尘世无心 发表于 2015-10-8 09:12:53

参宿二老师课堂

本帖最后由 尘世无心 于 2015-10-23 10:35 编辑

月    亮

分享-参宿二:今天我们聊聊月亮。
首先说下地球。大家都知道,我们地球是目前为止唯一知道的有生命的星球。那么为啥地球上会有生命?地球生命的动力或者说能源来自什么地方?

我想这个大多朋友都能答上来。地球是一颗不发光的行星,本身不向外输出热量,而地球上的生命无论是动物还是植物,都是要从外界汲取热量的,这个热源就是太阳——我们太阳系唯一的恒星(是唯一的恒星,并不是唯一的热源,这个以后我再跟大家分享)。太阳使我们有了热源,有了黑夜和白天,那么为什么在温带地区(比如我们绝大多数人们居住的地方)有明显的四季呢?因为我们地球绕太阳公转的平面和地球自转的平面有一个23°26′的倾角,也叫黄赤交角,有了这个角,太阳可以在南北回归线上上下移动,产生了四季。

大家可以把地球想象成一个旋转的陀螺,要保持陀螺始终转动,应该怎么做呢?拿鞭子抽嘛!没错,地球之所以能保持稳定的黄赤交角,也是因为有一根鞭子在“抽”地球,这鞭子就是在我们头顶上,距离我们平均38W千米的月亮。计算机模拟,如果没有月亮,我们很可能就没有办法保持一个稳定的角度绕太阳公转,就像一个失去动力的、快要倒下的陀螺,大家可以想象下是什么样子?

所有行星绕日的轨道都是椭圆,卫星绕行星也是一样,月地距离平均38万千米,最近可达36万千米,最远到达40万千米。正如我们看近处和远处的人一样,离我们越近的物体,我们看起来越大。
2015年9月27日,中秋之夜,月亮恰好运行至近地点,所以这一天,我们有幸看到“超级月亮”。这“超级月亮”比平时我们欣赏的月亮大多少呢?不多,最多大14%而已,不细致观察是不容易发觉的。其实天文上很多东西是很考验视力的,小朋友们经常看天也有助于恢复视力,而且天上还有不少“视力表”呢!
以后我会慢慢给大家介绍,额,好像有点跑题了。
冀-西妈0210女:我听朋友说过,有用“望星空”治好近视眼的!
刘展伯妈妈:真的么?那不是应该推广?
分享-参宿二:既然有朋友说了,我就再歪一下...我上高中的时候用眼过度。。。视力降到5.0。经过大学四年观星,现在视力恢复到5.3。
冀-西妈0210女:嗯,估计参老师讲完,大家晚上一齐回家“望星空”去了,每天几分钟,又无毒副作用,哈哈。
分享-参宿二:讲课继续。由此可见,所谓超级月亮,其实并不比平时的月亮大多少,大家不要听媒体忽悠....
但看不出超级月亮不要紧,我们还有不同颜色的月亮。除了我们常见的白月亮,其实还有红月亮、蓝月亮等其他颜色的月亮。月食之际,太阳光经过地球的大气层散射和折射,只剩下波长较长的红光,照像月面,于是有了“红月亮”。其实在中秋节,傍晚月出的时候,由于光线经过的大气比较厚,也会有红月亮出现,大家注意观测哦。而“蓝月亮”呢,其实并非指蓝色的月亮,而是在同一个月第二次的满月,我们就把它叫做“蓝月亮”。但月亮有没有蓝色的时候?有!火山爆发的时候,光线经过火山灰特殊的折射,会呈现蓝月,所以在古代,蓝月通常意味着灾难的降临。除此之外,还有绿色的月亮,这种月色极其罕见,只有在大气环境极好的时候,水天相接的时候才能见到,至今我只用相机拍摄过绿色的太阳边缘,没有拍到过“绿月亮”。

有句谚语“十五的月亮十六圆”。据统计,过去10年间,出现在“十五”的圆月有三次,“十六”的6次,出现在“十七”的圆月有一次,所以“十五的月亮十六圆”并不完全准确。

说了这么多,最后给大家说下月球上的地貌,以便晴天的地区大家方便赏月。皎洁的月光下,其实是并不平坦的表面,从海洋到湖泊,从峡谷到峭壁,从高低到山脉,月亮上应有尽有,但这些所谓的名称都是人们根据地球上相应景物的样子来起名的,月亮上有水,但并不存在于大家望远镜的视野中,所以所谓的湖泊和海洋大多是没有水的啦。月亮上的水一般以冰的形式存在于终日不见阳光的陨石坑中。首先,当我们用肉眼或者望远镜看月亮时,左上角那片暗淡的地方叫“雨海”。如果仔细观察,会发现在雨海的左上角凹进去一块,那就是著名的红湾,是我国发射的嫦娥三号月球探测器的登陆地哦(虽然降落的时候偏了.....)。月面西边的大片暗淡地球,是月亮上最大的“海洋”,叫风暴洋,面积约500万平方千米,相当于多半个中国的面积,在雨海的冬眠,有一条发亮的长条,这是月球上最大的山脉——亚平宁山脉,而在雨海的下方,是一片亮的区域,叫做“笛卡尔高原”。抱歉今天的电脑比较卡,没有办法给大家找月面图,大家可以去中国探月的官网上去搜,百度图片也有。只要找到雨海,其他的特征都好找。

我今天的分享就简单到这吧。最后说一句,如果有在青岛的朋友,阴历八月十四可以找我来赏月,我会带30个家庭外出赏月。
赣-则妈0802B:以前只知道月亮上有嫦娥兔子。能不能介绍一个家用的天文望远镜?不要太贵,谢谢老师。
分享-参宿二:首先,家用望远镜1500元以下的基本只能看月亮,如果是入门,推荐EQ80或者EQ90。

尘世无心 发表于 2015-10-8 09:34:18

本帖最后由 尘世无心 于 2015-10-8 09:39 编辑

月亮(二)
分享-参宿二 2015/09/30:
各位好,今天我们依然玩月亮。我分享比较随意,可能条理性差一点,还望大家不要介意。
今天首先抛出一个看起来毫无逻辑的比较:三个数,比大小,大家交流下:第一个数,地球到月亮的距离(以千米计);第二个数,我们晚上抬头看天上的星星的数量(一整晚,假定天气无云且没有月亮,而且地面灯光也没有,大气视宁度极好);第三个数,三阶魔方的变化总数(假定拧90°算一步)。大家说说看,这三个数从大到小的排序。
宁波-逗妈B:不能看见所有的星星。
分享-参宿二:对,所以我们只计算能看到的。好的,我们来给大家简单分析下这三个数:第一个,地球到月亮的距离。我们知道地球到月亮的平均距离是38万千米,昨天的超级月亮,月球到达地球的近地点,是一年来举例地球最近的一次,大概是356400千米,远地点大概是40万千米。上次分享给大家讲到近地点的月亮比远地点大约大14%,所以称为超级月亮。所以,第一个数我们取平均数,38万。
第二个数,我们看到天上星星的数量。大家知道我们人眼之所以能看到颜色和物体是因为人眼上的锥状细胞和杆状细胞(我上学的时候是这两个词儿,现在好像杆状细胞有新名词了...)可以感知物体发出或者反射的光,光也是一种波(在此我们不讨论关于波粒二象性的微变态物理问题),我们人眼能看到的光的波长大概在400到700纳米之间,而天上的星有的发出的波长超过这个范围,我们就看不到了(比如红外线和紫外线波段的光)。我们的老祖先很聪明,把天上的星星按照亮度不同分了等级,最亮的叫一等星,最暗的是六等星。随着现代科技的发展,现代科技对星等进行了重新细致的分类,于是有了负星等(太阳可以达到-26.8等),但总的规律还是延续了老祖宗的算法。星等数越小,说明星越亮,星等数每相差1,星的亮度大约相差2.5倍。在天气条件极好的情况下,人眼能感知的最暗的星等大概在6等,大于6的因为太暗而不被一般人所感知(当然,你要说你是葫芦娃....这我投降)。于是天空中的可见星有一等星20颗,二等星有46颗,三等星134颗,四等星共458颗,五等星有1476颗,六等星共4840颗,共计6974颗。。所以,第二个数是6974。
第三个数,因为最近在教孩子玩魔方,所以仔细研究了一下,发现小小的魔方真的是颠覆了我的三观... 我说的魔方是这个样子的:
魔方中有几个术语,我给大家简单介绍,一个块有三种颜色的叫做角块,两种颜色叫做棱块,一种颜色叫做中心块。三阶魔方总变化数的道理是这样:六个中心块定好朝向后,我们就不可以翻转魔方了,而他们也正好构成了一个坐标系,在这个坐标系里,8个角色块全排列8!,而每个角色块又有3种朝向,所以是8!*38,12个棱色块全排列每个有2种朝向是12!*212,这样相乘就是分子,而分母上3*2*2的意义是,保持其他色块不动,不可以单独改变一个角色块朝向,改变一个棱色块朝向,和单独交换一对棱色块或一对角色块的位置,也就是说,对于8个角块,7个角块朝向定好了,第8个角块朝向就定了,所以8个角块的朝向实际上只有37种可能性,12个棱块也类似,11个棱块的朝向确定了,第12个也就确定了,所以12个棱块的朝向只有211种可能性,另外呢,就是在角块和棱块的全排列8!*12!里(角块只能和角块交换,棱块只能和棱块交换,所以不是20!喔),有一半的可能性是不被允许的,也就是不可能由于魔方的正常旋转而达到的,由此可以得到魔方的变化总数是(为了算这个数我还专门更新了电脑上的科学计算器....):43,252,003,274,489,856,000,约等于4.3乘以10的19次方。计算公式是这样的,大家可以回去研究下。我写在纸上给大家拍个照片(字写的太难看我知道...请自动忽略...)。

好了,三个数都有了,顺序显而易见,由大到小3、1、2。通过这个科学的小计算,我们在扩充孩子数量等级的同时可以告诉孩子,看似简单的事物,往往也会孕育着复杂,遇见事物要理性分析,不能简单凭主观概念来判断(当然,对着孩子讲魔方的算法我觉得是一件超有成就感的事儿,孩子顿时会变得很崇拜您)。阶乘和乘方的概念三年级以上的孩子都能接受,我在青岛做过实验。
魔方其实没有大家想象的那么难,如果只是想拼起来,两个公式就够。当然,如果要快速复原,就要学CFOP,这个是比较难的。为了给孩子讲魔方,我练了两个月。
好,回过头来说我们的月亮。
上次给大家讲到月亮的近地点与远地点,说了月亮的颜色,这次我们简单给大家聊一下登月。我平时给孩子做天文科普,经常会遇到家长问这样的问题。航天事业费时费力,要发一艘飞机(他们不叫飞船也不叫火箭...)出去要花费几个亿,中国还有这么多老百姓生存在温饱线以下,还有那么多的下岗职工,还有那么多的辍学儿童,国家这么做,值么?
我的答案很简单,借用我的偶像刘慈欣先生的一句话,意思大概是这样:“几亿年前那条爬上陆地上的鱼,他也没想过值不值”。我们人类生活在这个地球上,经过几千年的进化成为地球上的霸主,人类在不断扩张自己的领地,种群数量在不断扩大,但地球上空间毕竟有限,人类早晚要走出去,就跟那条早晚要爬上陆地的鱼一样。而且,人类自古就有探索宇宙的欲望,于是当科学水平发展到一定程度的时候,两个超级大国之间的竞争开始了。1957年苏联月球探测器1号发射,2年后从月球旁边掠过(那时候好像还不会控制航天器减速,跑过了...)从而拍摄了第一组清晰的月球照片。在苏联和美国的竞争中打响了第一炮。两年后的1959年,苏联月球探测器2号发射(这次减速了,减的太厉害了,于是)30小时后,一头撞在了月球雨海的东部。上次没给大家月球图,这次找到了。


