探索宇宙的奥秘论文

篇一：公选课论文-星座与宇宙

人类对太空的探索

信电学院 10电信1班

摘要：从“嫦娥奔月”、“鹊桥相会”等美丽的神话故事，是我们的祖先向往着浩瀚的星空，对于地球以外世界的想象。“东方红一号”是我国发射的第一颗人造卫星，“神州五号”的发射使我国成为了世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。“嫦娥一号”的发射揭开了我国登陆月球的序幕。“神州八号”飞船脱离天宫一号并再次与之进行交会对接试验，这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。

关键词：人类、探索、宇宙

作为一名信电学院的学生，我对宇宙并没有深入的了解，而且自己所学的物理知识也有限。这学期，我选了星座与宇宙这门公选课，一学期学下来，我对宇宙又有了进一步的认识。 小的时候最喜欢做的事情就是仰望天上的星斗，看着满天星辰，总想数清它们，那时的夜空漆黑，却黑的澄明。那时的我有着无比的求知欲，总是缠着妈妈让她买书给我看。一本少儿版的《十万个为什么》让我看了一遍又一遍。只要是有关天文的书籍，我都会十分迅速的看完。渐渐地我对于星空有了更深入的了解。认识了不少的星座，知道了夜空中如何区别恒星和行星，恒星的烟花以及夏季夜空中的白带是璀璨的银河??

后来，我上了初中，从此我就很少仰望夜空了。并不是我已经不再喜欢天文，只是因为即使在十分晴朗的夜空下抬头看，也只能看到那几颗星等很高的星——天狼星，几颗行星。夜空总是朦胧着昏红的光，我知道那是城市的光污染。漫天的繁星暂时与我无缘，也只有在偶尔去农村或是回故乡才能再次看到那美丽的夜空。

我国，从古代人类向往宇宙，到实现飞天梦，人类一直在探索着宇宙。从“嫦娥奔月”、“鹊桥相会”等美丽的神话故事，是我们的祖先向往着浩瀚的星空，对于地球以外世界的想象。“东方红一号”是我国发射的第一颗人造卫星，“神州五号”的发射使我国成为了世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。“嫦娥一号”的发射揭开了我国登陆月球的序幕。“神州八号”飞船脱离天宫一号并再次与之进行交会对接试验，这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。

人类对于宇宙的认识，开始于地球在宇宙的位置。

古时候，人们从直观的感觉出发，认为地球是静止不动的，日月星辰东升西落，是由于它们在围绕地球旋转。早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就已提出了"地心说"，即认为地球位于宇宙的中心，恒星、行星、太阳和月亮都在各自的轨道上围绕地球旋转。这是历史上最早的地心说。公元140年，古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说，地为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的

宗教教义，因而流传时间长达1300余年。

16世纪初，杰出的波兰天文学家哥白尼经过长期的观测、研究，发现托勒密的地心说有根本性的错误。1543年，在他的不朽名著《天体运行论》中系统地提出了日心说。在他阐释的日心体系中，太阳居于宇宙的中心，地球和其他行星沿着圆形轨道绕太阳运行。他对星空，尤其是对行星的运动状况做了将近40年的观测计算，提出了一种全新的宇宙理论---日心说。

意大利学者布鲁诺进一步认为，太阳只是无数恒星中的一颗，仅是太阳系的中心，而不是宇宙的中心，这一认识使哥白尼日心说得到了进一步发展。由于日心说危及到当时罗马教会的思想统治，反动教会对布鲁诺恨之入骨，用种种恐怖手段逼迫布鲁诺放弃日心说，布鲁诺宁死不屈，最后被活活烧死。

以后的许多科学家利用更先进的观测仪器，经过了长期的观察、总结、计算，从而最终证实了哥白尼的日心地动学说。地球的地位从居宇宙之中的特殊天体降为绕太阳运动的一颗普通行星。

“地心说”已经在16世纪时被否定了，“日心说”也随着人们对宇宙越来越多的了解，渐渐露出它的不完整性。

我们知道天体之间相距很遥远，用我们常用的长度单位来描述它们之间距离，显得不够用了。在天文中，常用的长度单位有：l.y(光年——光在一年在真空中所经过的路程)，AU(一个天文单位——地球到太阳的平均距离)。光年约是天文单位的1014倍。

人类最先了解的是与地球并称为“九大行星”的：水星、金星、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星。但现在冥王星将为矮行星了。

由“九大行星”、卫星、彗星以及其他星际物质，构成了太阳系。

太阳系，据我们现在的了解，并不是整个宇宙，在太阳系之外，还有许多恒星。

1608年，荷兰人在一次偶然的机会中发明了望远镜。意大利物理学家、天文学家伽里略亲自动手制作了第一架天文望远镜，并不断改进，用来观察天体，发现了月球表面的环形山、金星月相、木星的卫星、太阳黑子，发现了茫茫银河由无数个恒星所组成。

1718年，英国天文学家哈雷通过观测和分析，首次指出恒星不动的概念是错误的。1783年，另一位科学家赫歇尔通过对所观测到的大量恒星运动的统计分析，发现太阳以大约每秒20千米的速度朝着织女星方向运动。太阳空间运动的发现彻底动摇了哥白尼的日心体系中太阳固定不动的观念。

