宇宙奥秘知多少:一组数字让你大开眼界

2018-11-28 14:56:09 参考消息网

参考消息网11月27日报道 英媒称,宇宙之浩瀚是常人所无法想象的。同时,它也是一个由多轨道共存组成的宇宙空间。

据英国广播公司网站11月28日报道,地球是一颗围绕太阳的寻常行星。而太阳本身也只不过是太阳系中一颗普通的恒星。太阳系又是银河系中的一部分。

在理清这个简单关系之后,再来看看一组关于宇宙星际的重要而有趣的数字,共同探索宇宙星际间的关系与奥秘。

银河系

银河系其中心是超大质量的黑洞。在围绕其中心旋转的同时,银河系也在以每小时51.4万英里(1英里约合1.609公里)的速度围绕宇宙运行。

即使这样,银河系围绕宇宙旋转一圈的时间也需要2.3亿年,可见宇宙有多么浩瀚无边。它围绕宇宙公转一周的时间也被称为一个银河年。

如果按银河年来计算的话,我们的地球迄今为止一共经历了18个银河年。

地球与太空交接处

从地球放眼望去,可以看到天边无数颗星星。假如可以开车直接到太空上去的话,其实只需要1个小时,因为太空距离地球上空距离只有100公里。这条线也叫卡门线。

卡门线是公认的外太空与地球大气层的分界线,位于海拔100公里处。它是负责国际的航空航天标准制定、记录保存的机构国际航空联合会所承认的大气层和太空的界线。

银河系黑洞

银河系的中心是一个巨大的黑洞,它的体积是我们太阳的400万倍大。

它距离我们大约有2.8万光年之遥。打个比喻,银河系的黑洞可以装得下几百万个地球。

但是黑洞是看不见的。黑洞的引力如此之大,即使光线都无法穿透外泄。

海王星——风力星球

海王星是太阳系中九大行星之一, 它也是太阳系中最狂风大作的一个星球。海王星上的风速可以达到每小时1600英里。它距离太阳大约有4个光速小时。

海王星的卫星海卫一是太阳系中最冷的地方之一。它表面温度为-391华氏度(华氏温度中冰点温度为32,而摄氏温度的冰点温度是0)。

遗憾的是,无法用肉眼在夜空中找到海王星,必须要用望远镜才能看见。

银河系有多大?

银河系直径巨大。如果以光速来测量的话,大约要用10万光年才能横穿银河系。

相对而言,我们地球的赤道直径只有7926英里。

越行越远的月球

月亮是我们熟知的地球卫星。它和我们关系非常密切。但实际上,月亮渐行渐远。

1969年,阿波罗11号的宇航员首次登陆月球,其意义不仅仅是人类第一次登月,他们当时的任务还包括鉴定月亮与地球之间的距离是恒定的,还是在不断变化的。为此,他们在月亮表面装置了镜子。

科学家利用激光脉冲来测量地球与月亮之间的距离,他们发现,月亮与地球之间的距离每年增加3.8厘米。

太阳是一颗很普通恒星

太阳的质量占太阳系总质量的99.8%。而且,太阳核心物质密度高,温度热。太阳内部原子核的核聚变可产生巨大能量。

太阳只不过是宇宙中一颗很普通的恒星。但即使这样,它也比地球大100万倍。

【延伸阅读】美媒:天文学者称地球不断遭到宇宙古老隐形能量轰炸

参考消息网10月14日报道 美媒称,地球正在遭到没有人了解的不可见光的轰炸。

据美国趣味科学网站10月10日报道,这些被称为“快速射电暴”(FRB)的超短、超强的远古能量脉冲是人们无法看到的宇宙中最明亮的闪光。它们进行数十亿光年跨越时空间的飞行,以接近100个太阳的强度发光,然后在到达地球望远镜所及范围内仅仅几毫秒时间之后便不复存在。因为它们是射电波,所以它们是在始终不让人类眼睛看到的状态下完成这一切的。

这些神秘的脉冲会不会是特大质量超新星的遥远闪光?宇宙中速度最快的中子星的疯狂旋转?抑或是穿行在宇宙中的外星人飞船的推动力?没人有肯定的答案。不过,虽然自2007年FRB首次被发现以来总共只发现了大约30个FRB,但天文学家认为,FRB可能是现代技术尚无手段完全加以捕捉的一种近乎恒定的现象。

