天文物理和宇宙学现状简介

 关于宇宙和我们人类所在的太阳系结构问题,是人类文化历史中最古老的课题之一。这些问题的科学研究,也就是天文学,推动了物理学的发展,并且对哲学也产生了巨大的影响。今天,天文学已成为物理学不可分割的组成部分,研究它的目的是为了认识宇宙以及构成它的所有宏观部分的形成和发展。这就需要把经验研究,就是观测和实验,与理论研究结合起来,这样就使天文学必然与许多物理领域产生必不可少的联系,特别是与粒子物理、原子核物理、原子物理和等离子物理的联系。然而,近几年宇宙化学和生物天文学也正在得到重视。     

暗物质的困境

 远在30年代,天文学家惠兹克已注意到,在星系团中,星系的绕行速度是如此之快,按理,它们无法稳定地呆在星系团中.他推测存在某种看不到的物质,提供了引力“胶质”.70年代,又发现银河系边缘的恒星运动速度,要比理论家预言的快得多,这也暗示着有大量的暗物质弥漫于星际空间.以后,对旋涡星系旋转情况所作的射电和光学观测表明,它们被暗物质晕所包围.分析了很多星系对和星系群的运动之后,人们确信,星系所含物质的总量,要比其可见的大得多.故天文学家断言,宇宙并不仅仅含有组成我们身体、地球和星星的那类通常物质.所谓通常物质,是指由重子(质子、中子等)组成的物质.而其他粒子,诸如电子,它们数量虽多,但对宇宙质量的贡献是很小的.     

暗物质之谜三例

1.2006年,天文学家对子弹星系团的观测,发现了暗物质存在的直接证据:观测显示,两个星系团高速相向运动,碰撞时,构成星系团物质主体的炽热气体相互排斥,形成了外形像子弹头那样的气团,但两星系团内的暗物质却不为所动,继续保持原有的速度.     

“神舟”四号中的流体物理实验

在多年地基研究的基础上 ,作为载人航天工程应用系统的有效载荷 ,在我国“神舟”四号飞船返回舱在轨飞行期间进行了大Marangoni数 (Ma)液滴热毛细迁移空间微重力实验 .实验中FC - 75液和 5cst硅油分别为滴相和连续相实验流体介质 ,研究了在稳定、长时间的微重力环境中 ,不同温度梯度条件下液滴热毛细迁移的现象及特征 .Marangoni数到达 5 5 0 0 ,很大地扩展了过去液滴热毛细迁移实验的Ma参数范围 .实验结果表明 ,大Ma数液滴热毛细迁移特征规律复杂 ,迁移速度与YGB模型线性预测有明显的差别 .文章介绍了液滴热毛细迁移研究进展 ,给出了此次空间实验的一些主要结果 .讨论了大Ma液滴热毛细迁移的特征 ,并对自行研制的空间实验设备、实验过程进行了简要介绍     

国家“八六三”计划强辐射重点实验室简介

强辐射科学技术研究是２０世纪后期随着激光、光电子学和微波科学技术发展而迅速兴起的，是一项跨世纪的高技术．我国强辐射科学技术的研究，是在国家“八六三”高技术研究计划推动下发展起来的，已在强激光技术、高功率微波技术研究方面取得了许多进展．为更进一步促进我...     

星系团之间的交流

虽然大爆炸发生在很久以前,但是宇宙诞生之初产生的热光子仍然弥漫宇宙,形成宇宙微波背景(如图).这些古老的光子揭示了大爆炸许久之后诞生的星系团的运动特点.这些光子穿梭于星系团的热气体中,热气体增加了光子能量,缩短了其波长,导致所谓的苏尼亚耶夫- 泽尔多维奇效应(Sunyaev-Zel'dovicheffect), 亦称SZ 效应, 因两位俄罗斯科学家在天文学家发现之前预言了该效应而得名.不过他们也同时预言星系团的运动也会影响光子,却至今都未观测到.有天文学家在7 月20 日出版的《物理评论快报》(Physical Review Letters) 报道, 他们已从数以千计的星系中归纳出微弱信号,探测到所谓的运动学苏尼亚耶夫- 泽尔多维奇效应.正如人们所料,该结果发现星系团之间在引力的影响下,倾向于做着相向运动.进一步的观测可能更具启示：这将有助于确定令宇宙膨胀加速的神秘力量的性质.     

