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宇宙中有各种各样的天体和现象。这些天体和现象是偶然出现还是在某些自然规律支配下的必然结果?
科学家们通过不断的观测、实验和思考,已经发现了隐藏在宇宙背后的许多定律。
被誉为“近代天文学之父”的意大利科学家伽利略·伽利雷在他1623年出版的书中曾写有这样一句话“L` universe e scritto in lingua matematica” (宇宙这本大书是用数学的语言写成的)
天体的运动,就蕴含在这十大定律之中。


IP属地:江苏1楼2015-02-04 21:47回复
    ①开普勒定律】
    起初,同主张地动说的波兰天文学家哥白尼和伽利略一样,开普勒也相信行星的运动轨道应该是完美的圆形。
    他通过分析观测火星复杂的运动所得到的数据最先发现的一条定律是:行星与太阳的连线在相等的时间内必定扫过相等的面积(第二定律)。这个结果使他感到困惑。因为,根据这条定律和观测数据计算出的火星轨道无论如何也不是完美的圆形。
    经过修正错误后重新计算,开普勒终于认识到,此前认为行星轨道一定是完美的圆形的看法是错误的。行星的轨道不是完美的圆形,而应该是稍稍偏离圆的椭圆(第一定律)。
    那以后,开普勒又发现了最后一条定律:行星绕太阳一周的时间的二次方与行星椭圆轨道的半长轴的三次方成正比。(第三定律)
    即:T²=Ka³ 其中T为行星的公转周期 a为行星椭圆轨道的半长轴 K为比例系数
    利用开普勒三定律能够正确的说明所有观测到的行星的复杂运动。
    小结:
    开普勒第一定律:行星的轨道不是完美的圆形,而应该是稍稍偏离圆的椭圆
    开普勒第二定律:行星与恒心(中心天体)的连线在相等的时间内必定扫过相等的面积
    开普勒第三定律: T²=Ka³


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    IP属地:江苏2楼2015-02-04 21:47
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      【⑤维恩位移定律】
      天狼星、南河三、参宿星在夜空中构成著名的“冬季大三角”。其中天狼星表面温度约为10000℃,南河三大约为6200℃(同太阳大致相同),参宿星表面温度最低,约3300℃。
      知道了这个结果,马上又会产生一个疑问。我们显然不可能去测量那么远的恒星温度。那么,科学家们是怎么样知道恒星的温度的?
      原来,恒星的颜色提供了线索。德国物理学家威廉·维恩想到,像熔融的铁块那样高温物体的表面温度虽然无法直接测量,但是可以根据它们的颜色来确定温度。维恩经过反复研究,终于发现了将物体颜色与其表面温度联系起来的定律:“物体表面的温度与其发出的最大强度的光的波长成反比。”这就是维恩位移定律。
      根据这条定律,物体发出最大强度光的波长越短(越趋近于蓝白色),它的表面温度越高;前度最大的光的波长越长(看起开偏红),它的表面温度越低。这就意味着,根据这些恒星的颜色,就可以计算出其表面温度。
      小结:物体发出强度最大的光的波长(λmax)越短,它的表面温度(T)越大,反之相反。公式中的2898000 是维恩经过反复研究确定的一个比例系数。
      T=2898000 /λmax
      λmax的单位是纳米,T的单位是绝对温度K


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      IP属地:江苏6楼2015-02-04 21:48
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        ⑥能量守恒定律】
        我们生存的地球一点都不安分——火山喷发、地震、大陆板块漂移……造成大地不断变动的原因就是地球内部巨大的热能。
        那么地球的热能又是来自哪里呢?回答这个问题,关键在于要知道一个关于能量的、非常重要的性质。那就是“能量不会凭空产生、也不会凭空消失”。换而言之,地球内部的热能必然有其来源。
        在距今大约46亿年前,在宇宙空间中飞来飞去的直径数公里的“星子”互相碰撞融合,最后诞生了地球。那些后来融合成地球的星子携带有不同形式的能量,有动能和势能,也有核能。这些能量的一部分被地球截留了下来,便成为贮存在地球内部的热能的来源。
        星子携带的其他能量已经逃离地球。逃离的这部分能量也没有消失,它们以不同的形式继续存在于这个宇宙之中。这就是能量守恒定律。——能量不会凭空产生、也不会凭空消失。能量只会从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体。
        动能:Ek=(1/2)mv² 引力势能:EG=G[(Mm)/r]


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        IP属地:江苏7楼2015-02-04 21:48
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          【⑨广义相对论】
          在19世纪末,物理学家就知道一个无论是用开普勒三定律还是牛顿的万有引力定律都解决不了的奇怪现象,那就是天文观测所发现的“水星的近日点进动”。
          离太阳最近的水星,根据开普勒的计算,它是沿着一条椭圆型轨道运动。可是,在19世纪末,天文观测却发现水星轨道本身也是在缓缓的转动。水星在公转轨道上到太阳最近的一点(近日点)一直在移动,每过100年,会偏离0.16°。
          为什么会出现这样的偏离呢?在牛顿力学的框架内,用金星、地球和其他行星的影响来解释,只应该有0.15°的偏差,而那剩余的0.01°却无论如何也得不到解释。
          最后还是爱因斯坦根据他在1915年-1916年完成的广义相对论成功的解释了剩余的0.01°的奇怪偏离。
          根据爱因斯坦的广义相对论,大质量天体周围的时空会发生弯曲。原来,水星离太阳最近的这个事实本身就会引起它的轨道的缓慢错动而引起近日点进动的现象。利用“爱因斯坦方程”进行计算,得到的结果正好是每100年偏差约0.16°。
          其实,用爱因斯坦的广义相对论能够解释的现象远不止星体运动,还有星系乃至整个宇宙的各种现象和运动。
          小结:
          Rμν-(1/2)gμνR=(8πG/(C^4))Tμν-∧gμν
          其中Rμν-(1/2)gμνR反映空间弯曲与时间延迟
          Tμν表示物体的动量与能量
          ∧gμν表示引起时空膨胀的斥力


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          IP属地:江苏10楼2015-02-04 21:49
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            【⑩哈勃定律】
            美国天文学家埃德温·哈勃通过观测,记录下他所看到的除了银河系之外的星系,通过多普勒效应进行计算,发下了如下事实:
            距离越远的星系,正在以更大的速度远离我们。
            表示这种关系的数学公式就叫做哈勃定律。必须说明的是,这里所说的星系并不是一个特定的星系,而是所有的星系都在背离银河系。
            我们该如何理解这个事实呢?假如有一片橡胶薄膜,上面放着很多硬币。这时,在所有方向上向外拉伸,它上面的硬币之间的距离就会变得越来越大,彼此远去。而且,相聚越远的两枚硬币,相互远离的速度越大。
            如果认为宇宙也像橡胶薄膜一样被向外拉伸着,星系之间正在背离而去的这种现象就能够说的圆满。由此我们知道宇宙并非保持不变,而是正在膨胀。于是,科学家们发现了宇宙膨胀。(目前被证明是加速膨胀)
            小结:v=H。×r
            其中v是星系的退行速度
            H。是哈勃常数,值为73.8±2.4[公里/秒·百万秒差距],它体现了宇宙的膨胀速度。
            r是星系之间的距离


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              真复杂


              12楼2015-02-09 13:41
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                讲得不错哦


                IP属地:山西13楼2017-01-09 18:35
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