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Ex Astris, Scientia                            http://bzhang.lamost.org

镜中宇宙

Filed under: 天文,学科 发表于 2009-02-27 08:41

Alan W. Hirshfeld,编译自Sky & Telescope, Vol. 109, No. 2 (2005) 照相机和分光仪的出现,让天文学家专注于发展能把更多的星光汇聚到新造仪器上的手段。 19世纪即将结束的时候,邻近宇宙正为人所关注。照相机和分光仪这样的新技术赋予了一门逐渐长成的科学——实测天体物理学最初的立足点。太阳和几颗亮星的化学组成、太空中恒星运动的信息,以及照片上那些自古以来躲避了目光锐利的观测者视线的天体结构,都只不过是天文学家用于展示新仪器分析和发现宇宙潜力的途径之一。

星光侦探——天体分光术的诞生

Filed under: 天文,学科 发表于 2009-02-27 01:30

Alan W. Hirshfeld,编译自Sky& Telescope, Vol. 108, No. 2 (2004) 通过分析星光,天文学家打开了一扇通往天体物理学这一崭新研究领域的大门。 当工业时代进入高潮的时候,尚处幼年期的天体摄影术也一样。全球各地的天文学家迅速认识到了摄影与望远镜联合工作的强大能力及其能为人们带来的科学收益。19世纪中叶,他们已经获得了月球、太阳和恒星的照片。但尽管照片能使人们对天体进行空前的分析,它们却只讲出了故事的一部分。恒星的化学和物理性质仍旧是个谜题。法国哲学家奥古斯特·孔德(Auguste Comte)曾经咬定,由于恒星和星云过于遥远,它们将永远埋藏自身化学组成的秘密。那么我们能不能对遥远的恒星和星云在“实验室中”进行详尽审查呢?

拍摄天空——19世纪天体摄影术的兴起

Filed under: 天文,学科 发表于 2009-02-27 01:13

注:本文及《星光侦探》《镜中宇宙》两篇文章最初译成于2004-2005年并发表于个人主页,最近对原始译文作了修改及图片补充,在此发出修订版。 Alan W. Hirshfeld,编译自Sky& Telescope, Vol. 107, No. 4 (2004) 从一项新奇事物发展成为一种强有力的科研工具,天体摄影最终走向了成熟。 1930年,爱德温·哈勃(Edwin Hubble)宣布了一项自伽利略首次将望远镜对准星空以来最为重要的天文发现。原先认为宁静漂浮在真空中的星系实际上正以不可思议的速度相互飞离;宇宙正在膨胀。哈勃非凡的发现引发了对认识的深远影响:宇宙诞生于一百多亿年前的原始火球中。在新的证据面前,长期占据统治地位的静态无穷宇宙观念在很大意义上消亡了。哈勃跨时代的发现促成了现代宇宙学研究——这是关于宇宙诞生、演化和消亡的科学。今天,该领域取得的成就依旧如同在哈勃的时代那般引人注目。

科学圈圈坐8/13 denovo

Filed under: 科学圈圈坐 发表于 2008-12-30 15:45

自我介绍:denovo,科学工作者+文艺女青年。ID是很装x的拉丁文,其实只是专业文献里一个常用词汇而已;头衔是很神奇的留美女博士,其实毕业至今也没有人管我叫过Dr. denovo,不是不失望的。8岁的时候写好了诺贝尔获奖感言,18岁的时候觉得只能为科学发展贡献自己的一份力量,28岁的时候人生唯一目标就是不要成为科学前进路上的绊脚石,好在这个目标很容易实现,因为我之于科学最多就是恒河一粒沙,应该绊不倒人的。

科学与艺术之流体百态

Filed under: 物理 发表于 2008-11-14 05:00

流体运动的多样性和不稳定性长期以来都是流体力学重要的话题。由于描述方程组往往是非线性的,对相当一部分情况,解析计算比较困难,因此通过实验或数值模拟来直接观察流体的行为也是重要的研究手段。下面这些图片都选自美国物理学会流体力学分会举办的年度流体运动图片展,有的是实验结果,也有计算机模拟图象。其意义不仅仅在于科学,更有着独特的欣赏性。

