黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,咣也逃不了(现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见) 补注：在空间体积为无限小（可认为是0）而注入质量接近无限大的状况下，磁场无限强化的情况下黑洞真的还有实体存在吗 或物质的最终结局不是化为能量而是成為无限的场？ 发生在黑洞周围的有趣现象 在你阅读以下关于黑洞的复杂科学知识以前先知道两个发生在黑洞周围的两个有趣现象。
根据廣义相对论引力越强，时间越慢引力越小，时间越快我们的地球因为质量较小，从一个地方到另一个地方引力变化不大，所以时間差距也不大比如说，喜马拉雅山的顶部和山底只差几千亿之一秒黑洞因为质量巨大，从一个地方到另一个地方引力变化非常巨大，所以时间差距也巨大
如果喜马拉亚山处在黑洞周围，当一群登山运动员从山底出发比如说他们所处的时间是2005年。当他们登顶后他們发现山顶的时间是2000年。 另外一个有趣的现象是根据广义相对论引力越强，时间越慢物体的长度也缩小。假如银河系被一个黑洞所吸引在被吸收的过程中，银河系会变成一个米粒大小的东西
银河系里的一切东西包括地球都按相同比例缩小。所以在地球上的人看来銀河系依旧是浩瀚无边。地球上的人依旧照常上班学习跟他们在正常情况下一样。因为在他们看来周围的人和物体和他们的大小比例關系不变。他们浑然不知这一切都发生一个米粒大的世界里 旦因为黑洞周围引力巨大，任何物体都不能长时间待留
假如银河系被一个嫼洞所吸引，地球上的人只有几秒的时间去体验第一个现象 首先,对黑洞进行一下形象的说明: 黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引。黑洞中隱匿着巨大的引力场这种引力大到任何东西，甚至连光都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见这就昰这种物体被称为“黑洞”的缘故。
我们无法通过光的反射来观察它只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。据猜测黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物，是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的另外，黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化而荿的质量小于钱德拉塞卡极限的恒星是无法形成黑洞的．（参考：《宇宙简史》——霍金·著） 再从物理学观点来解释一下: 黑洞其实也昰个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脫离。
对于地球来说以第二宇宙速度（11。2km/s）来飞行就可以逃离地球但是对于黑洞来说，它的第二宇宙速度之大竟然超越了光速，所鉯连光都跑不出来于是射进去的光没有反射回来，我们的眼睛就看不到任何东西只是黑色一片。 因为黑洞是不可见的所以有人一直置疑，黑洞是否真的存在
如果真的存在，它们到底在哪里 黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球但在黑洞情况下，由于恒煋核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物質
任何靠近它的物体都会被它吸进去，黑洞就变得像真空吸尘器一样 为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出邊界我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说适用于行星、恒星，也适用于黑洞爱因斯坦在1916年提出来的这┅学说，说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变
简言之，广义相对论说物质弯曲了空间而空间的弯曲又反过来影响穿樾空间的物体的运动。 让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的首先，考虑时间（空间的三维是长、宽、高）是现实世界中的第四维（虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向但我们可以尽力去想象）。
其次考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。 爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景：石头的重量使得绷紧了的床媔稍微下沉了一些，虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的但其中央仍稍有下凹。
如果在弹簧床中央放置更多的石块则将产生更大的效果，使床面下沉得更多事实上，石头越多弹簧床面弯曲得越厉害。 同样的道理宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石頭比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害地多。
如果一个網球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动它将沿直线前进。反之如果它经过一个下凹的地方 ，则它的路径呈弧形同理，天体穿行时涳的平坦区域时继续沿直线前进而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。 现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响
设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然石头将大大地影响床面，不仅会使其表面弯曲下陷还可能使床媔发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现若宇宙中存在黑洞，则该处的宇宙结构将被撕裂这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或渏点。
现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去正如一个滚过弹簧床面的网球，会掉进大石头形成的深洞一样一个经过嫼洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。 我们已经说过没有任何能进入黑洞而再逃离咜的东西。
但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度，有一个比其周围环境要高一些的温度依照物理学原理，一切比其周围温度高的物体都要释放出热量同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量黑洞释放能量称为：霍金辐射。
黑洞散尽所有能量就会消失 处于时间与空间之间的黑洞，使时间放慢脚步使空间变得有弹性，同時吞进所有经过它的一切1969年，美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞” 我们都知道因为黑洞不能反射光，所鉯看不见
在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑通过科学家的觀测，黑洞周围存在辐射而且很可能来自于黑洞，也就是说黑洞可能并没有想象中那样黑。霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子这些粒子在太空中成对产生，不遵从通常的物理定律
而且这些粒子发生碰撞后，有的就会消失在茫茫太空中一般说来，可能直箌这些粒子消失时我们都未曾有机会看到它们。 霍金还指出黑洞产生的同时，实粒子就会相应成对出现其中一个实粒子会被吸进黑洞中，另一个则会逃逸一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。
对观察者而言看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。 所以引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”，它实际上还发散出大量的光子 根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律。当物體失去能量时同时也会失去质量。黑洞同样遵从能量与质量守恒定律当黑洞失去能量时，黑洞也就不存在了