得益于澳大利亚的一台高科技望远镜,10月10日发表在《自然》杂志上的一项新研究为上述说法提供了更多佐证。

研究论文的第一作者瑞安·香农是斯温伯恩理工大学的天文学家,同时就职于位于澳大利亚的国际射电天文学研究中心(ICRAR)。他在一份声明中说:“我们在一年时间内发现了20次快速射电暴,几乎是2007年它们被首次发现以来在全球范围探测到的全部数目的两倍。我们还证明了快速射电暴来自宇宙的另一端,而不是我们自己的银河系区域。”

在这项新研究中,香农和同事利用澳大利亚的“平方公里阵列探路者”(ASKAP)天线群——即与一台大功率射电望远镜相连的一组36个完全相同的天线——对比以往观察面积更为广泛的天空进行观察,以寻找快速射电暴。

每个ASKAP天线以略微不同的角度注视着天空,它们从澳大利亚西部偏远、杂树丛生的平原同时向面积为240平方度的太空张望。据研究人员说,该天线阵列对“面积是满月的大约1000倍”的天空区域进行监控,从而成为世界上最出色的星系际射电信号捕手之一。

那么,当你真的捕捉到了一个FRB之后,你会做些什么?首先,问问它来自哪里。

在过去一年里记录到了20个新的FRB之后,ASKAP项目的科学家们还能够估计出每个光脉冲在宇宙中走过的距离。当FRB脉冲在宇宙中猛烈穿行时,它们穿过星系际尘埃和气体的云团,这些云团会减慢和拉伸光的波形。

论文作者之一、ICRAR高级讲师让—皮埃尔·麦夸特在声明中说:“脉冲(然后)到达地球,其包含的各种波长以略有差异的时间来到望远镜面前,就像游泳选手们在终点线上一样。”记录不同波长到达的时间将告诉我们脉冲在旅途过程中穿过了多少物质。

报道称,某个给定脉冲所含的波长范围越大,该脉冲在最终撞击地球之前穿越浩瀚的宇宙区域——也许长达数十亿光年——的可能性就越大。麦考特说,事实上,研究FRB脉冲甚至可以帮助天文学家弄清星系之间到底存在什么形式的物质。

据今年早些时候发表的一篇论文称,由质子和中子(也被称为“重子物质”)构成的宇宙普通物质有1/3存在于遥远恒星之间的气体云层中的某些地方。研究FRB脉冲如何在天空的某些区域发生扭曲和变慢,可以有助于准确地确定这些重子云层究竟在什么地方。

麦考特在这篇新论文附带的视频中说:“FRB脉冲可以充当宇宙中的灯塔,它们实际上可以找到这种物质,找到它在宇宙中的潜伏地,并弄清到底有多少物质失踪了。”

报道称,对这些不可见的太空射线爆发的进一步研究可能对绘制完成我们已知宇宙的地图提供很大帮助。因此,如果FRB脉冲真的是由超级智能外星人的飞船所产生的,那么但愿它们是在远离地球的路上。(编译/曹卫国)

(2018-10-14 00:19:02)

【延伸阅读】日媒:宇宙正加速膨胀 至少还将存续1400亿年

参考消息网9月29日报道 日媒称,日本东京大学和国立天文台等机构人员组成的研究团队9月26日宣布,通过对占宇宙物质大半比重的“暗物质”的分布进行调查,发现宇宙可以继续存在1400亿年以上。这否定了宇宙将在今后数百亿年内灭亡的说法。

据日本《产经新闻》9月27日报道,宇宙在大爆炸中诞生的时间是138亿年前,今后继续存在的时间至少是这一数字的10倍。研究团队在互联网上公开了论文内容。

现在的宇宙正加速膨胀。决定宇宙状态的关键是无法通过光和电波测量的暗物质和遍布宇宙空间的暗能量。

报道称,暗能量具有使宇宙膨胀的力量。暗物质具有使宇宙收缩的力量。宇宙的未来将取决于这两大力量的较量结果。

如果暗能量的力量较强,则宇宙持续膨胀,所有物质逐渐毁灭。如果暗物质较强,则在某个时点上宇宙会转为收缩直至消亡。

研究团队利用位于美国夏威夷岛的昴星望远镜对2014年至2016年观测到的约1000万个星系进行了分析,调查“重力透镜”现象,研究了暗物质分布状况。

研究团队根据暗物质数据和暗能量估计值等,以世界最高级别的精确度对宇宙的未来图景进行预测,其结果是,宇宙今后至少存续1400亿年的概率是95%。据称,到这一时点由于星云和恒星等的存在,宇宙还在持续膨胀。