接着说..于是乎,苏联二连胜。紧接着,同年10月,苏联月球探测器3号(减速了,且减的正好),成功绕月飞行,并且拍到了月球背后的照片(从而证明了月球背后没有外星人基地、没有广寒宫,没有希特勒的军工厂等等),苏联上演帽子戏法,3:0。
但有些时候很多事情不是通过数量来取胜的。1969年7月20日22时56分,阿波罗11号飞船,阿姆斯特朗登月成功,于是有了“这是我的一小步,是人类的一大步”,有了那个至今仍刻在书本里的大脚印,人类第一次踏上外星球。这个事件引起了苏联民众对政府极大的不满,间接导致冷战美国的胜利同时也间接导致了苏联的解体。但当时苏联人不清楚的是,美国人为了等于计划何尝不是倾一国之力,具体数据我记不清了,印象中当时美国有不下30万人参与阿波罗计划,民众捐钱捐物为了国家能在航天竞争中跑赢苏联,正是这样的全民运动,使美国的航天事业达到了热情最高的时候。
美国登月之后,航天员完成了相关实验,从月球带回了月岩供全人类研究,当时把带回的一块月岩分成了20个小块,分给二十个国家的科学家共同研究,但中国除外。这并不是因为很多书目上写的美国为了提防和限制中国的科技发展,而是中国当时在忙看上去更重要的事情——文化大革命。1978年5月,中美建交前期,美国国家安全事务顾问布热津斯基访华,并带来了一克月岩赠送给我国。这块月岩只有指尖般大小,铸在一个有机玻璃盒子里。月岩被分成两部分,一半被欧阳自远先生(就是嫦娥计划的总工程师)的团队拿去做科研,一半被存放在北京天文馆——这是我每次去北京必定去膜拜的东西。半块月岩在一定程度上激发了我国科研人员的热情,后来有了我们的嫦娥一号嫦娥二号和嫦娥三号。今天分享的话题好像有点沉重...还望大家不要介意。我们的国家需要各种人才,并不一定局限在天文和航天事业上。
最后来点轻松的吧,作为今天分享的结束。大家知道我们人类除了地球一共踏上过多少个星球么?
苏-钦妈0903B:就知道两个,火星和月球。
分享-参宿二:有人站上去的呢?
苏-钦妈0903B:月球。
分享-参宿二:嗯,大家都说有人站上去的只有月球。可大家知道么,在我们广袤的地球上,有一个神奇的国度,他们的言论充分论证了爱因斯坦的名言“想象力比知识更重要”,于是在这一指导思想下,有了这样一个神奇的事件。这就是我今天的分享,谢谢大家。


尘世无心 发表于 2015-10-8 09:49:48

本帖最后由 尘世无心 于 2015-10-8 09:53 编辑


磁铁
参宿二:

      在19世纪,人们发现运动的电荷会产生磁场,而天然的磁场又可以反过来驱动电荷。这是一项非常了不起的发现,它使得“磁铁”这类我们平时只能用来做实验和游戏的东西,成为了马达和发电机等关键技术的核心,磁芯用以在这些设备中储存能量,将电能和机械动能相互转化,并沿用至今。用一幅漫画做形象的解释就是这样:



      大家都知道磁铁在我们的日常生活中发挥着巨大的作用,我们平时用的智能手机、Ipad,欣赏音乐和电视节目用的扬声器和耳机,甚至医院里磁共振成像(MRI)中所需的超高密度磁场——都离不开磁铁——但如果大家以为这些磁铁是我们平时见到的黑黝黝的磁铁块,那就大错特错了。

      我们在学校见到的磁铁,一般都是铁氧体磁铁,说白了就是又大又沉的大铁块,这类的磁铁价格便宜、原料丰富,磁性也相对够强,但他们有个致命的缺点——能量密度太低,这意味着,如果想要强磁场的话,你就要用大得可怕的一堆铁氧体做成一块巨型磁铁,这样的磁铁要放在大型的机械设备中还说的过去,但如果整这么一个家伙放在我们的手机、Ipad 里,那“老师再也不用担心发现不了我们上课玩手机了”!比如这种:


      这是电磁铁的一种。现在我们在诸多高科技设备中用的磁铁,添加了一些复杂的元素,这些元素统称为稀土。稀土是17种化学元素的合称,它最先在18世纪末被人发现,虽然名字叫“稀土”,事实上他们是金属而且也并不稀有,只是比较分散罢了。各位楼下的一把泥土可能就含有几种含量甚少(可能是百万分之几)的稀土,矿藏量最少的稀土都要比金多出近200倍,但可惜矿藏量集中且较大的、有开采价值的矿少之又少。喏,这些就是稀土啦,这是在网上搜的图,大家也可以找到。

      我的好朋友最近刚刚在山农大的实验室里提取除了全套的稀土元素,等改天我拍照回来分享给大家。分享继续,中国是世界上最大的稀土供应国,全球97%的稀土供应都由我国走向世界,但随着我们对电子产品和精密仪器的需求日益加大,我们的稀土即将面对紧缺的危机。美国能源部预测,由于电动汽车和风力电厂的快速扩张,近几年内就会出现这些稀土元素的紧缺。稀土元素的紧缺迫在眉睫,而目前为止人类也没有找到很有效的替代稀土元素的物质,那我们应该如何应对这种危机呢?

      璞:日本不是找到稀土替代产品了吗?所以减少了对从中国进口依赖。

      分享-参宿:日本那个是因为去年中国稀土出口对日限制,迫于无奈发出的官方声明而已...

      璞 2015-10-7:所以实际并没有?

      分享-参宿:对,实际并没有,否则去年稀土价格也不会涨这么多。我所在的公司曾负责青岛海关向日本出口稀土元素,所以这个我还是比较有发言权的。额,那就多说两句,日本找到的原料(具体名称我忘了)是可以“在室温下取代稀土”以满足工业需求,但问题就出在这个“室温下”,大家想象,我们所用的电子产品、汽车或者机器配件,有哪个能保证一直在“室温下”工作?稀土是很多环保机械,比如混合动力汽车和风力发电机组的重要组成之一,就连日本的一辆丰田普锐斯汽车的电池都含有9KGS之多的稀土——镧。



      稀土原矿石经过粉碎、筛检后先得到稀土的氧化物,这些稀土氧化物再经过复杂的处理才能得到超强磁力的稀土——钕。日本缺少了中国的供应,不得不使用衰减性而不是永久性的磁铁来生产电动车和混合动力车,这将使得清洁能源产品的性能和寿命大打折扣。我记得看过一篇《麻省理工科技创业》的文章,预测因为中国供应了全球97%的稀土,有可能因此钳制全球经济。当然,我们无意称霸全球,但稀土的衰减确实是应该引起国家相关部门的重视,因此为了保护本国资源,我们一度限制稀土出口。比如去年的9月,我国政府就对日本出口稀土限制两个月,当时逼的美国都被迫启动自己的稀土开发了(再多说一句,美国本身是有矿,但启动了之后他们就发现问题了,当时由于保护本国资源,采取封矿,现在开矿之后才发现,当年的稀土专家早就都搬来中国了...他们现在没人...)。
      现在归回我们上次说的月亮。大家还记不记得上两次我给大家做的关于月亮的科普?

      在人类登月之后,我们又向月球发射了很多探测器,结合探测器传回的图像和对月球岩石的分析,人们发现月球岩石一般分为月海玄武岩、克里普岩和角砾岩等类型,其中克里普岩是月球高地三大岩石类型之一,富含钾、稀土元素和磷,还含有放射性元素钍和铀,是我们开发利用月球资源的重要矿产资源。但如何将稀土运送到地球上成了科学家的难题,用运载火箭和飞船的成本太高,科学家正在设想利用地球之间的太空升降机实施运输。

      爱因斯坦说过,“想象力比知识更重要”,目前地月之间的太空升降机还处于设计阶段,但这并不妨碍我们聪明的小朋友参与,所以今天,我想号召群里的家长老师和小朋友参与到太空升降机的设计中来,用你们的丰富的想象力和画笔来给科学家叔叔阿姨一些建议,描述一副太空升降机的图画,说不定未来太空升降机的设计师就是你哦!我这有一副小朋友的画作先给大家做参考:



      这是我今天的分享,我真诚向大家约稿,没有丰厚的奖金报酬,但优秀的作品我会以我的方式答谢各位,可能是一副月亮的地图,也可能是一个闪闪发亮的异形魔方,也可能是我刚刚提纯出来的铋金属,希望大家给我建议!可以QQ单独给我,或者加我的微信号18669862260,谢谢大家!

尘世无心 发表于 2015-10-16 15:44:02

本帖最后由 尘世无心 于 2015-10-16 16:26 编辑

穿越
分享-参宿二9:38:21各位好,上次分享的时候有朋友提到了穿越的小飞机,那么咱们这期就简单交流下“穿越”这个话题。
曾经在青岛市科普进校园的活动中我做过调查,问小朋友最渴望了解的三个与天文有关的名词是啥?在此先卖个关子,听听大家的意见吧,您最渴望或者最好奇的三个与天文有关的名词是啥?
赣-则妈0802B9:41:08虫洞,穿越,黑洞。
分享-参宿二9:42:07目前在青岛市小学里面(六年级我没有做过调查),同学们最好奇的与天文有关的三个名词,分别是:黑洞、虫洞和外星人。
赣-则妈0802B9:42:59哈哈哈,我跟小孩似的好奇。
黑-家乐妈0904男9:43:42我也好奇外星人。
分享-参宿二9:43:42黑洞其实就是大质量恒星后期演化的结果,这个过程很漫长,但异常精彩,是宇宙中最绚烂的花火,以后我给大家介绍恒星演化史的时候我们再详谈。
对于外星人猜测的理论就很多了,最贴近生活的就是各种UFO照片,之前我也做过UFO照片分析,有机会也可以跟大家分享。
目前最新的有关外星人的理论就是最近获奖的《三体》所提出的黑暗森林理论。简要来说,我们宇宙是一个黑暗的森林,每一个文明都是带枪的猎手,但同时也是猎物。宇宙的文明数量在不断增长,总的资源在不断被消耗,所以必然会发生文明之间的资源掠夺。一个文明在向另一个文明掠夺资源时不可避免会发生战争,如果暴露了自己的位置,就有可能被更高级的文明发现并被灭掉,这就是我们目前还没有发现明显的外星人的原因。
不过今天,这俩都不是重点啦,今天我们聊下“虫洞”。
1915年的时候,有一位帅哥发表了一篇文章引起了巨大轰动。这人叫爱因斯坦,现在好像绝大多数学校里都挂的是那个头发乱糟糟,长得跟北京猿人一样的老头....
其实爱因斯坦年轻的时候是很帅的...我觉得现在的学校给孩子们造成了一种错觉,好像重要发现都是老头老太太发现的...其实真不是(额,跑题了...)。
粤-云妈0710B9:52:52
爱因斯坦很时髦的。
分享-参宿二9:53:29
(嗯,据说爆炸头的头型就是他发明的...也有人说是富兰克林...又跑题了)。
黑-家乐妈0904男 9:53:50
哈哈,太幽默了,随跑随拉……
分享-参宿二9:54:43
这一年爱因斯坦发表了自己的广义相对论,但广义相对论方程他本人并没有得出严格解,指算出了一个近似解。于是传言就有了,学术界里的大咖们都开始恶补数学,一度数学老师成了宝贝。民间就开始流传各种解方程得宝藏、解方程得永生、解方程不挂科,等等。但人才总是有的,广义相对论发表不到一年,一位德国的物理学家史瓦西就得到了广义相对论的第一个严格解,后来被大家称为“史瓦西解”。
这个解是啥意思呢,就是一个球状的物体,周围如果都是真空,而且这个球状物体不随时间变化的话,这东西是怎么弯曲时空的。这是天文上最常用的也是最简单的一种黑洞模型。后来大家发现用这个解得到的黑洞模型中间有一个“洞”。。。
你这样想,把一张床单扥直拉开,中间放一个篮球,床单就会下陷。如果放到时空中,这就是篮球弯曲了周围的时空,床单就代表时空。好,我接着唠叨...

