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膨胀

膨胀知识专题栏目,提供与膨胀相关内容的知识集合,希望能快速帮助您找到有用的信息以解决您遇到的膨胀问题。

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物体受热后为什么会膨胀

全文共 184 字

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物体因温度改变而发生的膨胀现象叫“热膨胀”。通常是指外压强不变的情况下,大多数物质在温度升高时,其体积增大,温度降低时体积缩小。那为什么物体受热后会膨胀呢?

物体受热后为什么会膨胀

物体受热后,温度就会升高,组成物质的分子的运动会随之逐渐活跃起来,分子之间的间隔也就渐渐拉开,于是,整个物体就膨胀起来了。物体的膨胀比例会因物体不同而不同,它会按固体、液体、气体的顺序变大。

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油条为什么不膨胀,油条不膨胀是什么原因

全文共 335 字

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油条+豆浆,这是中国老百姓的最经典的早餐,当然在外面买油条总是觉得不放心,有的人就在网上学了一些炸油条的方法,但是炸出来的油条为什么不膨胀呢?

很多人喜欢自个在家里面鼓捣一些美食,比如说油条,油条炸出来不蓬松其实并不是方子有问题,只是在炸油条的过程中一些小细节没有注意好。有的朋友自己鼓捣着做油条,试了很多次,总是不尽人意。虽然油条的外皮还算是酥脆,但是总觉得不膨胀,后来还试了很多的方子都不管用,倒是明矾没有加对、也不是碱面加的少,更不是没有使用蓬松剂。最主要的原因就是面团发酵时间不够。

油条不膨胀是因为面团发酵时间不够导致的,所以酵母的量一定要用对,过多过少都不好。发面之后加入水、面粉重新放在一起揉面,然后再次发酵,这个时候加入适当的纯碱、食用盐、明矾揉和就可以了。

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什么是野心膨胀,意思是什么

全文共 345 字

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每个人都有野心,但是适当的理想是能够促进人的进步的,如果野心太大,则会危害到自己和他人,造成不好的影响。所以说,有野心固然是好的,但是也需要把握那个度。那么,野心膨胀意思是什么?

野心其实也算得上是一个贬义词,意思大概是人过于闲散,但是却对于权势和力量有些很大的贪念。但是其实,这个词也是比较中性的,因为如果拥有野心,可以促进一个人的进步和成长,但是当这个人的野心到达了一个程度之后,就会产生反作用。对于初入社会的年轻人,有野心是一件好事,但是也要根据自己的能力,不能过于自大,把自己放在了过高的位置上面。

那么,野心膨胀的意思是什么呢?野心膨胀就是指一个人的野心很大,贪念太强,没有考虑到自己的实际情况,这样一来,将来要面对的只有失败这一条路可走。这也告诉大家做人还是要谦逊,不能盲目自信。

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宇宙膨胀在加速,但没人知道为什么

全文共 2045 字

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由哈勃太空望远镜拍摄的银河系中的造父变星:斯特恩斯

据外国媒体报道,宇宙正在膨胀,而且膨胀得太快了。为什么?没人知道!现在,宇宙的膨胀速度比原先想象的还要快!为什么?我还是不知道!

对我们来说,“宇宙将永远存在”的概念是相当令人费解的,因为我们的大脑很难接受“无限”的概念,但还有另一种可能性:随着宇宙一直在膨胀,它会看起来是无限的吗?

宇宙有138亿到140亿年的历史。回到宇宙诞生的早期,也就是大爆炸后不久,宇宙开始从一个质量无限、体积为零的点爆炸,并迅速膨胀到今天的样子。

事实上,我们今天仍然可以看到“大爆炸”留下的光。观测方法是将先进的望远镜指向遥远的星系。来自这些星系的光在到达地球之前,必须在太空中穿行数十亿年。

这样,我们就可以观察到宇宙的膨胀速度——只要我们观察到远离我们的遥远星系在各个方向的速度,我们就可以粗略地估计出宇宙的膨胀速度。

当天文学家试图直接测量宇宙时,他们发现以前传统方法估计的膨胀值似乎更小。换句话说,宇宙的膨胀速度超过了估计。基于哈勃太空望远镜进行的高精度观测结果,他们得出结论,宇宙的膨胀速度比我们最初预计的要高9%。

但这仍然是一个老问题,没人知道为什么。

这不是我们第一次观察到这种膨胀加速,但以前的观察结果有1/3000的误差,这在天体物理学研究中是一个相当高的误差结果。

美国约翰·霍普金斯大学的诺贝尔奖得主天体物理学家亚当·里斯发表的最新论文增强了天文学家的信心,因为它的误差值仅为十万分之一。他说:“不匹配(由观察给出)正在增加,现在是时候不再用巧合或错误来解释它了。”

研究人员用来测量宇宙膨胀的方法基本上与埃德温·哈勃在1929年发现宇宙膨胀的方法相同。他们都用一种叫做“造父变星”的特殊变量来观察。

变星是一种特殊的星,它的亮度随着时间而变化。根据美国著名女天文学家亨丽埃塔·勒维特1908年的相关结果,造父变星的光变周期与其绝对星等之间存在相关性。简而言之,造父变星的光周期越长,它们的光度就越大。

这意味着天文学家可以通过观察造父变星的亮度变化周期来了解它的真实亮度。然而,如果我们能知道一颗恒星的真正亮度,我们就能直接根据它看起来离地球有多远来得到它的距离。

为了测量宇宙的膨胀速率,天文学家必须首先测量许多星系中造父变星的距离。然而,实现精确测量需要长期的耐心,因为即使是哈勃太空望远镜,每次观测也只能测量一颗造父变星。

幸运的是,研究小组巧妙地开发了一种新的算法,允许哈勃望远镜采用“漂移”观测方法,这种方法可以一次获取多个造父变星图像,大大提高了观测精度,从而大大加快了研究工作。

这项研究的结果与欧洲普朗克卫星获得的结果不一致,后者可以测量宇宙从大爆炸后38万年到现在的膨胀率。

那么,如果宇宙的膨胀速度比我们想象的“几乎确定”要快,这意味着什么?

这不是两个结果不同的简单实验的问题。事实上,我们测量的是两个非常不同的东西。一个是测量当今宇宙的膨胀速率,另一个是预测,即基于我们对早期宇宙的理解对宇宙膨胀速率的理论估计。然而,如果这两个值之间存在差异,我们很有可能在现有的宇宙模型中遗漏了一些东西,正是借助于宇宙模型,我们将理论和观测实践这两个领域联系起来。

至于这里缺少什么?天文学家自己也不知道,人类只能继续探索。

如果物质继续膨胀成虚无,并在坍缩后立即形成新物质,会发生什么?如果物质继续膨胀成虚无,并在坍缩后立即形成新物质,会发生什么?

