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膨胀的宇宙

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赵峥

北京师范大学物理系,北京市100845

物理教学探讨:中学教学教研专辑
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国际标准刊号:ISSN 1003-6148
国内统一刊号:CN 50-1061/G4

摘  要:

自然界存在四种相互作用(强作用、弱作用、电磁作用和万有引力作用),它们的强度相差很大。如果以强作用的强度为1,则电磁作用为10^-2,弱作用为10^-14,而引力作用为10^-39。引力相互作用与强、弱、电磁作用相比太微弱了,完全可以忽略不计。所以,爱因斯坦一开始就认识到,广义相对论的应用对象应该是宇宙而不是原子现象。强、弱作用是短程的,强作用仅在10^-15。米以内有效,而弱作用的力程只有10^-17米。宇宙物质又是电中性的,电磁作用可以忽略,所以在辽阔的宇宙中,引力扮演着最主要的角色,在那里可以观察到时空的弯曲。[第一段]

他认为太阳才是宇宙的中心。地球和其它行星都围绕着太阳转动,恒星则镶嵌在天球的最外层上。布鲁诺进一步认为,宇宙没有中心,恒星都是遥远的太阳。无论是托勒密的地心说还是哥白尼的日心说,都认为宇宙是有限的。教会也支持宇宙有限的论点。但是,布鲁诺居然敢说宇宙是无限的,从而挑起了宇宙究竟有限还是无限的长期论战。这场论战并没有因为教会烧死布鲁诺而停止下来。主张宇宙有限的人说:“宇宙怎么可能是无限的呢?”这个问题确实不容易说清楚。主张宇宙无限的人则反问:“宇宙怎么可能是有限的呢?”这个问题同样也不好回答。随着天文观测技术的发展,人们看到,确实像布鲁诺所说的那样,恒星是遥远的太阳。人们还进一步认识到,银河是由无数个太阳系组成的大星系,我们的太阳系处在银河系的边缘,围绕着银河系的中心旋转。转速大约每秒250公里,围绕银心转一圈约需2.5亿年。太阳系的直径充其量约1光年,而银河系的直径则高达1O 万光年。银河系由1000多亿颗恒星组成。太阳系在银河系中的地位,真像一粒砂......
Journal of Physics Teaching

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P159 P131

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作者简介:

赵峥,男,1967年毕业于中国科技大学物理系,1987年于布鲁塞尔自由大学获博士学位(导师普利高津教授为诺贝尔奖金获得者)。曾任北京师范大学研究生院副院长、物理系主任、中国引力与相对论天体物理学会理事长、中国物理学会理事。现为北京师范大学物理系教授,理论物理博士生导师、教育学博士生导师、中国引力与相对论天体物理学会理事。赵峥教授承担过多项国家自然科学基金项目,在相对论、黑洞物理等领域发表论文100余篇,在黑洞热性质、时空奇点、时间测量理论、钟速同步和热力学的关系等方面有创新性的工作。1986年、1996年两次荻国家教委科技进步二等奖。其著作《黑洞的热性质与时空奇异性》和《探求上帝的秘密》分荻第11届和第12届中国图书奖,《黑洞与弯曲的时空》和《物理学与人类文明》2005年被中国物理学会选为世界物理年推荐书籍。

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