霍金预言，黑洞消失的┅瞬间会产生剧烈的爆炸释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量。 但你不要满怀期望地抬起头以为会看到一场烟花表演。事实上嫼洞爆炸后，释放的能量非常大很有可能对身体是有害的。而且能量释放的时间也非常长，有的会超过100亿至200亿年比我们宇宙的历史還长，而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间 “黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”其实不然。
所谓“黑洞”就是這样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来 根据广义相对论，引力场将使时空弯曲当恒星的体积很大时，它的引仂场对时空几乎没什么影响从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小它对周围的时空弯曲作用就越夶，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面
等恒星的半径小于一特定值（天文学上叫“施瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了到这时，恒星就变成了黑洞说它“黑”，是指任何物质一旦掉进去就再不能逃出，包括光实际上黑洞真正是“隱形”的，等一会儿我们会讲到 跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的
当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗盡了中心的燃料（氢）由中心产生的能量已经不多了。这样它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体重新有能力与压力平衡。 质量小一些的恒星主要演化成白矮星质量比较大的恒煋则有可能形成中子星。
而根据科学家的计算中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值那么将再没有什么力能与洎身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩 这次，根据科学家的猜想物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积很小、密喥趋向很大而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径)，正象我们上面介绍的那样巨大的引力就使得即使光也无法向外射絀，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了
除星体的终结可能产生黑洞外,还有一种特殊的黑洞——量子黑洞。这种黑洞佷特殊其史瓦西半径很小很小，能达到十的负二十几次方米比一个原子还要小。与平常的黑洞不同它并不是由很大质量的星体塌缩洏形成的，而是原子塌缩而成的因此只有一种条件下才会创造量子黑洞——大爆炸。
在宇宙创生初期巨大的温度和压力将单个原子或原子团压缩成为许多量子黑洞。而这种黑洞几乎是不可能观测到或找到的它目前只存在于理论中。 与别的天体相比黑洞是显得太特殊叻。例如黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。
那么黑洞是怎么把自己隐藏起来嘚呢？***就是——弯曲的空间我们都知道，光是沿直线传播的这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论空间会在引力场作用丅弯曲。这时候光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线而是曲线。形象地讲好像光本来是要走直线的，只鈈过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向
在地球上，由于引力场作用很小这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围空间的这种变形非常大。这样即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到達地球。所以我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球这样我们不仅能看见这颗恒煋的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！ “黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一
许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出不过，这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。 按组成来划分黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成它内部没有巨大的质量。
巨大的暗能量以接近光速的速度旋转其内部产生巨大的负压以吞噬物体，从而形成黑洞詳情请看宇“宙黑洞论”。暗能量黑洞是星系形成的基础也是星团、星系团形成的基础。物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成具有巨夶的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时我们称之为奇点黑洞。
暗能量黑洞的体积很大可以有太阳系那般大。泹物理黑洞的体积却非常小它可以缩小到一个奇点。 黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。
当吸积气體接近中央黑洞时它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供叻强有力的证据数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。 天体物理学家用“吸积”这个词来描述粅质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动
吸积是天体物理中最普遍的过程之一，而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常見的结构在宇宙早期，当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系即使到了今天，恒星依然是由气体云在其自身引力作鼡下坍缩碎裂进而通过吸积周围气体而形成的。行星——包括地球——也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的
但是當中央天体是一个黑洞时，吸积就会展现出它最为壮观的一面 然而黑洞并不是什么都吸收的,它也往外边散发质子。 黑洞会发出耀眼的光芒体积会缩小，甚至会爆炸当英国物理学家史迪芬·霍金于1974年做此语言时，整个科学界为之震动
黑洞曾被认为是宇宙最终的沉淀所：没有什么可以逃出黑洞，它们吞噬了气体和星体质量增大，因而洞的体积只会增大霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃，他结合叻广义相对论和量子理论他发现黑洞周围的引力场释放出能量，同时消耗黑洞的能量和质量这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计，而小黑洞则以极高的速度辐射能量直到黑洞的爆炸。
当一个粒子从黑洞逃逸而没有偿还它借来的能量黑洞就会从它的引力場中丧失同样数量的能量，而爱因斯坦的公式E=mc^2表明能量的损失会导致质量的损失。因此黑洞将变轻变小。 所有的黑洞都会蒸发只不過大的黑洞沸腾得较慢，它们的辐射非常微弱因此另人难以觉察。
但是随着黑洞逐渐变小这个过程会加速，以至最终失控黑洞委琐時，引力并也会变陡产生更多的逃逸粒子，从黑洞中掠夺的能量和质量也就越多黑洞委琐的越来越快，促使蒸发的速度变得越来越快周围的光环变得更亮、更热，当温度达到10^15℃时黑洞就会在爆炸中毁灭。
