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是誰(shuí)創(chuàng)立了細(xì)胞學(xué)說(shuō)?

更新時(shí)間:2023-10-21 文章作者:admin2 信息來(lái)源:http://wuliok.com 閱讀次數(shù):

細(xì)胞學(xué)說(shuō)是施萊恩與施旺提出的.被恩格斯譽(yù)為十九世紀(jì)科學(xué)上的三大發(fā)現(xiàn)是細(xì)胞學(xué)說(shuō)、進(jìn)化論和能量守恒定律。其中生命科學(xué)領(lǐng)域就占了兩項(xiàng)。德國(guó)植物學(xué)家施萊登(M.Schleiden)于1838年發(fā)表了著名論文《論植物的發(fā)生》指出細(xì)胞是一切植物結(jié)構(gòu)的基本單位。一年后,另一位德國(guó)的動(dòng)物學(xué)家施旺(T.Schwann)發(fā)表了名為“顯微研究”的論文,進(jìn)一步在動(dòng)物中證實(shí)了施萊登的觀點(diǎn),并首次提出了“細(xì)胞學(xué)說(shuō)”這一名稱。他們明確指出,一切動(dòng)物和植物體皆由細(xì)胞組成。至此,在前人(如拉馬克等)工作的基礎(chǔ)上,細(xì)胞學(xué)說(shuō)為人們公認(rèn)。auh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

黑洞是怎樣形成的

黑洞是密度超大的星球,吸納一切,光也逃不了.黑洞有巨大的引力,連光都被它吸引.黑洞中隱匿著巨大的引力場(chǎng),這種引力大到任何東西,甚至連光,都難逃黑洞的手掌心。黑洞不讓任何其邊界以內(nèi)的任何事物被外界看見(jiàn),這就是這種物體被稱為“黑洞”的緣故。我們無(wú)法通過(guò)光的反射來(lái)觀察它,只能通過(guò)受其影響的周圍物體來(lái)間接了解黑洞。據(jù)猜測(cè),黑洞是死亡恒星或爆炸氣團(tuán)的剩余物,是在特殊的大質(zhì)量超巨星坍塌收縮時(shí)產(chǎn)生的。另外,黑洞必須是一顆質(zhì)量大于錢德拉塞卡極限的恒星演化而成的,質(zhì)量小于錢德拉塞卡極限的恒星是無(wú)法形成黑洞的.(參考:《宇宙簡(jiǎn)史》——霍金·著)
再?gòu)奈锢韺W(xué)觀點(diǎn)來(lái)解釋一下:
黑洞其實(shí)也是個(gè)星球(類似星球),只不過(guò)它的密度非常非常大, 靠近它的物體都被它的引力所約束(就好像人在地球上沒(méi)有飛走一樣),不管用多大的速度都無(wú)法脫離。對(duì)于地球來(lái)說(shuō),以第二宇宙速度(11.2km/s)來(lái)飛行就可以逃離地球,但是對(duì)于黑洞來(lái)說(shuō),它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以連光都跑不出來(lái),于是射進(jìn)去的光沒(méi)有反射回來(lái),我們的眼睛就看不到任何東西,只是黑色一片。

因?yàn)楹诙词遣豢梢?jiàn)的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在。如果真的存在,它們到底在哪里?

黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮,發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止,被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球。但在黑洞情況下,由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去,黑洞就變得像真空吸塵器一樣

為了理解黑洞的動(dòng)力學(xué)和理解它們是怎樣使內(nèi)部的所有事物逃不出邊界,我們需要討論廣義相對(duì)論。廣義相對(duì)論是愛(ài)因斯坦創(chuàng)建的引力學(xué)說(shuō),適用于行星、恒星,也適用于黑洞。愛(ài)因斯坦在1916年提出來(lái)的這一學(xué)說(shuō),說(shuō)明空間和時(shí)間是怎樣因大質(zhì)量物體的存在而發(fā)生畸變。簡(jiǎn)言之,廣義相對(duì)論說(shuō)物質(zhì)彎曲了空間,而空間的彎曲又反過(guò)來(lái)影響穿越空間的物體的運(yùn)動(dòng)。

