿年。

宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星? 在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。 太阳和地球的年龄? 据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年,而通过放射性计年,地球的年龄是45亿年,因此太阳的年龄是45.1亿年。 银河系简介? 是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状,有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看,银河系像一个体育锻炼用的大铁饼,大铁饼的直径有10万光年,相当于946080000亿公里。中间最厚的部分约3000~12000光年。银河系整体作较差自转,太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上,距离银河系中心约2.5万光年。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内,扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”,半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形,那里星少,密度小,称为“银晕”,直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系,具有旋涡结构,即有一个银心和两个旋臂,旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期,因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质,指出银河系中心的能源应是一个黑洞,但是由于目前对大质量的黑洞还没有结论性的证据。

宇宙学标准模型

宇宙学标准模型 宇宙模型指的是对宇宙的大尺度时空结构、运动形态和物质演化的理论描述。所谓标准宇宙模型是指以弗里德曼宇宙模型为基础,伽莫夫将其运用于早期宇宙的演化而形成的一种宇宙模型。它是一种结合核物理、粒子物理、相对论、量子力学知识对宇宙起源和演化的一种解释,是目前主流的宇宙模型。 1.标准宇宙模型: 1922年,弗利德曼提出了宇宙在膨胀的假设。1927年,勒梅特利进一步指出,当时已发现的星系谱线红移现象,可能就是宇宙膨胀的表现。这些预言,被1929年发现的哈勃定律所证实。这就是著名的弗利德曼宇宙模型,它是现代宇宙学的基础。 如果宇宙在长时间内一直在膨胀着,那么物质密度就一直在逐渐变稀。往前追溯至宇宙尺度为今天的百分之一时,宇宙密度将达到今天的106倍,超过了星系的密度(约为今天宇宙平均密度的105倍),于是星系将挤在一起,实际上它们不能存在。由此可见,宇宙的结构在某一时间之前是不存在的,它只能是演化的产物。 在没有结团之前,宇宙一大片由微观粒子构成的均匀气体,在热平衡下有均匀的温度,称为宇宙温度。气体的绝热膨胀将使宇宙温度降低,反之往前追溯,越早的宇宙就有越高的温度。这样,甚早期的宇宙就应当是温度很高、密度很大的气体,它以很大的速率膨胀着。这正是宇宙热大爆炸观念的基本看法。1950年前后,伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。他假设宇宙的历史可以追溯到温度1010K以上,这时粒子之间的热碰撞足以使原子核瓦解。因此,原子核作为微观性结团,也只能是宇宙演化的产物。伽莫夫等人成功地解释了氦的宇宙平均丰度高达1/4的事实。可是,他的初步理论并没能赢得当时人们的信任。直到最近20多年来,这一理论才发展得比较成熟。 可以设想,宇宙诞生的时候,物质密度为无限大。这时,空间是高度弯曲的,能量集中为引力能。随着宇宙的膨胀,引力能逐渐转化为粒子能,从而产生出各种各样的粒子来。宇宙继续膨胀,温度继续下降,就会演出一幕幕生动真切的演化画面来。这个大爆炸宇宙学由于只用了已知的物理学规律,非常简单地描述了宇宙的性质、运动和演化,并得到了观测事实的支持,现在已为大多数学者所认可,称之为宇宙学的标准模型。 2.宇宙标准模型的观测证据: 1)宇宙背景辐射: 宇宙背景辐射的发现和热谱的验证,历来被视为证实了标准宇宙的一项重要预言。标准模型认为充满宇宙的背景辐射产生于宇宙的早期,且随着宇宙的膨胀而冷却,COBE卫星的观测

物理学考选考标准word版)