此外,随着宇宙的膨胀,无论我们朝哪个方向看,我们只能看到4600万光年以内的东西。如果你能阻止时间和宇宙的膨胀,宇宙将有一个可接近的终点或边界。

你可以把宇宙想象成一个气球。想象你自己在这个气球里,生活在气球内表面的二维空间里。随着越来越多的气体进入这个气球,你会看到宇宙的空间和表面都在膨胀,表面上的每一点都离彼此越来越远。

这提出了另一个问题:宇宙停止膨胀后会发生什么?许多理论物理学家认为宇宙将在28亿到220亿年后终结,所以我们可能活不到揭示真相的时候。“大崩溃”可能是宇宙最终可能面临的几种命运之一。与大爆炸相反,大坍缩可能导致物质和时空向它们自己的方向坍缩,形成一个奇点——一个与宇宙诞生前相似的无限密集点。

有些人认为这个理论为多重宇宙的存在提供了可能性。也许我们自己的宇宙会继续膨胀,然后收缩和崩溃。这将导致另一场大爆炸,创造一个全新的宇宙。就像一杯开水——水除了水什么也没有,但是突然一个气泡凭空出现了。

就在这个气泡出现之后,越来越多的气泡会一个接一个地从水中涌出。每个气泡都是由爆炸产生的,然后在坍塌后消失。因此,在太空中,我们的宇宙和其他宇宙可能不会从虚无中诞生,并继续扩展到虚无中。也许在这些宇宙诞生的时候还有其他东西。我们只是还没弄清楚它们是什么。说到这里,你还能跟上你的思维吗?

这些概念对我们来说很难真正理解,所以许多科学家会用气球和沸水来帮助我们理解。一旦我们回答了一个问题,就会引出更多我们还没有回答的问题——就像水中的气泡一样。

宇宙可能是无限的,但与宇宙相关的希望和问题是有限的。

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超级黑洞揭示宇宙膨胀速度比预期更快

全文共 384 字

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根据英国《每日邮报》1月28日的报道,达勒姆大学的天文学家利用黑洞发出的辐射来计算宇宙膨胀速率。研究发现,宇宙的膨胀速度比科学家先前预测的要快。这为科学家研究宇宙的膨胀速度提供了更详细的信息。

据报道,天文学家利用超大质量黑洞发出的辐射来计算早期宇宙的膨胀速率。这是第一次用超大质量黑洞来测量宇宙的膨胀。根据斯隆数字天空观测望远镜和欧洲航天局提供的数据,宇宙膨胀的速度比科学家先前预测的要快。

据了解,以前的研究只能揭示大爆炸后40到50亿年的信息。然而,现在研究人员已经测量了来自宇宙各个部分的紫外线和X射线。他们可以追溯到更远的时间,获得宇宙早期膨胀的更清晰的图像。

作为这项研究的发起者之一,达勒姆大学的伊丽莎白·卢斯索博士说,黑洞是宇宙中最持久的光源,因此科学家可以用它们来测量早期宇宙的膨胀速率。结果表明,宇宙的早期膨胀不同于之前的预测,研究人员需要重新探索它。

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我们的宇宙在另一个维度里是个膨胀的“气泡”?

全文共 1641 字

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物理学家们想出了一个大胆的新想法来解释我们不断膨胀宇宙的永恒之谜——我们实际上可能生活在其他五维空间之间的“泡泡”中。

如果伤到你的头骨,别担心,这很正常。但是我们可以一步一步地分析这个问题。

众所周知,我们的宇宙有四个维度:空间的三维(上下、左右、前后),另一个维度是时间。让我们继续前进。

但是瑞典乌普萨拉大学的物理学家提出的新理论表明,宇宙中还有其他类型的空间——五维空间。当两个五维空间结合在一起时,在连接处会形成一个膨胀的气泡

“整个宇宙都被置于这个不断膨胀的泡沫的边缘,”乌普萨拉的一份新闻稿解释道。"可以想象,泡沫显然比我们多。"

这是一件非常疯狂的事情,但是这个问题有一个非常重要的目标——尝试并最终解释“暗能量”——一种理论上使宇宙不断膨胀的能量,到底是怎么回事。

几十年来,研究人员一直试图用弦理论来解释暗能量的问题,但运气并不好。

弦理论是科学中“理想丰富,现实贫乏”的概念之一。它是如此优雅,以至于它承载着从物理学中获得不同观点的希望。

它是早期对广义相对论维度研究的产物。它认为自然界的基本单位不是像电子和光子这样的点状粒子,而是线性的“线”。弦理论认为,弦的振动和运动产生各种基本粒子,一维“弦”在多维空间的振动产生电荷和自旋等物质属性。

这些字符串可以以多种方式存在,取决于有多少个维度或约束属性,有多达10,500个方案,我们的宇宙只是其中之一。

问题是人们逐渐发现弦理论也是错误的,与我们在宇宙中观察到的不一致。此外,这甚至没有错。如果我们根本不能进行测试,那就太不现实了。那为什么还要麻烦呢?

在科学中犯错误的方法不止一种,而且还有严重的错误。尽管弦理论有很大的缺陷,但它就像一辆旧车。虽然不能再开了,但车内仍有许多旧材料可以回收利用。

以整个膨胀的宇宙为例。一段时间以来,我们一直将原因归咎于暗能量,这种能量现象可以叠加多层空间,而不会撕裂漂浮在其中的物体。

以荷兰天体物理学家威廉·德·西特的名义,我们将其命名为德西特的静态宇宙模型,因为它与我们所看到的现象非常吻合,德西特的宇宙在相关领域得到了广泛的认可。

不幸的是,弦理论的任何变化都不能描述我们看到的现象。只有当真空能量下降,或者至少稳定在负值时,它们才有效。

所以我们要么放弃整个弦的概念,要么和我们都熟悉和热爱的德克斯特宇宙说再见。

但是现在,瑞典研究人员提出了一个新的解决方案,既保留了弦理论又保留了德克斯特的宇宙模型。

这个想法起源于20年前。当时,美国理论物理学家丽莎·蓝道尔和拉曼·桑德勒姆提出了“五维空间”的观点,并以膜宇宙(brane)理论为基础,提出了一个宇宙置换模型,旨在解决重力为什么比电磁力等其他力弱得多的问题。