这个洞首先是由爱因斯坦和他的助手罗森发现的,起了个名叫做“爱因斯坦——罗森桥”。后来发现这个洞链接的两个地方可以是同一宇宙的不同地方,也可以是不同的宇宙,1957年,米斯纳和惠勒两个人把这样的通道改名叫做“虫洞”,并一直沿用至今。
惠勒是个超级能“搞”的人,虫洞和黑洞都是他起的名儿。哦,这货之前是搞氢弹的...研究完之后没事儿干了...所以换了个主题——虫洞。
当年好像一批搞虫洞和黑洞的都是从原子弹或者氢弹试验场退下来的,比如美国的原子弹设计师奥本海默,他后来研究黑洞。

准确的来说虫洞就是所谓的“时空隧道”。虫洞是链接不同宇宙的“管道”,或者链接同一宇宙不同部分的“手柄”,它改变了时空的拓扑结构。
这个场景大家可以想象一下...额...我这电脑不大好...本人美术是数学老师教的,所以就不献丑了...
告诉大家个好消息,虫洞是真实存在的!虽然虫洞种类很多,也有绝大部分是不可通过的虫洞(仅在理论模型上可行),但还是有可以让人通过的虫洞。
鲁-展伯妈0411男10:12:36
老师,请解释一下,拓扑结构。
分享-参宿二10:13:54
额,拓扑结构最简单的例子就是计算机啦,局域网。
分享-参宿二10:16:28
或者这样理解,虫洞给原本的宇宙增加或者减少了维度。我想大家肯定都知道这个例子本来一张二维的纸,两端有两个点,如果把纸对折中间穿个洞,这两点的距离在三维上就会比原来在二维上少很多。
我举的例子是在二维上,如果在三维上,比如地面和空中的一个点,如果是蚂蚁要到达那个点,可能就要找个东西爬上去,而我们人则可以做飞行器,蚂蚁通过三维到达,而我们通过一维或者二维,这就是降维,飞机的轨迹可以比作是虫洞的通道。
现在军事上提出一种理论上的打击方法,叫做“维度打击”,那是灰常灰常厉害的...
我例子中指的三维简单来说是长、宽、高,并不包括时间。维度是没有顺序的,我们说“时间”是一个维度,但不严格定义它是“第几维”。额,维度这个概念理解起来可能会有点复杂,如果不明白咱们之后可以继续探讨。
回答您刚才的问题,地球上理论上也是会有虫洞的哦。刚开始提出虫洞概念的时候大都用的是数学工具,算得数学家如痴如醉,物理学家那时候还没大参与进来。现在好多天文学家认为到处都是虫洞...物理学家反倒迷茫了——“你们发现的地方有虫洞么?”开个玩笑,我们继续。
除去一大堆不能通过的虫洞,剩余的两种虫洞让我们看到了时空旅行的希望。第一个,叫做“洛伦兹虫洞”。这种虫洞如果出现在我们上空,咱们是真的可以看到一个“洞”,灰机从洞里穿过去,一下子就木有了。虫洞的另一端可能通往其他的宇宙,那可怜的飞行员就一去不复返了。也可能通往咱们自己宇宙的不同地方,比如说通往美国,你可能一下子就到了奥巴马的办公桌上...也可能通往不同的时间,比如一下子回到古代,秦始皇一看,呦,怎么来了个戴眼镜的...
前两个是指穿越了空间的维度,这种是指穿越时间。时间不是一根平行的线吗,难道不是先有祖先才有我的吗?难道我和我的祖先同时生活在不同的时空里?
在穿越虫洞的过程中我们用的是“虚时间”,跟我们现在用秒表计时的时间是不一样的。您说的那根线叫做“视界线”,时空旅行者的视界线是弯曲的,咱们的可以看作是笔直的。这个要用到伪欧几里得几何,“直角三角形斜边的平方等于两直角边的平方差”,它的计算方法跟我们所学的几何学不一样,我继续说啦。

还有一种虫洞,叫做“欧几里得虫洞”,这货跟刚才那个不一样的地方在于它是瞬时出现和消失的。比方说它可能突然出现在某个人身边,这人进去后又突然闭合消失。
说了这么多,大家身边有木有人做过时空旅行?嘿嘿,虫洞是有的,但我们身边确没有人做时空旅行,问题出在哪呢?
就出在构成虫洞的原料上。制造虫洞是需要能量的,它需要的是“负能量”。负能量来自负能物质,不是咱们说的“反物质”——这个咱们国家实验室已经能造了,也不是“暗物质”——概念不一样,而且科学家声称暗物质占宇宙的大部分。
负能物质是很少的,简单说下。大家都知道牛顿定律,F=ma,简单说就是说你朝一个静止物体加一个力,它会朝着你加力的方向前进。但负能物质加速方向与施力方向相反。目前我们在宏观上并未发现负能物质,所以想人造虫洞,困难重重,但宏观上没发现并不代表负能物质就没有,有一个实验可以证明——卡西米尔效应,这个实验比较复杂,我就在此不说细节了。另外就是黑洞附近也有负能量,但目前来看,就算找到黑洞,负能量也是很少的。(大家是不是听晕了)
接下来的应该就能听懂了。总之,负能量极其少,但如果想要撑开虫洞,却需要很多。
理论计算,如果撑开一个1CM的虫洞,需要地球质量的负能物质;撑开一个半径1KM的虫洞,需要太阳质量的负能物质;撑开一个半径1l.y.的虫洞,需要大于银河系发光物质总量100倍的负能物质。到哪儿去找这些负能物质呢?这就是问题了..目前我们还木有找到。所以造虫洞,目前看不大可能。
这就是我今天给大家带来的有关虫洞和穿越的分享。
对了,虽然虫洞没有实现时空旅行,但是我们又现成的时空旅行道具:天文望远镜。
大家知道我们之所以能看到远处的星光,是因为这颗星发射或者反射的光到达了地球,被我们的眼睛捕捉到。所以星星距离我们越远,我们看到的那颗星星就在越遥远的过去。
月亮距我们38WKM,我们看到的是一秒前的月亮;太阳距离我们1.5亿KM,我们看到的是八分钟之前的太阳;如果一颗星星距离我们10W光年,我们看到的就是那颗星星十万年前的样子。
我们生活在这个时代是最好的时代,因为我们看的比任何先人都要久远,我们能感受到诸多恒星的生老病死,能感受到宇宙的宏大所在。
这就是时间付诸于我们的意义——让我们感受和发现美丽的东西。

好啦,今天分享结束,谢谢大家!我也要感谢我的老师,北京师范大学的赵峥教授,虫洞的知识是他教给我的,在此一并感谢!

群友交流:
云-dudu妈0808女 11:16:10
@分享-参宿二,还在吗?霍金不是说时间旅行可能向未来,而向古代不可能。
分享-参宿二11:18:29
霍金所说的是爱因斯坦的相对论,跟虫洞还不一样。相对论不允许超光速,所以旅行者如果相对地球做真加速,他自己的时间会变慢,也就是到了未来。但虫洞的话,你就把它想成一根空间的管道,两段联系着不同的时间,所以过去也成为可能。
简单的说,如果我们做接近于光速的超光速旅行时,我们本身的时间就是变慢了,那么当我们再恢复跟大家一样的速度就是常规速度的时候,在慢速旅行的过程中,我们变慢的时间累加起来就仿佛我们已经到了未来,比如说我们只过了十年,但是地球上的人过了二十年、三十年……甚至更多的,那我们就到了未来。而虫洞连接的是不同的维度,就跟跨越空间一样,所以跨越时间也是可能的。只不过虫洞 的两端连接的是不同的时间而已。
云-dudu妈0808女 11:20:01
哦,我们太需要补补这些好玩又抽象的东西了。这个我好像在哪本书上看过。想想都有趣,谢谢!
分享-参宿二11:20:58
讲虫洞和时空旅行的书很多啦。

苏—耘妈11:23:14
一颗星离我们10w光年,我们看到的是以前的星星,这可以理解,但我们回到过去年代理解不了呢。对这些的好奇心从小一直到现在,现在孩子也喜欢问这些,就是不能回答。
粤-熙妈0705女 11:33:13
就是时间也是有速度的。我们比时间快就到了未来,比时间慢就回到过去。为啥相反??我们的速度比时间快就走到时间前面了。
苏—耘妈11:35:24
从老师解释能理解一点去未来和过去了。但很多妈妈想看到过去的自己和未来的自己怎么实现呢?
鲁-展伯妈0411男11:35:42
稍等哈!我得反应一下。就是说需要时间走到我们前面,我们才能到未来。所以我们要慢,时间才能走到我们前面,而我们就到了未来。
赣-则妈0802B11:37:13
第一推动·宇宙系列 14本书单
1 时间简史【英】史蒂芬·霍金 著
2 时间简史续编【英】史蒂芬·霍金 著
3 霍金演讲录【英】史蒂芬·霍金等 著
4 时空本性【英】史蒂芬·霍金 罗杰·彭罗斯 著
5 黑洞与时间弯曲【美】基谱·S·索恩 著
6 千亿个太阳【德】鲁道夫·基彭哈恩 著
7 果壳里的60年【英】史蒂芬·霍金等 著
8 物理天文学前沿【英】F·霍伊尔 著
9 时空的未来【英】史蒂芬·霍金等 著
10 爱因斯坦未完成的交响乐【美】玛西亚·芭楚莎 著
11 看不见的世界——碰撞的宇宙,膜,弦及其他【美】斯蒂芬·韦伯 著
12 伟大的超越【美】保罗·哈尔彭 著
13 黑洞战争【美】伦纳德·萨斯坎德 著
14 宇宙传记【美】约翰·格里宾 著

鲁-展伯妈0411男11:37:57
这是准备全部淘了么?大家拜抢哈。
赣-则妈0802B11:38:16
不是不是,是问下老师哪本是关于虫洞的。光其中一本,估计一年我也消化不了。

粤-熙妈0705女 11:40:05
不是申爸推荐了阿西莫夫《我们发现了 ……》这个系列吗,里面有讲黑洞。
欢妈_粤0811G12:10:05
天上一日,世上千年,就是这个意思啊!