物理 一、考试性质与对象 浙江省普通高中学业水平考试是在教育部指导下,由省级教育行政部门组织实施的全面衡量普通高中学生学业水平的考试。其主要功能一是引导普通高中全面贯彻党的教育方针,落实必修和选修课程教学要求;检测高中学生的学业水平,监测、评价和反馈高中教学质量;二是落实《浙江省深化高校考试招生制度综合改革试点方案》要求,学业水平考试成绩既是高中学生毕业的基本依据,又是高校招生录取的重要依据。 高中物理学业水平考试实行全省统一命题、统一施考、统一阅卷、统一评定成绩,每年开考2次。考试的对象是2014年秋季入学的高中在校学生,以及相关的往届生、社会人员和外省在我省异地高考学生。 《高中物理学业水平考试暨高考选考科目考试标准》是依据《普通高中物理课程标准(实验)》和《浙江省普通高巾学科教学指导意见·物理(2014版)》的要求,按照学业水平考试和高考选考科目考试的性质和特点,结合本省高中物理教学的实际制定而成的。 二、考核要求 (一)知识考核要求 物理考试旨在考查学生学习高中物理课程后,在物理学科方面的基本科学素养。包括对高中物理课程中的物理现象、物理实验、物理概念、物理规律、物理模型和物理方法等的掌握情况。针对不同的知识内容,考核分为识记、理解、简单应用和综合应用四个等级要求。 (二)能力考核要求 物理考试注重考查与本学科相关的能力,主要包括以下几个方面: 1.记忆识别能力:能再认或表述所学物理知识,包括高中物理课程中的重要现象、重要实验、著名物理学家、重要的物理常量,常见的元器件,概念的定义、符号、单位和规律的表达式和图示等。 2.认识理解能力:能理解和掌握物理概念和规律,包括了解物理概念、规律的引入背景,明确它们的物理意义、文字表达、图象表述、数学表达式、适用范围和条件,区分相近的物理概念,并能运用概念和规律解释物理问题。 3.建立模型能力:能运用物理学的研究方法(理想化、等效、对称和近似处理等),研究实际问题,并将其转换成简明、典型的物理情景或物理模型。 4.分析综合能力:能对所遇到的问题进行具体分析、研究,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境,找出起重要作用的因素及有关条件;能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系;能够提出解决问题的方法,灵活地运用多个物理规律进行判断、推理,从而获得结论。