AAVSO高能观测网

Filed under: 天文,学科 发表于 2008-09-25 14:22

AAVSO,也就是大名鼎鼎的美国变星观测者协会,长期以来在变星的业余观测方面一直享有盛名。不过鲜为人知的是其属下的高能天文观测网络(HEN)。当然,作为以业余人士为主的组织,AAVSO当下是没有属于自己的高能卫星的。他们所做的工作,正是进行与高能现象相关的地面光学监测。 初识AAVSO的HEN是GRB 080319B之后,读GCN通报的时候,在上面看到了它的身影。说实话当时的感觉还是很震惊的,毕竟印象里高能天文一直以来是爱好者的禁区。但事实是,HEN正是从早年的GRB观测网扩展而来,创立于2000年举办的天文爱好者高能workshop之时,还取得过一些成果。现在磁激变变星(磁场在伴星物质传输过程中起主导作用的白矮星)、耀变体(喷流正对地球的活动星系核)也在监测对象之列。

探空火箭时代的空间天文学

Filed under: 天文,学科,航天 发表于 2008-09-24 22:04

在太空时代开始之前,甚至可以说是在卫星技术真正成熟之前,从事亚轨道飞行的探空火箭是空间探测的先锋。这些小家伙可以把轻量设备带到大气层之外飞行上几分钟,虽然其有效载荷并不大,总的飞行时间也很短,其功用却不小:除了探查高层大气结构,填补探空气球与低轨道卫星之间的高度空白以外,还曾经造就了紫外与X射线天文学两大分支学科。 典型的探空火箭由固体或液体燃料驱动,飞行轨迹一般是抛物线。在上升阶段,燃料被消耗殆尽,并与载荷分离。之后载荷减速上升,达到最高点后返回地面,可以借助降落伞回收。由于在最高点附近飞行速度比较慢,火箭可以在此作较长停留。对于天文应用来说,这一阶段就是载荷的主要工作时间。 所谓探空火箭时代,在本文中姑且用来指天文卫星大量出现前探空火箭主导空间天文观测的时代,从时间上看,大抵是从二战结束到20世纪70年代左右。在此期间,空间天文的前辈们蹒跚起步,除了要忍受原始的设备和短暂的观测时间,还要面对光学同行的偏见与自身认知的欠缺。但谁也不会否认,此时的探空火箭创下了空间探测的无数个第一次,也因在人造卫星诞生前扮演了12年的先驱者角色而被载入史册。而这段短暂的历史如今近乎被尘封,只缘空间天文学后起的辉煌足已让探空火箭时代的工作失色,亚轨道飞行也远没有真正进入太空那样让人倾心。

大型强子对撞机年表:1994-2008

Filed under: 学科,物理 发表于 2008-09-15 13:46

译自LHC Milestones, CERN 译序:大型强子对撞机(LHC)是西欧核子中心(CERN)迄今建造过的加速器中最大的一台。它周长27公里,可以把质子束加速到14 TeV的能量上,这一数字14倍于蚊虫在飞行中的动能。建造LHC的目的是探测更深层的微观世界,为理论提供检验,也可以研究早期宇宙的粒子物理现象。值得一提的是,为解决海量数据处理的难题,LHC采用了分布式运算,还推出了面向公众的LHC@Home项目。 现今LHC的建设已经完成,并于2008年9月10日启用。如CERN的宣传语所说,bigger is better when you are searching for smaller,单单凭借LHC的规模,就足以让无数粒子物理学家对其拭目以待。 本年表译自CERN官方网站,初稿译成于2007年8月,由于LHC最近已开始运转,故最近又将2007年底至2008年的内容补充。原文是按年度分页面介绍的,译稿将其合并,图片一律引用原文。

Bathsheba Grossman的雕塑艺术

Filed under: 其他 发表于 2008-07-11 20:17

最近在网上无意发现了雕刻有银河系图案的水晶玻璃工艺品,很是精细,号称准确性也是一流。搜索一番,原来是美国雕塑家Bathsheba Grossman所作,水晶工艺品只是其作品的一部分,除了银河系等天文学题材之外,更有数学曲面、生化大分子结构等主题。继续搜索,又发现了一篇登载在2005年的Symmetry杂志上的文章,讲的是其数学意味十足的金属雕塑作品,虽然文章比较老,不过内容却是颇有意思,于是干脆译出。