尘世无心 发表于 2015-10-23 09:39:14

本帖最后由 尘世无心 于 2015-10-23 09:41 编辑


《流星雨》
鲁-展伯妈0411男8:57:55
各位家长大家好,因为参宿二老师要出差,所以,本周的分享提前到今天啦,9:05分之后,参宿二老师领大家一起来欣赏《流星雨》!
分享-参宿二9:06:45
各位好,这周由于出差关系,临时调整了下时间。关于今天要给大家的分享,源于昨天我的一个学生,他发微信来问我“老师,据说周四有猎户座流星雨哎,你带我们去看么”,于是,我准备下午去给他们上这一课,在这先给大家讲啦!
大家在此之前看过流星雨么?对流星雨的印象是啥。地球上看流星雨的不止是我们人类,还有很多动物一起陪我们看流星雨,比如——这货:

这图画的比较——丑,这我知道,但确实,流星雨自古有之,恐龙也曾勾肩搭背的一起观赏,看着看着——然后他们就被陨石给灭了。
比较有实用主义的朋友可能会问,除了浪漫,流星雨对于我们有什么用啊。很简单,一个最有用处的地方就是:


大家看得懂么?这图告诉我们,生物的进化真的是有捷径的,人类的出现不仅归功于我们自身细胞的努力,也有部分功劳归功于几亿年前的那颗闯入地球大气层的小行星,它在灭绝了地球上最强壮的霸主,给小型哺乳类动物登上历史舞台的机会。
地球只是一颗普通的行星,随时可能遭遇陨石的撞击,现在我们可以用现代科技预测小行星的位置,从而避免受到冲击,所以,科技不仅兴国,还可以卫家。
那么,大家印象中的流星雨是什么样子的呢?这样?
还是这样? 亦或是这样?

第一幅和第二幅是17世纪英国流星雨发生后人们的回忆图,也算想象图,第三幅是我们现代的照片,媒体经常用类似的图片来忽悠大众...
可以告诉大家,第三副图当中我们所看到的呈圆形的星轨,大多都是恒星,而图中的流星,只有几颗——你们找得到么?

苏耘妈09B9:44:41
斜线是流星么?

分享-参宿二9:45:01
对!每年都会有几场值得观看的流星雨(一会我会提到)。每逢此时,媒体都会爆出各种不靠谱的照片,刚才的第三幅图是最常见的一种。大家通常看到的呈圆圈一样的星轨叫做恒星的周日视运动,圆圈的圆心,就是北极星,就像我们的太阳会有东升西落一样,恒星在地球的天空上也会呈现的“旋转”样子,于是就有了星轨,但流星是穿越到地球的大气层中的,所以不参与周日视运动,所以大家看到的流星,在照片上都是斜线啦。当然,斜线也不一定全是流星,一般来说,流星的轨迹呈现两头尖,一头尖的有可能是灰机的轨迹哦!
好,我们接下来看看流星是肿么来的。


大家还记得我之前在群里分享的月亮的知识么?
月亮上有很多环形山是用科学家的名字命名的,其中有个一叫做“第谷环形山”。第谷算是天文界的奇葩人士了,他眼神儿超好,数学也好,动手能力也强(望远镜用的好),于是他观测的精度比其他科学家都要高,他曾经用自己创造的地心说把哥白尼逼的无话可说(一切科学都要讲究实际观测数据,空洞的理论如果与观测数据不符,是没有任何意义的)。
在第谷之前,人们把世界分为两类——一类叫月下世界,大多指地平线和地平线以下,教会认为月下世界是可以腐朽的东西;一类叫月上世界,月上世界通常被认为是高贵的、可以永存的东西,比如天上的星星。第谷用他的实际观测发现有这两个世界好像也是在变化的,比如彗星就会从月下世界穿越到月上世界来。
现在我们知道,我们太阳系的形状更像是家里的两个碟子扣在一起,中间厚,边缘薄——八大行星几乎都跟太阳在一个平面上,而彗星不同,彗星的轨道跟我们其他行星的轨道是有一个倾斜角度的,如果大家可以搜到动态的彗星运动轨迹,会发现它是从“底下”穿上来的。
彗星是流星的“妈妈”,它的构成通常是一些“脏雪球”,这些“脏雪球”在靠近太阳的时候会融化,形成的碎片分布在地球轨道周围,每当地球经过这些碎片,就把他们吸引过来,形成流星,如果碎片集中,那就是流星雨啦,形成流星的碎块我们叫做“流星体”,通常来说流星体只有绿豆粒大小,偶尔也会遇见流星体中的“胖子”——大概有黄豆粒大小——这样的流星体形成的流星通常更亮,有时还会伴随有声响——这就是“火流星”,大家有没有在晚上看过“亮瞎眼”的火流星呢。

流星雨不是什么罕见的天文现象,流星更不是,在晴朗的夏夜,大家出门乘凉的时候,偶尔一抬头,说不定就会扫到一颗流星,但大的流星“雨”就比较少了。
衡量流星的标准天文上有一个数值,建议大家简单接触下,以后可以看懂天象预报,叫做“ZHR”---最大天顶流量。只是当流星雨的辐射点(视觉上流星汇集或者发出的地方)位于我们正头顶(这样流星经过的云层最薄,最方便观测)的时候我们在不考虑观测条件的情况下所能看到的最大的流星数量。通常我们认为当ZHR超过80的时候,流星雨才能看起来稍稍像“雨”,或者说值得公众观测。所以大家看看这些....


这是维基百科的数据。然并卵...没有几个值得看的。

一年当中有三次较大的流星雨大家可以留意,第一个是一月初的象限仪座流星雨,就是表中的第一个。第二个,每年8月13日左右的英仙座流星雨,这是夏季最值得观测的美景了,今年我带了青岛100多个家庭去崂山观测,很多孩子第一次见到流星都兴奋的不得了。第三个,大家可以期待下,12月12日左右,双子座流星雨,也是值得观测的。今年的双子座极大期预测在12月15号,阴历初五,后半夜没有月亮,如果天气晴好,适合观测。那,这句话里已经透露出观测所需要的条件啦,细心的朋友们发现没?
首先——后半夜没有月亮,俗话说“月朗星稀”,你们懂的;其次——“天气晴好”,我们是看流星雨,不是看雨,也不是看云,所以天气是至关重要的;但除此之外,还有最重要的一点,大家知道是什么么,不是“每当有流星雨我就加班”,“每当有流星雨老师布置作业就超多”,也不是“每当有流星雨女朋友就要求去看F4....”而是...



这是2013年NASA发布的地球夜景卫星图片,大家可以看到中国的区域尤其是东南沿海,满满的全是光。没错,光污染是我们观测流星和星空最大的敌人——暗夜保护迫在眉睫。大家可以在决定要看流星雨的时候选择光污染尽量少的地方,比如郊外、山顶,然后_你会得到一片纯净的天空!

这是我带给大家的流星雨的分享,希望大家多去野外看下美丽的星空,保护视力锻炼身体的同时也能呼吁大家一起来抵制光污染,还孩子们一片纯净的天空。最后,希望大家支持我去澳洲,我会把澳洲纯净的天空带到群里来给大家分享南半球的星星!
http://hivetrips.com/zuixiang/show?id=2835&from=timeline&isappinstalled=0

尘世无心 发表于 2015-10-23 09:51:18

本帖最后由 尘世无心 于 2015-10-23 09:58 编辑


最新科幻大片!
《我们一起把“参宿二”老师发射到澳洲!》
第一集:《谁是参宿二?》
首先爆张照:

分享-参宿二:
这就是我家娃啦,虽然只有六个月,但喜欢的玩具五花八门:魔方、小电子琴,甚至还包括我和他妈妈的手机,虽然绝大多数都以摔掉的方式结束。不过最喜欢的还是爸爸上次出差在济州岛给他买回的这个磁力泰迪熊,他喜欢把小熊贴在冰箱上、铁门上、窗户外的护栏上,并且乐此不疲!
第二集:《参宿二来自何方?》
分享-参宿二:
参宿二这个名字,两个来源:
1、我高中特别好的七个同学结拜,我们每个人生日都差4天,我排第二,结拜总要指着个东西对吧,因为是冬天晚上,我们就约定用猎户座来排序,我排第二,就用“参宿二”了,参星是中国星宫对应的西方星座是猎户,“三星高照,新年来到”中的三星也就是参宿一二三,“福星高照”就是参宿二在正天顶啦,其他两颗是禄星和寿星。
2、还有一个比较玄乎,我大学的时候学习天文,特别排斥占星,尤其是西方占星学,总觉得很扯(虽然我也学了点...),于是我就想自己弄出一套东西来对应西方星座,根据小时候看“圣斗士星矢”的经验总结了星命点,把每个人出生时刻正头顶那颗星叫做这个人的“星命点”,我正好是参宿二,就这样。当然,星命点和人生啊、性格啊半毛钱关系都没有,只是我自己取着玩,各位见笑了。
第三集:《我的三个愿望》
摘自“东方科龙”(QQ群:453204821)科普公益讲课:
分享-参宿二(549408148)   2015-10-20 9:06:45我觉得每个人的学习都是有自己的动力的,我的动力来自我大学时许下的三个愿望。
第一个愿望:我希望能在我大学毕业五年之内靠自己的能力在青岛买下自己的房子,养得起我的老婆和孩子。我的家乡是一个三线小城市,于是我毕业之后进了一个500强的物流公司,以及周末靠着跟朋友的合作,第五年在青岛买了一个小房子,不大,但也算温馨,可以供我爱人和孩子遮风避雨。完成了我的第一个愿望,我就辞去了物流公司的职位,去追随我的第二个愿望。
第二个愿望:在第二个十年(5+5),我想凭自己的能力周游世界。大学的时候我用自己打工的钱以穷游的方式转遍了中国的省(其实差两个,香港和西藏),工作后又由于工作的关系去了几个国家,现在还在持续中。我在家买了一面大地图,每去一个地方,就画上一朵花,或者贴上我孩子的一张照片。
第三个愿望:目前看还挺远,我希望二十年后,我能凭自己的努力去一趟太空旅游,最好是自己造的飞行器(这个听起来有点扯,但这个动力支持我在学相关专业...),也不排斥商业旅行。
这三个愿望支撑着我现在做的事,不断去学习、不断去分享自己的学习以及不断通过学习结交朋友。
现在我处在第二个愿望实现的阶段,旅游不是漫无目的的出发,我有自己的“追星计划”。我认为世间最美的景象一定是要抬头仰望的,最绚丽的礼花一定在天空中绽放。比如:我最喜欢的天文现象——日食,因为经济条件有限,我只能追逐国内的日食,我管它叫“逐日计划”,我会尽我可能追逐国内发生的每次日食;其次便是流星雨,但流星雨太多了,不过还好,大多数时间我都可以在青岛本地看;第三是绚烂的星空,城市的星空是比不上郊外的,它的光污染太严重,郊外的星空又无法与高原相比——晴朗的夜晚,那里的星星多得让人无法辨别星座,那是一种美到哭的极致体验。
但我一直没有机会去欣赏传说中的南半球星空,直到昨天我发现了这个:
http://hivetrips.com/zuixiang/show?id=2835&from=timeline&isappinstalled=0
希望大家支持我去澳洲,我会把澳洲纯净的天空带到群里来给大家分享南半球的星星。我不知道这在群里算不算刷票,但我想通过自己的努力来为自己争取票数——用科普的形式,大家如果觉得我的分享值得投票,可以为我投一票,不胜感激。
第四集:《花果山妈妈们的三个目标》