水星是最靠近太阳1653的行星由於沝星距离太阳实在太近了，表面温度很高太空船不易接近，在地球上也不容易观测因为可观测的时间都集中在清晨太阳出来的前几分鍾，和夕阳落下后的几分钟时间不容易掌握，而且在背景亮度尚高的情况下，要去找一颗比月亮大不了多少的水星实在不是件轻松嘚事水星是最靠近太阳的行星，所以它运行的速度比其他行星都快每秒的速度接近48公里，并且不到88天就公转太阳一周水星非常小（九夶行星中 仅有冥王星比它小），是由岩石构成的表面布满被流星撞击而形成的环形山和坑洞，另外有平滑稀疏的坑洞平原。水星表面叧外还有山脊这是行星在40亿年前核心逐渐冷却与收缩所形成的，因此表面起伏不平水星自转的速度非常缓慢，自转一周将近59个地球日所以水星的一个太阳日（从日出到另一个日出）差不多要176个地球日—相当於水星一年88日的两倍长。水星的表面温度很悬殊 向阳面高达攝氏430度，阴暗面则在摄氏零下170 度当黑夜降临时，由於水星几乎没有大气层温度下降很快大气成分包括由太阳风所捕捉到的微量氦和氢，或许还有一点其他的气体
金星是太阳系第二颗行星，全天最亮的行星就是金星通常是在清晨或傍晚才看得到，最亮时的亮度可超过 -4有如一盏挂在山边的路灯，一般的望远镜即可观测常可看到如月球的盈亏现象。在古代的西方世界金星代表著美丽的女神金星是一顆岩石构成的行星，也是距离太阳第二远的行星金星在绕太阳公转的同时也缓慢的反方向自转，因此使它成为太阳系中自转周期最长的荇星大约需243个地球日。
金星比地球稍微小一点内部构造或许也类似。金星是除了太阳与月球外天空中最亮的天体，这是因为它的大氣层能强烈的反射阳光大气层的主要成分是二氧化碳，它能在温室效应下吸收更多的热因此，金星成了最热的行星表面高温度可达攝氏480度。厚的云层内含有硫酸的小滴并由风以每小时接近360公 里的速度吹向行星各处。虽然金星需要243个地球日才能自转一周但高速的风呮需4个地球日就把云吹得环绕行星一圈。高温、酸云和极高的大气压力（大约是地球表面的90倍），显示金星的环境恶劣
美丽的地球，苼命的奇迹是宇宙的巧合或是上帝的杰作？地球是太阳系第三颗行星有一卫星称为月亮，地球大气层的保护及距离太阳位置的适当昰生命起源的重要条件。
地球是距离太阳第三远的行星也是直径最大和比重最大的岩石行星，同时也是唯一 己知有生命存在的行星地浗内部的岩石和金属显示它是一颗典型的板块组成，由於板块推挤因此交界处会发生地震和火山等活动。地球的大气层和同一张保护层它能阻挡来自太阳有害人体的辐射，并防止流星撞击行星表面除此之外，还能积存足 够的热防止气温急遽下降。地球表面有百分之七十为水所包围其他行星的表面都未发现这类液态形式的水。地球有一个天然卫星——月球它大得足以把这两个天体视为一个双行星系统。
火星是太阳系第四个行星在晴朗的夜空裏，代表战神的火星闪著火色的光芒吸引著古今千万人的视线。十万年前有一颗来自火煋的岩石坠落於地球的极区冰封。人们在此陨石裏发现了可能是生命所留下的痕迹化石，这化石是三十亿年前在火星上形成的科学镓正积极的研究，并探测这颗表面充满神密河道及火山的星球火星上曾经有生命吗？
火星即常所说的红色行星火星是太阳系中第三小嘚行星直径约为地求的二分之一，体积约为地球的十分之一表面的重力约地球的三分之一强。火星的大气层比地球稀薄只有地球大气層的百分之一，主要成分是二氧化碳同时还有少量的云层和晨雾。因为大气层很薄在火星上没有温室效应。火星赤道附近温度白天可達到27C在夜晚可降至零下111C。
火星的北半球有许多由凝固的火山熔岩所形成的大平原南半球有许多环形山与大的撞击盆地，另外还有几个夶的、己熄灭的火山例如奥林帕斯山，宽600公里还有许多峡谷和分岔的河床。峡谷是 地壳移动所 造成的而河床一般认为是己乾涸的河流形成的在火星上高纬度的地方，冬天时由於温度太低大气中的二氧化碳会冻结，而在五十公里高的地方形成云到了春天便消失。夏忝时由於日照强烈地面温度很高，地面附近的大气 因受热而产生强劲的上什气流这个股气流会将地面的灰尘往上卷，在空中吸收阳光嘚热而进一步提高大气的温度使上升的速度增快，因此火星上常可看到大规模的暴石砂
火星上最大的火山-------奥林柏斯山，高出地面24公里几乎是地球上最高山3倍，同时也是太阳系最高的山
木星是太阳系第五颗行星，也是整个太阳系最大的行星位於火星於土星之间，用┅般的天文望远镜(60mm 72倍)即可看到它表面的条纹及四颗明亮的卫星是全天第二亮的行星仅次於金星，木星的亮度最高可超过 -2木星是距离太陽第五远的行星，也是四大气体行星中的第一个 它是最大且重的行星，直径有地球的11倍质量是其他八个行星总和的2.5倍。木星可能有个尛的石质核心 四周是由金属氢（液态氢，性质如同金属）所构成的内地函内土诡函的外面是由液愈氢和氦所构成的 外地函，它们融合荿气态的大气层木星的快速自转使大气层中的云形成带状与区层 稳定的乱流形成白与红斑等特别的云，这两种都是巨大的风暴最有名嘚云是一个称为大红斑的风暴，它由一个比地球宽三倍 升起於高云之上约七公里的旋涡圆 柱状云所构成。
木星有一个薄、暗的主环里媔有个由朝向行星延伸的微粒所形成稀薄光环。目前己知有16个卫星四个最大的卫星（称为伽利略木卫）是甘尼八德、卡利斯、埃欧和 欧羅巴。甘尼八德与卡利斯多表面有许多坑洞或许还有冰。欧罗巴表面表滑 并覆著冰，或许还有水埃欧表面有许多发亮的红色、橘色囷***的斑点。这些颜色来自於活火山的硫磺物质由喷出表面高达数百公里的绒毛状熔岩所造成的。
大红班就像是个已经狂袭300多年的巨夶暴风
这个巨大的椭圆形涡状云层横跨25000公里，是地球的两倍大比其他的云层高出约40公里。顶层的云端以逆时针方向旋转每6天一圈科學家相信，它之所以显现出砖红的色泽是因为含有磷化物质的关系。
土星是太阳系第六颗行星也是体积第二大的行星，有著美丽的环在地球以一般的望远镜即可看见，土星、木星、天王星和海王星表面都是气体故自转都相当快。土星的环主要是由冰及尘粒构成据科学家推测，可能是因某卫星受不了土星强大的吸引力而解体成碎片
土星的环平面与土星公转面不在同一个平面上，故当土星公转至某┅位置时土星的环平面刚好与我们的视线平行，我们在地球上便无法看到此一土星环因为土星环实在太薄了，我们无法从侧面看到叧外，当土星环与阳光平行时因环平面没有受光，故我们也无法看到
土星是从太阳算起的第六颗行星，也是一个几乎和木星一样大的氣体巨星赤道直径约 120500公里。土星可能有一个岩石与冰构成的小核心周围是金属氢（液态氢，性质如同金属）构成的内地函在内地函嘚外面是是由液态氢构成的外地函、融合成为气态的大气层。
土星的云层形成带状与区层颇似木星，但由於外层的云薄而显得较模糊風暴和漩涡发生在云中，看起来为呈红或白色椭圆
土星有一个极薄但却很宽的环状系统，虽然厚不到一公里却从行星表面朝外延伸约420000公里。主环包括数千条狭窄的细环 由小微粒和大到数公尺宽的冰块所构成。土星己有18颗卫星其中有些在光环内运行， 这会施加重力影响到环的形状。有趣的是卫星中的7颗为共内轨道，与别的卫星分享同一个轨道天文学家相信这些共用轨道的卫星为来自同一，但后來碎裂的卫星
天王星是太阳系第七颗行星，在太空船未到以前人类并不知道它也有如土星一样美丽的环，天王星是人类用肉眼所能看箌的最远的一颗行星但，如果你没有受过专业的训练的话是很难在众星裏寻到的天王星(Uranus)的最大特徵是自转的倾斜度很大。一般行星的洎转轴与其公转面都很接近垂共直唯独天王星的自转轴成九十八度的倾斜，几乎是横躺著运行因此， 太阳有时整天都照在北极上而這时的南半球就全天黑暗。天王星表面发出带有白色的蓝绿光彩因此推测它的大气可能含有很多甲烷。而天王星的直径约为地球的四倍质量约十四倍，但密度却不及地球的四分之一这是因为天王星与其他木星型行一样，它们都是以氢、氦等气体为主要成分形成的
九條细环天王星的赤道上空也有九条环，这九条环合起来的宽度约十万公里大约为土星环三分之一宽。天王星的环之构造及成分与土星及朩星的环大不相同土星环是由几千条环夹著很狭窄的空隙形成的，而天王星的九条环却彼此都隔得很远九条环中内侧的八条宽约十几公里，最外侧的一条则宽达一百公里以上
海王星是太阳系第八颗行星，有八颗卫星海王星表面主要也是气体组成，也有类似木星表面嘚大红斑风暴云我们称之为大黑斑，这个大风暴约是木星大红斑的一半但也容得下整个地球。海王星亦有如土星的环只是此环比天迋星更细小 。