(2018-09-29 14:49:47)

【延伸阅读】英媒:科学家发现宇宙中最强物质“核意面”

参考消息网9月20日报道 英媒称,科学家们模拟了宇宙中已知最强物质。

据英国《每日邮报》网站9月18日报道,所谓的“核面食”是位于中子星外壳中心的物质,采取极其致密的结构形式,形状类似于不同种类的面食,比如意大利千层面和意大利面条。

利用一台超级计算机进行需要200万小时处理器时间的模拟,研究人员首次解开了中子星外壳破裂的方式。

美国印第安纳大学和加州理工学院的研究人员说,新的模拟结果可以帮助我们更好地理解重大天体物理现象,比如引力波。

麦吉尔大学博士后研究员马修·卡普兰说:“中子星外壳的强度,尤其是外壳底部,与大量天体物理学问题有关,但人们并不十分了解。”

报道称,中子星是超新星的产物,密度极大。

据研究人员说,它们的密度是“地球上任何东西的100万亿倍”。

在中子星的外壳下,质子和中子被打包成各种结构,包括长圆柱体和平面。

这些特性使“核面食”非常坚硬,而且极难破裂。根据模拟结果,破坏这些结构的难度大约是破坏钢结构的100亿倍。

卡普兰说:“我们的研究结果对于研究中子星的天文学家来说很有价值。”

他说:“中子星的外层是我们实际观测的部分,因此我们需要知道这一点,以便对这些中子星的天文观测结果作出解释。”

这项模拟使研究人员能够拉伸和变形中子星外壳中的物质,以揭示这一物质在不同条件下的表现。

研究小组说,这一发现可能有助于回答今后的许多问题。

卡普兰说:“在极端条件下出现许多有趣的物理现象,因此了解中子星的物理性质是科学家检验其理论和模型的一个途径。”

他说:“因此,需要重新审视许多问题。你能在中子星上建造多大的山才会让它的外壳崩塌?会是什么样子?而最重要的是,天文学家如何能够观察到?”(编译/王海昉)

(2018-09-20 00:19:01)

【延伸阅读】英媒称太空垃圾危及宇宙探索:或“击落”太空船

参考消息网9月4日报道 英媒称,太空垃圾使美国国家航空航天局(NASA)的任务面临危险,有可能撞落宇航员的太空船。

据英国《明星日报》网站9月2日报道,美国总统特朗普2017年发表声明后,美国国家航空航天局(NASA)的专家一直在制订计划,准备重返月球,甚至是前往更远的地方。

但有些人提出一个理论,即“太空垃圾”可能会阻碍未来的探索活动。大部分碎片由丢失的设备、卫星以及所谓的“废弃宇宙飞船”组成。

专家们担心,如果垃圾数量增加,有可能破坏航天机构的太空探险计划。

美国国防部下属的战略司令部估计,环绕地球的轨道上有17852个大型人造物体。据信,较小的物体——直径约为0.4英寸(约合1厘米)——的数量达到惊人的1.7亿个。

道格拉斯·凯斯勒博士最早于20世纪70年代提出存在上述威胁——被称为凯斯勒症候群。该理论称,碎片的密度之大可能会令任何前往地球大气层以外的计划被叫停。这将意味着不得不搁置前往月球和火星的任务,直到从大气层中移除足够多的碎片。

凯斯勒博士认为,在最坏的情况下,这甚至有可能导致在几代人的时间里无法开展此类活动。

NASA的一名发言人称:“近地太空环境中充斥着人造的轨道碎片以及自然产生的流星微粒。我们的团队为航天器撞击风险评估活动提供了一个全面的地球轨道碎片环境模型,以防空间碎片撞击人造航天器以及地面资产。利用地基望远镜和雷达,我们借助光学和雷达手段研究和描绘碎片环境。我们的科学家还为NASA发射的资产进行重要的使用期限预测,提供轨道物体再入大气层地面撞击足迹和风险评估结果,并参与缓冲技术的研发。”