投票时间:10月19日-11月2日
http://hivetrips.com/zuixiang/show?id=2835&from=timeline&isappinstalled=0
活动介绍:
Hive现正式面向全球招聘9位旅行体验官。如您应聘成功,即可免费体验对应的Hive项目(项目时间1-2周,报名费、机票和食宿全部免费),并获得薪水一万元。每种体验官的票数前5名将获得面试资格,Hive将通过面试挑选9位佼佼者正式成为Hive旅行体验官。每人仅限报名一个体验官项目,报名提交后无法修改。请慎重选择哦~
历史文化官-羊背上的澳大利亚:简介:袋鼠之国的徒步旅行,感受土著文化和自然奇迹。要求:如果你想出去看看,如果你对世界充满了足够的爱,历史文化官,请背上你的行囊,去见证屹立天地间几亿年的雄伟巨石。


铭妈-鲁-0703g11:23:14
《再玩一把,再疯几天!》
花果山的干活了啊:给东方科龙群参老师投票,把参老师发射到澳洲!参老师是东方科龙里的义工老师,给娃和娃爸妈们分享太空故事,我们帮参老师实现梦想,让参老师带娃们看澳洲的星空。 投票喽!投票链接处:
http://hivetrips.com/zuixiang/show?id=2835&from=timeline&isappinstalled=0
目标一:先投到第l名;目标二:和第二名拉开档次;目标三:大家一起看南半球的星空!

冀-西妈0210女 11:23:03支持参老师,咱们中国人第一大优势:人多!花果山也一样!筒子们每人先投一票,然后,再向外几何扩散,看看咱们到底能不能把参宿二老师成功发射到澳洲去!妈妈们贡献自己难得的业余时间,每投一票,都是一次心的付出,大家一起加油,实现我们共同的理想!参老师是值得的,虽然年轻,但有爱国情怀,有科研热情,有公益精神!
嗯,铭妈有前途!看看,看看。。。实践告诉我们:要有科学精神,要有科学态度,要有科学方法。。。则无往而不胜矣!咱们不为了参老师,为了参老师能去澳洲给小宝宝抱回一只袋鼠也要努力!大家辛苦攻坚半个月哈,坚持到底就是胜利!谁最有执行力、耐力、专注力,谁笑到最后!态度决定一切!人不在多,干活就行;票不在投,专注就灵!比一比,谁滴态度更认真-一不做,二不休!比比谁更敬业-要做就做到最好!现在参老师是57名,目前报名人数805人。。。看看咱们能把参老师发射到哪一层太空哈。。。参老师像每次像星宿一样准时来义务给大家讲课,传授知识,咱们没有别的好感谢的,举手之劳!那个啥,咱们要有科学滴钻研精神和坚强韧性,干啥像啥,卖啥吆喝啥。。。嗯,一定要敬业,专注,持之以恒,直到成功。。。10月19日-11月2日哈!还有14天,时间是宝贵滴,效率是第一位滴!走起:
http://hivetrips.com/zuixiang/show?id=2835&from=timeline&isappinstalled=0

附:更多内容请参考---参宿二老师课堂:http://www.hgs99.com/forum.php?mod=viewthread&tid=10&extra=page%3D1

elim 发表于 2015-10-23 10:47:21

本帖最后由 elim 于 2015-10-23 10:49 编辑

                                 关于流星雨的群友交流


赣-则妈0802B 2015/10/20 13:30:24
@分享-参宿二 “彗星形成的碎片分布在地球轨道周围,每当地球经过这些碎片,就把他们吸引过来,形成流星”----一直以为,流星是陨石撞地球,还没到地球上就被大气层给燃烧了,所以才会有发光的斜线。2000年还是2001年,有一次很轰动的流星雨,几乎全校的人半夜都爬起来观看。那里我还很天真的想:这么多的陨石落到了地球哪一个角落呢? 真是无知啊,,,,,老师,既然流星体只有绿豆那么大,我们肉眼怎么看得见呢?是不是很多个流星体抱在一团才组成一个流星?

分享-参宿二 2015/10/20 13:33:40
不是的,是因为流星体与大气层摩擦,发光发热,所以我们能看到。就算再小的颗粒,也能烧成一团火焰的,正因为流星体小,所以一般不会掉落到地球上来,所以看流星雨不用担心被砸哦。

粤-云妈0710B 2015/10/20 13:35:07
为什么小不会落地球?损耗掉了?


分享-参宿二 2015/10/20 13:35:23
对的。因为都在大气层中被摩擦掉了,气化了。掉到地球上的通常要比流星体大很多。


粤-云妈0710B 2015/10/20 13:37:00
下一次肉眼可观测的是12月12还是15?


分享-参宿二 2015/10/20 13:40:01
今年预报在15日。预报极大期跟天气预报是一样滴,事后才准。所以气象局并不是唯一一个想说真话又说不准的单位……地震局和天文台往往也是。大自然太不可预期。


赣-则妈0802B 2015/10/20 13:45:46
@分享-参宿二 “第三副图当中我们所看到的呈圆形的星轨,大多都是恒星,”---恒星的发光轨迹我们肉眼也能看到吗?


分享-参宿二 2015/10/20 13:46:28
这种拍摄的方式叫做延时摄影,把相机的快门打开较长的时间,由于恒星的周日视运动,星星东升西落的轨迹就会留在底片上,因此我们就能看到一条线了。我们用肉眼看到的都是一个个的星点,其实星轨简单可以理解成多张照片的叠加,我们用肉眼是无法看到的。


赣-则妈0802B 2015/10/20 13:48:24
明白。如同太阳,人在地球上看,恒星的运行速度慢,流星却是很快的,所以能看到轨迹。


分享-参宿二 2015/10/20 13:51:22
嗯,较快的运动可以在视网膜上留下痕迹,叫做视觉残留,但慢的就看不出来了。


苏-多妈0609B 2015/10/20 13:52:18
电影就是利用视觉残留吧?


分享-参宿二 2015/10/20 13:52:28
是的。

elim 发表于 2015-10-29 12:47:25

本帖最后由 elim 于 2015-11-5 11:09 编辑

《恒星的后半辈子》(一)

各位上午好。上周出差,闲暇之余干了几件事情,我第一次认识了蜉蝣这种小生物。虽然没有见到它朝生暮死的全过程,也听随行的科研人员介绍了它生命的短暂。

据说蜉蝣到了晚间便会成群坠落,挂在树枝间,落在草肩上,更多的是飘在水面,成为鱼儿的食物。

咱们人类的个体生命时间跨度大约为八十年左右(好像中国人平均寿命是77?),这比起蜉蝣真的是一个巨大的时间跨度,够他们繁衍几万代了。但如果以宇宙尺度来看,这真的是一段短暂的时光。即使已光速飞行,我们也只能跨域八十光年的距离。八十年,大陆漂移距离还不到一米;即使以生命进化的时间尺度来看,一个物种可见的自然进化要两万年左右才能发生,与之相比,八十年只是弹指一挥间。

大家知道在伊斯兰教和基督教文化中都有世界末日的概念,不过在我们中华文化中貌似很难找到末日的有关蛛丝马迹,我们的古代文明没有末日的意识,它在潜意识里认定我们是永生的。

不过到了近代,这种错觉被打破了,时间不再是一汪平静的湖水,而是变成了一只飞速前进的箭,科学的力量让我们看到了更多的所谓“末日”。

在人的一生中看不到任何变化的太阳其实也在演化之中,虽然漫长,但终究会在有限的时间内走向死亡,那么今天,我们来谈谈“恒星的后半辈子”。

(说到死亡,这话题可能有点沉重,建议老师跟小朋友讲的时候把上面这段加工下...当然,我自认为下面将要说的这些小朋友们还是可以接受的。)

大家知道,太阳是我们太阳系中唯一的恒星,它发光发热,为我们供给能量,那太阳烧啥呢?古人认为烧木头。。。
有人说烧木头为啥不冒烟呢?于是有人说烧煤,而且是无烟煤(真佩服那个时代就已经知道无烟煤了...)

科学发展到了近代,科学家们用光谱分析出太阳的主要燃料——氢。

氢是最简单的元素,小朋友们在过儿童节的时候,街边会有推着小车扛着两个大罐子卖“氢气球”的小贩儿。上去问下小贩儿,“里面充的是氢气么?”如果答曰“是”,大家就可以直接走人了。

氢气是一种比较危险的气体,遇明火即可爆炸,国家规定现在儿童用的氢气球,都以另外一种气体来替代。这就是太阳氢核聚变之后的第一个产物——氦。

氦是一种惰性气体,化学性质稳定,密度也比空气轻很多,一般情况下不会有危险,所以是用来代替氢做气球的很好的原料,不过氦制作成本比较高,所以总还有小贩儿铤而走险,用电解水的氢气做气球,大家要坚决抵制。

话说太阳的内部就这样日复一日的进行着氢转化为氦的核聚变,终于会有一天,内层的氢烧的差不多了,这个时候就开始烧外层,太阳烧外层氢的时候,整个太阳就像一个吹鼓了的气球一样膨胀起来,吞没水星、金星,把地球上的江河湖海都烤干,一直膨胀到火星的轨道....

是的,这便是地球末日了,我们的地球终将有这么一天。

不过小朋友们不要担心啦,大家想象我们的自然科学从望远镜的发明开始到现在才发展了500年,500年的时间人类已经可以登月了。

而根据科学家的分析,太阳有一百亿年的寿命,到一百亿年之后才会膨胀,目前才过了50亿年。

我们还有50亿年的时间来发展科学,照目前的速度,五十亿年后...咱们早就有能力做星系移民啦。

回过头来再看咱们的太阳,太阳现在的阶段叫做主序星,在赫罗图(一种反应恒星温度和光度的图,大家可以在百度上搜到)的主星序上。然后膨胀变成红巨星,再后来整个恒星就会收缩,变成白矮星,这就是现在大多科普书上描述的太阳的结局。

但是我在这里要跟大家提到的是,白矮星还会继续演化,最终演化成黑矮星,黑矮星主要由碳组成(还有一点氧),说白了就是一颗巨大的金刚石,在天空中飘荡~。

我们要弄到一块,那就发了,是吧?

于是乎很多人都在找黑矮星,可是到现在,一颗黑矮星都木有找到,为啥呢?原因很简单,从白矮星到黑矮星需要冷却100亿年,大家知道我们宇宙的年龄才140亿年左右,所以这事儿可能还早...