1917年，美国天文学家沙普利通过对银河系内天体分布的分析，确认太阳并不位于银河系的中心，而是处于相对说来比较靠近银河系边缘的地方。太阳只是银河系中一颗毫无特殊地位可言的普通恒星，地球更谈不到了。

到这里，人们认为银河系就是整个宇宙。

但20世纪初，美国威尔逊山天文台建成了当时世界上最大口径的2.5米天文望远镜。1923年10月6日，美国天文学家哈勃利用这台望远镜拍摄了仙女星云的照片，推算出仙女星云的距离为225万光年，远远超出银河系范围。

随着仙女星系以及其他河外星系的发现，人们从恒星世界走入星系世界，人类对宇宙的认识又大大地跨进了一步。

人类对宇宙的认识，还在不断的完善着，在这其中起着及其重要作用是的观测工具的改进和更新，以及人类在宇航技术方面的努力，它们把人类了解的空间不断的向外延伸。如我们熟知的在宇宙空间工作的哈勃望远镜，它不断的向地面传输空间照片，对人类了解浩瀚的宇宙做出了不小的贡献。

美国1969年，尼尔·阿姆斯特朗等三位航天员，乘坐“阿波罗11号”，第一次登上了月球。1971年，前苏联发射了人类历史上第一个宇宙空间站“礼炮号”，从地球以外的地方

来认识宇宙，探索它的奥秘。

我们中国也不甘人后，于1970年4月24日，成功发射第一颗人造卫星；1975年11月26日，发射“返回型遥感卫星1号”，并于三天后回收成功；1981年9月20日，成功地实现了“一箭多星”得发射；1984年4月8日，成功发射地球同步通信卫星；1999年11月20日，第一艘载人航天试验飞船“神舟一号”成功发射；2003年10月15日9时，“神舟五号”载人飞船成功发射，在太空中绕地球14圈后，安全返回。成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。2007年10月24日，“嫦娥一号”的发射揭开了我国登陆月球的序幕。2011年11月1日“神州八号”飞船脱离天宫一号并再次与之进行交会对接试验，这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。

其实，探索宇宙，人类寻求的也是自我意识的觉醒。每个人的灵魂都在精神世界栖息，每个人都是宇宙的一部分。人是宇宙存在——这是生命的意义和价值。那宇宙是什么呢？一个包含了所有地方的地方吗？宇宙是哲学思想把人类意义的探索路程尽可能地延长到的远方。空间探索是人类对宇宙的追问，也是人类对自身的不断超越。探索火星的目标或许正在改善我们对现实的认识，而人类正是可以在这一探索的过程中使自己的世界观得到不断的改造和更新。从这个意义上说，宇宙探索必然包含哲学精神。探索外层空间的努力归根到底是为了破解人与自然的关系，因此，从本质上讲，其中必然潜藏着深刻的哲学内容。

通过这个学期的学习，虽然对于宇宙学和物理学的认识我并没有十分巨大的进步。但是对于我今后的学习和人生意义上有了更深的感悟。

参考文献

[1]、科技日报 2012年11月

[2]、赫歇尔 天文学概要 1849年

[3]、中国新闻网 2008年11月12日

[4]、搜狐科学 2011年6月16

篇二：探索宇宙奥秘的数学结课论文

探索宇宙奥秘的数学结课论文

任课老师-赵海青

班级：农电0802

姓名：左一丁

学号：200801090227

三次数学危机

提到数学，我有一种感觉，数学是自然中最基础的学科，它是所有科学之父，没有数学，就不可能有其他科学的产生。就人类发展史而言，数学在其中起的作用是巨大的，难怪有人说数学是人类科学中最美的科学。但在数学的发展史中，并不是那么一帆风顺的，其中历史上曾发生过三大危机，危机的发生促使了数学本生的发展，因此我们应该辨证地看待这三大危机。

第一次数学危机

第一次数学危机发生在公元前五世纪古希腊时期,时间最早。当人类逐渐脱离蒙昧走向文明的时候,不同的民族都会利用他们原始文明中的经验、思维方式给这个奇妙变化的世界一种解释:这个世界是如何构成的?怎样发展变化的?不同的民族文化对这种世界的解释表现出各自的智慧形态,有的民族(如在印度)采用了一种从神秘走向宗教的解释世界的方式;在中国则形成了阴阳学说、金木水火土“五行”学说等以此来解释世界。与此不同,古希腊民族则采用了一种以数字,即以数学解释世界的独特方式。

毕达哥拉斯对数论作了许多研究,将自然数区分为奇数、偶数、素数、完全数、平方数、三角数和五角数等。因为有了数,才有几何学上的点,有了点才有线面和立体,有了立体才有火、气、水、土这四种元素,从而构成万物,所以数在物之先。他曾证明用三条弦发出某一个乐音,以及它的第五度音和第八度音时,这三条弦的长度之比为6∶4∶3。在这里,他们满怀信心地期望,人们将发现数是最高统治者。因此,他们认为,凡物皆数,数是事物的原型,也构成宇宙的秩序。如果想认识周围的世界,就必须找出事物中的数。一旦数的结构被抓住,就能控制整个世界。同样的道理,“和谐”和“美感”也是由一定数的比例关系组成的。 伟大的时刻来临了,毕达哥拉斯发现了现时众所周知的勾股定理(其实中国于公元前一千一百年已有此定理)。但是,这个胜利是短命的。其学派中的一个成员希帕索斯考虑了一个问题:边长为1的正方形其对角线长度是多少呢?他发现这一长度既不能用整数,也不能用分数表示,而只能用一个新数来表示。希帕索斯的发现导致了数学史上第一个无理数2!的诞生。小小2!的出现,却在当时的数学界掀起了一场巨大风暴。它直接动摇了毕达哥拉斯学派的数学信仰,无理数的出现,标志着毕达哥拉斯学派作为一种自然哲学体系的衰落。毕达哥拉斯学派所宣扬的算术和几何之间的完满和谐原来是一个骗局:数对于宇宙的最直接方面———几何———尚且无法解释,它又如何能够统治宇宙呢?