想象一个宇宙,随着时间、上下、左右、前后和其他元素而滴答作响。不,我不知道它看起来像什么。

重要的是,这就是我们所说的反设计空间。与我们自己的宇宙不同,它不是由暗物质主宰的,而是拥有正确的负能量。

兰德尔和桑德鲁姆将两个5D反德西空间结合在一起,提出了不同的膜来解释不同的力。

在这种情况下,研究人员使用同一个空间来描述我们生活的膨胀的4D宇宙,其中包含能传递适度重力的粒子。

弦理论在哪里工作?它的弦(上图中的光束)正从一个额外的维度扩展到我们的宇宙,赋予它独特的“特性”。

“宇宙中的所有物质都对应于延伸到额外维度的弦的末端,”新闻稿解释道。

更重要的是,不像现有的弦理论模型,弦理论仍然有效,因为反设计空间的存在。事实上,它描述了一个内部和外部都有5维空间的膨胀气泡。

像所有其他字符串模型一样,它们不能立即解决问题。生活在维度之间的气泡表面是一个诗意的想法,但它仍然需要被提炼。

物理学已经到了我们需要抛弃那些理论观点,看看它们是否与实际观点一致的地步。

在振动弦和气泡宇宙的这些奇怪概念中,将会得出一些结论,这些结论看起来像是在粒子加速器中突然出现的奇怪统计。

也许——只是也许——这些弦理论的碎片会在下一代物理学的伟大思想中找到自己的位置。

蝌蚪工作人员从科学警报,翻译李同信,转载必须授权

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油渣怎么炸才会膨胀松脆 油渣怎么炸的蓬松

全文共 318 字

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首先选带皮的肥肉,洗干净后切成小块。接着将肥肉放入锅中,加小半碗水,大火煮开后,改为小火。然后小火熬半小时后,看肥肉是否变成金黄色。如果肥肉变成金黄色了,捞出来,立即撒上盐,拌匀。膨胀松脆油渣就炸好了。

同样都是炸油渣,但是别人炸出来的油渣膨胀松脆,用来炒莲白好吃极了。但是我们自己来炸油渣的时候却少了松脆的感觉,下面就教大家如何炸出好吃的油渣?

油渣怎么炸才会膨胀松脆

第一步:选带皮的肥肉,洗干净后切成小块。

第二步:将肥肉放入锅中,加小半碗水,大火煮开后,改为小火。

第三步:小火熬大概半小时后,看肥肉是否变成金黄色。

第四步:如果肥肉变成金黄色了,捞出来,立即撒上盐,拌匀。

这样炸的油渣又脆又香,有一点要注意的是不能多吃,吃多了容易上火。

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是什么加速了宇宙的膨胀?

全文共 2794 字

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物理学家认为宇宙中还有额外的成分,这可以解释为什么宇宙膨胀的速度比预期的要快。

宇宙的膨胀比科学家预测的要快得多,这是宇宙学中最难解释的异常现象之一。基于对大爆炸后不久释放的辐射(宇宙微波背景辐射)的测量,物理学家预测了宇宙的膨胀速率,即所谓的哈勃常数。这些辐射揭示了早期宇宙的确切组成。宇宙学家将这些组件插入宇宙演化模型,并将模型向前推进,以观察宇宙今天应该以多快的速度膨胀。

然而,该模型预测的结果并不准确:当观测脉动变星和爆炸的超新星及其他天体时,宇宙学家看到的是一个加速膨胀且哈勃常数更大的宇宙。

这种被称为“哈勃冲突”的现象一直存在,尽管所有的测量方法都变得越来越精确。一些天体物理学家仍在争论这种差异是否只是测量误差。但是可以肯定的是,如果这种差异真的存在,这意味着宇宙学家的宇宙模型中缺少了一些东西。

近年来,理论物理学家一直在推测宇宙的新组成部分。一旦这些成分被添加到标准模型中,宇宙的膨胀速度就可以加速,使其与观测值保持一致。

“发现异常是科学进步的基本途径,”哈佛大学宇宙学家阿维·勒布说。他是试图解决哈勃冲突的几十名研究人员之一。接下来,让我们来看看解释宇宙加速膨胀的一些最重要的理论。

腐烂的暗物质

宇宙学的标准模型包括所有熟悉的物质和辐射形式及其相互作用。它还包括称为暗能量和暗物质的不可见物质,这两者共同构成了宇宙的96%。因为人们对这些黑暗的部分知之甚少,所以在修改标准模型时,它们可能是最容易想到的地方。“这是你可以改变宇宙膨胀速度的部分,”阿维·勒布说。

标准模型假设暗物质由不与光相互作用的慢粒子组成,但是如果我们也假设暗物质不是由单一物质组成呢?我们发现了许多不同种类的可见粒子——夸克、电子等。——所以也可能有许多种黑色粒子。

在2019年发表在《物理评论D》上的一篇论文中,阿维·勒布和他的两个合作者提出了一种暗物质,这种物质可以衰变为一种更轻的粒子和一种无质量的粒子——暗光子。他们得出结论,随着时间的推移,越来越多的暗物质衰变,导致其引力减弱,从而加速宇宙的膨胀。结果,“哈勃冲突”得到了解决。

然而,对标准宇宙学模型如此微小的改变可能会产生不必要的连锁反应。美国约翰·霍普金斯大学的理论物理学家马克·卡米诺科夫斯基说:“提出各种微小的修正很容易,但要做到这一点而不破坏模型和大量其他天文观测之间的完美配合是很困难的。”

通过改变暗物质的衰变速率和每次衰变的数量,勒布和他的同事最终确定了一个暗物质衰变的模型。他们说这个模型仍然与其他天文观测一致。“如果你把这个成分加入到标准的宇宙模型中,所有的东西都会很好地结合在一起,”勒布说。

然而,勒布仍然不满足于暗物质衰变理论,部分原因是该理论在方程中引入了两个新的不确定性。他说:“在这种情况下,你通过增加两个自由参数来解决一个差异。我对此感到不安。”他将衰变的暗物质比作托勒密以地球为中心的宇宙体系中的本轮,“我宁愿用一个参数来解释这两个差异”。

不确定的暗能量

自从1998年发现宇宙加速膨胀以来,宇宙学家已经在宇宙演化模型中加入了暗能量。但是暗能量的本质仍然是一个谜。最简单的可能性是暗能量是“宇宙常数”,也就是空间本身的能量,密度在任何地方都是常数。但是如果宇宙中的暗能量不是恒定的呢?

早期宇宙中一种额外的暗能量,称为早期暗能量,可以调和哈勃常数的矛盾值。早期暗能量的向外压力将加速宇宙的膨胀。“棘手的事情是(早期暗能量)不可能永远存在;它必须迅速消失,”哈佛大学粒子物理学家和宇宙学家丽莎·蓝道尔说。

在提交给《高能物理杂志》的一篇论文中,兰德尔和他的合作者设计了他们称之为“摇滚”的东西,试图解决“哈勃冲突”。标准模型中的每个附加项都有不同的数学形式——在某些情况下,暗能量的密度会振荡,或称“岩石”;在其他情况下,暗能量的密度将从高值下降到零。但是在所有情况下,早期的暗能量必须在几十万年后的“重组”时期消失。“自重组以来,宇宙的历史与标准模型相当一致,”卡米奥·科夫斯基说。在2019年6月的《物理评论快报》中,卡米奥·科夫斯基共同撰写了一篇关于早期暗能量的论文。

除了早期的暗能量,理论物理学家还提出了其他奇怪形式的暗能量——比如“精粹”和“幻影暗能量”——它们也会随着宇宙的年龄而改变。尽管标准模型的这些扩展缓解了“哈勃冲突”,但许多宇宙学家认为这些只是细微的调整,即没有明确理由的适当的数学补充。