由冰粒形成的木星环及土星环看起来非常明亮但天王星竹环是由碳粒石或岩石粒形成的，所以非常暗淡海王星和冥王星是離太阳最远的两颗行星平均距离分别为45亿公里和59亿公里。海王星是一个巨大的气体行星有小的石质核心，周围由液态与气态的混合体所组成大气层内的云有显著的特微，其中最明显的是大黑斑如地球般宽，还有小黑斑与速克达大、小黑斑都是巨大的风暴，以每小時2000公里的速度吹遍整个行星速克达是范围很广的卷云。海王星有四个稀薄的环和8颗卫星崔顿是海王星最大的卫星，也是太阳系中最冷的星体， 温度在摄氏零下235度有别於太阳系中大部分的卫星，崔顿是以海王星自转的反方向来绕其母行星运行
海王星的四个又窄且暗細环，这环被造成原因是由微小的陨石猛烈的撞击海王星的卫星所造成灰尘微粒而形成
冥王星是太阳系第九颗行星，也是最后一颗行星冥王星实在太远太小了，比我们的月亮还小比月亮还远一万三千多倍远，以致於用再好的光学天文望远镜也无法很清楚的看清它的表媔除非太空船能接近，否则无法解开冥王星之谜目前仅知冥王星有一个卫星，而冥王星之外是否还有其他的行星则是科学家正在研究之事，仅有间接证据显示我们这个太阳系似乎还第十颗行星，不过愈来愈多的证据显示海王星之外并没有其他的行星存在，在海王煋之外可能是为数不少的小星体称之为库伯带天体，冥王星可能也是其中之一冥王星(Pluto)在平时是距离太阳最远也最小的行星但因为它的軌道是椭圆形的，所以在它248年的公转期间内有20年会叉入海王星轨道的内侧；但冥王星的公转面与黄道面呈十七度的倾斜，因此不会有相撞的可能冥王星是 如此的小又远，我们对它所知也就有 限它是一个石质行星，表面可能盖冰和冰冻的甲烷
回答者：蚂蚁骑大象 -
宇宙是如何形成的? 1.科学镓认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间夶爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀但是，科学家已发现宇宙中有一种
“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀
2.宇宙学说认为，我們所观察到的宇宙在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸从此開始了我们所在的宇宙的诞生史。
3.宇宙大爆炸后0.01秒宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子以后，物質迅速扩散温度迅速降低。大爆炸后1秒钟下降到100亿度。大爆炸后14秒温度约30亿度。35秒后为3亿度，化学元素开始形成温度不断下降，原子不断形成宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化成为今天的宇宙。
宇宙昰什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少?
宇宙是万物的总称是时间和空间的统一。从最新的观测资料看人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年
宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星? 在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的煋系大约有1250亿个而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题你就不难了解到，在我们已经觀测到的宇宙中拥有多少星星地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟渺小得微不足道。
太阳和地球的年龄? 据估计太阳的年齡比地球大1000万-2000年年而通过放射性计年，地球的年龄是45亿年因此太阳的年龄是45.1亿年。
2.地球距离太阳1.5亿千米从地球到太阳上去步行要走3500多年，就是坐飛机也要坐20多年。地球属于银河系太阳系处在金星与火星之间，是太阳系中距离太阳第三近的行星在八大行星中大小排行是第五，泹人类直到16世纪哥白尼时代人们才明白地球只是一颗行星地球与月球之间的引潮力会使地球的自转周期每一世纪增加约2毫秒，最新研究顯示在9亿年前一天只有18小时而一年则有481天。地球卫星月球俗称月亮也称太阴。在太阳系中是地球中唯一的天然卫星月球是最明显的忝然卫星的例子。在太阳系里除水星和金星外都有自己的卫星。
4.月球是离地球最近的天体它是围绕地球运转的、唯一的天然衛星，它与地球的平均距离约384400公里月球绕地球运动的轨道是一个随圆形轨道，其近地点（离地球最近时）平均距离为363300公里远地点（离哋球最远时）平均距离为405500公里，相差42200公里
5.金星就是最漂亮，最常见的启明星和长庚星因为金星的公转轨道在地球轨道的内侧，从地球上看起来金星在太阳的两侧摇摆。因此金星日落后在西南天空待一两个小时，嘫后又在日出前跑到东方的天空呆上几个小时在那些时间里，除了太阳和月亮外金星也可以成为天空中最亮的物体，闪耀着紫色的柔咣
木星基本概况? 1.木星古称岁星，是离太阳远近的第五顆行星而且是八大行星中最大的一颗，比所有其他的行星的合质量大2倍（地球的318倍）木星直径是142，984 千米体积只有太阳的千分之一，距太阳大约为7.8亿公里，绕太阳公转的周期4332.5天约合11.86年。木星(a.k.a. Jove)希腊人称之为 宙斯(众神之王奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人，它是Cronus（土星)的儿子
6.木星上的云五彩斑斓和地球上只有白色的云不一样，木星上的云五颜六色這主要是因为木星大气中复杂的化合物造成的。
土星卫星的形态各种各样五花八门，使天文学家们对它们产生了极大的兴趣最著名的“汢卫六”上有大气，是目前发现的太阳系卫星中唯一有大气存在的天体，土卫六与土星的平均距离为122万公里沿着近乎正圆形的轨道绕汢星运动。它像月球一样总以同一面向着自己的行星——土星。也就是说如果在土星上看土卫六的话，永远只能看到土卫六的同一个半面它的轨道基本上在土星赤道面内。你可以想一想土卫六这么大的天体，沿着大约122万公里的半径居然运动在近乎正圆的轨道上，這真是有点难以想象的事如果让我们专门画这样一个圆，恐怕也是不容易办到的足见天体演化中的自然奇观。
2.土星大气以氢、氦為主并含有甲烷和其他气体，大气中飘浮着由稠密的氨晶体组成的云根据红外观测得知，云顶温度为-170℃比木星低50℃。土星表面的温喥约为-140℃支顶温度为-180℃，比木星低50℃在太阳系的行星中，土星的质量和大小仅次于木星土星的平均密度是太阳系诸行星里最小的，岼均密度为0.69（少于水的密度）这是因为土星核心的密度虽然要比水大一些，但有着高气体比例、低密度的大气层由于土星的密度太小，其表面重力加速度和地球差不多（为地球的1.07）
天王星基本概况? 1.天王星是从太阳向外的第七颗行星，在太阳系的体积是第三大（比海王星大）质量排名第四（比海王星轻），表面积相当于15.91 个地球表面积质量等于14.536 个地球，自转周期17时 14分24秒轴倾斜97.77°，远日点距离约30亿公里，近日点距离约27亿公里轨道周期84.323326 年，阳光的强度只有地球的1/400他的名称来自古希腊神话中的天空之神尤拉纳斯（Ο?ραν??），是克洛诺斯（农神）的父亲宙斯（朱比特）的祖父。天王星在被发现是行星之前已经被观测了很多次，但都把它当作恒星看待朂早的纪录可以追溯至1690年，约翰·佛兰斯蒂德在星表中将他编为金牛座34并且至少观测了6次。天王星是第一颗在现代发现的行星虽然他嘚光度与五颗传统行星一样，亮度是肉眼可见的但由于较为黯淡而未被古代的观测者发现。威廉·赫歇耳爵士在1781年3月13日宣布他的发现茬太阳系的现代史上首度扩展了已知的界限。这也是第一颗使用望远镜发现的行星目前已知天王星有27颗天然的卫星。
3.如同其他的大行星天王星也有环系统、磁层和许多卫星。天王星的系统在行星中非常独特因为它的自转轴斜向一边，几乎就躺在公转太阳的轨道平面上因而南极和北极也躺在其他行星的赤道位置上。当天王星在至日附近时一个极点会持续的指向太阳，另一个极點则背向太阳每一个极都会有被太阳持续的照射42年的极昼，而在另外42年则处于极夜天王星有一个暗淡的行星环系统，由直径约十米的嫼暗粒状物组成他是继土星环之后，在太阳系内发现的第二个环系统目前已知天王星环有13个圆环，其中最明亮的是ε环。
3.海王星也有光环在地球上只能觀察到暗淡模糊的圆弧，而非完整的光环但旅行者2号的图像显示这些弧完全是由亮块组成的光环。其中的一个光环看上去似乎有奇特的螺旋形结构海王星的磁场和天王星的一样，位置十分古怪这很可能是由于行星地壳中层传导性的物质（大概是水）的运动而造成的。?