实际上,这一伟大发现不但是对毕达哥拉斯学派的致命打击。对于当时所有古希腊人的观念这都是一个极大的冲击。这一结论的悖论性表现在它与常识的冲突上:任何量,在任何精确度的范围内都可以表示成有理数。这不但在希腊当时是人们普遍接受的信仰,就是在今天,测量技术已经高度发展时,这个断言也毫无例

外是正确的!可是为我们的经验所确信的,完全符合常识的论断居然被小小的2!的存在而推翻了!这应该是多么违反常识,多么荒谬的事!它简直把以前所知道的事情根本推翻了。更糟糕的是,面对这一荒谬人们竟然毫无办法。这就在当时直接导致了人们认识上的危机,从而导致了西方数学史上一场大的风波,史称“第一次数学危机”。

原来第一次数学危机是无理数的发现,不过它还说出了有理数的不完备性,亦即有理数不可以完全填满整条直线,在有理数之间还有罅隙,无疑这些都是可被证明的事实,是不能否定的。面对着事实,数学家展开广阔的胸襟,把无理数引入数学的大家庭。一直到18世纪,当数学家证明了基本常数如圆周率是无理数时,拥护无理数存在的人才多起来。到19世纪下半叶,现在意义上的实数理论建立起来后,无理数本质被彻底搞清,无理数在数学园地中才真正扎下了根。无理数在数学中合法地位的确立,一方面使人类对数的认识从有理数拓展到实数,另一方面也真正彻底、圆满地解决了第一次数学危机。

第二次数学危机

第二次数学危机导源于微积分工具的使用。伴随着人们科学理论与实践认识的提高,17世纪几乎在同一时期,微积分这一锐利无比的数学工具为牛顿、莱布尼兹各自独立发现。这一工具一问世,就显示出它的非凡威力。许许多多疑难问题运用这一工具后变得易如翻掌。但是不管是牛顿,还是莱布尼兹所创立的微积分理论都是不严格的。两人的理论都建立在无穷小分析之上,但他们对作为基本概念的无穷小量的理解与运用却是混乱的。因而,从微积分诞生时就遭到了一些人的反对与攻击。其中攻击最猛烈的是英国大主教贝克莱。1734年,贝克莱对牛顿的理论进行了攻击。例如他指责牛顿,为计算比如说x2的导数,先将x取一个不为0的增量Δx,由(x+Δx)2-x2,得到2xΔx+(Δx)2,后再被Δx除,得到2x+Δx,最后突然令Δx=0,求得导数为2x。因为无穷小量在牛顿的理论中一会儿说是零,一会儿又说不是零。因此,贝克莱嘲笑无穷小量是“鬼魂”。他说,你们那些相信这种“鬼魂”的数学家们,有什么理由怀疑上帝的存在呢?数学史上把贝克莱的问题称之为“贝克莱悖论”。笼统地说,贝克莱悖论可以表述为“无穷小量究竟是否为0”的问题。这一问题的提出在当时的数学界引起了一定的混乱,由此导致了第二次数学危机的产生。对于无穷小量所带来的数学本身非逻辑非严谨性的问题,那些曾具体从事微积分研究的数学家们早就有过这样或那样的思考,在他们之间并展开过激烈的讨论和争论。从数学的角度看,如何较好地理解这一问题或许可以被看成一个纯技术性的问题;但是,从文化的角度看,我们又只有从更为广泛的角度去进行考察,特别是密切联系当时在欧洲人生活中占重要地位的基督教文化,才能更好地理解围绕无穷小运算所展开的激烈争论及其内涵。

综上可见,微积分作为一种新的数学方法,如果它的有关争论只限于数学家的群体之中,那就是一个纯粹的学术问题,一代解决不了可以留给下一代去解決(事实是,经过一百多年的努力,数学家们已为微积分理论奠定了严密的逻辑基础,这就是建立在实数理论之上的极限理论)。例如,数学史上的费尔玛猜想、哥德巴赫猜想等一系列数学问题就都是这样的纯数学问题。但是,微积分不一样,它已经

越出了数学的数量计算的层面,进入到一个宗教和哲学的层面,进而在整个西方文化的核心层面(指对整个文化系统产生重大影响的非技术应用的思想意识层面)引起了争论。微积分学说与上帝的对立,使整个西方的宗教、哲学界都积极参与到这场表面上是数学、实质上则是文化的争论中来。

