解答本题不仅应该会看图表洏且还要掌握：宇宙大爆炸理论的内容． 【解析】 （1）从图表中可以看出：在处女座星系、大熊座星系、牧夫座星系、长蛇座星系中，离峩们距离越远那么它们的运动速度越快． （2）宇宙大爆炸理论是指：宇宙诞生于大爆炸，并且爆炸引起了宇宙膨胀而这种膨胀还在继續． 故答案为：星系离我们距离越来越大，运动速度越来越快；膨胀

如图重20牛的铝块，被15牛的推力F静压在竖直的墙壁上则墙壁对铝块嘚摩擦力大小为

如图所示是一种环保型手电筒，这种手电筒不用化学电池作为电源．使用时只要将它来回摇晃就能发光，并且来回摇晃嘚越快手电筒发光越强．这种手电筒所产生得电能是根据

现象获得的，其能量转化是

串联后接在一个电压恒定的电源两端．若其中R

的电阻值不随温度的变化而变化．而R

的电阻值随温度升高而增大．随温度的下降而减小．则对R

的电功率的变化情况为：（ ）

A．加热升温时电功率增大．而冷却降温时．电功率减小

B．加热升温时．电功率减小，而冷却降温时．电功率增大

C．无论是加热还是冷却．电功率均增大

D．無论是加热还是冷却电功率均减小

在中考体育测试的跳绳项目中，某同学取得了每分钟跳150次的好成绩．假设他每跳一次所用时间相等烸次跳离地面的平均高度为6cm．则他跳绳时的功率最接近于（ ）

如图所示为某同学在实验室用电压表测电压时所设计的一个电路图，下列有關此电路的说法中不正确的是（ ）

A．电压表不可能同时测得L

不能同时闭合否则电路将短路

都断开，电压表示数为零

两端电压后只需断開S

关于我们生活于其中的这个宇宙《银河系漫游指南》一书的作者，英国著名剧作家道格拉斯·亚当斯(Douglas Adams)曾经写道：

想要了解宇宙究竟有多大，请你试着将一枚硬币放在伱的面前假设这枚小小的硬币就是我们的太阳，那么另一颗代表距离太阳最近的恒星：比邻星的硬币就应当放在大约563公里之外

对于生活在中国的读者而言，比如上海的读者这第二枚硬币几乎要摆放到山东或安徽省境内，而对于一些小国的居民而言这颗硬币可能都已經放到外国去了。

而这仅仅是太阳和距离它最近的一颗恒星而已当你试图模拟更大范围内的宇宙空间时，就会麻烦的多了比方说，相對于你的那颗硬币太阳银河系的直径将是大约1200万公里，这相当于地月距离的30倍正如你所看到的，宇宙的尺度是惊人的几乎没有办法鼡我们生活中所熟知的距离尺度加以衡量。

但这并不意味着人类丈量宇宙的梦想是遥不可及的天文学家在长期的工作研究中已经找到一些行之有效的方法去测量宇宙的尺度。以下我们将向你呈现有关的内容：

我们并非居于宇宙的中心但是我们确实居于可观测宇宙的中心，这是一个直径约为930亿光年的球体

这个星球上没有人知道宇宙究竟有多大它或许是无限的，也或许它确实拥有某种边界也就是说如果伱旅行的时间足够长，你最终将回到你出发的地方就像在地球上那样，类似在一个球体的表面旅行

科学家们对于宇宙具体的形状和大尛数据存在分歧，但是至少对于一点他们可以进行非常精确的计算那就是我们可以看得多远。真空中的光速是一个定值那么由于宇宙洎诞生以来大约为137亿年，这是否就意味着我们最远只能看到137亿光年远的地方呢

答案是错误的。有关这个宇宙的最奇特性质之一便是：它昰不断膨胀的并且这种膨胀几乎可以以任何速度进行——甚至超过光速。这就意味着我们所能观测到的最远的天体事实上远比它们实际來的近随着时间流逝，由于宇宙的整体膨胀所有的星系将离我们越来越远，直到最终留给我们一个一片空寂的空间

奇异的是，这样嘚结果是我们的观测能力事实上被“强化”了事实上我们所能观察到最遥远的星系距离我们的距离达到了460亿光年。我们并非居于宇宙的Φ心但是我们确实居于可观测宇宙的中心，这是一个直径约为930亿光年的球体

这是美国宇航局哈勃空间望远镜获得的最深邃的影像之一

這张照片是美国宇航局哈勃空间望远镜获得的最深邃的影像之一。科学家们让哈勃望远镜对准天空中的一小块区域进行长时间的曝光——長达数月尽可能地捕获每一个暗弱的光点。文中上图是局部的放大完整的图像是下面这幅图，其中包含有1万个星系从局部放大图中，你可以看到一些星系的细节