物理宇宙公式、宇环论、量形几何、物数学之 点变壹与点至壹 (理

物理宇宙公式、宇环论、量形几何、物数学之点变壹与点至壹(理论须符合自然规律多对应认识规律一) 发表时间:2018-08-17T10:32:33.587Z 来源:《基层建设》2018年第20期作者:莫学艺 [导读] 摘要:前文已经论述“无→点→线→面→体”中点是系统理论源头,由“无→未知→可知→已知”说明理论体系逻辑源头是未知不可证也无法言语(源于混沌),只能通过质变方式将未知质变为已知成为公认的本质公理。 佛山市顺德区点变壹电器科技有限公司 528305 摘要:前文已经论述“无→点→线→面→体”中点是系统理论源头,由“无→未知→可知→已知”说明理论体系逻辑源头是未知不可证也无法言语(源于混沌),只能通过质变方式将未知质变为已知成为公认的本质公理。此文对“长度”概念作一个观念改变,分为“点量度”与“格量度”,以便匹配“一与多”或其它本质概念作系统理论。一叉多不对等不完备,得不到一至一明确,直接否定用含多质的一个代数字母符号及表达式去证明哥德巴赫猜想与费马大猜想。 关键词:改观,点一对格多不对等不完备,♂空时点量度,M物质C光速格量度,有理数小格与有理数小格末点,无理数余多极此文续《物理宇宙公式、宇环论、量形几何、物数学之质变量变形变》为第39篇。内容庞大碍于篇幅只作纲要、结果描述,相关内容在链接文章中可找到,不便之处函请读者谅解。 【物数理学】:[物数轴:0♂-ф-d- -1-W-P-∞- ]论述数的本质数量形状及变化,指明数的本身是什么。 【物理四大基础本质】:空间(地利)→时间(天时)→物质(人)→力(和)(运动)(速度)(时空)(变化)。 空间点♂,时间点♂,实数点♂。物质格1,速度格1,自然数格1。现有数理体系以实数线段(♂—1)格末点自然数格1开始直至弦论都是格论。狭义相对论以速度格C、量子力学以能量格h为源头作为理论体系核心。 【自然规律多对应认识规律一】:“无→未知→可知→已知”。认识规律是从未知质变为已知,“一”是明确,“多”是模糊,一对一是等价对应,一对多是不对等不完备,说明“数一”不完备。在(未知空时点实数点♂—1已知物力格自然数格)点格双论体系中,实数线段格(♂-1)量度时“无0→未知格始点♂→众多未知格内点 d→格末点1”同时参与,之前理论从自然数格1开始质变为已知进行数理推理,故康托尔建集合论时发现有理数格末点(格点一限)只是离散的星星,而无理数(余多极)才是浩翰的夜空。实数的未知多性也被划分在无理数上。 【点变壹与点至壹】:格始点♂对“一”,格末点1对“多”,“♂〧1点壹互变”是一多互变。[F=Ma牛顿♂(d)—1爱因斯坦P=MC][蛋♂(d)—1鸡]谁在先?是看选谁作序头论述点格互变或大小格互变。“♂→1点至壹”是从一绝对点(处所)到另一绝对点(处所)或一至多。 【点量度与格量度】:克罗内克给现有数理理论体系作了一个归纳总结:“上帝创造了自然数,其它数都是人造的。”。说明现有数理理论体系是从格末点即自然数格1开始“多→一→无”倒序论起,逐步向格始点即实数点♂迈进,数量也就由少向多变化(自然数是最小集)(数系扩张)。因缺少“一与余多”本质区分,康托尔在建集合论时深受此影响而卡在对实数点本质的认识上。勒贝格作测度论时也是如此。此文将从格始点即实数点♂开始迈向格末点即自然数格1作“无→一→多”正序论述,数量相反的由多向少变化(数系划分),对应的图景是空间点格(♂—000)由物力格1去划分解读⊙(无→空间→物力)。虽然我们无法言语也无法比划点长度,但它是区分于“0无”而表“有”即“♂点量度”虽不是“1格量度”但也不是“0无”。实现点组线由哲理向数理的演变:∫♂〧1,此处将改变“点的长度为0”的观念[相应的有:(无)0测度、(一点)点测度、(多点)格测度概念,无理数的测度为:W=000-P]。得出微量的表达符号及形式,通过♂〧d〧1可作一变多、小多变大多的本质变换,实现微积分的基本思想量变与质变:∫♂〧1;∫d〧1。显然实数点♂(点一)不可分,自然数格1(格多)可分。 【无→一→多→多多→】:是时间单向逻辑序。现有数理理论体系都是在格多本质上论述,以区间[a,b]表示多点论,缺少“一”本质论即一点论[♂][♂a][♂b]。千年来学界也不约而同的默认区间是由无穷多的点组成:1/♂=000。但实际上应该有2点、3点、小多点、大多点、有限点P和无限点000本质存在。若以“量度”表“有”来区分“0无”,则有“点量度与格量度”之分来匹配数量上的“一与多”本质概念。1是一,2是多[2是多本质(实数集)中最小一个],那么哥猜的1+1与1+2是“一、多”本质区分而不是一步之遥。本质概念不同是牛头不对马嘴。(费马猜与欧拉猜是否说明空间只有三维?) 【有理数小格与有理数小格末点】:格末点自然数格1开始作数量推理得到的有理数与自然数一样是格本质(可数格集)。有理数点是格末点而不是单独一点,因为格多才有分本质,单独一点不可分。这种微秒的本质区分在论述中往往会出现错位混搭(勒贝格测度论中的有理数测度为0是“无→点→格”混搭)。因格1内含多本质故一个代数字母X含多本质公理,得不到一至一明确,直接否定用含多质的代数字母符号及表达式去证明哥猜与费马猜。显然代数是理论思维分界屏障,形式化梦想破灭。 【无理数】:无理数是未知余多极无穷趋向限呈近似值:1×1=1;1×2=2;1×3=3;2×2=4,由于质因数分解唯一性,则√2、√3等只能是无理数,依理类推将乘方数之外的数进行开方的结果都是无理数根。√2=P/q的证明是不合理的,因√2质变为2已不等价于等号右边小数(无之无与有的有之质变之别)。 【哥猜与费马猜】:证明一个定理就是去寻找它的本质公理或从格多寻找点一。多是模糊概念,一叉多是不对等不完备认识模糊。哥猜(不定方程:偶合〧质数+质数)与费马猜(不定不等式:指合≠指合+指合,指n>2)不可明证的原因在先天之缺宇环图⊙无极图中:1)命题涉及未知无穷多(∞、000)源本质概念,超出了证明管辖范围P。因这样的多是源一本质集合多,不是一本质生成的数量多。2)涉及本质不同不可证,连续统假设不可证,可数集证明不了不可数集;一证不了多,小证不了大。3)涉及逻辑源头是悟不是证,只可发现不可证,无法言语♂点的来龙去脉更不用说证。4)涉及哥德尔定理可证是真,真不一定可证。互斥两本质无有、是否互指与未知不可证。5)涉及一叉多不对等不完备矛盾对应。受自然对象的多与认识符号的一的不对等制约。一个代数字母X含多本质公理,得不到一至一明确。薛定谔猫的生死两本质重叠在看一眼上是一叉二排中认识模糊。自然数格1内含等与不等双本质,故作代数表达式等价变换时无须将不等假设为等。6)涉及无与有、是与否、等与不等的源头本质分叉互斥划分认识,其只有归属无对等,只有操作无推理,判断依据为两点是否重合:A-B=0;A-B≠0。7)涉及本质分叉区分后是否会变等〧,这只能一一变化比较验证,但格内点无穷多1/♂=000无法一一验证无法完备。8)涉及不等价无穷指变不可推理,也只能一一验证,也无法完备验证。9)涉及潜无穷∞与格缩无穷小ф的瞬变与不可完结性验证,