色彩体系小考

Filed under: 其他 发表于 2008-06-18 22:07

无意中在煎蛋上看到一篇关于色彩体系历史的文章。由于最近频繁与人讨论颜色问题,对此类话题多少有些敏感,本人的考证瘾立即被勾了起来,遂查阅若干资料,作成此文。

说说帕耳帖效应

Filed under: 学科,物理 发表于 2008-06-18 14:45

前些天和同实验室的同学聊天,无意间聊到了饮水机如何制冷的问题。要说也是,这东西一来价钱不算太贵,二来耗电也不算太大,不大可能是用压缩机,那么是用什么方式让水降温?于是google之,赫然发现用的是半导体制冷,原理就是所谓的帕耳帖效应。原来这东西跟业余天文用CCD的制冷是一个道理,于是连忙去翻实测天体物理的讲义…… 帕耳帖效应其实是诸多热电效应的一种,算是Seebeck效应(也就是温差电效应)的逆过程。Seebeck效应是在两种导电材料的接合处通过温差来产生电压,帕耳帖效应就是让施加有电压的两种导电材料产生温差。具体计算也很简单,如下式所示: 其中是产热率,I是电流,指两种导体的帕耳帖系数,物理意义是单位电流在某种材料中携带的热流数量。由于两种材料连接处电流连续而帕耳帖系数不连续,此处就会有热量的积累或是损失。通过改变电流的方向,就可以决定让设备产热或是制冷。

(译)伽玛射线天文学年表

Filed under: 天文,学科 发表于 2008-06-17 15:46

高能天文卫星GLAST已于6月11日成功发射,进入预计的轨道。第一批科学数据按计划将于3个月之后正式公布。由于最近本人的计算机出了些硬件故障,没有及时将消息转到松鼠会,抱歉。 在这里再发一篇NASA提供的伽玛射线天文学年表,从1950年前后的理论奠基一直到今年GLAST升空。以下是正文: Robert Naeye and David Thompson 译自NASA,2008年6月9日 20世纪50年代 麻省理工学院的物理学家Philip Morrison等人进行的计算预言,与星际物质相互作用的宇宙线会在银河系内产生伽玛射线辐射。

[书荐]你不知道的宇宙大爆炸

Filed under: 其他 发表于 2008-06-02 16:19

你不知道的宇宙大爆炸 (荷兰)霍弗特·席林 著,乔修峰 译,广西师范大学出版社 为给GLAST发射造势,前些天发了两篇相关的文章。既然有读者留言希望获知一些背景知识,不妨推荐一本现有的科普书籍。 何为伽玛射线暴?它们是宇宙中的随机爆发,在伽玛射线的天空中发出短暂的闪光,在几秒钟的时间里释放出惊人的能量。自从60年代末被偶然发现以来,关于它们的起源一直是众说纷纭,直到最近,随着探测器的进步,研究者才对它们的发生机制有了比较确切的认识,这一现象也成了天体物理学的焦点。

犹记里程碑——写在GLAST发射前夕

Filed under: 天文 发表于 2008-05-31 03:41

如果一切顺利,NASA的新一代高能天文卫星GLAST将于6月初发射升空。这颗卫星的一大重点是伽玛射线暴的探测,背负着揭示伽玛暴高能辐射谜团的重任,更有树立新的里程碑的机遇。如今在GLAST发射前夕,不妨再回顾一下过去30年来那些为伽玛暴研究作出里程碑式贡献的卫星们,也重温一遍那激动人心的年代。 说来伽玛暴是天文学的一个异数,首当其冲的就是持续时标,短暴只有零点几秒,长暴也不过是几十秒,且不说与那几乎亘古不变的恒星相比截然不同,就算用超新星这类突发现象的指标来看都是短而又短。当然还有天空中那完全随机的分布,人们永远无法预知下一次爆发出现在何方。正是这两大特点,给研究者竖起了高高的壁垒,也造就了相关探测器发展的主线索——对反应时间与视场的追求。接下来,就从头讲起吧:

GLAST:美国海军实验室的新年礼物

Filed under: 天文 发表于 2008-05-31 03:34

注:第一次在松鼠会群博发文,先讲一些本行相关。本文写成于去年年底,如今高能天文卫星GLAST发射在即,于是搬贴,题目干脆也不作修改了。关于伽玛暴的简介,可以参考本人翻译的一篇旧文。 既然在NASA的介绍里,GLAST被比喻成了美国海军实验室收到的节日厚礼,本人也不妨再用一下这个比喻。今年万圣节前后,当GLAST初到该实验室准备做整体测试的时候,确实是象礼物一般包装得漂漂亮亮的,也确实是象礼物一样让众人充满希望并且迫不及待。不过于我来说,这份礼物意味着:要抓紧时间突击伽玛暴高能辐射的理论了,最好能赶在它发射之前做些东西……