然而,卡米奥·科夫斯基指出,与宇宙历史上的其他膨胀时期相比,这种新形式的暗能量似乎没有那么不自然。例如,大多数宇宙学家认为宇宙在宇宙大爆炸开始时的“膨胀”期间呈指数级膨胀,这是由一种形式的暗能量驱动的,但不同于今天存在的暗能量。卡米奥·科夫斯基说,这段由暗能量主导的时期被认为是“在宇宙历史中不时发生的”。

修正重力

在宇宙学的标准模型中,所有已知的物质和辐射形式,加上暗物质和暗能量,都被输入到阿尔伯特·爱因斯坦的引力理论中,爱因斯坦的方程显示了空间将如何膨胀。这意味着,除了改变或添加宇宙成分到模型中,物理学家还有另一种方法使它与观测到的宇宙膨胀速率相一致。“你可以想象爱因斯坦的等式是不正确的,”勒布说。

2019年夏天,剑桥大学博士生威廉·威廉·巴克在寻找“修正引力”理论时,意外发现了解决“哈勃冲突”的方法。巴克发现了一种改进的重力模型,它“似乎表明早期宇宙中有额外的辐射”;是辐射压力导致宇宙加速膨胀。

然而,在今年3月提交给《物理评论》的一份预印稿中,巴克和三位合著者承认,他们需要更多的分析来确定该模型是否不仅能描述宇宙是如何膨胀的,还能描述星系和星系团等结构是如何演化的。

今天的望远镜以惊人的精度提供了大量关于这些结构的数据,所以设计一个与所有观测相匹配的理论并不容易。卡米奥·科夫斯基说:“许多修正的引力理论都不是完整的理论。当你试图用精确的数据集进行详细的计算时...很难以稳健的方式做到这一点。”

走着瞧吧

“我们都知道它们是暂时的,”兰德尔谈到当前的理论时说。"令人惊讶的是,即使有这些暂时的增加,分歧仍然难以调和."

即使有额外的自由参数,大多数非标准模型只是缓解了“哈勃冲突”,并没有完全解决它。这些模型预测的膨胀速度比标准模型要快,但仍不足以与超新星和其他天体的观测结果相匹配。

在接下来的几年里,欧几里德空间望远镜和其他望远镜将详细描述重力和暗能量如何塑造宇宙的演化。同时,中子星碰撞产生的引力波也将为测量哈勃常数提供一种新方法。新数据将排除一些解决“哈勃冲突”的理论,但新问题也可能出现在标准模型中。目前,如果标准模型运行良好,许多宇宙学家不愿意将其复杂化。兰德尔说:“人们有点想看,除非真的有一个好的理论。”

兰德尔补充说,即使“哈勃冲突”最终只是错误的积累,这种对新物理学的探索也不一定是徒劳的。“有趣的结果有时来自最终消失的事物,”她说。“这迫使你思考:我们知道什么?我们能改变多少?”

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什么是膨胀钉

全文共 625 字

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岩石表面攀登就是利用手抓脚踩岩石表面的一些不规则突起或凹陷,亦或利用摩擦力和身体平衡来攀爬看起来很平滑的倾斜岩石面。这是一种最常见的类型。在攀登此类场地中用到的各种攀登方式和技巧最多,更要做好保护措施,那攀岩时需要配备哪些安全装备呢?岩运动具有一定的危险性,因此安全装备不可少攀岩的装备器材是攀岩运动的一部分,是攀岩者的安全保证,尤其在自然岩壁的攀登中。攀岩鞋选择一般比平常鞋子小2码,但初学者选择攀岩鞋时尽量和平时穿的鞋码一样,这样可以更快适应攀岩鞋感觉,之后半年可能会发现攀岩鞋大了,需要重新换攀岩鞋;另外攀岩个人装备指的是安全带、下降器、安全铁锁、绳套、安全头盔、攀岩鞋、镁粉和粉袋等,下面来具体了解一下什么是膨胀钉吧?

膨胀钉,膨胀钉由螺杆和膨胀管等部件组成。从材质上分为金属膨胀钉和塑料膨胀钉,从安装方式分为拧入式膨胀钉和敲击式膨胀钉。

膨胀钉由螺杆和膨胀管等部件组成。螺杆尾部为圆锥状:圆锥的内径大于膨胀管内径。当螺母拧紧的时候,螺杆向外移动。通过螺纹的轴向移动。使用圆锥部分移动,进而在膨胀管的外周形成很大的正压力,加之圆锥的角度很小从而使墙体、膨胀管以及圆锥间形成摩擦自锁,进而达到固定的作用。膨胀钉是利用楔形斜度导致的膨胀所产生的摩擦力达到固定的效果。

膨胀钉利用冲击钻和锤子,膨胀钉可打入整块岩石中,加上挂片就成为非常稳固的保护点。安装方法主要是冲击钻在连接基体预制合适膨胀钉尺寸的孔洞,将膨胀钉植入其中,扩张套管,使之与基体牢固固定。

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膨胀钉的安装方法

全文共 560 字

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攀岩运动也属于登山运动,攀登对象主要是岩石峭壁或人造岩墙。攀登时不用工具,仅靠手脚和身体的平衡向上运动,手和手臂要根据支点的不同,采用各种用力方法,如抓、握、挂、抠、撑、推、压等,那攀岩时需要配备哪些安全装备呢?岩运动具有一定的危险性,因此安全装备不可少攀岩的装备器材是攀岩运动的一部分,是攀岩者的安全保证,尤其在自然岩壁的攀登中。攀岩鞋选择一般比平常鞋子小2码,但初学者选择攀岩鞋时尽量和平时穿的鞋码一样,这样可以更快适应攀岩鞋感觉,之后半年可能会发现攀岩鞋大了,需要重新换攀岩鞋;另外攀岩个人装备指的是安全带、下降器、安全铁锁、绳套、安全头盔、攀岩鞋、镁粉和粉袋等,下面来具体了解一下膨胀钉的安装方法有哪些吧?

膨胀钉利用冲击钻和锤子,膨胀钉可打入整块岩石中,加上挂片就成为非常稳固的保护点。安装方法主要是冲击钻在连接基体预制合适膨胀钉尺寸的孔洞,将膨胀钉植入其中,扩张套管,使之与基体牢固固定。

膨胀钉由螺杆和膨胀管等部件组成。螺杆尾部为圆锥状:圆锥的内径大于膨胀管内径。当螺母拧紧的时候,螺杆向外移动。通过螺纹的轴向移动。使用圆锥部分移动,进而在膨胀管的外周形成很大的正压力,加之圆锥的角度很小从而使墙体、膨胀管以及圆锥间形成摩擦自锁,进而达到固定的作用。膨胀钉是利用楔形斜度导致的膨胀所产生的摩擦力达到固定的效果。

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怎么安装膨胀钉

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裂隙攀登在天然岩石表面有很多垂直或接近垂直的宽窄不等、形状各异的裂隙。可利用这些裂隙(又可细分为大裂隙、小裂隙、V型裂隙等)向上攀登的场地,攀岩时一定要做好安全防护工作,那攀岩时需要配备哪些安全装备呢?岩运动具有一定的危险性,因此安全装备不可少攀岩的装备器材是攀岩运动的一部分,是攀岩者的安全保证,尤其在自然岩壁的攀登中。攀岩鞋选择一般比平常鞋子小2码,但初学者选择攀岩鞋时尽量和平时穿的鞋码一样,这样可以更快适应攀岩鞋感觉,之后半年可能会发现攀岩鞋大了,需要重新换攀岩鞋;另外攀岩个人装备指的是安全带、下降器、安全铁锁、绳套、安全头盔、攀岩鞋、镁粉和粉袋等,下面来具体了解一下怎么安装膨胀钉吧?