_宇宙与生命_系列讲座之一_万物之图

“宇宙与生命”系列讲座之一—— 万物之图 章德海 2002年,我在中国科学院研究生院开设了一门面向全院的公共选修新课程—— “宇宙与生命”。该课本来是为了介绍一些有关宇宙与生命的基础知识和精美图片,但是数年来许多同学的提问和与我的讨论,促使我思考了更广泛和更深层次的一些问题:宇宙为何如此?宇宙与生命之间的关系是什么?我们的宇宙特殊吗?当今前沿科学怎么认识我们的宇宙和其中的生命?开课6年以来,该课深受同学们的欢迎。通过数年的备课、教学和思考,除了解到科学界对这些问题的激烈争论外,还感觉到我自己也产生了一些比较独特的看法。应《现代物理知识》的邀请,我特地对该课和我的一些独特看法加以总结,为该杂志写几篇介绍文章,以便抛砖引玉,启发读者获得更深入的见解。以下是我的各篇文章标题:万物之图,万物之数,宇宙之大,生命之难,调控万物,核之精细,质量的生成,宇宙的格局、演变与未来,从弦与膜的世界到我们的宇宙——未解之谜,我们宇宙的中心角色——高级生命。 当今科学发展分工越来越细,推算越来越繁,隔行犹如隔山。许多事情只知其然而不知其所以然。对我们的宇宙与生命我们要多问几个为什么,要作一些整体性与相互关联性的再思考,这有可能为我们带来意想不到的收获。企盼读者能积极参与我们的探讨。 自古以来,人们就对自己居住的宇宙感到神奇和向往,渴望破解宇宙的奥秘。宇宙中充满万事万物,它们争奇斗艳、多姿多彩。宇宙向宏观上看去似乎无穷无尽,往微观上探索似乎也无限可分。但是,物理的规律告诉我们,可见的宇宙在宏观上似乎有一个限度,从微观上看也未必能无限可分。非常有趣的是,我们能够用一张有限的图把宇宙中的万事万物尽数标记在其中一个有限区域中,让人一览无余。这样一张总体图很有可能启发我们对宇宙的深层思考,了解“宇宙为何如此”的基本原因。现在让我们来描写一下。 这张万物图的横坐标是事物的尺度(对数刻度),从最短的微观距离10?33 cm到最长的宇宙可见距离1028 cm,跨越61个量级。此图的纵坐标是质量(也是对数刻度),从最小质量10?36g到最大质量1056 g,跨越92个量级。稍后会解释为什么我们的宇宙处在这样一个有限对数值的区域中。我们首先看看该图的大格局,它由四个大板块构成,其中央大板块又分为三个小板块。第一大板块是底边上倾的左上方三角形,它代表了“黑洞排斥区”。也就是说,如果宇宙中有某物体,它的质量足够大而尺度足够小,那么它们都将成为黑洞,从而其内部不可被观测,因此我们把这个黑洞区排斥在我们的观 万物图:宇宙“万物”的尺度-质量图(章德海绘) 测区以外。第二大板块是底边下倾的左下方倒三角形,它代表了“量子排斥区”。即,如果宇宙中有某物体,它的质量足够小,那么它的量子特征波长就足够大,我们难以分辨它们的在量子特征波长以下的在经典意义上的结构细节,因此我们把这个量子区排斥在我们的观测区以外。由于这两个三角形的倾斜底边相交于一点(叫“普朗克标度”点),代表宇宙在普朗克标度已收缩为单一质量和单一尺度的 原始对象,在其左边经典宇宙不复存在。在该万物