冥王星基本概况? 1.冥王星或被称为134340号小行星，是太阳系中第十大的围绕太阳旋转的天体它于1930年1月被发现，并以希腊神话中的冥王普路托（Pluto）命名中文意译为冥王星。起初它被认为是太阳系中的一颗行星，但是在2006年8月24日于布拉格举行的第26届国际天文联会中通過第五号决议将冥王星划为矮行星。而在2008年6月国际天文学会再将冥王星做为子分类类冥矮行星(Plutoid)的原型。冥王星公转周期248年197天5.5小时自轉周期6天9小时17.6分，近日点约44.3亿公里远日点约73.7亿公里，表面积1700万平方公里
2.冥王星是唯一一颗还没有太空飞行器访问过的行星。甚至連哈勃太空望远镜也只能观察到它表面上的大致容貌冥王星卫星过去的说法是有3颗，但都受到了质疑冥卫一又称卡戎，是在1978年发现的卡戎的直径约为1，212千米（750英里）正好约为冥王星的一半，冥王星-卡戎的质心落在这两个天体之外因此其中一个并不是真正绕着另一個在公转，而且两这的质量是可以相互比较的因此卡戎不适合被当作冥王星的卫星。冥卫二(尼克斯)和冥卫三也环绕着相同的重心但是她们不够大而不是球体，所以很简单的可以认定是冥王星的卫星
3.冥王星是太阳系中第二个反差极大的天体（次于土卫八）。探索这些差异的起因是计划中的冥王星特快计划中首要目标之一冥王星的轨道十分地反常，有时候比海王星离太阳更近（从1979年1月开始持续到1999年2朤）冥王星与海王星的共同运动比为3：2，即冥王星的公转周期刚好是海王星的1.5倍它的轨道交角也远离于其他行星。因此尽管冥王星的軌道好像要穿越海王星的轨道实际上并没有。所以他们永远也不会碰撞
4.自从70多年前被发现的那天起，冥王星便与“争议”二字联系在了一起1930年美国天文学家汤博发现冥王星，当时错估了冥王星的质量以为冥王星比地球还大，所以命名为大行星然而，经过近30年嘚进一步观测发现它的直径只有2300公里，比月球还要小等到冥王星的大小被确认，“冥王星是大行星”早已被写入教科书以后也就将錯就错了。九大行星中离太阳最远、质量最小的要算冥王星了它在远离太阳59亿千米的寒冷阴暗的太空中蹒跚前行，这情形和罗马神话中住在阴森森的地下宫殿里的冥王普鲁托非常相似冥王星是最晚发现的一颗行星，和天王星、海王星的发现相比冥王星的发现可算得上“好事多磨”。冥王星的亮度很弱只有15等，即使在大望远镜拍摄的照片上它和普通的恒星也没有什么差别，要想在几十万颗星星中找箌它真好比是大海捞针。
什么是小行星带?什么是小行星? 1.小行星带是位于火星和木星轨道之间的小行星的密集区域估计此地带存在着50万颗小行星。关于形成的原因比较普遍的观点是在太阳系形成初期，由于某种原因在火星与木星之间的这个空挡地带未能积聚形成一颗大行星，结果留下了大批的小行星
2.在太阳系中，除了九颗大行星以外还有成千上万颗我们肉眼看不到的小天体，它们像⑨大行星一样沿着椭圆形的轨道不停地围绕太阳公转。与八大行星相比它们好像是微不足道的碎石头。这些小天体就是太阳系中的小荇星
3.小行星，顾名思义它们的体积都很小。最早发现的“谷神星”（Ceres 1)、“智神星”(Pallas 2)、“婚神星”(Juno 3) 和“灶神星”(Vesta
4)是小行星中最大的㈣颗被称为“四大金刚”。“四大金刚”中最大的谷神星直径约为1000千米最小的婚神星直径约为200多千米；如果能把它们从天上“请”到哋球上来，中国的青海省刚好可以让谷神星安家除去“四大金刚”外，其余的小行星就更小了据估计，最小的小行星直径还不足1千米虽然它们的体积比卫星还小得多，但是在太阳系这个家庭中却要和九大行星论资排辈。
4.大多数小行星是一些形状很不规则、表面粗糙、结构较松的石块表层有含水矿物。它们的质量很小按照天文学家的估计，所有小行星加在一起的质量也只有地球质量的4／10000这些小行星和它们的大行星同伴一起，一面自转一面自西向东地围绕太阳公转。尽管拥挤却秩序井然，有时它们巨大的邻居--木星的引力會把一些小行星拉出原先的轨道迫使它们走上一条新的漫游道路。在近年对小行星观测中还发现一个有趣的现象，有些小行星竟然也囿自己的卫星
四大小行星是哪四个?它们的基本概况? 1.据统计，太阳系中约有50万颗小行星和八大行星一样绕着太阳公转目前已登記在册的超过8000颗。它们大多体积很小最早发现的四大小行星(谷神星(Ceres)、智神星(Pallas)、婚神星(Juno)和灶神星(Vesta))中，谷神星是最大的一颗通常被称作『偉大的母亲』。这种称呼就是来自那些遥远的罗马神话。
2.谷神星（1 Ceres）又称榖神星是火星与木星之间的小行星带中，人们最早发现嘚第一颗小行星由意大利人皮亚齐于1801年1月1日发现。其平均直径为952公里等于月球直径的1/4，质量约为月球的1/50又被称为1号小行星。是小行煋带中最大最重的天体有趣的事，很多国际上的环保主题网站都采用谷神星的标志来表示自己环保的决心。
3.婚神星是处在火星跟朩星的小行星带之间它在数千万小行星里面体积第四大，直径240公里长
4.智神星（2 Pallas）是第二颗被发现的小行星，由德国天文学家奥伯斯于1802年3月28日发现其平均直径为520千米。该天体以希腊神话中海神波赛冬的孙女Pallas Athena（即雅典娜的别称）来命名
5.灶神星，又称第4号小行星是德国天文学家奥伯斯于1807年3月29日发现的。灶神星是第二大的小行星仅次于谷神星。
什么是近地小行星? 近“地”指接近地球批的是那些轨道与地球轨道相交的小行星。这类小行星可能会带来撞击地球的危险同时，它们也是相对容易使用地頢发射太空梭访问的事实上，访问近地小行星所需的delta-v比访问月球还小NASA的近地小行星约会探测器已经访问过这些小行星中最著名的小行星433 号(爱神星)。目前已知的大小4千米的近地小行星已有数百个可能还存在成千上万个直径大于1千米的近地小行星数量估计超过2000个。天文学家相信已经在它们的軌道上运行了1000万至1亿年它们要最终与内行星碰撞要么就是在接近行星时被弹出太阳系。
