致同學(xué)們=浩瀚的宇宙大千世界

1、大千世界螞蟻星云 阿爾法星 仙女座里的著名巨型旋渦星系M31(NGC 224)迄今最為清晰的圖片 此前拍攝的M31照片 建造之柱1995年4月7日哈勃在鷹星云拍到的 宇宙（Universe）是由空間、時(shí)間、物質(zhì)和能量，所構(gòu)成的統(tǒng)一體。是一切空間和時(shí)間的綜合。一般理解的宇宙指我們所存在的一個(gè)時(shí)空連續(xù)系統(tǒng)，包括其間的所有物質(zhì)、能量和事件。宇宙根據(jù)大爆炸宇宙模型推算，宇宙年齡大約138.2億年 是你出生海洋中間一個(gè)孤立的荒島，而且跟外界沒有任何聯(lián)系，你的地理知識將是有限的。通過望遠(yuǎn)鏡向四外遠(yuǎn)眺，你看到的景象會受海平面的約束。盡管你可以推測邊緣之外的東西，但你會缺乏切實(shí)的證據(jù)來支持你的假設(shè)。僅局限于我

2、們的行星以及其周圍，我們面臨同樣的情況：我們可以看見宇宙一部分，但我們只能推測其的全部范圍。我們可以通過平面幾何猜測，宇宙繼續(xù)無限期地向所有的方向擴(kuò)張，就像一個(gè)草原延伸到我們眼睛所至的地方。（在這種情境下的平面是指一個(gè)連續(xù)的三維空間，像一個(gè)無限延伸的盒子）。然而，我們對實(shí)際的宇宙的理解受可觀測的宇宙的邊緣所束縛。我們肯定不清楚在我們儀器能觀測的孤立地方之外存在什么東西。因此,我們可能想知道:我們可能能夠直接觀察到的部分宇宙究竟有多大？乍看一下，該問題答案似乎是一個(gè)簡單計(jì)算。光的速度大約是每秒鐘186，282英里，或每年大約5.9萬億英里。從宇宙大爆炸起流逝的時(shí)間是137.5億年。兩個(gè)數(shù)字相乘，

3、瞧我們發(fā)現(xiàn)在整個(gè)宇宙歷史，光可以行駛137.5億光年(810萬億億英里)。不過，該答案是錯誤的。宇宙有多大讓我們思考光是何時(shí)產(chǎn)生的。從宇宙大爆炸到）大約380，000年后宇宙重組（當(dāng)中性的氫原子形成時(shí)，宇宙是不能透射光線的。光子在帶電微粒間反彈，它們無法走得很遠(yuǎn)。理由是帶電微粒與光子相互作用要么吸收，要么發(fā)射它們。只有重組時(shí)代后光才能穿過太空。任何估計(jì)可觀測的宇宙的大小必須假定：我們能看到的光線是在太空變成透明的關(guān)鍵時(shí)代后才釋放出來的。（我們將來某天可能探測到來自那個(gè)時(shí)代的中微子和其他粒子，把時(shí)間表往前推，擴(kuò)大我們可觀察的范圍。）如果當(dāng)光源離地球足夠近時(shí)發(fā)射出光線的話，我們可能能夠觀察到比13

4、7.5光年更遠(yuǎn)的光源。 十億光年，是一個(gè)什么概念呢？現(xiàn)在我們把視野縮小10倍，宇宙看起來還是空空如也，“星”光點(diǎn)點(diǎn)?？墒?，那些點(diǎn)點(diǎn)斑斑的真的是星么？一億光年把眼光再降低一個(gè)數(shù)量級，那些點(diǎn)點(diǎn)看起來依然象是星星 一千萬光年一百萬光年 近些，再近些。什么呀，這么面熟？這就是你所說的“星星”么？是星星，一堆星星。我們管它叫銀河系 一萬光年 我們的太陽系位于銀河系螺旋翼內(nèi)側(cè)的邊緣，距離銀河系中心大約2.5萬光年。于是，我們把視野收回到1萬光年的數(shù)量級，聚焦在銀河系一千光年 密密麻麻 一百光年 還是密密麻麻的 十光年 一如既往的密密麻麻呀 一光年 等等，這個(gè)是什么 一萬億公里 再走近十倍依然霧氣昭昭的一團(tuán)

5、，到底是什么 一千億公里 看出來了，是太陽系，翻山越嶺的，不容易啊 百億公里 放大十倍來觀察以繁星為背景的太陽系。說是繁星，其實(shí)與太陽最近的恒星-半人馬座比鄰星都是在4.22光年開外的。圖中的亮點(diǎn)僅僅只是背景上離得八丈遠(yuǎn)的星星呢，并不十億公里 數(shù)數(shù)看，下圖里被藍(lán)框子圈上的是誰的軌道 一億公里 一億公里的時(shí)候，地球在那里 一千萬公里 可以看到了，地球，月球 呵呵一百萬公里 這個(gè)是什么 十萬公里 啊，地球！Home，Sweet home 一萬公里 1000公里 這是北美五大湖區(qū)中的密歇根湖，框住的城市就是芝加哥。100公里 芝加哥鳥瞰。由此開始了我們?nèi)祟愃軌蚶斫獾臄?shù)量級，開始了我們熟悉的世界。深

