一、宇宙之外是什么


1、定義

廣義的宇宙定義是萬物的總稱，是時(shí)間和空間的統(tǒng)一。狹義的宇宙定義是地球大氣層以外的空間和物質(zhì)。“宇宙航行”的“宇宙”定義就是狹義的“宇宙”之定義，宇宙航行意思就是在大氣層以外的空間航行。

2、古代對(duì)宇宙的定義

有西漢的《淮南子》：“往古來今謂之宙，四方上下謂之宇”。通過宇宙微波背景輻射的觀測發(fā)現(xiàn)我們的宇宙已經(jīng)膨脹了138.2億年，最新的研究認(rèn)為宇宙的直徑可達(dá)到920億光年，甚至更大。

3、人類能觀察到的宇宙

人類所觀察到的部分宇宙的物件大約是由4.9%的普通物質(zhì)（構(gòu)成恒星、行星、氣體和塵埃的物質(zhì)）或“重子”，26.8%的暗物質(zhì)和68.3%的暗能量構(gòu)成。重子物質(zhì)構(gòu)成星系際的“蛛網(wǎng)”。在宇宙中，地球是目前人類所知唯一一顆有生命存在的星球。

4、宇宙大爆炸

宇宙大爆炸是描述宇宙誕生初始條件及其后續(xù)演化的宇宙學(xué)模型，這一模型得到了當(dāng)今科學(xué)研究和觀測最廣泛且最精確的支持。宇宙學(xué)家通常所指的大爆炸觀點(diǎn)為：宇宙是在過去有限的時(shí)間之前，由一個(gè)密度極大且溫度極高的太初狀態(tài)演變而來的，并經(jīng)過不斷的膨脹到達(dá)今天的狀態(tài)。

5、加速膨脹運(yùn)動(dòng)

暗物質(zhì)和暗能量分別通過對(duì)普通物質(zhì)產(chǎn)生的引力作用和推動(dòng)宇宙做加速膨脹而表明它們的存在。如果暗能量不存在，那么物質(zhì)間的萬有引力作用就會(huì)減慢宇宙的膨脹，但是天文觀測表明我們的宇宙在做加速膨脹運(yùn)動(dòng)。宇宙由一切天體組成。

二、太陽系天體


1、太陽

質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的99.86%，它以自己強(qiáng)大的引力將太陽系里的所有天體牢牢地吸引在它的周圍，使它們不離不散、井然有序地繞自己旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，太陽又作為一顆普通恒星，帶領(lǐng)它的成員，萬古不息地繞銀河系的中心運(yùn)動(dòng)。 太陽的半徑為696000千米，質(zhì)量為1.989×10^30kg，中心溫度約15000000 ℃，。 如果一個(gè)人站在太陽表面，那么他的體重將會(huì)是在地球上的20倍。

2、金星

是離太陽的第二顆行星，夜空中亮度僅次于月球。 [43] 金星上沒有水，大氣中嚴(yán)重缺氧，二氧化碳占97%以上，空氣中有一層厚達(dá)20千米至30千米的濃硫酸云，地面溫度從不低于400℃，是個(gè)名副其實(shí)的“煉獄”般世界。金星地面的大氣壓強(qiáng)為地球的90倍，相當(dāng)于地球海洋中900米深度時(shí)的壓強(qiáng)。金星大氣主要由二氧化碳等溫室氣體組成，失控的溫室效應(yīng)，是導(dǎo)致金星極端氣候的主要原因。 由于金星沒有內(nèi)稟磁層保護(hù)，誘發(fā)磁層中磁場重聯(lián)釋放的巨大能量，使得金星大氣被加熱后加速逃逸。