膨胀钉利用冲击钻和锤子,膨胀钉可打入整块岩石中,加上挂片就成为非常稳固的保护点。安装方法主要是冲击钻在连接基体预制合适膨胀钉尺寸的孔洞,将膨胀钉植入其中,扩张套管,使之与基体牢固固定。

膨胀钉由螺杆和膨胀管等部件组成。螺杆尾部为圆锥状:圆锥的内径大于膨胀管内径。当螺母拧紧的时候,螺杆向外移动。通过螺纹的轴向移动。使用圆锥部分移动,进而在膨胀管的外周形成很大的正压力,加之圆锥的角度很小从而使墙体、膨胀管以及圆锥间形成摩擦自锁,进而达到固定的作用。膨胀钉是利用楔形斜度导致的膨胀所产生的摩擦力达到固定的效果。

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膨胀岩土的分类

全文共 570 字

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我国由于膨胀土地基致害的建筑面积达1000万m2以上,公路工程中因膨胀土发生的边坡失稳、路基变形、路面破坏、构造物开裂、倒塌等公路病害造成的经济损失也是十分巨大的。

膨胀土的粘粒成分主要由强亲水性矿物蒙脱石和伊利石组成。在自然条件下,多呈硬塑或坚硬状态,颜色为黄、红、灰白色,裂隙发育,常见光滑面和擦痕。其吸水膨胀、失水收缩并且反复变形的性质,以及土体中杂乱分布的裂隙,对路基、轻型建筑、机场、岸坡及堤坝等都有严重的破坏作用。

膨胀土在世界范围内广泛分布,据统计,其实际分布范围已遍及六大洲约奶多个国家和地区。美国一半的国土面积分布有膨胀土,处理膨胀土危害费用高于震害数倍。世界上典型膨胀土的成因类型大致可归纳为残积、冲积、湖积、洪积、坡积及混合相,个别地区还有冰水成因,其中的残积、冲积、湖积成因分布较普遍。在我国膨胀土也有相当广泛的分布。

膨胀岩土的分类

膨胀岩土场地,按地形地貌条件可分为平坦场地和坡地场地。符合下列条件之一者应划为平坦场地:

1、地形坡度小于5°,且同一建筑物范围内局部高差不超过1m;

2、地形坡度大于5°小于14°,与坡肩水平距离大于10m的坡顶地带。

不符合以上条件的应划为坡地场地。

今天小编对膨胀岩土的分类进行了简单的介绍,对于地质灾害的类型有哪些以及其他地质灾害小知识,还请了解更多上的自然灾害小知识,希望对您有所帮助。

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膨胀土地裂缝防治措施

全文共 511 字

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防治膨胀土地裂缝对生产建设的危害,还没有根本的解决方案,下面带您了解一下经常使用的一些防治措施,以减轻膨胀土地裂缝产生的危害。

膨胀土地裂缝防治措施

1.防水保湿措施

由于膨胀土地裂缝的发育及其灾害与水的作用有关,因此,其防治应抓住治水这个关键性问题。一方面应防止水的渗透,以免土体吸水后发生膨胀;另一方面应尽可能保持膨胀土的原来湿度,以免它在减水后产生干裂。

2.地基处理方法

我国膨胀土分布范围很广,在一些地区几乎不可能避开,尤其在尚未认识它是膨胀土以前,也许已在其上建造了建筑物,为此需要对其进行处理。目前处理膨胀土地基的常用方法有换填垫层法、深挖基础法等。

3.工程结构措施

膨胀土地区建筑物,应注意使建筑结构应适应膨胀土的胀缩变形特点,一般要求建筑物的体形要简单,设置滑动接头或者采用伸缩缝等。

除上述外,还应注意下列事项,场地要平整,减少微地形影响;建筑物不能跨越不同的地貌单元、不同土层,也不要修建在山坡、谷坡之上;要避免地基半填半挖;建筑物边缘不要种植吸水量大的阔叶树木,等等。

今天小编对膨胀土地裂缝防治措施进行了简单的介绍,对于地裂缝是怎么形成的以及其他地质灾害小知识,还请了解更多上的自然灾害小知识,希望对您有所帮助。

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膨胀岩土的研究重点

全文共 638 字

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膨胀土的研究,始于20世纪50年代,重点是两个方面:其一,对建造在膨胀土地基上的建筑物、构筑物的变形和破坏事故进行分析,提出地基加固处理和建筑物修复的措施;其二,对膨胀土的成分、结构和工程性质进行研究,以探讨膨胀土的变形机理。

自1956年第一届国际膨胀土会议以来,已召开了七届膨胀土国际会议。我国铁路部门在上世纪60-70年代的铁路建设中,不断遭遇路堑、路堤的滑塌,特别是焦(作)枝(江)铁路更是病害不断。为此70年代后,在全国范围内开展了有组织、有计划的膨胀土研究工作,召开了两次全国性膨胀土地基设计专题研究学术会议,1990年在成都召开了全国首届膨胀土科学研讨会,出版了论文集。李生林等根据大量研究成果,出版了《中国膨胀土工程地质研究》一书,高国瑞在《近代土质学》一书中也对膨胀土的微结构进行了研究。刘特洪则主要根据南水北调中线工程的研究与实践,出版了专著《工程建筑中的膨胀土问题》。建设部1987年发布了国家标准《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112--87)。交通部出版的《公路路基设计规范》、《公路路基施工技术规程》及《路基》设计手册等,对膨胀土也作出了相应的规定。当前国际上主要将膨胀土的研究纳入非饱和土的研究范畴。重点研究其作为非饱和土的各种特性,如吸力、土-水特征关系、渗透性、体积与强度变化及气候环境的影响等。

今天小编对膨胀岩土的研究重点进行了简单的介绍,对于地质灾害的类型有哪些以及其他地质灾害小知识,还请了解更多上的自然灾害小知识,希望对您有所帮助。

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膨胀岩土的地貌特征

全文共 519 字

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膨胀土是一种粘性土,含有较多的亲水性粘土矿物,吸水膨胀,遇水崩解或软化,失水收缩,抗冲刷性能差,这种具有较明显的胀缩性的土称为膨胀土。