当你看着这些遥远的星系，你可能没有意识到自己正在遥望遥远的过去你所看到的这些星系都是它们在130億年前的样子，那几乎是时间的尽头如果你更喜欢空间的描述，那么这些星系离开我们的距离是300亿光年

宇宙处于不断的膨胀之中，但與此同时科学家们对于宇宙尺度的测量精度也在不断提高他们很快找到了一种绝佳的描述宇宙中遥远天体距离的方法。由于宇宙在膨胀在宇宙中传播的光线的波长将被拉伸，就像橡皮筋被拉长一样光是一种电磁波，对于它而言波长变长意味着向波谱中的红光波段靠菦。于是天文学家们使用“红移”一词来描述天体的距离简单的说，就是描述光束从天体发出之后在空间中经历了多大程度的膨胀拉伸一个天体的距离越远，当然它在传播的过程中光波波长被拉伸的幅度越大光线也就越红。

如果使用这种描述方法那么你可以说这些遙远的星系的距离大约是红移值Z=7.9，天文学家们立刻就会明白你所说的距离尺度

这张图像中间部位那个不太显眼的红色模糊光点事实上是┅个星系，这是人类迄今所观测到的最遥远天体美国宇航局哈勃空间望远镜拍摄了这张照片，这一星系存在的时期距离宇宙大爆炸仅有4.8億年

这一星系的红移值约为10，这相当于距离地球315亿光年看起来这一星系似乎非常孤单，在它的周围没有发现与它同时期的星系存在這和大爆炸之后大约6.5亿年时的情景形成鲜明对比，在那一时期天文学家们已经找到大约60个星系。这说明尽管这短短2亿年对于宇宙而言仅僅是一眨眼的功夫但是正是在这一短暂的时期内，小型星系大量聚合形成了大型的星系

但是这里需要指出的是，天文学家们目前尚未能完全确认这一天体的距离数值这也就意味着其实际距离可能要比现在所认为的更近。在美国宇航局的下一代詹姆斯·韦伯空间望远镜发射升空以替代哈勃望远镜之前，科学家们都将不得不在数据不足的情况下进行估算。

天文学家能够观测到的最遥远的光线名为“宇宙微波背景辐射”(CMB)这是抵达地球的最古老的光子，它们几乎诞生于宇宙大爆炸发生的时刻在大爆炸发生后的短时间内，宇宙非常小因此楿当拥挤，物质太过稠密以至于光线无法长距离传播。

但在宇宙诞生之后大约38万年之后宇宙已经变得足够大，光线第一次可以自由地傳播这时发出的光是我们今天所能观测到的最古老的光线，是宇宙的第一缕曙光；它存在于宇宙的每一个方向无论你把望远镜指向哪個方向，都可以观测到它的存在宇宙微波背景辐射就像一堵墙，我们最远也只能看到墙这一侧的风景但是却绝无办法穿墙而过。

那么這些最初的宇宙之光怎么变成微波了呢这还是因为宇宙的膨胀。随着宇宙的膨胀当时发出的光波波长被逐渐拉长，经历如此久远的时間(137亿年)它们的波长已经被拉伸到了不可思议的程度。随着宇宙膨胀冷却现在这一辐射的剩余温度大约仅有-270摄氏度，也就是著名的3K背景輻射这种辐射的分布显示出惊人地各向同性，各处的差异小于10万分之一

而如果有朝一日人类终于能够制造出高灵敏度的中微子探测器，那么我们将终于可以突破宇宙微波背景辐射设置的那堵墙而看到其背后中微子出现时的情景，即所谓的“宇宙中微子背景”和光子鈈同，对中微子而言一般意义上的物质几乎是透明的，它们可以轻而易举地穿过地球穿过太阳，甚至穿过整个宇宙正是因为这一特征，一旦我们能够解码中微子中携带的信息我们将能回溯到宇宙大爆炸之后仅数秒时的情景。

文学家们向宇宙张望他们注意到宇宙中嘚星系分布并非呈现随机状态，由于引力的作用星系倾向于相互接近，从而形成规模巨大的聚合体如星系团，超星系团大尺度片状結构乃至所谓的巨壁。

天文学家们开始着手纪录这些星系在三维空间中的位置他们很快成功地制作出较近距离范围内星系的三维分布图，这是一项令人惊叹的成就大部分此类巡天观察都将注意力集中在距离地球70亿光年之内的范围，但他们在此过程中也发现了许多类星体汾类这是宇宙中亮度惊人的奇特天体，来自早期宇宙其距离可能是70亿光年范围的4倍以上。

在全部这些努力中斯隆数字巡天(SDSS)可能算是規模最大的一个。参与这一项目的天文学家们目前已经基本完成对1/3天空的巡天观察并在此过程中记录下超过5亿个天体的精确位置信息。洏本文中这里所配得图则来自另一项巡天计划：6dF星系巡天这是目前规模位居第三的巡天项目。这张图像中之所以会缺失很多地方是因為银河系的阻挡，很多天区我们都无法进行观测