讓我們看一看愛(ài)因斯坦的模型是怎樣工作的。首先,考慮時(shí)間(空間的三維是長(zhǎng)、寬、高)是現(xiàn)實(shí)世界中的第四維(雖然難于在平常的三個(gè)方向之外再畫(huà)出一個(gè)方向,但我們可以盡力去想象)。其次,考慮時(shí)空是一張巨大的繃緊了的體操表演用的彈簧床的床面。

愛(ài)因斯坦的學(xué)說(shuō)認(rèn)為質(zhì)量使時(shí)空彎曲。我們不妨在彈簧床的床面上放一塊大石頭來(lái)說(shuō)明這一情景:石頭的重量使得繃緊了的床面稍微下沉了一些,雖然彈簧床面基本上仍舊是平整的,但其中央仍稍有下凹。如果在彈簧床中央放置更多的石塊,則將產(chǎn)生更大的效果,使床面下沉得更多。事實(shí)上,石頭越多,彈簧床面彎曲得越厲害。

同樣的道理,宇宙中的大質(zhì)量物體會(huì)使宇宙結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變。正如10塊石頭比1塊石頭使彈簧床面彎曲得更厲害一樣,質(zhì)量比太陽(yáng)大得多的天體比等于或小于一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的天體使空間彎曲得厲害地多。

如果一個(gè)網(wǎng)球在一張繃緊了的平坦的彈簧床上滾動(dòng),它將沿直線前進(jìn)。反之,如果它經(jīng)過(guò)一個(gè)下凹的地方 ,則它的路徑呈弧形。同理,天體穿行時(shí)空的平坦區(qū)域時(shí)繼續(xù)沿直線前進(jìn),而那些穿越彎曲區(qū)域的天體將沿彎曲的軌跡前進(jìn)。

現(xiàn)在再來(lái)看看黑洞對(duì)于其周圍的時(shí)空區(qū)域的影響。設(shè)想在彈簧床面上放置一塊質(zhì)量非常大的石頭代表密度極大的黑洞。自然,石頭將大大地影響床面,不僅會(huì)使其表面彎曲下陷,還可能使床面發(fā)生斷裂。類似的情形同樣可以宇宙出現(xiàn),若宇宙中存在黑洞,則該處的宇宙結(jié)構(gòu)將被撕裂。這種時(shí)空結(jié)構(gòu)的破裂叫做時(shí)空的奇異性或奇點(diǎn)。

現(xiàn)在我們來(lái)看看為什么任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個(gè)滾過(guò)彈簧床面的網(wǎng)球,會(huì)掉進(jìn)大石頭形成的深洞一樣,一個(gè)經(jīng)過(guò)黑洞的物體也會(huì)被其引力陷阱所捕獲。而且,若要挽救運(yùn)氣不佳的物體需要無(wú)窮大的能量。

我們已經(jīng)說(shuō)過(guò),沒(méi)有任何能進(jìn)入黑洞而再逃離它的東西。但科學(xué)家認(rèn)為黑洞會(huì)緩慢地釋放其能量。著名的英國(guó)物理學(xué)家霍金在1974年證明黑洞有一個(gè)不為零的溫度,有一個(gè)比其周圍環(huán)境要高一些的溫度。依照物理學(xué)原理,一切比其周圍溫度高的物體都要釋放出熱量,同樣黑洞也不例外。一個(gè)黑洞會(huì)持續(xù)幾百萬(wàn)萬(wàn)億年散發(fā)能量,黑洞釋放能量稱為:霍金輻射。黑洞散盡所有能量就會(huì)消失。

處于時(shí)間與空間之間的黑洞,使時(shí)間放慢腳步,使空間變得有彈性,同時(shí)吞進(jìn)所有經(jīng)過(guò)它的一切。1969年,美國(guó)物理學(xué)家約翰 阿提 惠勒將這種貪得無(wú)厭的空間命名為“黑洞”。

