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上世紀60年代天文學的四大發現是什麽?

在20世紀60年代,取得了稱為“天文學四大發現”的成就:微波背景輻射、脈沖星、類星體和星際有機分子。

壹、微波背景輻射

微波背景輻射也稱為宇宙背景輻射,宇宙背景輻射是來自宇宙空間背景上的各向同性或者黑體形式和各向異性的微波輻射,特征是和絕對溫標2.725K的黑體輻射相同,頻率屬於微波範圍。宇宙微波背景輻射產生於大爆炸後的三十萬年。

二十世紀六十年代初,美國科學家彭齊亞斯和R.W.威爾遜為了改進衛星通訊,建立了高靈敏度的號角式接收天線系統。1964年,他們用它測量銀暈氣體射電強度。

為了降低噪音,他們甚至清除了天線上的鳥糞,但依然有消除不掉的背景噪聲。他們認為,這些來自宇宙的波長為7.35厘米的微波噪聲相當於3.5K。1965年,他們又訂正為3K,並將這壹發現公諸於世,為此獲1978年諾貝爾物理學獎。

而目前對於微博背景輻射的看法,認為背景輻射起源於熱宇宙的早期。這是對大爆炸宇宙學的強有力支持。3K背景輻射與四十年代伽莫夫、海爾曼和阿爾菲根據當時已知的氦豐度和哈勃常數等資料預言宇宙間充滿具有黑體譜的殘余輻射理論相符。

二、脈沖星

脈沖星,就是變星的壹種。脈沖星是在1967年首次被發現的。當時,還是壹名女研究生的貝爾,發現狐貍星座有壹顆星會發出壹種周期性的電波。經過仔細分析,科學家認為這是壹種未知的天體。因為這種星體不斷地發出電磁脈沖信號,就把它命名為脈沖星。至今,脈沖星已被我們找到了不少於1620多顆,並且已得知它們就是高速自轉著的中子星。

脈沖星被發現後,經過計算,它的脈沖強度和頻率只有像中子星那樣體積小、密度大、質量大的星體才能達到。這樣,中子星才真正由假說成為事實。因此,脈沖星的發現,被稱為二十世紀六十年代的四大天文學重要發現之壹。

脈沖星有個奇異的特性--短而穩定的脈沖周期。所謂脈沖就是像人的脈搏壹樣,壹下壹下出現短促的無線電訊號,如貝爾發現的第壹顆脈沖星,每兩脈沖間隔時間是1.337秒,其他脈沖還有短到0.0014秒(編號為PSR-J1748-2446)的,最長的也不過11.765735秒(編號為PSR-J1841-0456)。

經過天文學家探測、研究得出結論,脈沖的形成是由於脈沖星的高速自轉。原理就像我們乘坐輪船在海裏航行,看到過的燈塔壹樣。設想壹座燈塔總是亮著且在不停地有規則運動,燈塔每轉壹圈,由它窗口射出的燈光就射到我們的船上壹次。

不斷旋轉,在我們看來,燈塔的光就連續地壹明壹滅。脈沖星也是壹樣,當它每自轉壹周,我們就接收到壹次它輻射的電磁波,於是就形成壹斷壹續的脈沖。脈沖這種現象,也就叫“燈塔效應”。脈沖的周期其實就是脈沖星的自轉周期。

三、類星體

類星體是類似恒星天體的簡稱,又稱為似星體、魁霎或類星射電源。

類星體是人類觀測到的非常遙遠的天體,高紅移的類星體距離地球可達到100億光年以上。類星體是壹種在極其遙遠距離外觀測到的高光度天體,80%以上的類星體是射電寧靜的。

類星體比星系小很多,但是釋放的能量卻是星系的千倍以上,類星體的超常亮度使其光能在100億光年以外的距離處被觀測到。據推測,在100億年前,類星體數量更多。

20世紀六十年代,天文學家在茫茫星海中發現了壹種奇特的天體,從照片看來如恒星但肯定不是恒星,光譜似行星狀星雲但又不是星雲,發出的射電(即無線電波)如星系又不是星系,因此稱它為“類星體”。

而在類星體在類星體發現後的二十余年時間裏,人們眾說紛紜,陸續提出了各種模型,試圖解釋類星體的能源疑難。比較有代表性的有以下幾種:

黑洞假說:類星體的中心是壹個巨大的黑洞,它不斷地吞噬周圍的物質,並且輻射出能量。

白洞假說:與黑洞壹樣,白洞同樣是廣義相對論預言的壹類天體。與黑洞不斷吞噬物質相反,白洞源源不斷的輻射出能量和物質。

反物質假說:認為類星體的能量來源於宇宙中的正反物質的湮滅。

巨型脈沖星假說:認為類星體是巨型的脈沖星,磁力線的扭結造成能量的噴發。

近距離天體假說:認為類星體並非處於遙遠的宇宙邊緣,而是在銀河系邊緣高速向外運動的天體,其巨大的紅移是由和地球相對運動的多普勒效應引起的。

超新星連環爆炸假說:認為在起初宇宙的恒星都是些大質量的短壽類型,所以超新星現象很常見,而在星系核部的恒星密度極大,所以在極小的空間內經常性地有超新星爆炸。

恒星碰撞爆炸:認為起初宇宙較小時代,星系核的密度極大,所以常發生恒星碰撞爆炸。

四、星際有機分子

星際有機分子即存在於星際空間的有機分子。星際有機分子的發現有助於幫助人類了解星雲及恒星的演變過程,同時也增大了外星生命存在的可能性,是現在天文學的分支——星際化學的基礎。

從19世紀起,天文學家們就觀測到某些跡象,表明星際空間不是壹片真空。1930年,美國天文學家特朗普勒通過對銀河星團的研究,證實了星際之間的確存在星際物質。星際物質中90%以上是氣體,其余是塵埃微粒,溫度通常在零下200攝氏度以下,用光學望遠鏡根本觀測不到。

1944年,荷蘭天文學家範德胡斯特根據相關理論推斷星際氫原子會發射波長21厘米的電磁波。1951年,用射電望遠鏡果然探測到了這種輻射。

由於星際物質非常稀薄,天文學家們起初認為星際氣體都是單個原子或離子,分子是根本不可能存在的。1957年,美國物理學家湯斯指出了宇宙空間可能存在的17種星際分子,並提出探測到它們的方法。

隨後,科學家們1963年在仙後座探測到了羥基(OH),1968年在銀河系中心區探測到了氨(NH3)和水,1969年發現了甲醛(HCHO)。到1991年,科學家已經陸續發現了超過100種星際分子。

擴展資料

這四大發現的重要意義不亞於四大發明。

宇宙背景輻射的發現在近代天文學上具有非常重要的意義,它給了大爆炸理論壹個有力的證據;由於脈沖星是在蹋縮的超新星的殘骸中發現的,它們有助於我們了解星體蹋縮時發生了什麽情況。還可通過對它們的研究揭示宇宙誕生和演變的奧秘。

由類星體具有較大的紅移值,距離很遙遠這壹事實可以推想,人們所看到的類星體實際上是它們許多年以前的樣子,而類星體本身很可能是星系演化早期普遍經歷的壹個階段。因此類星體對於研究星系的演化有重要的意義;星際分子的發現有助於人類對星雲特性的深入了解,可以幫助揭開生命起源的奧秘。