使分析基础严密化的工作由法国著名数学家柯西迈出了第一大步。柯西于1821年开始出版了几本具有划时代意义的书与论文。其中给出了分析学一系列基本概念的严格定义。如他开始用不等式来刻画极限,使无穷的运算化为一系列不等式的推导。这就是所谓极限概念的“算术化”。后来,德国数学家魏尔斯特拉斯给出更为完善的我们目前所使用的“ε-δ”方法。另外,在柯西的努力下,连续、导数、微分、积分、无穷级数的和等概念也建立在了较坚实的基础上。不过,在当时情况下,由于实数的严格理论未建立起来,所以柯西的极限理论还不可能完善。

柯西之后,魏尔斯特拉斯、戴德金、康托尔各自经过自己独立深入的研究,都将分析基础归结为实数理论,并于七十年代各自建立了自己完整的实数体系。魏尔斯特拉斯的理论可归结为递增有界数列极限存在原理;戴德金建立了有名的戴德金分割;康托尔提出用有理“基本序列”来定义无理数。1892年,另一个数学家创用“区间套原理”来建立实数理论。由此,沿柯西开辟的道路,建立起来的严谨的极限理论与实数理论,完成了分析学的逻辑奠基工作。数学分析的无矛盾性问题归纳为实数论的无矛盾性,从而使微积分学这座人类数学史上空前雄伟的大厦建在了牢固可靠的基础之上。重建微积分学基础,这项重要而困难的工作就这样经过许多杰出学者的努力而胜利完成了。微积分学坚实牢固基础的建立,结束了数学中暂时的混乱局面,同时也宣布了第二次数学危机的彻底解决。

第三次数学危机

十九世纪下半叶,康托尔创立了著名的集合论,在集合论刚产生时,曾遭到许多人的猛烈攻击。但不久这一开创性成果就为广大数学家所接受了,并且获得广泛而高度的赞誉。数学家们发现,从自然数与康托尔集合论出发可建立起整个数学大厦。因而集合论成为现代数学的基石。“一切数学成果可建立在集合论基础上”这一发现使数学家们为之陶醉。1900年,国际数学家大会上,法国著名数学家庞加莱就曾兴高采烈地宣称:“???借助集合论概念,我们可以建造整个数学大厦??今天,我们可以说绝对的严格性已经达到了??”

可是,好景不长。1903年,一个震惊数学界的消息传出:集合论是有漏洞的!这就是英国数学家罗素提出的著名的罗素悖论。

罗素悖论一提出就在当时的数学界与逻辑学界内引起了极大震动。如G.弗雷格在收到罗素介绍这一悖论的信后伤心地说:“一个科学家所遇到的最不合心意的事莫过于是在他的工作即将结束时,其基础崩溃了。罗素先生的一封信正好把我置于这个境地。”戴德金也因此推迟了他的《什么是数的本质和作用》一文的再版。可以说,这一悖论就象在平静的数学水面上投下了一块巨石,而它所引起的巨大反响则导致了第三次数学危机。

危机产生后,数学家纷纷提出自己的解决方案。人们希望能够通过对康托尔的集合论进行改造,通过对集合定义加以限制来排除悖论,这就需要建立新的原则。“这些原则必须足够狭窄,以保证排除一切矛盾;另一方面又必须充分广阔,使康托尔集合论中一切有价值的内容得以保存下来。”1908年,策梅罗在自已这一原则基础上提出第一个公理化集合论体系,后来经其他数学家改进,称为ZF系统。这一公理化集合系统很大程度上弥补了康托尔朴素集合论的缺陷。除ZF系统外,集合论的公理系统还有多种,如诺伊曼等人提出的NBG系统等。公理化集合系统的建立,成功排除了集合论中出现的悖论,从而比较圆满地解决了第三次数学危机。但在另一方面,罗素悖论对数学而言有着更为深刻的影响。它使得数学基础问题第一次以最迫切的需要的姿态摆到数学家面前,导致了数学家对数学基础的研究。而这方面的进一步发展又极其深刻地影响了整个数学。如围绕着数学基础之争,形成了现代数学史上著名的三大数学流派,而各派的工作又都促进了数学的大发展等等。

以上简单介绍了数学史上由于数学悖论而导致的三次数学危机与度过,从中我们不难看到数学悖论在推动数学发展中的巨大作用。有人说:“提出问题就是解决问题的一半”,而数学悖论提出的正是让数学家无法回避的问题。它对数学家说:“解决我,不然我将吞掉你的体系!”正如希尔伯特在《论无限》一文中所指出的那样:“必须承认,在这些悖论面前,我们目前所处的情况是不能长期忍受下去的。人们试想:在数学这个号称可靠性和真理性的模范里,每一个人所学的、教的和应用的那些概念结构和推理方法竟会导致不合理的结果。如果甚至于数学思考也失灵的话,那么应该到哪里去寻找可靠性和真理性呢?”悖论的出现逼迫数学家投入最大的热情去解决它。而在解决悖论的过程中,各种理论应运而生了:第一次数学危机促成了公理几何与逻辑的诞生;第二次数学危机促成了分析基础理论的完善与集合论的创立;第三次数学危机促成了数理逻辑的发展与一批现代数学的产生。数学由此获得了蓬勃发展,这或许就是数学悖论重要意义之所在吧。 参考文献：