大家知道太阳在我们太阳系中是绝对的巨无霸,比我们其他所有行星加起来的总和还要大,不过在茫茫宇宙的恒星世界中,太阳只能算是小个头的恒星。

由于它的质量有限,它最终只能冷却成白矮星,继而变成黑矮星,但那些大个头的恒星,他们到了生命的爆发阶段要比太阳精彩的多,当然,收缩起来也会更厉害。

我们熟知的“黑洞”和另一种乍一听有点神秘的天体“中子星”也是恒星最终的产物,不过那都是大个头的恒星了。
缩到什么程度呢,咱们做一个简单的对比。现在太阳的半径是70万公里,密度1.4克/立方厘米左右,如果半径白矮星,半径1万公里,密度1吨(立方厘米就省略了,下同),这就相当于在指尖上放一辆小卡车了。如果变成中子星,半径10公里,密度1亿到10亿吨,这就相当于泰山压“顶”了。

如果变成黑洞,半径3公里,密度100亿吨,这个...大家自己想象吧...反正我脑补不出来。

当大家在晴朗的夜晚仰望繁星的时候,大家会见到数以千计的繁星,有的亮一点,有的暗一点。大家知道除了我们的太阳和月亮,哪颗星最亮么?

星星的亮度我们用星等来表示,北斗七星的星等大多在2等左右,数值越小,星星越亮。那,我告诉大家一个小小的知识点,大家回去也可以跟孩子一起去观测,天空中第三亮的就数金星啦,它的星等可以达到-4.3等,但如果除去行星,咱们看恒星呢?

不知道大家是否知道有一颗叫做“天狼”的恒星,位于大犬座,这颗恒星的视星等达到-1.43等,是全天除了太阳最亮的恒星。

苏轼在江城子密州出猎中有词云“西北望,射天狼”,指的就是这颗星。于是好多学生就因为背了这首诗,直到大学毕业,依旧认为天狼星在西北方向...我在青岛不止一次遇到过大学生跟孩子做科普说天狼星在西北的。其实大家用星图不难可以找到,天狼星位于我们的南方。

苏轼词里的西北是另有所指,苏轼指的西北有两个意思。首先,北宋当时有俩敌人,辽和西夏,辽国在跟北宋签订了檀渊之盟之后战事趋于平缓,也算是为宋朝赢得了北部的安宁,于是,就只剩下西北的西夏了,所以天狼意欲西夏。

另外,大家出门观星的时候可以看,在天狼的下方有一组很扁的三角形的星,中国古代叫做弧矢星,在现代天文学中划归大犬座和船尾座,弧矢意思就是弓箭,而天狼星正好在弧矢的西北。嗯,这就是西北望射天狼的意思。

今天咱们讲白矮星,貌似我又跑题了,其实这次真没有。

天狼星距离我们比较近(4.2光年),是自从古代起我们就观测比较多的一颗星(无论在西方历史还是在中国历史上这都代表一颗灾星,这是占星学,以后咱们再说)。

古人早就发现天狼星似乎总在围绕着什么东西转一个小圈,后来就有人推测它是不是还有一颗伴星,两个星在万有引力的作用下互相围绕着转。

跟孩子讲可以打个比方,比如一个小姑娘在跟一个小伙子跳舞,这个小伙子穿一身黑色的晚礼服,姑娘穿一身白色连衣裙,那么她围绕着什么转呢?当然是有个小伙子在吸引着她,对吧?

天狼星也一样,后来我们发现天狼星在围绕着一颗虽然个头小,但密度很大的星,就是一颗白矮星,我们刚才讲的太阳的结局。

这是人类历史上发现的第一颗白矮星!

这就是我今天给大家带来的分享---《恒星的后半辈子》的第一部分,这个课题挺长的,咱们分开讲,好不好?下周我给大家分享恒星的另外两种结局,顺带提一下外星人,第二节我会多多跟大家分享故事,会更生动有趣。

群友交流:

浙欢喜妈0803(121490541) 10:39:45
这颗恒星的视星等达到-1.43等,是全天除了太阳最亮的恒星。这-1.43等的等是什么意思?

分享-参宿二(549408148) 10:40:38
我们用星等来表示星星的亮度,星星越亮,星等的数值就越低,古代称最亮的星为1等星,稍暗一点的是2等星,现代科学发展以后,我们把比1等星更亮的称为0等星,再亮的用负数表示。比如说我们的满月可以达到-12.6等,太阳是最亮的天体,-26.7等。




elim 发表于 2015-11-5 11:15:53

                                                                         《恒星的后半辈子》(二)
上次的分享给大家带来了很多理论性的东西,可能大家觉得比较晦涩难懂,这次我改了给大家分享的内容,争取用故事性的描述来体现整个情节,希望大家能喜欢。

故事的开始要追溯到1967年,地点在英国剑桥大学的卡文迪许实验室,实验室里有个叫安东尼俢伊仕的老头儿(其实是教授),这一年剑桥大学建造了占地2万多平方米的16X128个偶极天线阵,用以研究短时标的星际闪耀过程,工作波段在81.5MHz。

额,好像又复杂了,这样,大家可以给孩子们这么介绍:这一年,剑桥大学建造了一个占地2W平方米的大型收音机,用来接收宇宙间其他星际和星球发出的无线电波。

在一个周末,安东尼教授休假了,他安排了一名研究生替他在监控器前掌控这台大型的收音机,并且收集数据。

突然,这名叫伊瑟琳贝尔的研究生发现在宇宙的某处传来了源源不断的、固定频率的无线电信号,这在以往是从来没有接收过的。贝尔第一时间把这一发现告诉了她的老师,老师知道这项发现的重要性,连夜驱车赶回,两人研究一番,做出了一个惊人的结论——这是人类历史上第一次确认收到外星智能生命发来的无线电信号——换句话说,我们发现了外星人。

这一发现一经公布,立刻震惊了世界,在我小时候的《十万个为什么》上(额,这算不算暴露年龄了...)就明确记载了贝尔的这个发现,把他们推断出的发射这一无线电信号的生命称作“小绿人”。

但是俢伊仕教授是很“抠门”的,他只跟别人说他收到了遥远的星发来的信号,但并不告诉大家信号的具体坐标,无论其他的物理学家和天文学家多么热情要参与研究,他就是不说。
而且更气人的是,没过多久,他公布又在其他地方发现了类似的信号,且依然不公布位置坐标。

大家要知道,逼急了之后,科学学家脑洞大开也是很可怕的...于是安东尼家的水管被拔了...电话线被扯了,睡觉的时候有人唱歌,想唱歌的时候又有人制造噪音...(此为野史记载,不保证准确性)。

最终迫于各种压力,俢伊仕对大家公布了他所研究的这颗星的具体坐标,于是一批科学家参与进来。经过系统观测和研究,这颗星的详细情况于1968年2月报道了出来,原来这并不是所谓的“外星人”跟我们发的信号,而是一颗星——一颗转速极高、磁场极强的星——我们称之为“脉冲星”或者“中子星。”

这也是我们恒星后半辈子的第二种结局!

脉冲星是上世纪60年代四大天文发现之一,并获得了1974年的诺贝尔奖。

那么参宿二老师的问题来了,大家觉得获奖的应该是谁?

息壤(1104609719) 10:07:49
俢伊仕和伊瑟琳贝尔

1974年的这一奖项被俢伊仕独揽,物理学界因此舆论一片哗然,很多科学家为贝尔打抱不平——毕竟是她先发现了脉冲星,但俢伊仕的某些言论确实有失老师的风范(为了独揽诺贝尔奖),这更激起了其他人的激烈反驳,著名理论物理学家霍金在他的《时间简史》中就直接说,中子星的发现者——贝尔,丝毫没有提她老师俢伊仕的事儿,这次诺贝尔奖也被学术界内认为是诺贝尔奖史上的重大“冤案”之一。

那么脉冲星究竟是什么?上次的分享中跟大家提到过,我们的太阳将来在即将燃尽的时候会红巨星爆发,变成一颗白矮星,能再稳定的燃烧一百亿年。

但比太阳再大的恒星,白矮星并不是恒星最后的归宿,它还要继续坍塌(电子简并压力无法支撑恒星的稳定),这就是我今天给大家讲的第二个故事——这次的男主角儿叫苏布拉马尼扬•钱德拉塞卡。

这哥们儿是个印度人,大概是高种姓,有点贵族的意思,但却不是个靠爹吃饭的娃,19岁那年,他就因成绩优异而获得政府的奖学金,只身一人前往英国剑桥投奔爱丁顿教授,学习天体物理。

那时候没有飞机,去英国也不能做火车,于是乘船。在海上晃悠了十几天,他奇迹般地初步计算出一个结果---在当时,恒星的白矮星阶段被认为是一切恒星演化过程的最终阶段。但是钱德拉塞卡的计算表明,当恒星质量超过某一上限时,它的最终归宿将不会是白矮星。

于是当登陆英国之后,他便把这一发现当作见面礼送给了他的导师爱丁顿先生。爱丁顿瞟了一眼,立马说,你这不对,白矮星怎么可能再往下塌呢?密度都已经这么大了,而且后面无论钱德拉塞卡怎么说,爱丁顿都不同意(这教授脾气也是老倔了)。

但钱德拉塞卡不是个轻易放弃的人,经过在剑桥的学习,他逐步完善了自己的理论,并且又屡次向爱丁顿提出自己完善的新理论,终于爱丁顿受不了了...

教授对他说,明天有一个学术报告会(1935年皇家天文学会),我可以给你争取一个发言时间,不对,我会给你双倍的发言时间(可以告诉小朋友们,学术发布会都是有时间的,不能愿意讲多久就讲多久,大家的时间都很宝贵),你去谈谈你的发现吧。

于是,这个24岁的青年,在会上宣读了自己的论文。学生讲完了,该轮到老师了。当钱德拉塞卡在会上宣读完自己的论文后,爱丁顿走上讲台,作为当时天体物理学界的权威,他当众把钱德拉塞卡的讲稿撕成两半,宣称其理论全盘皆错,原因是它得出了一个"非常古怪的结论"。听众顿时爆发出笑声。会议主席甚至没有给这位年轻人答辩的机会。

与爱丁顿的争论持续了几年,没有一个权威科学家愿意站出来支持钱德拉塞卡。最后,他终于明白应该完全放弃这个研究课题。在1937年到了芝加哥大学以后不久,他把自己的理论写进了一本书里,然后不再去理会它。

再后来钱德拉塞卡移居芝加哥成为艾默瑞特斯教授。有一次他往返200英里去为他的学生上课,可是由于暴风雪,当他赶到教室的时候发现只有2名学生在等待他的出现。这两人是李政道和杨振宁——1957年诺贝尔物理学奖获得者。

1935年钱德拉塞卡公布了自己的发现,近50年后的1983年,他计算的钱德拉塞卡极限得到了天体物理学的公认,当他从瑞典国王手中接过诺贝尔奖章时,已是两鬓斑白的垂垂老者。

钱德拉塞卡是我最崇拜的科学家之一,有多少年轻的科学家在功成名就之后还能长久保持青春活力呢,即使是爱因斯坦和牛顿,也未能始终如一,但钱德拉塞卡做到了。

最后提一句,钱德拉塞卡发现的恒星极限——钱德拉塞卡极限:当恒星坍塌成的白矮星的最高质量大于太阳质量的1.44倍时,恒星会继续坍塌,形成一颗中子星,就是我们刚开始提到的那个故事。

这是我今天给大家做的分享,恒星的第二种结局,大家能大概理解么?下节课讲恒星的终极归宿——黑洞。

群友交流
浙-宝妈
@分享-参宿二 参老师,恒星的三种归宿白矮星,中子星,黑洞是并列的吗,不是先白再中再黑的过程是吗

最初的梦想
有这三种可能


分享-参宿二
这个是按恒星的“身材”分的,瘦子形成白矮星,身材稍胖的中子星,胖子最终形成黑洞


分享-参宿二
身材=质量

elim 发表于 2015-11-16 11:07:35

                                                《恒星的后半辈子》(三)

各位好,在上两次分享的时候跟大家介绍了恒星到了后半辈子之后的两种“晚年”,今天给大家介绍恒星的最后一种演化方式,也是我们《恒星的后半辈子》的最后一讲。

1976年的时候,法国的天体物理学家拉普拉斯预言了一种叫做“暗星”的东西,他在他的书中写道:“天空中存在着黑暗的天体,像恒星那样大,或许像恒星那样多。一个具有与地球同样密度,而直径为太阳250倍的明亮星体,它发射的光将被自身的引力拉住,而不能被我们接收。正是由于这个道理,宇宙中最明亮的天体很可能却是看不见的”。

拉普拉斯用牛顿的万有引力定律和光具有的“微粒”的特性预言了“暗星”,也就是我们今天大家津津乐道的黑洞。

之前也说过我做的一个小调查,黑洞也是小学生最感兴趣的天文话题之一,不知道家长们对这个名词有什么样的看法?