《星海求知-天文学的奥秘》期末考试标准答案

《星海求知:天文学的奥秘》期末考试答案(20) 我的98分错了单选题的第8和33题供大家参考 一、单选题(题数:50,共50.0 分) 1现代天文学对银河系中心的研究主要通过除了()以外的波段展开。(1.0分)1.0 分 A、 X射线 B、 可见光 C、 红外 D、 射电 我的答案:C 2微型黑洞的质量与尺寸的关系取决于哪个人名公式?()(1.0分)1.0 分 A、 爱因斯坦 B、 史瓦西 C、 钱德拉塞卡

施密特 我的答案:B 3哈勃关系成立是宇宙均匀膨胀的()条件。(1.0分)1.0 分A、 充分必要 B、 充分非必要 C、 必要非充分 D、 非充分非必要 我的答案:A 4由于星云通常含有厚重的尘埃,因此,需要对星云展开哪种波段的电磁波的观测才能更好地观测到恒星的生长状况?()(1.0分)1.0 分 A、 γ射线 B、 X射线 C、 可见光

红外光 我的答案:D 5张继的《枫桥夜泊》描述的景象只可能发生在哪个农历日期?()(1.0分)1.0 分 A、 初三 B、 初八 C、 十三 D、 十八 我的答案:B 621世纪至今(2015年),尚未经历过日全食或日环食的中国省份是:()(1.0分)1.0 分 A、 北京 B、 上海 C、 广东

云南 我的答案:A 7暗物质在()方面对天体系统的影响是最大的。(1.0分)1.0 分 A、 温度 B、 引力 C、 元素组成 D、 运行速度 我的答案:B 8哪种波段的电磁波用来向宇宙传递地球的信息最为有效?()(1.0分)0.0 分 A、 γ射线 B、 X射线 C、 红外线

射电波 我的答案:C 9超新星爆发时,恒星的亮度变化最高达到()个星等左右。(1.0分)1.0 分 A、 2 B、 5 C、 10 D、 20 我的答案:D 10古代中国的诸子百家当中,其思想表述与奇点问题不谋而合的当属()。(1.0分)1.0 分 A、 儒家 B、 道家 C、 法家

科普宇宙天文学的基本知识

科普宇宙天文学的基本 知识 内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)

【科普】宇宙天文学的基本知识! ! 宇宙是如何形成的? 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游,由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的,我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀,但是,科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右,奇点产生后发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。 宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少? 宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一。从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约200亿年。 宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星?

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