1.梁宗巨 世界数学史简编 辽宁人们出版社

2.朱学智等 数学的历史思想和方法 哈尔滨出版社

3.袁小明等 数学思想发展简史 高等教育出版社

4.确定性的丧失 M 克莱因 湖南科技出版社

篇三：文档宇宙起源论文

宇宙的起源---宇宙大爆炸 通过本学期的选修课《探索宇宙的奥秘》学习我对宇宙有了一点初步的了解宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙是物质世界它处于不断的运动和发展中。宇宙是什么时候、如何形成的宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。以下是一些理论根据谈谈大爆炸学说。 宇宙起源的疑惑 在爆炸发生之前宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起并浓缩成很小的体积温度极高密度极大之后发生了大爆炸。大爆炸使物质四散出击宇宙空间不断膨胀温度也相应下降后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。然而大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西 宇宙大爆发理论定义 又称大爆炸宇宙学。其说明了较多的观测事实。主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里宇宙体系并不是静止的而是在不断地膨胀使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点大爆炸的整个过程是在宇宙的早期温度极高在100亿度以上。物质密度也相当大整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时中子开始失去自由存在的条件它要么发生衰变要么与质子结合成重氢、氦等元素化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后早期形成化学元素的过程结束见元素合成理论。 宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时辐射减退宇宙间主要是气态物质气体逐渐凝聚成气云再进一步形成各种各样的恒星体系成为我们今天看到的宇宙。大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实 1大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。 2观测到河外天体有系统性的谱线红移而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释那么红移就是宇宙膨胀的反映。 3在各种不同天体上氦丰度相当大而且大都是30。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论早期温度很高产生氦的效率也很高则可以说明这一事实。 4根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言今天的宇宙已经很冷只有绝对温度几度。1965年果然在微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射温度约为3K。 宇宙大爆发的假说条件 1、假设宇宙是在约150-200亿年前从一个高温高密度的状态开始爆炸膨胀之后渐渐冷却形成星系。 2、膨胀是发生在每一处。 3、宇宙论标准模型所描绘出的宇宙的历史如下 当时间为0时开始产生大爆炸当时间为4秒时开始产生质子、中子、电子当时间为3分时开始形成原子核其中氢H 约占75氦He 约占25。此时气体是游离的自由电子与光散射光无法跑远就被散射掉宇宙到处充满辐射。大爆炸至此时期之前合称为辐射主控时代radiation dominate era当时间为106年时温度约为3000 K 自由电子与氢、氦原核结合成为氢原子与氦原子。此时气体是中性的使得光子可以在宇宙中自由行走亦即宇宙变透明了 从此进入物质主控时代matter dominate era。当时间为109年时星系的形成。 宇宙大爆炸学说的实验观察数据 1、红外线位移 由地球任何方向看出去遥远的星系都是离我们远去宇宙膨胀。 哈柏定律: Vr H d H 75 km/s/Mpc 2、氦与氦的丰存度 宇宙标准模型预测H 氢 占约75He氦占约25 己经实测证实。恒星所消耗的氢与所产生的氦还不足以改变这个比例。 3、微量元素的丰存度 微量元素重氢deuterium、氦-3 helium-3、锂-7 lithium-3。对这些恒星无法合的微量元素宇宙标准模型预测的丰存度与实测的丰存度一致。 4、3k微波背景辐射 大爆炸后宇宙膨胀、冷却。Penzian Wilson 1978 诺贝尔奖得主 用号角形天线发现天空具有均匀等向的无线电波噪声─宇宙背景辐射相对应于3K 黑体所发出的辐射。COBE 卫星精确测量宇宙微波背景辐射的温度为2.726±0.005 K。 5、微波背景辐射不均匀量 微波背景微量不均匀是宇宙区域结构的种子。 大爆炸后暗物质和暗能量形成与发展论 1、何为是暗物质 我们能找到的普通物质仅占整个宇宙的4。各种测算方法都证实宇宙的大部分是不可见的。 最有可能的暗物质成分是中微子或其他两种粒子neutralino和axions轴子但这仅是物理学的理论推测并未探测到。据认为这三种粒子都不带电因此无法吸收或反射光但其性质稳定所以能从创世大爆炸后的最初阶面幸存下来。 科学家认为暗物质与构成恒星何行星的通常物质不同。它们不可能参与宇宙早期的核反应也就是说不可能以普通的原子和分子的形式存在。因为在普通的原子和分子的原子核中包含着质子和中子而质子和中子是参与核反应的。这种冷暗物质约占宇宙的20l另外的70的则为非重子冷暗物质。 2、何为是暗能量 宇宙学最

近的两个发现证实普通物质和暗物质还不足以解释宇宙的结构。还有第二种成分它不是物质而是某种形式的暗能量。这种神秘成分存在的一个证据来源于对宇宙构造的测量。爱因斯坦认为所有物质都会改变它周围时空 的形状。 因此宇宙的总体形状由其中的总质量和能量决定。最近对大爆炸剩余能量的研究显示宇宙有着最为简单的形状——是扁平的。这也反过来揭示了宇宙的总质量密度。但天文学家在将所有暗物质和普通物质的可能来源加起来之后发现宇宙的质量密度仍少了2/3。 3、大爆炸后引起的黑洞学说 当宇宙大爆炸后其暗能量暗物质将不可阻挡地向着中心点进军直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度史瓦西半径巨大的引力就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”黑洞使空间弯曲。 总之宇宙就像一个迷难于读透难与确却地定论其起源。宇宙大爆炸引起宇宙起源也只是个大猜想没有完全正确的说明其根源。这也是宇宙的神秘地方未来宇宙会怎样也众说纷呈期待着更进一步的解说。参考文献《科学杂志》、《科技之光 》、《宇宙的未来》、《宇宙起源》 年级/学院 姓名 学号