冀-尧妈-0806G(346000154) 9:44:12
意思是超过太阳250倍的星体的光都会被自身引力拉住吗

川-源妈06B(1275093285) 9:44:25
一个无边无尽的黑暗通道,或许是连接尽头的一条平行折线

是的,按照牛顿的万有引力,引力具有势能,光如果按照微粒说则具有动能,当势能大于或者等于动能,光就会被拉回恒星而不能被外界接收,拉普拉斯根据牛顿的这一理论得到了恒星的半径,从而算出恒星体积。

万有引力公式就不在这跟大家列了(大家可以直接百度,这电脑上我不大会打...)动能就是MC²/2,当势能大于等于动能时,光就出不来了。

话说拉普拉斯根据公式得出的结论,对于太阳来说,半径三公里就可以形成暗星,对于地球,大概就乒乓球那么大。补充一句,太阳的半径现在是70万公里。

其实用现代物理学来看,拉普拉斯当时算的还是有很多问题的,首先他用的是万有引力定律,而没有用广义相对论。光子的动能误用二分之一MC²,而没有用MC²。但是....就像我们写作业中常遇到的情况一样,这两个错误相互抵消,这哥们儿得到了与现代科学结论一致的答案!

拉普拉斯在他《天体力学》的第一版和第二版都提到了这种奇特的“暗星”,但是在第三版的时候,他悄悄的给撤了。原因呢,是因为有位叫托马斯•杨的物理学家在1801年完成了双缝干涉实验,从而证明了光是波,而且是横波,因此,拉普拉斯用光的微粒说证明的理论他自己有些拿捏不定了。

科学史上传说托马斯•杨是个神童,两岁时就认字,四岁的时候就把圣经读了两遍,到十四岁的时候就会十几国外语。他先是学医,研究近视眼,弄清了散光的原因,又对光学感兴趣了,直接完成了光的双缝干涉实验,证明了光是横波,还提出了光的颜色理论;他贡献非常之全面,对十几个领域都有贡献,甚至连考古学都有贡献,我记得有一块古埃及的石碑,第一次突破就是因为它首先认出了上面的几个字。

其实大家可以看到,科学界群星璀璨,有些大家确实天生聪慧,如托马斯•杨,但大多数并不是过早就能显现出才能,爱因斯坦和牛顿都是这样,所以我们作为孩子知识的启蒙者,并不要一味只关注那些天生看起来聪慧的学生,而对一般成绩的孩子也要有足够的耐心和引导。

这是我跟大家谈托马斯•杨的意义所在。

上次分享跟大家谈过,当恒星坍塌后质量大于1.5个太阳质量,恒星会继续坍塌,形成中子星,这个是一位年轻的印度学者钱德拉塞卡在船上算出来的。

后来一位美国的科学家又发现,中子星也有一个质量上限,当恒星形成中子星后如果质量仍大于3个太阳质量,这个中子星也会继续坍塌,最后形成恒星的终极状态——黑洞,也就是我们一开始提到的“暗星”。

这个极限叫做奥本海默极限,发现者是美国原子弹设计师奥本海默,大家可以看到刚开始研究黑洞这种天体的人很多都是研究原子弹和氢弹的。

最后,跟大家提几点有意思的黑洞小知识,也可能会澄清一些大家之前对黑洞的误区。

大家在看科普书或者资料时有没有看到说黑洞是一个密度很大,见了啥都能往里吸的“怪物”?

其实我们谈的关于黑洞的密度并没有什么意义(这个一会会提到),我们知道密度等于质量除以体积,黑洞的体积是跟半径的立方成正比的,而质量是跟半径成正比的,所以可以得出黑洞的密度是跟质量的平方成反比的。

也就是说黑洞质量越大,密度就越小。我们的太阳,半径70万公里,一下子缩到半径三公里,大家当然会觉得密度很大。但如果有10的8次方个太阳质量形成的天体,它的密度就跟水差不多了。

另外,大家都知道黑洞会往里“吃”东西,有些科普材料上说是因为黑洞密度大,万有引力大,所以“吸”,但就像我们现在说的,黑洞的密度已然没有意义,那它为啥“吸”呢?

现代物理学认为,在黑洞的内部,时空坐标互换了,黑洞的半径R变成了时间(这个大家可能理解起来稍抽象),且时间的箭头直指黑洞中心。

也就是说,进入黑洞的物体不能停留,就会朝中心塌陷下去,因为时间是不能停留的。

那么进入黑洞之后呢?这些东西就被黑洞巨大的潮汐力撕碎了。

潮汐力可能对大家是个新名词儿,但理解起来并不难,简单来说,就是万有引力的差。

大家知道,万有引力和距离是成反比的,距离越远的物体,万有引力越弱。
比如我站在地球上,月亮对我的头顶有个引力,对我的臭脚( )也有个引力,但我的头顶到月亮的距离和我的脚到月亮的距离是有差异的,这个差异就是我的身高,所以我的头和脚受月亮的引力不一样,这样的引力差就构成了潮汐力。

这个差在地球上非常小,大家可以回家试着拧开水龙头,接三滴水(不要忘了关水)捧在手上,感受一下,这就是我们受的来自月亮的潮汐力。

但这个力在黑洞上就会大非常多,巨大的潮汐力不仅会把进入黑洞的物体拉长、撕碎,就连最基本的原子都不能幸免,所以,黑洞会“吃人”还是说的不错的

连续三周,《恒星的后半辈子》系列结束,大家有问题可以随时问我。

群友讨论

京-乐妈0706B(525947001) 10:15:38
科学盲咋办啊 一点甄别能力没有 接受起来完全无感 唉

分享-参宿二(549408148) 10:19:35
我觉得我们看待一切新知识都要保有怀疑和研究的精神,甄别伪科普没有太好的办法,多问、多看、多交流


京-乐妈0706B(525947001) 10:45:35
问个弱弱问题,流星雨通常来自哪个方向?


苏-哈哈妈-1207男(170202515) 10:46:27
什么时间能看到啊


分享-参宿二(549408148) 11:34:11
流星雨可能来自任何方向,建议关注狮子座的辐射点。


分享-参宿二(549408148) 11:34:44
18号上弦月,这几天月相比较好,月朗星稀。


浙-宝妈1106g(1780362066) 11:59:04
谢谢参老师精彩课程,还有想问下,什么是狮子座的辐射点

分享-参宿二(549408148) 12:34:59
辐射点可以简单理解为星座中想象中的一个点,流星从这个点发出


云-dudu妈0808女(1061761049) 17:49:22
小朋友问:人们是怎么知道哪儿什么时候会有流星雨


分享-参宿二(549408148) 21:16:50
流星是彗星带来的,彗星的轨道跟地球有交点,每当地球运行到彗星轨道的交点时,就会跟彗星留下的杂质摩擦,形成流星雨。知道轨道和运行速度,算交点时间并不难。

elim 发表于 2015-12-3 11:28:22

                                                      《指尖上的精灵》
各位好,记得之前有一次给大家出了一道比较大小的题,不知大家还记得么?

三个数,1,地球到月亮的距离,单位是千米;2,天上能看到的星星的数量;3,魔方的变化总数。

当时我们已经得出答案,第一个数平均约380000,第二个数是6000,第三个数则高达4300亿亿。

当时承诺了,将来有一期要给大家讲讲这个小精灵,于是就有了这一期《指尖上的精灵》。这个精灵指的就是魔方啦!大家应该或多或少都有接触过这个小东西吧,手头上有的可以拿出来哦。

我们说说魔方的历史,魔方发明于欧洲的一个小国,叫做匈牙利。大家都知道我们中国有四大发明,其实匈牙利别看在国土面积上是个小国,在对人类贡献上也算是发明大国。他们有三大发明,另外还有数目可观的诺贝尔获奖者(具体数目记不清了)。这三大发明除了魔方,还有我们常用的圆珠笔,以及我们现在城市中很少用可出野外还要常用到的安全火柴。可以说他们也在一定程度上改变了人类文明史。

魔方的发明人厄尔诺•鲁比克,是一位大学教授,教建筑学的他同时也是一位雕塑家。当时他发明魔方,仅仅是作为一种帮助学生增强空间思维能力的工具(所以魔方能训练我们的立体几何思维能力),没想到这东西一旦打乱,他自己复原起来都很困难。

鲁比克教授把他发明的魔方申请了专利,开始批量生产投入市场供大众游戏。从1974年至今,40多年间,小小的魔方已销售超过4亿个,魔方的发明人也由此升职CEO,迎娶白富美,走向人生巅峰。

当然,我猜想魔方官方统计的这4亿个肯定没有算中国盗版的....否则,何止4亿...

魔方内部构建是怎样的啊?我们可以随便转动。三阶魔方的核心是一个轴,十字架,角块是用块本身的边角固定的。

魔方被称为三大智力玩具之首,至于是哪三大,中国和国外的说法是不一致的,但公认的第二名是源自中国三国的一种游戏,大家能猜到么?