6、呼吸.10公里 密密麻麻，(為什么又要說密密麻麻？）。湖邊的房屋。 1公里, 一所房子，面朝大海，春暖花開.100米 看！草地上這是什么呀？10米 原來是一傻哥們睡得正香.挺愜意的嘛0.1米 一米的十分之一，我們手所能把握的尺度。相信人類所接觸的大部分物體都是在這樣一個(gè)數(shù)量級的1厘米 這是手上的皺紋細(xì)部。興許你放大了還沒他細(xì)皮嫩肉呢。做好準(zhǔn)備，我們即將進(jìn)入另一個(gè)陌生的領(lǐng)域-微觀世界1毫米 手上的毛孔，就是沒有毛.100微米 依稀可見皮膚的組織結(jié)構(gòu)。 10微米 一個(gè)細(xì)胞的數(shù)量級就是10微米，當(dāng)然這只是一般來說。插句嘴，世界上最大的細(xì)胞是鴕鳥蛋，它是一個(gè)單獨(dú)的卵細(xì)1微米 疑似生物課上學(xué)過的細(xì)胞核膜

7、，細(xì)部。0.1微米 一看這么高度螺旋的結(jié)構(gòu)就知道是染色體了。底下的洋文說：但凡人類的細(xì)胞，里面都會有23對染色體100埃 埃是一種長度單位，指10的8次方米?？吹竭@個(gè)規(guī)則的等距雙螺旋結(jié)構(gòu)，我想你一定知道這種物質(zhì)就叫做脫氧核糖核酸，也就是常說的DNA。分子結(jié)構(gòu)清晰可見 1納米 現(xiàn)在為材料科學(xué)炒得火熱的納米技術(shù)就是說很多物質(zhì)精細(xì)到納米級后將表現(xiàn)出很多在常規(guī)數(shù)量級上所表現(xiàn)不出的性質(zhì)來。在納米這樣的數(shù)量級下，我們連原子都可以數(shù)清了 1埃 原子是由原子核和電子組成的。這個(gè)是密布的電子云，我們能看到原子核外的電子云比較濃 10皮米 原子核外圍的濃密電子云。仿佛又回到了浩瀚無邊的宇宙。這樣來看每個(gè)原子都像是

8、個(gè)小宇宙，我們的世界就這樣的周而復(fù)始著，不寒而栗.1皮米 穿過最濃的電子云，發(fā)現(xiàn)更近核的地方反倒清凈。中間的就是原子核0.1皮米 走近點(diǎn)，這就是傳說中的原子核了。10的12次方米叫做一皮米。在0.1皮米的數(shù)量級下看原子核就可以看出很多個(gè)球球來，它們是帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子 10飛米 原子核的特寫 1飛米 質(zhì)子（也可能是中子）的細(xì)部，亂七八糟一大片。未知的結(jié)構(gòu)，未知的領(lǐng)域，那里屬于上帝 0.1飛米 無語。翻譯出圖片下面的洋文作為收場吧，他說：一旦我們進(jìn)入下一個(gè)層次，我們將會看到什么，我們又將會知道什么 浩瀚的宇宙國航空航天局（NASA）公布的一組宇宙空間星云圖，璀璨與詭譎并存、喧囂與寂寥同在

9、，地球外的世界很大。 NASA公布的一張仙后座星云圖?？茖W(xué)家在仙后座群星中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)盤狀行星碎片群圍繞在一顆已經(jīng)死亡的脈沖星周圍。太陽系之外的行星很可能就起源于脈沖星周圍的碎片 闊帽星系 太陽黑子 你知道嗎？是你出生海洋中間一個(gè)孤立的荒島，而且跟外界沒有任何聯(lián)系，你的地理知識將是有限的。通過望遠(yuǎn)鏡向四外遠(yuǎn)眺，你看到的景象會受海平面的約束。盡管你可以推測邊緣之外的東西，但你會缺乏切實(shí)的證據(jù)來支持你的假設(shè)。僅局限于我們的行星以及其周圍，我們面臨同樣的情況：我們可以看見宇宙一部分，但我們只能推測其的全部范圍。我們可以通過平面幾何猜測，宇宙繼續(xù)無限期地向所有的方向擴(kuò)張，就像一個(gè)草原延伸到我們眼睛所至的

10、地方。（在這種情境下的平面是指一個(gè)連續(xù)的三維空間，像一個(gè)無限延伸的盒子）。然而，我們對實(shí)際的宇宙的理解受可觀測的宇宙的邊緣所束縛。我們肯定不清楚在我們儀器能觀測的孤立地方之外存在什么東西。因此,我們可能想知道:我們可能能夠直接觀察到的部分宇宙究竟有多大？乍看一下，該問題答案似乎是一個(gè)簡單計(jì)算。光的速度大約是每秒鐘186，282英里，或每年大約5.9萬億英里。從宇宙大爆炸起流逝的時(shí)間是137.5億年。兩個(gè)數(shù)字相乘，瞧我們發(fā)現(xiàn)在整個(gè)宇宙歷史，光可以行駛137.5億光年(810萬億億英里)。不過，該答案是錯誤的。宇宙有多大讓我們思考光是何時(shí)產(chǎn)生的。從宇宙大爆炸到）大約380，000年后宇宙重組（當(dāng)中性的氫原子形成時(shí)，宇宙是不能透射光線的。光子在帶電微粒間反彈，它們無法走得很遠(yuǎn)。理由是帶電微粒與光子相互作用要么吸收，