篇四：神秘的宇宙-论文

神 秘 的 宇 宙

摘要：在宇宙大爆炸发生前，没有时间，没有空间，也没有物质和能量。大约150亿年前，一个体积无限小的点爆炸了，时空从这一刻开始，人类在这一刻孕育，千百年来，人们对宇宙的探索从未止步，牛顿、爱因斯坦等一系列伟人为我们揭开了宇宙神秘的面纱，而哈勃发现了宇宙正在膨胀，可是最后宇宙是否能逃脱收缩的命运呢？本文——这么一个神秘的宇宙。

关键词：宇宙大爆炸、膨胀、收缩

千百年来，在中华民族流传着盘古开天地的神话。

我国东汉时代的科学家张衡发明的浑天仪反应了当时人们的天地观：大地如鸡蛋黄，天空如蛋壳，日月星辰在天穹上运动。这种浑天说实际上是一种“地心说”。在欧洲中古世纪，由天文学家托勒密在《天文学大成》中总结并发展了前人的学说，他建立了宇宙地心体系，这种体系认为地球静止地居于宇宙中心，又称“地心说”。①

直到15世纪，随着天文观测的发展进步，波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”：不是太阳绕着地球旋转，而是地球绕着太阳旋转。1609年底，意大利物理学家伽利略，用一台放大率三十二倍的望远镜开始观测天体，他发现在木星周围有四个暗弱的星体在围绕着它运转，这彻底宣告了托勒密地心体系的终结，因为人类第一次发现了有天体围绕不是地球的行星在运行。

既然日心说已被证实，但有一个问题还没解决：究竟是什么原因维持着这些天体 的运动？开普勒曾经猜想也许是磁力，这个时候，牛顿出场了，这就是我们高中物理都学过的“万有引力”；一个大质量的物体，才可以把一个较小的物体吸引到自身上来，所以苹果会从树上落下来。“万有引力”让宇宙中所有的行星保持运动，宇宙也因此而永恒不变。②

那宇宙究竟是什么？“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇” ③,用现代科学术语来说，宇宙，即时、空也。

宇宙既然是时空，看不到也摸不着，那怎么研究呢？但自爱因斯坦广义相对论问世后，宇宙学成了既有数理基础，又有观测事实的科学。

在牛顿那里，万有引力被认为是在两个物体相隔的任何距离上瞬间起作用的一种力。而爱因斯坦则提出，引力是在局部起作用的场的度规结构对处于场中的物体发生的作用。爱因斯坦这一全新思想方式的核心有两个观念：第一，他把引力现象解释为是由一种场的特性引起的。为了描述这个场，爱因斯坦使用了“时-空”这一基本性的理论概念。时间和空间在称为“时-空”的数学上的思维统一体中被结合起来，而不是互相分离和各自独立的（就像牛顿物理学中所认为的那样）；第二，引力场的具体性质是以度规时-空结构来表示的。引力现象被理解为时-空固有曲率——一种几何特征——一起作用的结果。正是把引力仅仅视作一种几何学问题的这一惊人主张，使爱因斯坦的理论在当时成了革命性的论点。

无论就宇宙范围而言还是立足于较有限的区域，时-空的几何学性质都是由物质与能量的疏密程度和分布情况所决定的，当我们运用这一原理来解决宇宙作为一个整体的时-空几何学和物理学结构问题时，就诞生了相对论宇宙论这门学科。经典的爱因斯坦广义相对论本质上是一种关于引力场的理论。④

爱因斯坦于1917首先提出一个稳态的宇宙模型。所谓稳态，就是承认宇宙在运动；但却无变化，直到哈勃发现宇宙在膨胀时，爱因斯坦对自己的宇宙模型追悔莫及。

尽管稳态宇宙模型有错误，但其中不乏可取之处，天文界给予他的评价是:通向现代宇宙学的里程碑。

一、宇宙大爆炸

宇宙是一直存在于这个星球的吗？显然不是，它的凭空出世又为这个

神秘的宇宙增添了另一份奇迹。

20世纪40年代末，前苏联专家加莫夫在膨胀宇宙模型的基础上，提出了宇宙起源于超热、超密的一个奇点，认为150亿年前，突然发生了大爆炸，物质和能力就此源源汹涌，并不断膨胀，形成宇宙，故名曰“大爆炸宇宙论”，后来，哈勃发现的红移有力地支持了大爆炸论。

关于大爆炸之前，宇宙起源，有一个可以简称为““有产生于无””的理论。大意如下：大爆炸发生之前，没有物质，空间为零，没有时间，根据量子力学中的不确定量原理，在10的﹣43秒时，出现了10的16次方尔格的能量??于是大爆炸发生了。

从那时起，宇宙经历或完成了各种进化于演化过程，从原子核开始，历经原子、分子、星系、恒星、行星以及生物各个阶段，直到出现人类文明。

而至于宇宙的年龄有多大，我们现在对于宇宙年龄了解得相当精确，天文学家估算今天的宇宙是137亿岁，误差不超过2%，科学的飞速进步，让神秘的宇宙不再神秘，也激起了我们对这拥有137亿岁高龄的宇宙产生了浓厚的兴趣。⑤