膨胀岩土的地貌特征

膨胀岩土多分布在二级及二级以上的阶地、山前丘陵和盆地边缘,地形坡度平缓,无明显的自然陡坎。在流水作用下的水沟水渠,常易崩塌、滑动而淤塞。膨胀岩土场地,按地形地貌条件可分为平坦场地和坡地场地。符合下列条件之一者应划为平坦场地:地形坡度小于5°,且同一建筑物范围内局部高差不超过1m;地形坡度大于5°小于14°,与坡肩水平距离大于10m的坡顶地带,不符合以上条件的应划为坡地场地。

膨胀土的特征

(1)颜色有灰白、棕、红、黄、褐、及黑色;

(2)粒度成分中以粘土颗粒为主,一般在50%以上,最低也要大于30%,粉粒次之,砂粒最少;

(3)矿物成分中粘土矿物占优势,多为伊利石、蒙脱石,高岭石含量很少;

(4)胀缩强烈,膨胀时产生膨胀压力,收缩时形成收缩裂隙。长期反复胀缩使土体强度产生衰减;

(5)各种成因的大小裂隙发育;

(6)早期生成的膨胀土具有超固结性。

今天小编对膨胀岩土的地貌特征进行了简单的介绍,对于地质灾害的类型有哪些以及其他地质灾害小知识,还请了解更多上的自然灾害小知识,希望对您有所帮助。

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干燥剂膨胀后还能用吗

全文共 411 字

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在使用干燥剂的时候肯定会遇到膨胀的现象,那么干燥剂膨胀后还能用吗?干燥剂膨胀一般都是遇水发生反应导致的后果,是否还可以用通过来给大家详细的讲解一下。

你说的应该是石灰干燥剂,石灰干燥剂遇水(水分)是会膨胀的,如果是密封的环境下是会爆炸的,膨胀后基本不能使用了。

在充足的情况下,干燥剂遇水可能会发生爆炸;如果条件不充足,也有可能发生爆炸的危险。

生石灰干燥剂的主要成分是氧化钙。氧化钙在遇到水后会产生急剧的化学反应,瞬间释放出大量的热量。如果装在塑料瓶内的石灰量比较大,化学反应产生的热量会使塑料瓶迅速膨胀,严重的会使塑料瓶爆裂。如果量比较少或是瓶盖没有密闭,石灰就可能把塑料瓶烫变形。但是并非干燥剂遇水都会发生爆炸,至少需要具备将干燥剂置于密闭空间和充分遇水膨胀两个条件。

干燥剂膨胀后不能使用,可能很多人对于这些易爆物品知识不了解,其实不用担心,这里有很多相关知识可供了解,比如生活中常见的干燥剂有哪些等都可以找到相应的答案。

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宇宙膨胀速度加快,超乎想象

全文共 377 字

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众所周知,关乎宇宙诞生的真相目前也是一个未解之谜,但有不少证据指向这与一场大爆炸有关。据悉137亿年前,一个致密炽热的奇点发生了大爆炸,散放出诸多物质,宇宙亦因此而诞生了。

一个文明的进化和成长需要一段漫长的时间,在1998年,两位来自美国的科学家:亚当里斯(Adam G Riess)和索尔珀尔马特(Saul Perlmutter)利用哈勃望远镜观测超新星爆发光谱时,共同发现了一个现象:当前宇宙正在加速膨胀

该消息传出后,在学术界引起很大的反响并惹来了很多质疑的声音。为了正式消息的真实性,多间权威天文研究所联合一起,做了很多规模庞大又复杂的实验,比如测量宇宙微波背景辐射的美国WMAP(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)卫星实验和测量宇宙大尺度结构的美国光谱巡天实验等,最终都证实了“宇宙正在加速膨胀”的理论。

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宇宙还在膨胀么

全文共 2138 字

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科技在带着人类进步。自从工业革命以来,人类凭借着自身的智慧和大自然的资源,稳打稳实地构建了现代社会,并于20世纪中期实现了遨游太空的梦想,打开了前往地外世界的大门。

俗话有云:“人外有人,天外有天”,踏出地球,面向一望无际的星河时,人类终于感受到自身的渺小和宇宙的浩瀚。作为天体,地球是有范围局限的,可以到达它的边界,既然如此,宇宙是否也存在着边界呢?

关于宇宙边界的争论,一直以来都是科学界的热门话题,截至目前尚未有准确的答案。但是自近世纪来,天文学家不止一次发现了诡异现象:宇宙正在逐渐膨胀

看到这里的时候,你也许会感觉到非常奇怪,与宇宙相比,人类简直是微不足道,专家们又是如何察觉到宇宙在发生膨胀的?关于这一点,接下来我们就一起来揭秘

宇宙膨胀速度加快,超乎想象

众所周知,关乎宇宙诞生的真相目前也是一个未解之谜,但有不少证据指向这与一场大爆炸有关。据悉137亿年前,一个致密炽热的奇点发生了大爆炸,散放出诸多物质,宇宙亦因此而诞生了。

一个文明的进化和成长需要一段漫长的时间,在1998年,两位来自美国的科学家:亚当里斯(Adam G Riess)和索尔珀尔马特(Saul Perlmutter)利用哈勃望远镜观测超新星爆发光谱时,共同发现了一个现象:当前宇宙正在加速膨胀。

该消息传出后,在学术界引起很大的反响并惹来了很多质疑的声音。为了正式消息的真实性,多间权威天文研究所联合一起,做了很多规模庞大又复杂的实验,比如测量宇宙微波背景辐射的美国WMAP(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)卫星实验和测量宇宙大尺度结构的美国光谱巡天实验等,最终都证实了“宇宙正在加速膨胀”的理论。

两大“神器”可测算宇宙膨胀速率

当“宇宙正在加速膨胀”的理论被证实后,人们对其膨胀的速率产生了极大的兴趣。宇宙对于常人而言,是一个难以观摩其全貌的庞然大物,科学家是否有方法可测量它的膨胀速率?可以通过哪些方式测量呢?

不得不佩服人类的智慧和创造能力,在科技的支撑下,人类凭借两大“神兵利器”并可立足地球,轻松准确地测量出宇宙的膨胀速率,它们分别是:欧洲航天局的普朗克卫星,美国航天局的哈勃太空望远镜。接下来我们就来认识下它们。

一,普朗克卫星实际上是一个宇宙微波辐射探测器,是欧洲航天局(ESA)在视野2020年中的科学计划之一,它能够通过高灵敏的角解析力获取宇宙微波背景辐射在整个天空的各向异性图,是史无前例的存在,可为早期宇宙的理论和宇宙结构的起源提供讯息的支撑。

二,哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope,缩写为HST),相信很多人对这一个天文观测利器一点都不会陌生,它是美国宇航局(NASA)和欧洲航天局(ESA)的合作项目,于1990年4月24日发射升空,设置在地球轨道上,属于反射式望远镜。

哈勃太空望远镜配备有光谱仪及高速光度计等多种附属设备,其所获得的图像和光谱具有极高的稳定性和可重复性,通过它观测所捕捉到的数据会先被储存在航天器中,然后由地面上的专家利用特定软件进行解密,确保数据的真实性。

万事具备,只欠东风!先进的设备已经在手,那么专家们又是如何计算宇宙的膨胀速率的?事实上,宇宙膨胀速率又称为哈勃常数,通常用H来表示,需要通过三个步骤来计算。

步骤一,先利用“宇宙距离阶梯”来确定宇宙中各大星系之间的距离;步骤二,将恒星作为里程标记,然后借此来测量更为遥远的星系距离;步骤三,最后专家利用所得的距离数据以及星系发出光线到达地球所产生的红移,进而测算出宇宙的膨胀速率。

根据20209年NASA所公布的最新估计值看来,宇宙的膨胀速率为每秒每百万秒差距74千米(46英里),比预想中的估计值(67千米(41.6英里)每秒每百万秒差距)要快上9%。掷地有声的数据可充分证实“当前宇宙正在逐渐膨胀”的理论。

宇宙加速膨胀对地球会造成影响吗?