3、木星

是離太陽第五顆行星，而且是最大的一顆，比所有其他的行星的合質(zhì)量大2倍（地球的318倍），直徑142987km。它是氣態(tài)行星沒有實(shí)體表面，由90%的氫和10%的氦（原子數(shù)之比, 75/25%的質(zhì)量比）及微量的甲烷、水、氨水和“石頭”組成。這與形成整個(gè)太陽系的原始的太陽系星云的組成十分相似。木星可能有一個(gè)石質(zhì)的內(nèi)核，相當(dāng)于10－15個(gè)地球的質(zhì)量。內(nèi)核上則是大部分的行星物質(zhì)集結(jié)地，以液態(tài)氫的形式存在。液態(tài)金屬氫由離子化的質(zhì)子與電子組成（類似于太陽的內(nèi)部，不過溫度低多了）。

4、水星

是最接近太陽的行星。水星的半徑約為2440公里，在八大行星中是最小的。水星晝夜溫差極大，白天攝氏 430 度，晚上約可達(dá)零下170 度，是太陽系八大行星中溫差最大的一個(gè)行星。 水星的外大氣層非常稀薄，是由水星表面和太陽風(fēng)中的原子和離子構(gòu)成。 科學(xué)家確認(rèn)水星表面含有豐富的碳，認(rèn)為碳是水星表面呈黑色的原因，水星表面的巖石是由低重量百分比的石墨碳構(gòu)成。

5、火星

是地球的近鄰，是太陽系由內(nèi)往外數(shù)第四顆行星。直徑6794km，體積為地球的15%，質(zhì)量為地球的11%。火星表面是一個(gè)荒涼的世界，空氣中二氧化碳占了95%。火星大氣十分稀薄，密度還不到地球大氣的1%，因而根本無法保存熱量。這導(dǎo)致火星表面溫度極低，很少超過0℃，在夜晚，最低溫度則可達(dá)到-123℃。火星被稱為紅色的行星，這是因?yàn)樗砻娌紳M了氧化物，因而呈現(xiàn)出鐵銹紅色。其表面的大部分地區(qū)都是含有大量的紅色氧化物的大沙漠，還有赭色的礫石地和凝固的熔巖流。火星上常常有猛烈的大風(fēng)，大風(fēng)揚(yáng)起沙塵能形成可以覆蓋火星全球的特大型沙塵暴。每次沙塵暴可持續(xù)數(shù)個(gè)星期。火星兩極的冰冠和火星大氣中含有水份。從火星表面獲得的探測數(shù)據(jù)證明，在遠(yuǎn)古時(shí)期，火星曾經(jīng)有過液態(tài)的水，而且水量特別大。

6、土星

是離太陽第六顆行星，直徑120536㎞，體積僅次于木星。主要由氫組成，還有少量的氦與微量元素，內(nèi)部的核心包括巖石和冰，外圍由數(shù)層金屬氫和氣體包裹著。地球距離土星13億公里。土星的引力比地球強(qiáng)2.5倍，能夠牽引太陽系內(nèi)其它行星，使地球處于一個(gè)橢圓軌道中運(yùn)行，并且與太陽保持適當(dāng)距離，適宜生命繁衍。當(dāng)土星軌道傾斜20度將使地球軌道比金星軌道更接近太陽，同時(shí)，這將導(dǎo)致火星完全離開太陽系。土星是已知唯一密度小于水的行星，假如能夠?qū)⑼列欠湃胍粋€(gè)巨大的浴池之中，它將可以漂浮起來。土星有一個(gè)巨大的磁氣圈和一個(gè)狂風(fēng)肆虐的大氣層，赤道附近的風(fēng)速可達(dá)1800千米/時(shí)。在環(huán)繞土星運(yùn)行的31顆衛(wèi)星中間，土衛(wèi)六是最大的一顆，比水星和月球還大，也是太陽系中唯一擁有濃厚大氣層的衛(wèi)星。

