高中地理环境：宇宙航天.doc

高中地理环境：宇宙航天高中地理环境：宇宙航天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。千百年来科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天科学家们才确信宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。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？“大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。大爆炸理论（big-bangcosmology）现代宇宙系中最有影响的一种学说又称大爆炸宇宙学。与其他宇宙模型相比它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的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。............人类很早以前就想到太空畅游一番了。1903年人类在地球上开设了第一家月亮公园。花50美分就能登上一个雪茄状、带翼的车然后车身剧烈摇晃最后登上一个月亮模型。同一年莱特兄弟在空中哒哒作响地飞行了59秒同时一位名为康斯坦丁•焦乌科夫斯基、自学成才的俄罗斯人发表了题为《利用反作用仪器进行太空探索》的文章。他在文内演算一枚导弹要克服地球引力就必须以1．8万英里的时速飞行。他还建议建造一枚液体驱动的多级火箭。50年代有一个公认的基本思想是哪个国家第一个成功地建立永久性宇宙空间站它迟早就能控制整个地球。冯•布劳恩向美国人描述了洲际导弹、潜艇导弹、太空镜和可能的登月旅行。他曾设想建立一个经常载人的、并能发射核导弹的宇宙空间站。他说：“如果考虑到空间站在地球上所有有人居住的地区上空飞行那么人们就能认识到这种核战争技术会使卫星制造者在战争中处于绝对优势地位。1961年加加林成为进入太空的第一人。俄国人用他说明在天上飞来飞去的并不是天使也不是上帝。美国约翰•肯尼迪竞选的口号是“新边疆”。他解释说：“我们又一次生活在一个充满发现的时代。宇宙空间是我们无法估量的新边疆。”对肯尼迪来说苏联人首先进入宇宙空间是“多年来美国经历的最惨痛的失败”。唯一的出路是以攻为守。1958年美国成立了国家航空航天局并于同年发射了第一颗卫星“探险者”号。1962年约翰•格伦成为进入地球轨道的第一位美国人。许多科学家本来就对危险的载人太空飞行表示怀疑他们更愿意用飞行器来探测太阳系。而美国人当时实现了突破：三名宇航员乘“阿波罗号”飞船绕月球飞行。在这种背景下计划在1969年1月实现的两艘载人飞船的首次对接具有特殊的意义。20世纪的80年代苏联的第三代空间站“和平”号轨道站使其航天活动达到高峰都让美国人感到眼热。“和平”号被誉为“人造天宫”1986年2月20日发射上天是迄今人类在近地空间能够长期运行的唯一载人空间轨道站。它与其相对接的“量子1号”、“量子2号”、“晶体”舱、“光谱”舱、“自然