作为宇宙的一份子,我们需要时刻关注它的变化,正所谓“牵一发而动全身”。在宇宙加速膨胀的背景下,人们所居住的地球是否会出现异样情况?

对此专家给出的解释是:存在着一定的影响。首先宇宙的膨胀速度与光速持平,甚至是大于光速的,这就使得远离我们的星系距离地球越来越远。

然后,宇宙的膨胀会导致宇宙的总热量越来越低,可以用熵值来衡量。熵是衡量一个系统的混乱程度,当整个宇宙的有序度越来越低的时候,无序度就会变高,时空就有可能被无限拉伸,宇宙的温度就会逐步下降。这种变化会直接导致恒星熄灭。

试想想,假如有一天,太阳熄灭了,太阳系会发生什么状况?看过《流浪地球》的朋友们都知道,首先是整天温度下降,热量退散,沦为冰天雪地的状态。最后太阳爆炸,吞噬一切。

尽管如此,我们也不必要过于忧心忡忡。要知道,宇宙无时无刻不在发生变化,有很多事是难以抓摸和把控的。宇宙膨胀必定会对地球产生影响,但是这对于人类而言实在是太遥远了,无人能够准确预测出未来的走向。

科技在不断地进步,很多奥秘正在逐步被解开,宇宙膨胀速率超乎超乎了想象,当它膨胀到极致时,又会发生什么呢?再来一个大爆炸?这是一个值得深思和探讨的问题。宇宙的奥秘数不胜数,想要穷尽其奥秘,人类任重而道远,也许在不久之后,宇宙的真正面目就会被掀开了,一切就让我们拭目以待吧。

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宇宙正在膨胀

全文共 3447 字

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77.哈勃定律的宇宙学意义

前面我们介绍了哈勃定律,它说明了天文学家所观测到的河外天体所发射的光谱线的谱线红移与该天体离开我们的距离成正比。面对这一发现,人们首先要追究的是:天体的谱线红移是怎么产生的?人类目前已完全肯定的红移机制只有两种:即多普勒红移和引力红移。观测事实不能支持哈勃关系表述的是引力红移。1930 年,爱丁顿把红移看成是动态宇宙的膨胀效应,于是,哈勃定律便提供了宇宙正在膨胀的观测证据。

宇宙正在膨胀,所有河外天体以正比于其距离的速度远离我们而去。人们的第一个印象是一种不自觉的惊讶:为什么所有其他天体恰好都是远离我们而去?这不正是我们是处于宇宙中心的观测证据吗?

为理解这个问题,我们得先理解什么是平面和什么是直线?也许会有读者向我抗议了:“你也太小看我们了,难道我这点还不明白吗?”但我想抗议之后再冷静一想或许真回答不出来。会做木工活的人会说,鲁班发明的墨斗就给出了直线。但由于地球的引力作用它给出的实际上是一条悬链线,有如过江的电缆线。那光可是走直线的!但爱因斯坦的广义相对论的一个重要的理论预言并由爱丁顿通过日全食时的观测加以证实的正是说明光在引力场中走的是曲线。“两点之间引一条直线!这可是几何学中的一个公理。”该不会再有问题了吧!其实问题就出在这里。我们生活在地球上很习惯于两个东西:即“水平泡”和“铅垂线”。建筑师在修建房屋时用它们检查地基是否水平或墙壁是否铅直是十分有效的。但读者是否想过,假如风平浪静,我们在海面上一个个的小块地区作水平面,如果我们从我国的海岸面一直作到美国,那么我们会发现,我们努力作出的“水平面”竟是一个“球面”的一部分。不难想象,如果我们在地球的赤道线上向北作两条垂直于赤道的直线,并按水平面上的方式不断延伸,不难看出这两条线会相交于北极极点。于是我们可以得出几条令人吃惊的结论:(1)在地平面上过直线外一点不能引一条直线与原直线平行,但过地面上的适当两点(如两个极点)可以引无数条直线(即子午线)。(2)地球表面上的一个三角形其三个内角的和大于两个直角(即 180°)。这些事实告诉我们,我们日常经验得到的一些直观常识往往是靠不住的。甚至像欧几里德几何这一类知识在地球表面上也只能是在一个足够小的区域内近似成立的,而一般情况下遵从的是球面几何关系。那么,我们有什么理由相信欧几里德几何可以无条件地用到宇宙空间呢?

设想有一束极强而又准直的激光,它可局部地沿“直线”向前无限地传播。那么在足够大的范围这束光的轨道是什么?难道它不可能是“曲线”甚至是“闭合曲线”吗?如果果真如此,那么我们如果用局部构成平面的很多的这种激光束同时向前传播,那么这些光束的轨道在大范围内就会是一个球面的部分(甚至就是一个球面)。

天文学家认为,我们今天观测到的宇宙就是这种情况。我们今天所看到的星系就好像钉在一个气球表面的小点。当气球膨胀时,这些点就四散分开。这时,球面上的任何一点都会看见所有其他点都在离开自己退行,而且相对距离越远的退行的速度也越大,正像哈勃定律所描述的那样。可见,宇宙膨胀的观测事实并不带来人类及其所在环境的特殊地位。

从理论上看,哈勃定律只适用于红移足够小于一的情况,对于大红移的情况应利用严格的宇模型所推出的红移公式。在标准宇宙模型下,哈勃常数是宇宙模型中尺度因子的相对膨胀率,它是随时间变化的参量。通常我们说的哈勃常数值是指今天的“瞬时值”,并用 Ho 表示之。

哈勃常数的倒数是一个与宇宙年龄有关的数值,宇宙年龄的确定还与宇宙常数因子和减速因子 qo 有关。宇宙年龄除了在宇宙学中通过对 Ho 的观测确定外,我们还可以通过别的方法来间接估计宇宙年龄或对其做出某种限制。如,通过地球上存在的放射性元素中有关同位素的丰度比确定的地球年龄,以及通过恒星、球状星团的演化理论确定的恒星(特别是太阳)和球状星团的年龄应小于宇宙年龄。哈勃最初确定的 Ho=500 公里/秒。百万秒差距就太大,以至使计算的宇宙年龄竟小于地球和太阳系的年龄,这当然不能为人们所接受。当前的哈勃常数比当初小了十倍,已无年龄矛盾。现在,天文学家倾向于把宇宙年龄订为 130 亿年(最大的估计为 200 亿年)。

上面我们已介绍了哈勃常数的确定及其宇宙学的意义,我们应该能感受到常数确定的艰巨,如果理论上没有新的见解,或观测手段上没有实质性的突破,当人们宣称他们得到了什么实质性的新结果,一般是不足信的。78.什么是宇宙学原理

当读者看到这里,我猜想你已跟我一起欣赏了一大段天体交响曲。或许你还从中得到了某种满足。这里我们不涉及本书的好或坏,而是想讨论另外一个问题:即你为什么能从书或别人的某种表述中获得与作者或表述者相同的感受,甚至达到某种共鸣?