蕴藏着无穷奥秘的宇宙无论在时间上还是在空间上都远远地大于我们人类所能亲历的范围。也是这份奥秘指引着人类进行不懈的探索。

二、我们的宇宙在膨胀

20世纪天文学最重大的成就之一就是发现了宇宙正在膨胀。更准确地说，是发现了许多星系都在远离我们而去。

天边有多远？

对我们常人来说浩瀚无垠的宇宙几乎是不可度量的，而对天文学家来说，精确地测绘宇宙天体不仅是必要的，也是可能的（这个问题所谈论的是可见的宇宙）

天文学家采用的计量单位是“光年”即光在一年里所走的距离

光的前进速度约为每秒18.63万英里。一光年大约是6万亿英里。银河系的直径约为10万光年。而在银河系之外还有别的星系，距离我们有数十亿光年，最新发现的类星体位于我们目前所能观测到的宇宙边缘，与地球相隔约100亿到200亿光年，是至今所知最遥远的天体。

如此遥远的距离简直难以想象。而天文学家的任务就是准确地计算、测量出宇宙的大小和范围，天文学家采用了古希腊人发明的视差计算法和另一种亮度测定法。

80多年前，大多数天文学家都认为银河系就是整个宇宙，可是当精度更高的天文望远镜诞生以后，这种看法被证明是错误的。过去观测所见的那些暗淡模糊的斑点，其实是其他的星系，有的与银河系不相上下，有的则更庞大。我们不禁发问茫茫宇宙有无边际？

20世纪20年代，美国天文学家埃德温-哈勃在加利福尼亚州的威尔逊山用当时世界上最大的反射式望远镜研究银河系外星系，他分析了这些星系的光谱，发现各种谱线的波长都移向长波（红色）一端，这种现象叫做红移。说明那些星系正在向远处飞离。波长的改变是多普勒效应的作用，与疾驶而去的汽车喇叭声调的变化具同样道理。由于宇宙在不断膨胀，星系距我们越远，红移越大。哈勃据此提出了“哈勃定律”如果根据多普勒效应和红移计算出相应星系的速度，则在其速度V远小于光速C的前提条件下，

V/C<1

星系速度V与它到地球的距离R之间有正比关系

V=HR

其中，比例常量H就叫做哈勃常量，是诸多天文学家多年工作的许多观测事实的一个总结，这个观测事实揭示了宇宙的一个重要性质：它正在膨胀着！

这是一个极为重要的天文观测事实，或者说得确切一些，关系式即哈勃定律。

关于宇宙膨胀的速率，天文学家们的看法并不一致，最保守的估计是，距离增加百万光年，每秒钟增加10英里。有些天文学家估计的速率比这个数字还要大一倍。

三、我们的宇宙会收缩

难道宇宙会一直膨胀下去吗？这个问题留在了天文学家的心里。 天文学家定量地根据背景辐射的温度、宇宙物质密度和宇宙半径三个天文观测数据，计算了宇宙的总能量，结果发现，宇宙的动能小于它的引力势能的绝对值。因此，当宇宙膨胀到它的动能减少为零时，它的势能仍不会等于零。之后，它就会收缩！

(转 载于:wWw.SmHaIDA.cOM 海达 范文 网:探索宇宙的奥秘论文)

现在，宇宙开始收缩，最初速度很慢难以察觉，然后逐渐加快，按这个速度，在足足1200亿年后，宇宙可能就会收缩成为一个点？科学界对此保持缄默：随着宇宙临近最后时刻——就像在最初时刻一样。更加要命的是这些问题：后面的世界是什么——虚无吗？下一个宇宙？人类呢？毁灭吗？

不过专家证明了宇宙是不会收缩成一个点的，收缩成一个点的说法违反两点常识：一是空间无限小；二是能量无限大，

那是什么因素阻止了宇宙的收缩呢？

这里的关键因素是——光子平衡态必然膨胀。

所以，当宇宙一直收缩到光子平衡态生成，一旦光子平衡态生成，它就要膨胀。这是他的基本性质，于是，收缩终止，新的一轮膨胀开始了！

宇宙从无到有，如此浩瀚的宇宙竟然还在膨胀！如此庞然大物竟然还会收缩！它总是有一层神秘的光环吸引我们在认识它和探索它的道路上追寻。通过学习《新世纪宇宙学》让我们无比讶异于宇宙的神秘！也让我们初识了宇宙，让我们不得不赞叹天文学家的探索能力，让我们不得不为自己站在巨人的肩膀上认识宇宙感到荣幸。而宇宙的神秘之处远远不止这

篇五：探索世界未解之谜论文

探索世界之谜课程论文 题目：

姓名：

专业：

学号：日期： 对未解之谜的探索 沈鼎 影视动画（数码艺术学院） 91241D39 2013年6月 12日

对未解之谜的探索

摘要：人类从诞生到现在经过了几千年的历史洗礼。在这个浩瀚的地球上，人们走过了大千世界，看遍了自然变化，不仅带来了无穷的宝藏，也留下了无数的未解之谜。 宇宙是浩瀚无垠的，千百年来人类在文明发展的漫长过程中，不断挖掘自身聪明智慧，不断探索世界留下来的未解之谜。在科技高度发达的今天，人类智慧已达到一个颠峰阶段。发达的科学技术也为人类的探索提供了一把有利的钥匙。人类将用这把有利的钥匙更加科学的开启无数的谜团，为我们提供更加有力的、科学的依据和要素来了解世界未解之谜的深奥和传奇。