我們都知道因?yàn)楹诙床荒芊瓷涔猓钥床灰?jiàn)。在我們的腦海中黑洞可能是遙遠(yuǎn)而又漆黑的。但英國(guó)著名物理學(xué)家霍金認(rèn)為黑洞并不如大多數(shù)人想象中那樣黑。通過(guò)科學(xué)家的觀測(cè),黑洞周圍存在輻射,而且很可能來(lái)自于黑洞,也就是說(shuō),黑洞可能并沒(méi)有想象中那樣黑。霍金指出黑洞的放射性物質(zhì)來(lái)源是一種實(shí)粒子,這些粒子在太空中成對(duì)產(chǎn)生,不遵從通常的物理定律。而且這些粒子發(fā)生碰撞后,有的就會(huì)消失在茫茫太空中。一般說(shuō)來(lái),可能直到這些粒子消失時(shí),我們都未曾有機(jī)會(huì)看到它們。

霍金還指出,黑洞產(chǎn)生的同時(shí),實(shí)粒子就會(huì)相應(yīng)成對(duì)出現(xiàn)。其中一個(gè)實(shí)粒子會(huì)被吸進(jìn)黑洞中,另一個(gè)則會(huì)逃逸,一束逃逸的實(shí)粒子看起來(lái)就像光子一樣。對(duì)觀察者而言,看到逃逸的實(shí)粒子就感覺(jué)是看到來(lái)自黑洞中的射線一樣。

所以,引用霍金的話就是“黑洞并沒(méi)有想象中的那樣黑”,它實(shí)際上還發(fā)散出大量的光子。

根據(jù)愛(ài)因斯坦的能量與質(zhì)量守恒定律。當(dāng)物體失去能量時(shí),同時(shí)也會(huì)失去質(zhì)量。黑洞同樣遵從能量與質(zhì)量守恒定律,當(dāng)黑洞失去能量時(shí),黑洞也就不存在了。霍金預(yù)言,黑洞消失的一瞬間會(huì)產(chǎn)生劇烈的爆炸,釋放出的能量相當(dāng)于數(shù)百萬(wàn)顆氫彈的能量。

但你不要滿懷期望地抬起頭,以為會(huì)看到一場(chǎng)煙花表演。事實(shí)上,黑洞爆炸后,釋放的能量非常大,很有可能對(duì)身體是有害的。而且,能量釋放的時(shí)間也非常長(zhǎng),有的會(huì)超過(guò)100億至200億年,比我們宇宙的歷史還長(zhǎng),而徹底散盡能量則需要數(shù)萬(wàn)億年的時(shí)間

“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個(gè)“大黑窟窿”,其實(shí)不然。所謂“黑洞”,就是這樣一種天體:它的引力場(chǎng)是如此之強(qiáng),就連光也不能逃脫出來(lái)。

根據(jù)廣義相對(duì)論,引力場(chǎng)將使時(shí)空彎曲。當(dāng)恒星的體積很大時(shí),它的引力場(chǎng)對(duì)時(shí)空幾乎沒(méi)什么影響,從恒星表面上某一點(diǎn)發(fā)的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小,它對(duì)周圍的時(shí)空彎曲作用就越大,朝某些角度發(fā)出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。

等恒星的半徑小于一特定值(天文學(xué)上叫“施瓦西半徑”)時(shí),就連垂直表面發(fā)射的光都被捕獲了。到這時(shí),恒星就變成了黑洞。說(shuō)它“黑”,是指任何物質(zhì)一旦掉進(jìn)去,就再不能逃出,包括光。實(shí)際上黑洞真正是“隱形”的,等一會(huì)兒我們會(huì)講到。

黑洞的形成

跟白矮星和中子星一樣,黑洞很可能也是由恒星演化而來(lái)的。

當(dāng)一顆恒星衰老時(shí),它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料(氫),由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣,它再也沒(méi)有足夠的力量來(lái)承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開(kāi)始坍縮,直到最后形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。

質(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星,質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算,中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽(yáng)的質(zhì)量。如果超過(guò)了這個(gè)值,那么將再?zèng)]有什么力能與自身重力相抗衡了,從而引發(fā)另一次大坍縮。