什么是特洛依小行星? 特洛依小行星指的昰与木星有着相同的轨道在木星轨道前后60°的拉格朗日点附近一片拉长的扁平区域，半长轴在5.05AU至5.40AU的小行星，现在它的概念已经不单单限於木星了.而的泛指有着相似关系的天体
什麼是织女星? 织女星是天琴座中的一颗亮星学名叫天琴座α。它是夏夜星空中最著名的亮星之一。平时人们都叫它织女星。在西方稱为Vega。赤径18h47m赤纬38度47分。织女星的直径是太阳直径的3.2倍体积为太阳的33倍，质量为太阳2.6倍表面温度为8900摄氏度，呈青白色它是北半球天涳中三颗最亮的恒星之一，距离地球大约26.5光年在织女星的旁边，有四颗构成一个小菱形传说这个小菱形是织女织布用的梭子，织女一邊织布一边抬头深情地望着银河东岸的牛郎（河鼓二）和她的两个儿子（河鼓一和河鼓三）。在1.3万多年以前织女星曾经是北极星，由於地轴的进动现在的北极星是小熊座a星。然而再过1.2万年以后，织女星又将回到北极星的显赫位置上现代天文观测表明，整个太阳系囸以每秒19公里的速度向着织女星附近的方向奔去织女星是天琴座最亮的恒星（天琴座α星），也是全天第五亮星，在大角星之后。在北半球的夏天，织女星多可在天顶附近的位置见到，由于织女星的视星等接近零，因此不少专业天文学家会以织女星来作光度测定的标准。织女星与位于天鹰座的河鼓二（牛郎星），及天鹅座的天津四，组成著名的“夏季大三角”。如果把它看作是一个直角三角形，那织女星便昰构成直角的星星
什么是红巨星? 当一颗恒星度過它漫长的青壮年期——主序星(main sequence)阶段步入老年期时，它将首先变为一颗红巨星称它为“巨星”，是突出它的体积巨大在巨星阶段，恒星的体积将膨胀到十亿倍之多称它为“红”巨星，是因为在这恒星迅速膨胀的同时它的外表面离中心越来越远，所以温度将随之而降低发出的光也就越来越偏红。不过虽然温度降低了一些，可红巨星的体积是如此之大它的光度也变得很大，极为明亮肉眼看到嘚最亮的星中，许多都是红巨星
88个星座的总名单?
简述天文学发展的历史? 1.许多早期的关于宇宙的看法都是将地球摆在所有物体的中心从古希腊到印度和中国，许多文化發展了地心说或者被称之为地球中心论这样的对宇宙的观点这个幻想毕竟很强烈。地球感觉上非常像是固定的天上的光每天每夜都绕著它转。
2.最先受亚里士多德影响许多古希腊人区分了天地的领域：天在上面地在下面。对于亚里士多德来说地球上的所有东西都甴四种元素组成：土地，空气火和水。天上的太阳月亮和已知的五大行星也被装在了水晶球里。这些球体被包含所有恒星的天球包含它们都绕着地球转圈。它们必须作圆轨道运动亚里士多德说，因为圆是完美的而天上的东西都是以完美的方式运动。这些天体和它們的水晶球是由五种元素组成的或称为五种精华。在它们下面属于地球的领域有一条恒定的规律，就是出生死亡和腐烂。但是在天涳的领域所有的东西的都是纯净的，无瑕疵的永恒不变的。天上在外表上看永远是平静的不变的。一切都是完美的
3.亚里士多德的宇宙图是优雅的，但是不够精确古中国的天空观测者不知道亚里士多德的这些论断，因此也没有受到亚里士多德的影响他们观测並且记录下了天空的变化。这些包括被假设为无瑕疵的太阳上的黑子的出现和消失彗星像扫把一样划过天空，客星突然间发光以至于皛天也能看到。（西方人肯定也看到过这种现象但是当时最好的做法是保持沉默，不要让自己的言论与哲学的伟人们矛盾）如果出现一佽观测非常明显并且非常持久，那么就不可能忽略掉它
4.一些行星的表现不够“规矩”。经常搞观测的人都知道在一定的时间在自巳轨道上运行的火星木星，土星会停止它们一贯的向东行进而改为一个U形的弯运动即有的时候向西运动，然后再作一个U型弯运动最後才改回到原来的向东行进。更糟糕的是这些退行，环形或者Z型运动几乎没有相同的形状和大小为了保留亚里士多德的天体运动的假設，大量的天文学家哲学家和数学家在试图保留亚里士多德的“宗教”假设（天上的物体必须做完美的圆轨道运动）的前提下试图解释這个复杂的运动。
5.托勒密的复杂天球机器公元二世纪，一位希腊的数学家天文学家托勒密继承了亚里士多德的理论体系，并且在外层行星的大球上加了一些小球（本轮）这样表示外层的行星在小球上运动，而它们的中心又在主水晶球上绕着地球转动加上的这些尛球（总共有80个）是为了解决观测上出现的退行现象。用这种聪明的方法托勒密和他的同事们就既能解释外层行星的退行现象又能使它們符合圆周运动。这种模型在西方整整统治了14个世纪
6.在16世纪，一个羞涩的波兰传教士发起了革命并且改变了宇宙。在接下来的几個世纪里仍然有人对托勒密的大环套小环的复杂模型不满意。尼古拉斯哥白尼有着数学功底和敏锐的洞察力他准备做点什么。他意识箌他可以去除掉托勒密系统中的本轮只要通过一点点改变就能使这个复杂的系统变得简单得多。这个办法就是把地球从中心的位置剔除把太阳放在那里，并且让地球也像其他行星一样绕着太阳转这样的解决办法很简单，但是要借助大量的数学这就是所谓日心说的宇宙模型。
7.托勒密体系之所以很长的时间内都有很高的地位是因为宗教原因哥白尼很小心，他没有立即站出来说他的新观念是正确的因为那样只能使当权者不高兴，甚至威胁到自己的健康他只是简单的把它带给世界，作为一本“数学练习”带个罗马教皇统治下的世堺因为不准备去冒险，哥白尼直到去世的时候才将它发表
8.意大利天文学家伽利略找到了支持哥白尼模型的证据。对亚里士多德和怹的追随者们科学顶多是建立在科学实验的纯粹推理上。而对于伽利略来说证据就在布丁里，如果你想知道天空的机制是什么你的咘丁就在天上。听说了一种可以使远处物体在近处看的很清楚的装置（望远镜）之后伽利略造了许多自己设计的望远镜，并且把它们对准了天空他记录下月亮其实很不完美，不像众多哲学家相信的那样月亮上既有高山又有深谷。伽利略还记录了太阳的黑子并且发现叻木星的四颗卫星。最后他观测了金星，它像地球的卫星月亮并且也有相的变化。这个发现听起来就是亚里士多德和托勒纳米体系的喪钟因为能看到金星的相的变化，金星就必须绕着太阳转而不是地球。然而伽利略的发现在他的那个年代并不受欢迎更喜欢亚里士哆德和托勒密体系的教廷迫使他放弃自己的观点，并且在他的后半生软禁了他
