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重力透鏡

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重力透鏡 重力透鏡效應(gravitational lensing),根據廣義相對論,就是當背景光源發出的光在重力場(比如星系、星系團及黑洞)附近經過時,光線會像通過透鏡一樣發生彎曲。 光線彎曲的程度主要取決於引力場的強弱。分析背景光源的扭曲,可以幫助研究中間作為“透鏡”的引力場的性質。 1980年,天文學家觀測到類星體Q0957+561發出的光在它前方的一個星系的​​引力作用下彎曲,形成了兩個一模一樣的類星體的像。這是人類第一次觀察到引力透鏡效應。 早在1915年,愛因斯坦就曾公開預言,光線經過重大的力場時會發了偏移。在地球和類星體之間一定存在著一個我們看不到的,且有著巨大質量的天體。 當類星體發出的光經過這個天體時, 由於天體的引力,使得光線偏轉, 從而使得地球上的人們看到同一類星體的兩個像。人們稱這樣的天體為重力透鏡。

宇宙加速膨脹

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宇宙加速膨脹 宇宙加速膨脹是宇宙的膨脹速度越來越快的現象。以天文學術語來說,意味著星系遠離地球的速度,隨著時間演進,應該會持續地增快。 於1998年觀測Ia超新星得到的數據,提示宇宙的膨脹速度正在加快。 在過去數年中,從各方面獨立觀測得到的結果,證實了宇宙加速膨脹的正確性,這包括宇宙微波背景輻射、可觀測宇宙的大尺度結構、宇宙的年齡。 根據科學研究及天文觀測發現從宇宙大爆炸開始,整個宇宙在不斷膨脹,星系彼此之間的分離運動也是膨脹的一部份,而不是由於任何斥力的作用。 宇宙,據說是150億年前發生的“創世大爆炸”造成的。 “創世大爆炸”理論認為,宇宙最初是由一個體積之小、能量和質量密度之大均難以想像的“粒子”。 突然爆炸,擴展開來,向四處噴發出放射線,後來凝固成質點,經過150億年的發展變化而成了這個樣子。 弗里德曼從愛因斯坦的相對論出發,研究了“穹形”結構。他發現,一個時間不發生變化的空間,即靜止的宇宙是不存在的。隨著時間的推移,空間要么變大,要么縮小。

脫離速度

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脫離速度 人造天體無動力脫離地球引力束縛所需的最小速度。若不計空氣阻力,它的數值大小為11.2km/s。 逃逸速度(Escape Velocity):在星球表面垂直向上射出一物體,若初速度小於星球逃逸速度,該物體將僅上升一段距離,之後由星球引力產生的加速度將最終使其下落。 若初速度達到星球逃逸速度,該物體將完全逃脫星球的引力束縛而飛出該星球。需要使物體剛剛好逃脫星球引力的這一速度叫逃逸速度。 天體表面上物體擺脫該天體萬有引力的束縛飛向宇宙空間所需的最小速度。例如,地球的脫離速度為11.2公里/秒 逃逸速度取決與星球的質量。如果一個星球的質量大,其引力就強,逃逸速度值就高。

馬克士威

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馬克士威 馬克士威(1831年-1879年),蘇格蘭數學物理學家。其最大功績是提出了將電、磁、光統歸為電磁場中現象的馬克士威方程組。 在1864年發表的論文《電磁場的動力學理論》中,馬克士威提出電場和磁場以波的形式以光速在空間中傳播,並提出光是引起同種介質中電場和磁場中許多現象的電磁擾動。 此外,他還推進了分子運動論的發展,提出了彩色攝影的基礎理論,奠定了結構剛度分析的基礎。 馬克士威被普遍認為是十九世紀物理學家中,對於二十世紀初物理學的巨大進展影響最為巨大的一位。他的科學工作為狹義相對論和量子力學打下理論基礎,是現代物理學的先聲。 馬克士威1879年11月5日因胃癌在劍橋逝世,享年48歲。他的母親也是在相同的年齡因為同種癌症而去世的。 馬克士威晚年對於科學做出最大貢獻之一,就是抄寫並編輯整理了亨利·卡文迪許所遺留下的實驗資料。這些資料包含了卡文迪許對與地球密度以及水的微觀物質構成的探究。

乙太

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乙太 19世紀,科學家們逐步發現光是一種波,而生活中的波大多需要傳播介質(如聲波的傳遞需要藉助於空氣,水波的傳播藉助於水等)。 受古典力學思想影響,於是他們便假想宇宙到處都存在著一種稱之為乙太的物質,是這種物質作為光的傳播中的介質。 按照當時的猜想,乙太無所不在,沒有質量,絕對靜止。乙太充滿整個宇宙,電磁波可在其中傳播。 乙太說曾經在一段歷史時期內在人們腦中根深蒂固,深刻地左右著物理學家的思想。著名物理學家洛倫茲推導出了符合電磁學協變條件的洛倫茲變換公式,但無法拋棄乙太的觀點。 愛因斯坦則大膽拋棄了乙太學說,認為光速不變是基本的原理,並以此為出發點之一創立了狹義相對論。雖然後來的事實證明確實不存在乙太,不過乙太假說仍然在我們的生活中留下了痕跡。

布朗運動

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布朗運動 布朗運動(Brownian motion)是微小粒子或者顆粒在流體中做的無規則運動。 它是在西元1827年英國植物學家羅伯特·布朗利用一般的顯微鏡觀察懸浮於水中由花粉所迸裂出之微粒時,發現微粒會呈現不規則狀的運動,因而稱它布朗運動。 布朗運動有下列的主要特性: 粒子越小或液體粘性越低或溫度越高時,粒子的運動越活潑。粒子的運動由平移及轉移所構成,顯得非常沒規則而且其軌跡幾乎是處處沒有切線。 粒子的成分及密度對其運動沒有影響。粒子的運動永不停止。 布朗運動是懸浮在液體或氣體中的微粒所作的永不停息的無規則運動。它是一種正態分佈的獨立增量連續隨機過程,是隨機分析中基本概念之一。

能量守恆定律

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能量守恆定律 能量不能無故生成,也不能無故摧毀,但它能夠改變形式,例如,在炸彈爆炸的過程中,化學能可以轉化為動能。 從能量守恆定律可以推導出第一類永動機永遠無法實現。沒有任何孤立系統能夠持續對外提供能量 能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,只能從一個物體傳遞給另一個物體,而且能量的形式也可以互相轉換。