宇宙具有十二面体形状

 在从观测宇宙微波背景的Wilkinson微波各向异性探测器(WMAP)获得的数据基础上,美国数学家计算出,宇宙多半最终会具有十二面体形状。进行的是反证法:如果宇宙是无限的,则在微波背景上应观察到任何大小的波,但是实际上不是这样:Wilkinson微波各向异性探测器确实一次也没有观测到巨大的波。根据以杰弗里·威克斯(JeffreyWeeks)博士为首的数学家小组的计算,在宇宙微波背景上的波看上去完全像从规则几何形状十二面体内部看到的一样。其实,其他专家也证实,在其他几何形状内部也能产生类似的波结构。     

1985年9月1至11日:富勒烯的发现

<正>有规则、具对称性的几何图形总是迷人,引人遐思。古希腊人以正四面体、立方体、正八面体、正十二面体,以及正二十面体分别代表组成宇宙万物的元素火、土、气、水和组成天上物质的以太,统称为柏拉图固体。开普勒也曾突发灵感,提出由五个柏拉图固体的内外切线组成的宇宙模型,认为这几个内外切球半径的比例就是当时已知六个行星轨道的比例,而称颂它是上帝在天上的伟大杰作。所以当科学家在1985年9月宣布发现超级稳定、     

体心立方晶格的布里渊区形状不是正十二面体

介绍了可能的五种正多面体,指出正十二面体是晶体结构及其布里渊区不可能具有的正多面体形状.体心立方晶格的布里渊区是菱形十二面体,不是正十二面体.     

试论弗里德曼对演化宇宙学的贡献

从历史角度，依据史实论述了本世纪２０年代初前苏联数学家弗里德曼在爱因斯坦广义相对论的基础上，建立时空为动态的宇宙模型，提出宇宙不稳膨胀的理论，发展并完善了相对论对宇宙的解释，以及对现代演化宇宙学作出的重要贡献。     

第二讲宇宙微波背景辐射

简单介绍了近年来关于宇宙微波背景辐射在观测上取得的重大进展，以及有关它的解释、理论和意义．宇宙微波背景是我们了解宇宙奥秘的一个至关重要的窗口．在未来几年，它还将扮演更加重要的角色．     

暗能密度测量的新结果

宇宙膨胀的加速是由一种排斥力引起的 .虽然这种所谓的“暗能”被认为占宇宙的 2 / 3左右 ,但是一开始谁也不知道暗能是由什么组成的 .爱因斯坦在 1917年所预言的不随时间变化的“宇宙常数”是对暗能的一种可能的解释 .对暗能还有一些更奇特的解释 ,例如quintessence理论、包括     

新实验结果挑战暗能量的存在

大多数天文学家相信宇宙中“暗能量”占优势,因为这是惟一能够解释为什么宇宙在同时进行着膨胀和加速的理由.可是如今荷兰与法国的物理学家们提出暗能量可能并不存在.他们声称,最近对宇宙X射线的观测揭示了远古星团与现今星团之间令人费解的差别,这可以用不存在暗能量来解释(将     

有关宇宙微波背景辐射的最新报告

2006年3月15日在普林斯顿大学的一个记者招待会上，WMAP^＊（威尔金森宇宙微波各向异性探测卫星）小组发布了他们关于宇宙大爆炸后辐射残留的最新报告．报告提供了首张偏振宇宙微波辐射图谱，其内容有助于了解字宙诞生10埘秒之后的情况，也使标准宇宙模型通过了目前最严格的数据检验．他们还宣称我们生活在一个扁平状的宇宙中，这个宇宙仅含有4％的常规物质，但有22％的暗物质和74％的暗能量，这些结果与宇宙标准模型相吻合．WMAP成员Lyman Page说：     