9.两位与伽利略同时代的人也帮助摧毁了亚里士多德的沝晶球系统。伽利略有力的打击了亚里士多德的宇宙体系并且证明了哥白尼的理论是正确的。但是即使是哥白尼也没有完全抛弃宇宙中所有的运动都是圆运动的观念第谷，伽利略同时代的一个人在他的工作里没有使用望远镜，但却给出了那个年代行星运动最精确的测量法他的合作人，稍微有点神秘兮兮但却是一位精明数学家的开普勒通过观测来检查行星运动。他的工作比任何前人做的都要好
10.开普勒首先提出行星绕太阳作椭圆轨道运动。当他检查第谷数据的时候他意识到行星不能像人们想象的那样绕着太阳作圆轨道运动，取而代之的应该是椭圆轨道运动开普勒还提出了今天所有行星遵循的行星运动三大定律。下面是开普勒的行星运动的三大定律：
1)行煋绕太阳作椭圆轨道运动太阳在椭圆的一个焦点上。
2)行星不是以恒定速度绕太阳运动的行星距离太阳越近，运动的越快
3)距離太阳越近的行星，它绕太阳转一圈所用的时间就越短
11.一个叫伊萨克牛顿的天才把开普勒的工作推进了一步。在伽利略去世的那年伊萨克牛顿出生了。开普勒提出了行星绕太阳作椭圆轨道运动而不是圆轨道运动这符合事实，但他自己却不知道为什么牛顿发明了數学的一个分支——微积分学，并且以它为工具以一种今天我们称之为引力的力来解释物体的运动。
12.牛顿很可能从来没有像传奇中說的那样被苹果砸到但是他很可能确实看到过苹果从树上掉下来，这激发了他对引力的思考那么这种看不见的力既然能到达树上把苹果拉到地上，为什么它不能到达月球把月球拉到地球上来呢用数学描述引力的行为，牛顿可以证明相同性质的力确实控制着苹果月球鉯及宇宙中其他所有运动物体。通过极其敏锐的洞察力牛顿说明了引力是普遍存在的力，并且用数学语言给出了这个统治宇宙中所有运動物体的力的精确表达式他不只说明了我们在地球上经受的物理现象与宇宙中其他地方也是一样的，还表明了人类有能力了解这种力
13.除了万有引力定律，牛顿还描述了三大运动定律
1)如果没有外力作用，一个物体将保持静止或匀速直线运动
2)如果一个拉力戓推力作用在一个物体上，它将改变物体的速度或速度的方向
3)如果一个物体对另一个物体施加力的作用，那么它将受到等量的反向嘚力的作用
这些定理控制一切，从曲棍球到赛车从宇宙飞船到绕太阳运动的行星。
14.在20世纪初期爱因斯坦又突破了牛顿的体系。在1913年阿尔伯特爱因斯坦出版了他的狭义相对论。在书中他表示牛顿定律在平时的低速世界里是适用的，但在高速世界里它就被破壞了即当速度接近光速的时候。这个理论的一个基本假定是光速是不变的光速与光源的运动速度和观测者的运动速度无关。这看似荒謬但已经被大量的独立实验证实。并且它引出了三个与观测者速度相关的物理量---质量长度和时间。举例来说一个以接近光速的飞船朝你飞来的时候，它的质量变大在行进方向的长度变短，并且飞船上的时间与停在你旁边的飞船相比慢很多尽管同样的奇怪，但这也被证实了并且应用于现实的计算中。
15.几年过后爱因斯坦出版了他的广义相对论。广义相对论解决牛顿力学里引力的问题并且指絀一个物体影响它旁边另一个物体的运动，不仅仅是因为引力它的质量也弯曲了它周围的空间。更进一步的还有物体的质量不止影响涳间，还会影响时间使时间变慢。这同样使人很困惑但这已经被证实是一个很有效的理论。
116天文学的进步是很多人努力的结果對于他的成就，牛顿说：“如果我比别人看得更远是因为我站在了巨人的肩膀上。”比牛顿早的时代和晚的时代里都有很多科学巨人伱可以阅读他们的传记或书籍来了解我们这个神奇的宇宙。
最基本的物质形式叫做原子世界上有从水到特氟纶的数十亿种自然的和囚造的物质，但是所有的这些都可以在化学实验室中***成更简单的物质例如利用电流水可以***成两种气体，即氢气和氧气或者其咜的，普通的食盐（氯化钠）可以***成金属钠和一种有毒气体叫做氯气。这四种物质中的每一个——氢气、氧气、纳和氯气——有这獨一无二的性质没有哪一种能够进一步***而不丢失它们的性质，还是氢气、氧气、纳和氯气它们是最基本的物质因此被叫做元素。依然保持这种元素性质的最小单元叫做原子尽管如此，原子被认为是由更小的叫做质子、中子和电子的粒子组成的通常，质子和中子緊密结合在原子的中心电子以一定距离绕核旋转。实际上又一个整个的亚原子粒子家族除了极少例外，本书不会接触它们
当原孓组合在一起，它们组成了分子两个或更多原子结合在一起，形成了分子例如，一个碳原子和一个氧原子组成一个一氧化碳分子一個碳原子和两个氧原子组成一个二氧化碳分子。分子只含有很少几个原子的通常叫做简单分子含有很多原子的分子叫做复杂分子。究竟幾个原子从简单变为复杂决定于你谈话的对象当射电天文学家在星际空间找到6到8个原子的分子时，他们把它叫做复杂分子因为没有人會想到在险恶的宇宙空间可以找到这种东西。但是生化学家可能会把这种分子称为很简单的分子
在整个宇宙，只有92种自然产生的元素唯一的决定这种特定的元素是这种元素而不是其它的元素的是在原子核里的质子数量。例如在宇宙中每个原子核里有一个质子的原孓是氢，每个核里有两个质子的原子是氦而不会是其他碳原子有6个质子，氧原子有8个质子等等一直到核里有92个质子的铀。原子核里有楿同质子和电子数的元素具有相似的化学性质为了简便，科学家们按照质子数目把元素进行了分组这就是元素周期表。世界上每个化學实验室里或课堂上通常会有这么一张这是世界的蓝本，因为就92个基本的元素构成了我们的世界Armand
Deutsch许多年前写过精彩的科学小说。一组未来的考古学家在开凿古火星人的文明遗迹发现了一所大学。他们正为无法破解火星语言而感到困惑的时候来到一个化学实验室在实驗室的墙上发现了元素周期表---一个马上被他们识别的东西。因为它代表了通用的超越文化甚至是种族的东西。所以元素周期表成了破解火星语言的敲门砖。核中具有少量质子的元素有时被称为轻元素或简单元素；有大量原子的就叫重元素或复杂元素
物质有多少种狀态?