(2018-09-04 13:56:59)

【延伸阅读】美媒:NASA资助的研究显示宇宙辐射对女性伤害更小

参考消息网9月3日报道 外媒称,在刚刚超越地球磁场范围的地方,外太空会变得非常危险。在那里,来自太阳耀斑、超新星、超重黑洞和其他强烈的宇宙辐射可能会令未来前往月球、火星或更远地方执行任务的宇航员罹患癌症,出现视力减退和思维受损等问题。但是,发表在《大脑、行为与免疫》杂志的一项受美国国家航空航天局(NASA)资助的新研究大胆断言:当暴露于宇宙辐射之下,女性可能拥有避免相关认知衰退的先天能力。

据《科学美国人》网站8月24日报道,加利福尼亚大学旧金山分校(UCSF)和布鲁克黑文国家实验室的一组研究人员发现,在接受危险剂量的辐射之后,雌性老鼠能够保持头脑清醒,而雄性老鼠的认知能力明显受损。

在研究中,布鲁克黑文的科学家们利用模仿弥漫于外太空的放射性粒子——如氧气、氦和氢构成的高能原子核——的混合物“轰炸”了数量相等的雄鼠和雌鼠。

这项研究报告的第一作者、UCSF物理治疗与康复科学系的卡伦·克鲁科夫斯基说:“我们正在研究这种类型的辐射,希望国际空间站的宇航员未来能够免受其影响。”

报道称,令老鼠在布鲁克黑文接受了7分钟的模拟宇宙辐射之后,UCSF的研究人员对老鼠进行连续数月的监测,观察其生理、遗传和行为方面的变化。雌鼠没有表现出明显的认知问题,而雄鼠则表现出显著的焦虑以及社会化、记忆力和解决问题能力减弱等迹象。

克鲁科夫斯基和她的同事猜测,这可能应当归结于小神经胶质细胞——中枢神经系统中的保护性细胞,一旦被激活,会引发周边组织的炎症——活性基于性别的差异。此前的研究指出,雌鼠拥有的活性小胶质细胞数量少于雄鼠,这可能为雌鼠提供了保护,令其能够免于发生炎症。作为下一步研究,UCSF研究小组目前正在开展后续实验,在新的受辐射的雄鼠和雌鼠比照组中抑制小胶质细胞的活性,以更好地了解这种潜在的性别差异。

报道称,但是,一些没有参与这项研究的学者并不认同其结果。内华达大学放射学教授、前NASA太空辐射计划首席科学家弗朗西斯·库奇诺塔说,关于人类遭受辐射的大部分文献都显示出不具有性别色彩的结果。他说:“接受大剂量辐射以治疗脑癌的男性和女性没有显示出很大的差别。而就日本原子弹爆炸的幸存者来说,除了子宫内暴露之外,没有发现其他对大脑的影响。”太空站的宇航员——以及核电站的工作人员——也没有显示出显著的性别差异。库奇诺塔补充说,即使是UCSF和布鲁克黑文的研究新成果得到了证实,“因为辐射可能会导致乳腺癌和卵巢癌,女性罹患癌症的风险绝对更高——许多对人类和动物的研究也证明了这一点”。

内布拉斯加大学医学中心的辐射生物学家丽贝卡·奥伯利-迪根也对新研究结果持怀疑态度。她的批评源自众所周知的老鼠社交方式中基于性别的差异。她说:“作者在实验设置方面存在一个严重的问题:在整个实验中,雄鼠一直在奋力挣扎,而雌鼠则没有。看起来好像是雄鼠挣扎的太厉害结果有5只死了,而且它们在实验中都受了伤。我会说,这些数据表明,一只筋疲力尽承受了巨大压力的受伤动物更容易受辐射伤害。”

克鲁科夫斯基和她的团队也承认,人类对于长时间在外太空停留的反应是一个多维问题,因此任何没有实际开展此类任务的实验都应当被视为是初步的。克鲁科夫斯基说:“宇宙辐射只是宇航员在执行外太空任务时面临的障碍之一。”她指出了其他的潜在问题,如睡眠剥夺,以及长达数月甚至数年生活在微重力环境下带来的生理影响——她和她的团队打算结合辐射效应最终研究这些因素。她说:“这是了解宇宙辐射如何影响认知和行为领域的第一步。”

(2018-09-03 17:13:16)

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