不难理解,人类的任何知识都只能是通过个别人去感受并将自己的感受用语言或文字表述出来。当听众或读者得到这些表述后,他或者过去曾有过相同感受,于是引起同感或共鸣。如果他过去并没有过这类经历,那么作者的表述或许会促使他按表述者所指出的同样方式去感受,从而得到与表述者的同感或共鸣。我相信你一定有过这种经历。但你从没感到某种惊奇吗?为什么可能处于完全不同环境和不同状态的人,会对事物得到完全相同的感受和认识?科学家却从反面来理解这个问题,并相信:人们(观测者)对客观事物的认识(观测)不受其所处状态的不同而变化。

人们现在更一般地认为,在任何给定时刻,位于任何典型星系的观测者向各个方向看到的宇宙都是一样的。(这里指的“典型”是指那些本身除了随宇宙的整体的运动外没有大的特殊运动的星系。)这个假设是如此的自然,以致人们把它称为“宇宙学原理”。他是人类研究宇宙学的基本出发点。宇宙学原理可以用不同的语言表述。如:

宇宙中没有任何一点具有优越性,所有位置都是平权的。宇宙学原理也常称为哥白尼原理或宇宙平庸原理。应用到星系本身时,这个原理要求一个观测者无论在哪一个典型星系上所看到的其他星系都以同样方式运动。直接的数学表示就是,任何两个星系的相对运动速度都必然正比于它们之间的距离,这正好是哈勃所发现的。

用数学语言来表述宇宙学原理则可说:宇宙在任何时刻,其物质的空间分布是均匀的和各向同性的。长期来人们往往习惯于把宇宙学原理称为“假设”,认为是为便于数学处理而做的某种简化。但 1990 年 COBE 卫星对 3K 微波背景辐射的观测结果已使这个假设成为了受到观测支持的客观事实。天文学家目前公认的标准宇宙模型所采用的罗伯逊一沃尔克度规就是他的数学描述。

79.各种可能的宇宙模型

爱因斯坦的广义相对论是研究宇宙学的理论“武器”。在宇宙学原理要求下建立的场方程,得到的解理论上都可建立一个宇宙模型。人们把各种可能的解析解,利用李代数加以表示,按其结构常数的特征进行分类。可分为均匀和各向同性的宇宙及均匀和非各向同性的宇宙。虽然大多数天文学家采用了均匀和各向同性的“标准宇宙”模型,但在研究宇宙极早期的某些不对称性质时人们也常求救于一些特殊的非各向同性甚至是非均匀的宇宙模型。

即便在标准宇宙模型下,由于参数的不同也使宇宙将显示出截然不同的性质。标志宇宙特征的尺度因子 R(t)可以是随时间增胀的,此时的宇宙称为是膨胀的;反之,如果 R(t)随时间减小则是收缩的宇宙;如果 R 与时间无关,即它保持常数不变则称稳恒态宇宙。必须指出,理论只可能给出各种可能性,而不可能在其间做出决断。只有天文观测才能给宇宙的实际状态从各种可能性中做出最后的裁决。这正是哈勃定律的巨大功绩。

80.开宇宙,闭宇宙和临界宇宙在标准宇宙模型中对于目前的膨胀宇宙按其演化前景也可分为三种情况:如果宇宙始终不断地膨胀下去“永不回头”这称为开放宇宙;如果宇宙膨胀速度慢慢地减小以至为零甚至转为收缩,这称为封闭宇宙;当宇宙恰好处于二者的中间状态时,称为临界宇宙。同样,它们只能通过天文观测来做最后决断。可能的观测方法是:

几何学方法:通过哈勃图或天体的视角径红移图来确定减速因子 qo 其数值大小决定了宇宙性质:

=0.5 临界宇宙;

>0.5 封闭宇宙。

动力学方法:通过对一定天区中物质运动速度的观测,确定该天区的引力势的大小,从而确定该天区的平均物质密度。并利用很多天区的统计结果确定整个宇宙当前的平均物质密度ρo,它与宇宙的临界物质密度ρc 之比Ω o(=ρo/ρc)其数值确定了宇宙的性质:

=1 临界宇宙:

>1 封闭宇宙。

图 29 表示了三类宇宙的尺度因子 R(t)随宇宙时 t 的变化曲线。。

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天文学家发现不明力量推动宇宙加速膨胀

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天文学家发现不明力量推动宇宙加速膨胀

美国加利福尼亚劳伦斯-贝克雷实验室的索尔-波姆特领导的一个研究小组以及澳大利亚蒙特斯特罗姆气象台的布莱恩-斯奇米德特领导的另外一个研究小组近日同时指出,宇宙的扩张正在日益加剧,其动力来源于某种不明力量。这一结论推翻了此前有关自大爆炸以来,宇宙扩张的速度已变得越来越缓慢的传统理论。

研究人员称,目前宇宙里不同星系之间的距离较之此前人们想像的要远得多,以前被人们广为接受的理论,即宇宙扩张速度正在渐渐趋缓已开始受到越来越多天文学家的置疑。

上述美国研究小组的成员之一、美国卡纳吉气象台的温迪-弗里曼表示:“有关不同星系间距离越来越远的现象将对天文学研究产生深远的影响,如果这一结论是正确的,那么它将对我们更好地理解有关宇宙到底是什么样以及它是如何发展到现在等问题具有革命性意义。”

上述研究结果认为,宇宙将永久性地扩张下去,其间,不同星系之间的距离将越来越远,直到每个星系都变成无限空间中的一座孤岛。此外,上述研究结果还对所谓的宇宙膨胀理论起到了支持作用,该理论认为宇宙在大爆炸之后极短的时间内(可能只有一秒钟的几分之一)经历了巨大的变化,呈显著扩张之势。

澳大利亚研究小组的成员之一亚历山大-菲利普科表示:“宇宙扩张的速度非常快,某种力量在最初一段时间一直对宇宙的扩张起推动作用,后来这种力量渐渐消失,但宇宙却仍然继续扩张,这种过程已经持续了数十亿年。因此,我们认为宇宙还将继续扩张下去,即使速度没有大爆炸之后那么快,也不会呈日益减缓的趋势。”

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