这三大智力玩具的一个共同点是都是一个人的游戏,不需要对弈或者竞赛。

粤-琴妈08G(634146717) 9:54:40
华容道

华容道怎么说呢,里面有十个大小不一致的棋子,通过移动各个棋子,帮助曹操从初始位置移到棋盘最下方中部,从出口逃走。不允许跨越棋子,还要设法用最少的步数把曹操移到出口。我记得有曹操,关羽,张飞,马超,黄忠,赵云等等。
大家有网的可以百度下看看样子,也挺好玩儿。

接着说,排行第三的智力玩具有争议,中国人说是九连环,外国人就不愿意了,他们心想哪能智力玩具都让中国人占了呢,于是就说是法国的一种棋,叫做“独立钻石”,这种棋在国内比较少见,有条件的朋友可以从网上买一套研究研究。

好,说完了三大智力玩具,我们还是回归正题。

嗯,魔方千奇百怪,各式各样,有二阶、三阶、四阶、五阶.....还有金字塔魔方、五魔方、粽子魔方。

自从人们开始追求指尖对魔方的掌控力,就有了各式各样的比赛。一般来说官方的魔方比赛分5类。第一类就是我们通常见到的速拧比赛,会有从二阶一直到七阶的速拧(七阶以上的魔方也有,但目前好像没有官方比赛的版本)。第二类是异形魔方比赛,这些魔方通常不规则,比如斜转魔方、金字塔魔方、五魔方等等,今天没有办法给大家传图片了,大家可以百度下,用名字搜就好。第三类是盲拧比赛,分为三阶盲拧、三阶多个盲拧、四阶盲拧和五阶盲拧。第四类我把它称为变态类...主要是三阶单手和脚拧。第五类...额,叫非人类把,是三阶的竞步比赛,逼的是三阶最少步。

这比赛就跟考试一样,一个魔方,一张试卷,一个小时的答题时间,要求你把复原魔方的步骤写道纸上,步骤最少者获胜。

这就是我今天跟大家带来的魔方主题的分享,今天条件不大允许,很多实例性的东西没办法跟大家演示,实在抱歉。

分享-参宿二(549408148) 10:17:06
我知道大家肯定很想知道一个打乱的魔方如何复原,大家一定也在网上看过很多复原魔方的方法和五花八门的公式。

分享-参宿二(549408148) 10:18:10
因为亲戚家孩子吵吵着要参加魔方比赛的缘故,我总结了一套方法,不需要太多冗长的公式,两个公式足以,其中还有一个是用故事的形式来呈现的,比较适合低年级的孩子。

分享-参宿二(549408148) 10:18:32
魔方最基础的拼法叫做层先法,就是一层一层的拼魔方。改进后的层先法可以用一个公式拼完魔方的前两层加第三层的十字。

分享-参宿二(549408148) 10:19:47
这个可能需要有图才能更好的说明,今天在此跟大家简单提一下吧。魔方有6个面,其中右面我们叫做R面,顶层U面。这两层顺时针旋转叫做R或者U,逆时针则是R`或者U`。这个公式是RUR`U`。

分享-参宿二(549408148) 10:21:33
一个复原好的魔方经过六次这个手法之后可以还原,证明大家做的步骤是对的。

分享-参宿二(549408148) 10:23:12
另外我从自己学魔方的感觉来看,如果想提高速度,魔方的手法和一个好的魔方是很重要的,按照网上的公式来拼并不能学会手法,最好的是看高手实例。只记公式是没用的。

分享-参宿二(549408148) 10:24:37
这趟出门手边没有魔方,没办法跟大家实际演示,如果大家感兴趣的话,我们以后再一起学习拼法

分享-参宿二(549408148) 10:27:29
学魔方要有耐心,我的经验,四年级的孩子学会魔方要6小时。

群友交流
赣-则妈0802B(99767806) 10:28:16
老师,一个打乱了的魔方,只要6次“RUR`U`”的步骤就可以复原吗

分享-参宿二(549408148) 10:28:54
不是,这个公式是保证你做6遍后魔方可以复原回原来的样子,就是回到初始状态,也就是你原来打乱是什么样子,6遍后就变成什么样子。这个只是公式,具体怎么用要结合具体情况。

赣-则妈0802B(99767806) 10:30:05
百度 魔方小站有非常详细的教程

分享-参宿二(549408148) 10:30:47
嗯,魔方小站上也有关于手法的教程,适合学。当时我侄女是因为它上面公式和情况太多,小姑娘比较懒...

赣-则妈0802B(99767806) 10:32:51
是的,有七大步骤。话说,我自己都学了两个下午。小孩只学到第三步,就不愿意往下学了。

鲁-源妈0701B(1797589108) 10:46:41
我老公教孩子按说明书上的步骤做的,教会一步练两天,练熟再教下一步,孩子现在转魔方转得挺快,估计三阶魔方的两分钟之内转好一个。

赣-则妈0802B(99767806) 9:56:23
这几天正好我儿子对魔方感兴趣,于是我网上找了教程看。感觉没有教程里的步骤我是无论如何也复原不了的。但是,我13岁的外甥在没有学过教程的前提下,能在一小时内复原,问他怎么弄的,他说不出。请问,误打误撞也能复原成功吗?

分享-参宿二(549408148) 9:59:23
@赣-则妈0802B 我第一次复原也是误打误撞,这时候一定要把复原的方法记下来,否则下次就还原不出了。

elim 发表于 2015-12-9 11:23:01

本帖最后由 elim 于 2015-12-24 09:59 编辑

                                                                      《流 星 雨》

先跟大家分享下我昨天挺高兴的两件事儿,一是昨天我教的娃三阶魔方成绩终于进了30s,证明了我之前跟大家介绍的那个简单转魔方的方法还是可行的。

第二是,有没有朋友跟我一样,昨晚有看到流星啊?没关系,下下周才是双子座流星雨的爆发期,咱们这周先简单聊聊,希望对大家看流星雨会有帮助。

鲁-腾妈070613B(68460198) 9:36:24
我们这昨晚下小雪

哦哦,雪后初晴大气视宁度会非常好,特别适合观星,不过天气也会很冷,要注意。

今天我们的分享先从一个神说起。大家都知道唐僧西天取经,取到的经书并不是以汉字写成的,而是梵文,对吧?话说梵文字母的创造者叫做“梵天”,他的坐骑为孔雀,配偶为智慧女神辩才天女,故梵天也常被认为是智慧之神。梵天是个仁慈的神,对大家有求必应,无论是对人,对神,还是对魔。他为人类做了很多好事儿,当然也因为承诺恶魔给人类带来了灾难,但无论如何,向梵天许愿成了人们不变的信仰,一旦被梵天感知,有求必应哦。

大家说,当然,梵天是神话,没错,但现在生活在城市中的人也有着自己许愿的精神寄托,这个大家都在各种电视剧中常常看到,对吧?那就是流星。流星寄托了人们的很多思念和愿望,感觉就像印度神话里的梵天。

之前跟大家提到过,我们太阳系中除了太阳和九大行星还有数以亿计的小行星以及偶然闯入的彗星。彗星是个神奇的存在,比方说它的轨道和我们的大行星不在一个平面上,由此自古以来彗星就不缺故事。

很久很久以前人们把世界分为月上世界和月下世界,月下世界是人们可以生存的空间,是可以腐朽的、有些不洁净物质的空间,而月上世界是高贵的、永恒的,充满了轻而透明的“以太”。

鲁-展伯妈0411男(342278922) 9:51:13
以太是什么?老师

分享-参宿二(549408148) 9:53:31
以太是古希腊学家亚里士多德假象的一种物质。在他看来,组成物质的元素除了水、火、气、土之外,还有一种在天上,居于“天”的上层,也就是我们说的月上世界,这种元素叫做“以太”。后来随着科学的发展以太这种物质逐渐退出历史舞台。

彗星的出现给一些观察细腻的科学家带来灵感。比如开普勒的老师第谷就发现,彗星的轨道好像和大行星是不一样的,也就是说它可以从行星的“下面”穿越上来,这就跨越了月下世界和月上世界。

古老的世界分层开始有了动摇的基础。但第谷貌似只是眼神儿好,思想还是比较古板的,他的观察并没有给他的思想带来革命性的飞跃,他依然信奉地心说。
不过第谷依然是值得大家尊敬的科学大家,他讲求以事实为证据,一切理论都应该以实践为基础,大家如果有机会可以看到第谷的地心说与哥白尼日心说的辩论,在那场辩论中第谷无论是在理论和数据方面都是完胜的

额,这并不是我又犯了跑题的毛病,因为彗星是流星的母体嘛,我们就多说会儿。
拆个字个大家看,“彗”,这个字啥意思呢,下面是个手,上面是个“扫帚”,这可是名副其实的扫把星啊

而甲骨文的“慧”更让我们佩服古人的想象力,我这没法跟大家找到图片,大家可以回去自己找找

鲁-展伯妈0411男(342278922) 10:08:04
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.jpg

京-乐妈0706B(525947001) 10:08:15
降世神通,里面也是水火气土吧?这是依据亚里士多德的理论来的?

分享-参宿二(549408148) 10:10:39
科学家把彗星也看做“脏雪球”,当它靠近太阳的时候,“雪球”就开始融化了,洒下一些物质留在它运行的轨道上,刚才说了,彗星的轨道和地球轨道不在一个平面上嘛,如果这个轨道和地球的轨道有交点,那么洒在轨道上的“脏东西”就会被地球吸引,形成“流星雨”。

因为地球一般是在一个点(其实有一定范围)上碰到彗星遗留下的物质,那么根据透视原理,大家晚上仰望星空看到流星的时候一般会觉得这些流星的反向延长线都会交汇在天空的一个点上,这个点就叫做流星雨的“辐射点”,大致来说如果我们盯着辐射点附近的区域,总会找到一些流星(不过也会错过来自其他地方的流星哦),而这个“辐射点”如果恰好在一个星座内或者一颗星附近的话,那就叫做这个星座的流星雨了。所谓双子座流星雨、狮子座流星雨就是这么来的。

流星雨每年大大小小几十场,仅有很少的几场适合公众观看,其中就包括了本月15号即将来临的双子座流星雨。

不过对于很多孩子脑补的漫天飞流星的画面,我还是要说No,no,no,流星雨的“雨”是一个名词,而不是动词,它指一种有规律的天文现象,而不是哗哗哗的瓢泼大雨。就算是在流星雨活动期间好几天才出现一颗流星,只要符合流星雨的规则,那也叫“雨”。

好啦,说了这么多,最后说下咱们应该怎么看。根据以往的经验,双子座流星雨很少在辐射点(这个大家在网上可以很方便的查找到,不过你首先得能到双子座)非常近的地方出现,一般来说距离辐射点20度以外,地平高度35度以上的区域是流星比较密集的地方。

这里说的一度大约是指两个太阳或者月亮直径,大家可以根据日常习惯估一下。
双子座流星雨可能一分钟出现好几颗,当然,也可能半个小时看不到一颗,看流星跟钓鱼一样,是个耐心活儿,比如说我昨天冻了一晚,也仅仅看到四颗而已。
但如果大家有足够的耐心,相信大家都一定不会失望。

另外提示一点,流星后半夜看的永远比前半夜多,所以想看到数量足够多的流星可能要熬到后半夜,但是“梵天”也偷偷告诉我,后半夜比前半夜更容易感冒哦。

分享-参宿二(549408148) 10:29:59
谢谢@鲁-展伯妈0411男 大家可以看下甲文和古文的彗字,一开始就是个扫帚,后来就变成用手拿着扫帚了。

这是我今天带给大家的分享,敬请大家期待十二月中旬双子座为我们带来的“梵天”的花火——双子座阿尔法流星雨。(再告诉大家一个秘密,辐射点已经蕴含在上面这句话里了,大家能看懂么)
页: [1]
查看完整版本: 参宿二老师课堂