极深地下探秘宇宙的“熊猫X”实验

近百年的天文学观测表明宇宙中有大量看不见的“暗物质”存在,但是我们对暗物质的本质却所知甚少。宇宙中也充斥着一种很像暗物质的“幽灵粒子”——中微子,它们的身上也有着众多未解之谜。对暗物质和中微子研究的突破很可能带来下一次物理学的革命。国际上最深的、位于四川凉山州的中国锦屏地下实验室为这样的实验研究提供了得天独厚的场所。过去的20年,液氙探测技术的发展使之成为了探测暗物质、研究中微子性质的核心手段之一。文章主要介绍了暗物质与中微子的未解之谜、液氙探测技术的发展、国内外一些液氙实验的发展态势以及我国液氙探测暗物质“熊猫X”实验的现状和未来。     

“引力透镜”概念起源考

从学术界广泛引用的牛顿《光学》中的疑问1谈起,随后回顾了马拉、卡文迪什、索德奈尔和爱因斯坦等人在试图量化光所发生的引力偏转方面的贡献,介绍了被世人所遗忘的弗朗提斯克·林克在引力透镜概念起源上极具价值的工作,找出了光线因引力作用而发生弯曲的最早证据,确认了引力透镜概念的出处.弄清了引力透镜概念起源的真相,呈现一个引力透镜概念真实的历史发现过程.     

月球上的“第四”宇宙速度

计算从月球表面发射的物体能够脱离太阳系引力所需要的最低速度.结果是11.6 km/s,方向沿望日时月球的轨道运动方向.     

“太阳与行星间的引力”教学的创新

通过探究"类行星运动模型"中的动力学关系,引导学生独立地探究太阳和行星间的引力.     

暗物质与暗能量

美国《science》期刊所评2003年十大科学成就中将“证实了宇宙主要由神秘的暗物质和暗能量组成”列为首项：“宇宙是平直的；宇宙中存在4．4％重子物质，22．6％暗物质和73％暗能量．”这是科学家们分析了威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Mi-     

环圈量子引力简介

大家知道，弦理论（String theory）是企图和谐地统一量子力学和广义相对论这两个已知的然而却互不相容的关于“小”和“大”的理论体系．本文介绍的环圈量子引力（Loop Quantum Gravity）理论（以下简称“L理论”）也是为此目的兴起的另一种理论．     

浅谈课后反思

美国著名教育家波斯纳提出了教师的成长公式：成长=经验＋反思．他认为一个教师如果不经常反思，只能停留在一个低层次的水平上．因为没有经过反思的经验是狭隘的经验，它只能形成肤浅的认识，可能阻碍教师的专业成长．只有经过反思，使原始的经验不断地处于被审视、被修正、被强化、被否定等思维加工中，去粗存精，去伪存真，这样经验才会得到提炼，得到升华，经验才能成为促进教师专业成长的有力杠杆．     

也谈物理“理想模型”——关于《对几个联系实际问题的辨析》的辨析

笔者对于文献[1]中所述电饭锅问题有不同之见解.为了详细探讨,现将原文所述例题及解析情况摘录如下.     

国际物理年话物理教育--U/I=R是定律还是定义

诺贝尔物理学奖荣获者杨振宁回母校清华大学定居，以82岁高龄为大一学生讲物理课是中国高等教育从未有过的重大事件；其意义何在?需要从他近年两件言行去寻思。     

谈谈充分发挥习题的"物理营养"——读《用"几何画板"的函数功能研究物理疑难问题》一文所想到的

学习物理必须做习题,中考、高考基本上也是以习题（实验题的考法仍然是习题）形式,来考查学生对物理学科掌握的程度．从而可知,习题教学在物理教学中占有不可轻视的重要地位．     

有关暗能量的一些话题

距在贵刊2004年发表的有关暗能量的两文[1,2]已4个年头,4年来,国内、外有关期刊发表了不少这一课题的文章.现就暗能量究竟是什么?宇宙中真的存在暗能量吗?和其他有关信息向读者做一简介.     

漫谈科里奥利力

科里奥利力是当物体相对于转动的参照系运动时受到的一种惯性力.     

论绿色照明

维持生态环境,保护13亿人的安全和生活质量是我国科学发展的绝对必需.高校教育和学术研究应加强这方面的宣传教育并实践.经调研,发现政府决策和高校教材在绿色照明领域存在严重失误.作者通过实践找到一种真正节能又环保的绿色照明,亟需推广以取代有严重环保隐患的汞气荧光灯.