這次,根據(jù)科學(xué)家的猜想,物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍,直至成為一個(gè)體積很小、密度趨向很大。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑),正象我們上面介紹的那樣,巨大的引力就使得即使光也無(wú)法向外射出,從而切斷了恒星與外界的一切聯(lián)系——“黑洞”誕生了。

除星體的終結(jié)可能產(chǎn)生黑洞外,還有一種特殊的黑洞——量子黑洞。這種黑洞很特殊,其史瓦西半徑很小很小,能達(dá)到十的負(fù)二十幾次方米,比一個(gè)原子還要小。與平常的黑洞不同,它并不是由很大質(zhì)量的星體塌縮而形成的,而是原子塌縮而成的,因此只有一種條件下才會(huì)創(chuàng)造量子黑洞——大爆炸。在宇宙創(chuàng)生初期,巨大的溫度和壓力將單個(gè)原子或原子團(tuán)壓縮成為許多量子黑洞。而這種黑洞幾乎是不可能觀測(cè)到或找到的,它目前只存在于理論中。

特殊的黑洞

與別的天體相比,黑洞是顯得太特殊了。例如,黑洞有“隱身術(shù)”,人們無(wú)法直接觀察到它,連科學(xué)家都只能對(duì)它內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出各種猜想。那么,黑洞是怎么把自己隱藏起來(lái)的呢?答案就是——彎曲的空間。我們都知道,光是沿直線傳播的。這是一個(gè)最基本的常識(shí)。可是根據(jù)廣義相對(duì)論,空間會(huì)在引力場(chǎng)作用下彎曲。這時(shí)候,光雖然仍然沿任意兩點(diǎn)間的最短距離傳播,但走的已經(jīng)不是直線,而是曲線。形象地講,好像光本來(lái)是要走直線的,只不過(guò)強(qiáng)大的引力把它拉得偏離了原來(lái)的方向。

在地球上,由于引力場(chǎng)作用很小,這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍,空間的這種變形非常大。這樣,即使是被黑洞擋著的恒星發(fā)出的光,雖然有一部分會(huì)落入黑洞中消失,可另一部分光線會(huì)通過(guò)彎曲的空間中繞過(guò)黑洞而到達(dá)地球。所以,我們可以毫不費(fèi)力地觀察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一樣,這就是黑洞的隱身術(shù)。

更有趣的是,有些恒星不僅是朝著地球發(fā)出的光能直接到達(dá)地球,它朝其它方向發(fā)射的光也可能被附近的黑洞的強(qiáng)引力折射而能到達(dá)地球。這樣我們不僅能看見(jiàn)這顆恒星的“臉”,還同時(shí)看到它的側(cè)面、甚至后背!

“黑洞”無(wú)疑是本世紀(jì)最具有挑戰(zhàn)性、也最讓人激動(dòng)的天文學(xué)說(shuō)之一。許多科學(xué)家正在為揭開(kāi)它的神秘面紗而辛勤工作著,新的理論也不斷地提出。不過(guò),這些當(dāng)代天體物理學(xué)的最新成果不是在這里三言兩語(yǔ)能說(shuō)清楚的。有興趣的朋友可以去參考專門的論著。

按組成來(lái)劃分,黑洞可以分為兩大類。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋轉(zhuǎn)的巨大的暗能量組成,它內(nèi)部沒(méi)有巨大的質(zhì)量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋轉(zhuǎn),其內(nèi)部產(chǎn)生巨大的負(fù)壓以吞噬物體,從而形成黑洞,詳情請(qǐng)看宇“宙黑洞論”。暗能量黑洞是星系形成的基礎(chǔ),也是星團(tuán)、星系團(tuán)形成的基礎(chǔ)。物理黑洞由一顆或多顆天體坍縮形成,具有巨大的質(zhì)量。當(dāng)一個(gè)物理黑洞的質(zhì)量等于或大于一個(gè)星系的質(zhì)量時(shí),我們稱之為奇點(diǎn)黑洞。暗能量黑洞的體積很大,可以有太陽(yáng)系那般大。但物理黑洞的體積卻非常小,它可以縮小到一個(gè)奇點(diǎn)。auh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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