不同形貌金纳米粒子的制备及其表面增强拉曼散射效应的研究

不同形状的金纳米粒子在表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)中有不同的增强效果,多面体金纳米粒子具有多角结构,显示出比金纳米板更为明显的增强效果,近年来对其合成和性质的研究备受关注。该研究探究了十二面体,二十面体,三角板,球形四种形状的金纳米粒子在SERS中不同的增强效果。分别采用硼氢化钠还原法和以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为还原剂制备金三角纳米片和二十面体金纳米粒子,又以二十面体金纳米粒子为种子制备出十二面体金纳米粒子,并分别以以上三种不同形貌的金纳米粒子及球形金溶胶为基底,4-巯基吡啶,对巯基苯甲酸为探针分子检测了其在不同激发波长下的增强效果。透射电子显微镜结果表明金三角纳米板的平均边长为130nm,二十面体和十二面体金纳米粒子的粒径分别为100和120nm。三者的紫外可见吸收峰分别在589,598和544nm处。表面增强拉曼散射结果表明金多面体比金三角纳米板表现出更好的增强效果。     

第五讲暗能量和德西特时空

最近的天文观测表明，宇宙是在加速膨胀，而不是原来认为的减速膨胀．为解释加速膨胀，必须在宇宙的物质能量中引入暗能量这一成分，文章讨论了暗能量的可能侯选者，特别强调了宇宙常数问题、德西特时空问题以及和德西特时空相关的一些基本问题．     

幻能与宇宙末日

大破裂(big rip)——一种新的宇宙末日图景使当今的宇宙加速膨胀的理论发展到一个新的极端，Dartmouth学院的物理学家Robert Caldwell和他在Caltech的同事Marc Kamionkowski及Nevin Weinberg提出：如果假设中的使宇宙加速膨胀的暗能足够大，它将克服把物体束缚在一起的万有引力、电磁力与强力,不仅星系问的空间继续增加，星系本身也     

张衡（Zhang Heng，78-139）中国天文学家（Astronomer，China）

张衡，字平子。河南南阳人。博学多才。两度任太史令，前后共14年。在天文学上成就最为突出，是中国古代宇宙结构理论浑天说的代表。认为宇宙在空间上和时间上都无极限。继承前人宇宙起源演化思想，描述天地万物发生、发展过程。正确解释了月食成因，认为月食是由于月球进入地影而产生。用“近天则迟，远天则速”理论解释五星运动的快慢现象，是五星运动快慢与太阳距离远近关系的早期论述。     

爱因斯坦与宇宙常量

1917年，爱因斯坦发表了他的关于整个宇宙时空结构的理论——广义相对论。同时，他猜想宇宙是静止的，但是他的广义相对论方程的解却是时间的函数，也就是说，从广义相对论方程来看，宇宙是运动的，为了解决这一矛盾，爱因斯坦在方程中增加了新的一项——宇宙常数项，修改了他的方程。可是后来的天文学研究发现宇宙其实不是静止的，而是向外膨胀的，爱因斯坦很后悔在方程中增加了宇宙常数项，他也因此非常遗憾地错过了预言宇宙的膨胀。     

宇宙的创生和极早期

随着电影<宇宙与人>在全国各地的放映,对大爆炸宇宙学感兴趣的人越来越多.关于宇宙创生10-5 s以后宇宙演化的情景,本刊1996年第4期登载的康文秀、党兰芬两同志的文章<宇宙演化的最初三分钟>已做了介绍.本文拟对10-5 s以前的宇宙创生期和极早期的情景做一简介.     

关于宇宙结构形成演进的数字化模拟

从宇宙大爆炸的最初几分钟直到今天,想要定量理解我们所观察到的关于宇宙的海量数据,宇宙学家们无疑面临着巨大的挑战。令人不可思议的是,现代宇宙学在这样一场大战中竟然取得了伟大的胜利——仅仅使用6个参数(万有引力常数、真空介电常数、真空导磁率、真空光速、普朗克常数、电子或质子电量),便可以构建"标准模型",进而解释形形色色的宇宙学问题。标准模型与观察数据的结合确认,我们     