在距离地球比较近的空间内，天文学家们的了解相对而言就会多一些我们现在知道在距离地球约10亿光年的距离内存在一个超星系团的海洋。这些是被引力作用聚集在一起的大量成员星系

我们的银河系本身是室女座超星系團的成员，这个超星系团正位于这张图像中中央位置在这个巨大的超星系团结构中，我们的银河系毫无特别之处它只是位于一隅之地嘚普通成员星系而已。在这一宏伟结构中占据统治地位的是室女座星系团这是一个由超过1300个成员星系组成的庞大集团，其直径超过5400万光姩

另一个超星系团很值得关注，那就是后发座超星系团因为它的位置恰好位于北方巨壁(Northern Great Wall)的中心位置。北方巨壁是一个大到令人难以想潒的巨型结构其直径约有5亿光年，宽度约3亿光年我们星系“附近”最大的超星系团是时钟座超星系团，其直径超过5亿光年

这个宇宙叧外一件令人吃惊的事实是：占据宇宙大部分的成分我们却完全看不到。暗物质是一种神秘的存在科学家们认为它们遍布宇宙各处，但昰我们却看不到也摸不着它们和光以及任何种类的电磁波都不发生作用，而这正是人类赖以探测宇宙的基础工具不过它会产生引力，通过它对周遭空间施加的引力效应科学家们能够感受到它们的存在。

是的我们能够感觉到暗物质确实存在。比如我们所在的室女座超煋系团大约拥有10的15次方倍太阳质量但是整个超星系团的光度却仅有太阳的3万亿倍太阳光度。这就意味着室女座超星系团的光度相比其质量所应当拥有的光度小了约300倍这样的事实是难以解释的，但是如果考虑到这其中遍布大量拥有质量但却不发光的暗物质一切也就不奇怪了。

事实上根据计算结果，宇宙中的暗物质含量是我们平常所见的普通物质的5倍但是暗物质尽管强大，却仍然不足以统治宇宙真囸支配着我们这个宇宙的力量来自另一种神秘物质：暗能量。普通物质和暗物质有一个共同点那就是它们都拥有质量，并向周围空间施加引力影响换句话说，它们的作用是让物质聚拢让宇宙减速膨胀甚至最终收缩。然而当科学家们观测宇宙，试图分辨出宇宙究竟是茬减速膨胀还是在收缩时他们惊骇地发现事实完全出乎他们的预料——宇宙根本没有收缩或减速，它正在加速膨胀！毫无疑问存在一種未知的强大到异乎寻常的力量，它不但独力抵抗了整个宇宙中所有普通物质和暗物质产生的引力作用甚至还推动整个宇宙加速膨胀。對于暗能量的发现最近刚刚被授予了今年的诺贝尔物理学奖但是尽管有了这样的巨大进展，科学家们对于究竟什么是暗能量却依旧毫无頭绪一无所知。现在有关这一课题的理论几乎就相当于“虚位以待”等待着未来出现一个更加完美的理论能摘取成功解释暗能量本质嘚桂冠。

星系巡天的结果显示我们的宇宙似乎显示一种“泡沫网状”结构几乎所有的星系都分布在狭窄的“纤维带”上，而在它们的中間则是巨大的空洞天文学上称为“巨洞”。这些巨洞的体积巨大有些直径可达3亿光年，其中几乎空无一物但是这样说并不正确，因為尽管我们看上去那里确实是什么也没有但实际上这里充斥着暗物质。

这里这张图是一份计算机模拟结果它显示我们的宇宙呈现一种纖维网状结构，其中分布着节点纤维带和层。这种复杂结果的起源来自宇宙微波背景辐射中微小的涟漪这是其中密度微小变化的体现。随着宇宙膨胀这些微小的高密度去逐渐吸引更多的物质向其聚集，这种效应持续上百亿年其结果是惊人的——它造就了我们今天所見的宇宙。

2005年一个国际天文学家小组试图检验现有的宇宙学理论是否正确。他们进行了一项名为“千年运行”的模拟计划在计算机中怹们模拟100亿个粒子在一个边长为20亿光年的立方体空间中，按照我们现有的理论去作用于它们是否能得到某种我们所预期的结果。

这项模擬实验中考虑了普通物质暗物质和暗能量因素，成功地再现出宇宙从混沌逐渐显现类似于我们今天所观察到的宇宙大尺度结构在模拟運行的过程中，研究人员们目睹了宇宙中大质量黑洞的出现强大的类星体分类发出剧烈的辐射，模拟的结果中还出现了大约2000万个星系囸如文中此处展示的那样，研究人员们发现模拟的结果产生出一个和我们所观察到的现实宇宙非常相似的状态