关键词：未解之谜的事例 探索精神 科学的力量

引言 在无奇不有的大千世界，我们的好奇心也不断的增强，人类对这些未解之谜的探索也是非常的执着，希望能用科学的手段揭开层层迷雾。人类的探索精神，是“地球上最美丽的花朵”。以科学的精神来解开自然界许许多多尚没有解开的谜，是人们不懈努力的追求。

第一章、无数的未解之谜

宇宙浩瀚无垠，世界充满奥秘。人类在浩瀚的宇宙和充满未知的世界面前更加充满了好奇，面对这种种谜团，人类也加快了思考和探索的步伐。

宇宙到底诞生于何时？宇宙的未来究竟会怎样？神秘的百慕大地区为何总是灾难不断？百慕大海底的巨大金字塔究竟是何人所建？神秘的潜艇幽灵究竟是人为所建还是海底生物？巨大豪华的泰坦尼克号沉没的真相究竟是什么？奇异的人体自燃现象究竟有没有让人信服的解释??上述的这些未解之谜，只是众多世界未解之谜中的冰山一角，类似这样的问题实在是不胜枚举。这其中的绝大部分问题，连科学家们也是众说纷纭。但人们坚信，人类科学总有一天会彻底解开这些未解之谜。让我们用科学的手段来与这些未解之谜继续抗衡。

第二章、对未解之谜的不断追寻

“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”，千百年来，自然界中光怪陆离的奇异景象和种种的科学谜团一直吸引着人们不断地去研究和探索，也正是这种“上下而求索”的精神，才有我们不断发展的人类社会。人类需要这种信念和精神来支持他们对未解之谜的层层探索。

机遇与挑战是并存的。世界上的种种未解之谜，让人类本来就好奇的心更加振奋，让他们本来就智慧的大脑更加难以停下思考，总想一探究竟，看到事情的根源，希望得到更为合理科学的解释。

比如泰坦尼克号的沉没之谜。1912年4月12日是个悲惨的日子——这一天，英国豪华客轮泰坦尼克号在驶往北美洲的处女航行中不幸沉没。这次沉船事件致使1 523人葬身鱼腹，是人类航海史上最大的灾难，震惊世界。这么多年来，泰坦尼克号沉没的真正原因，一直是科学家们探索的焦点。对于泰坦尼克号沉没的原因，科学家们有着各种各样的说法。比如最早的说法是泰坦尼克号的瞭望员没有及时看见北极冰山，使它从侧面撞上冰山，造成了重大的缺口，使之沉没的。还有的说法是钢板的断裂造成的。后来还有解释说，是船体使用了劣质的锻铁铆钉；泰坦尼克号是人为调包的早已发生过撞击的姊妹船奥林匹克号等等的说法。上述所有泰坦尼克号沉没解释说法都说明了人类对未解之谜的不断追寻和探索。在科学技术不断发展和进步下，我相信泰坦尼克号的沉没之谜将会有更为科学和准确的说法。

第三章、用科学的方法解开谜团

世界上的很多事情，自然界的诸多现象都是那么光怪陆离，裹着层层的迷雾。当我们对这些奇怪的现象无从着手时，往往就会比较迷信，相信什么神灵之说。其实，任何事情的发生都是有因果关系的，我们应该果断理性的看待事情。我们更应该相信我们的智慧、相信科学，用科学的手段来拨开我们心中的迷雾。

比如一直难以解释的人体自燃现象，最近有科学家研究认为是烛芯效应所造成的。科学家认为，我们可以把一个穿着?a href="http://www.zw2.cn/zhuanti/guanyuluzuowen/" target="_blank" class="keylink">路?a href="http://www.zw2.cn/zhuanti/guanyurenzuowen/" target="_blank" class="keylink">人，设想为里外反转的蜡烛，衣服是烛芯，人体脂肪是蜡。即便是很小的火苗也可能会穿透皮肤，点燃脂肪，而后慢慢地、持续地燃烧。法医生物学家马克用一块布和一块猪肉演示了这种效应。猪的脂肪与人类脂肪十分相像。如果条件符合，脂肪和布就会像蜡烛一样，烧到几乎什么也不剩。实验证明了人体自燃的原因，我相信用这样科学的实验方法将来会解开更多的未解之谜。

结论

未解之谜的探索之路，是无穷无尽的，也需要我们披荆斩棘。人类对未

解之谜的探索，是为了得到更为准确合理、更为科学、更能让人信服的解释。那么我们就应该有充分的知识，更加科学的手段和方法来拨开层层的迷雾。在科学技术如此发达的今天，我们有先进的科学设备可以进行勘察，先进的水平进行判断，科学的知识进行解释。我相信所有的谜团都有看见阳光的一天。科学才是最有效的方法，是最有说服力的工具。

参考文献：

【1】 云飞扬;《未解之谜大百科》 北京出版社 2009

【2】 《世界未解之谜之天然溶洞》李建民著「M」.中国国际出版社 2006

年5月第一版.

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