宇宙极早期的剧涨

 在为数众多的宇宙演化理论中,目前为大多数科学家所接受的就是热宇宙标准模型,即我们通常所说的大爆炸学说.大爆炸学说是建立在爱因斯坦的广义相对论和近代物理理论基础上的,它得到了与观察事实相符合的一系列结论,譬如:它可解释目前的宇宙处在膨胀之中和宇宙中氦的丰度等,并预言了宇宙中存在3K微波背景辐射(已于1965年由彭齐斯和威尔逊证实,他们俩为此荣获了1978年度的诺贝尔物理学奖金).但是,就像通常刚建立的物理理论一样,随着研究的进一步深入,科学家们发现了它的几个致命缺陷,这些缺陷可归纳为以下几点:一、视界问题.这是在解释可观察宇宙的大尺度均匀性时所遇到的问题.在微波背景辐射的研究中已证实宇宙有一个非常重要的特征量--宇宙等效温度,简称宇宙温度.根据微波背景辐射中已测出的辐射能量密度及其频率,再利用普朗克黑体辐射公式,就可知道当今的宇宙温度为2.7K;这说明了宇宙在大尺度范围内是处在热平衡之中的(否则就没有宇宙温度可言).但大爆炸理论诉告我们:在混沌初开时,宇宙是一个灼热的奇点.但随着爆炸过后,需要多长时间才能达到热平衡状态呢?     

宇宙大爆炸中生成的氘气

在宇宙最初几分钟时的元素合成（大爆炸核合成）问题是核天体物理中的重要问题。这一合成过程产生的氘与氢的比值（D／H）是固定的，与我们在今天的宇宙中所看到的一样，大爆炸过程也产生了原初的轻的原子，这些原子又形成星体，根据加州理工学院的研究人员的研究结果，通过测量宇宙微波背景辐射被“宇宙黑暗年代”中存在的中性气体吸收的情况，可以计算出D／H比值。（“宇宙黑暗年代”大约处在大爆炸后十万年到十亿年之间．）氢和氘吸收不同波长的宇宙微波背景光子，这种测量需要观测由空间不同位置上氢与氘气体密度的变化所引起的吸收的微小涨落。例如，宇宙中具有高密度的氢原子区域比低密度区域要吸收更多的宇宙微波背景光子。     

碳纳米管封装Si纳米团簇融化的结构演变

采用分子动力学方法模拟一种具有特殊结构(表面异构的硅十二面体结构，以下用Si-20表示)的硅纳米团簇填充到单臂扶手型单壁纳米管(SWCNT)组成的复合结构的加热过程，通过可视化，键角分布，二面角分布等分析方法来研究这种结构在SWCNT中的稳定性和结构演变情况.研究发现这种结构在SWCNT中是非常稳定的，并且随着温度的升高，硅纳米团簇的四面体结构开始减少，近邻原子数目有所增加，但不超过8个.该复合结构是由二十个四面体组成的正十二面体，通过模拟分析可知这种结构具有相当高的稳定性，一部分原因是正四面体的单臂纳米管比较稳定，对十二面体结构的硅起了一定的保护作用;另一部分原因是Si-20是正十二面体，本身具有较高稳定度.这一点我们通过可视化软件发现这种团簇是缩成一团而并不是从中间裂开观察得到.     

霍金的开放宇宙新理论

２０世纪的天文观测表明，宇宙正处于膨胀的演化过程中．在时间上往过去反推，人们估计在１００多亿年前宇宙是处于极其紧致极其炽热的所谓大爆炸奇性的状态．宇宙的演化必须服从爱因斯坦引力场方程．但是不同的初始状态会导致不同的演化．大爆炸奇性从何而来或者宇宙从何...     

古希腊宇宙体系构建者--亚里士多德

本文将从物理学发展史的角度对古希腊的伟大思想家亚里士多德做一番讨论。首先将述及他的政治和伦理学、认识论和方法论、生物学、宇宙天文学以及物理学．之所以集中地论述到如此之多内容，是由于本文强调这些内容之间的联系：处处表现了尊贵和卑贱的差别是合理的，宇宙的一切运动是有目的的。近代物理学恰恰正是逆着这一思想发展的。