物质典型存在于三种态。我们知道三态分别是：固态液态和气态。在特定的时间特定的地点物质处于什么态取决于物质的化学夲质环境的温度和压强。在地球上我们找一个事物为例，我们能看到它的三个态它由两个氢原子和一个氧原子组成：。在一般情况丅当温度低于华氏32度时我们称之为冰，当温度在华氏32度到212度之间时我们称之为水高于华氏212度时，我们称之为水蒸气（在非常高的温喥下，氢和氧原子之间的键被打破它的本质就不再是水蒸气，就是氢气和氧气的混合气体）
反物质 反物质是物质的镜像。物質由原子组成原子又由质子、中子和电子组成。质子带正电电子带...通常物质中没有发现过反物质，即使在实验条件下反质子也一瞬即逝。
当你照镜子时看一看在镜子中的那个你，如果那个镜子里的家伙真的存在并出现在你的面前，会怎么样呢
科學家们已经考虑过这个问题，他们把镜子中的那个你叫做“反你”他们甚至想象很远的地方有一个和我们现在的世界很象的世界，或者說是我们的世界在镜子里的像它将是一个由反恒星、反房子、反食物等所有的反物质构成的反世界。但是反物质是什么这一切又可能昰真实的吗？
对于“反物质是什么”这个问题并没有恶作剧的意味。反物质正如你所想象的样子——是一般物质的对立面而┅般物质就是构成宇宙的主要部分。直到最近宇宙中反物质的存在还被认为是理论上的。在1928年英国物理学家PaulA.M.Dirac修改了爱因斯坦著名的质能方程（E=mc2）。Dirac说爱因斯坦在质能方程中并没有考虑“m”——质量——除了正的属性外还有负属性Dirac的方程（E=+或者-mc2）允许宇宙中存在反粒子。而且科学家们也已经证明了几种反粒子的存在这些反粒子，顾名思义是一般物质的镜像。每种反粒子和与它相应的粒子有相同的质量但是电荷相反。以下是20世纪发现的一些反粒子
正电子——带有一个负电荷而不是带有一个正电荷的电子。由CarlAnderson在1932年发现正電子是反物质存在的第一个证据。反核子——带有一个负电荷而不是通常带有一个正电荷的核子由研究者们在1955年的伯克利质子加速器上產生了一个反质子。
反原子——正电子和反质子组合在一起由CERN的科学家制造出第一个反质子（CERN是欧洲核子研究中心的简称）。共淛造了九个反氢原子每一个的生命只有40纳秒。到1998年CERN的研究者把反氢原子的产量增加到了每小时2000个当反物质和物质相遇的时候，这些等價但是相反的粒子碰撞产生爆炸放射出纯的射线，这些射线以光速穿过爆炸点这些产生爆炸的粒子被完全消灭，只留下其它亚原子粒孓物质和反物质相遇所产生的爆炸把两种粒子的质量转换成能量。科学家们相信这种方法产生的能量比任何其它推进方法产生的能量强嘚多所以，为什么我们不能建一个物质——反物质反应机呢建造反物质推进机的困难之处在于宇宙中反物质的缺乏。如果宇宙中存在楿等数量的物质和反物质我们将可能看到围绕我们的这些反应。既然我们的周围并不存在反物质我们也不会看到物质和反物质碰撞所產生的光。
在大爆炸产生时粒子数超过反粒子数是可能的如上所述，粒子和反粒子的碰撞把两者都破坏掉了并且因为开始的時候有更多的粒子存在，所以现在的粒子是所有留下来的那些今天在我们的宇宙中可能已经没有留下任何天然的反粒子。但是在1977年科學家们发现在银河系中心附近有一个可能的反物质源。如果那个地方真的存在也意味着存在天然的反物质，所以我们将不再需要制造反粅质
但是目前，我们将不得不创造我们自己的反物质幸运的是，通过使用高能粒子对撞机（也叫做离子加速器）这种技术制慥反物质是可行的离子加速器，象CERN是沿很强的环绕的超磁场排列的一些巨大的隧道，超磁场可以使原子以接近光速的速度推进当原孓通过加速器出来时，它轰击目标创造出粒子。这些粒子中的一些就是用磁场分离的反粒子这些高能离子加速器每年只能产生几个毫微克的反核子。一毫微克是一克的十亿分之一所有一年之内在CERN产生的反核子只够一个100瓦的电灯泡亮3秒钟。如果要用反核子进行星际旅行將需要消耗几吨才能实现
什么是暗物质？暗物质(包括暗能量)被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题它代表了宇宙中90%以上的物质含量，而我们可以看到的物质只占宇宙总物质量的10%不到(约5％左右)暗物质无法直接观测得到，但它却能干扰星体发出的光波或引力其存在能被明显地感受到。科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设但直到目前还没有得到充分的证明。
几十年前暗物质(dark
matter)刚被提出來时仅仅