三、物質(zhì)多樣性


1、紅巨星

當(dāng)一顆恒星度過它漫長的青壯年期——主序星階段，步入老年期時(shí)，它將首先變?yōu)橐活w紅巨星。稱它為“巨星”，是突出它的體積巨大。在巨星階段，恒星的體積將膨脹到十億倍之多。稱它為“紅”巨星，是因?yàn)樵谶@恒星迅速膨脹的同時(shí)，它的外表面離中心越來越遠(yuǎn)，所以溫度將隨之而降低，發(fā)出的光也就越來越偏紅。不過，雖然溫度降低了一些，可紅巨星的體積是如此之大，它的光度也變得很大，極為明亮。紅巨星一旦形成，就朝恒星的下一階段白矮星進(jìn)發(fā)。

2、白矮星

是一種低光度、高密度、高溫度的恒星。因?yàn)轭伾拾咨Ⅲw積比較矮小，因此被命名為白矮星。白矮星是一種很特殊的天體，它的體積小、亮度低，但質(zhì)量大、密度極高。白矮星是中低質(zhì)量的恒星的演化路線的終點(diǎn)。在紅巨星階段的末期，恒星的中心會(huì)因?yàn)闇囟取毫Σ蛔慊蛘吆司圩冞_(dá)到鐵階段而停止產(chǎn)生能量。恒星外殼的重力會(huì)壓縮恒星產(chǎn)生一個(gè)高密度的天體。一個(gè)典型的穩(wěn)定獨(dú)立白矮星具有大約半個(gè)太陽質(zhì)量，比地球略大。這種密度僅次于中子星和夸克星。

3、超新星

是恒星演化過程中的一個(gè)階段。超新星爆發(fā)是某些恒星在演化接近末期時(shí)經(jīng)歷的一種劇烈爆炸。一般認(rèn)為質(zhì)量小于9倍太陽質(zhì)量左右的恒星，在經(jīng)歷引力坍縮的過程后是無法形成超新星的。 在大質(zhì)量恒星演化到晚期，內(nèi)部不能產(chǎn)生新的能量，巨大的引力將整個(gè)星體迅速向中心坍縮，將中心物質(zhì)都?jí)撼芍凶訝顟B(tài)，形成中子星，而外層下坍的物質(zhì)遇到這堅(jiān)硬的“中子核”反彈引起爆炸。這就成為超新星爆發(fā)，質(zhì)量更大時(shí)，中心更可形成黑洞。

4、脈沖星

是恒星在超新星階段爆發(fā)后的產(chǎn)物。超新星爆發(fā)之后，就只剩下了一個(gè)“核”，僅有幾十公里大小，它的旋轉(zhuǎn)速度很快，有的甚至可以達(dá)到每秒714圈。在旋轉(zhuǎn)過程中，它的磁場會(huì)使它形成強(qiáng)烈的電波向外界輻射，脈沖星就像是宇宙中的燈塔，源源不斷地向外界發(fā)射電磁波，這種電磁波是間歇性的，而且有著很強(qiáng)的規(guī)律性。正是由于其強(qiáng)烈的規(guī)律性，脈沖星被認(rèn)為是宇宙中最精確的時(shí)鐘。脈沖星靠消耗自轉(zhuǎn)能而彌補(bǔ)輻射出去的能量，因而自轉(zhuǎn)會(huì)逐漸放慢。但是這種變慢非常緩慢，以致于信號(hào)周期的精確度能夠超過原子鐘。而從脈沖星的周期就可以推測出其年齡的大小，周期越短的脈沖星越年輕。

5、中子星

是超大質(zhì)量恒星爆炸形成超新星時(shí)殘留的內(nèi)核，它是密度非常高的天體，相當(dāng)于將太陽的質(zhì)量裝入一個(gè)直徑僅有20千米的球體內(nèi)。中子星能夠每秒旋轉(zhuǎn)數(shù)百次，由于超強(qiáng)的引力作用和旋轉(zhuǎn)速度，中子星可在時(shí)空中形成較大的“漣漪”，但如果其表面包含隆起或其他瑕疵，時(shí)空中出現(xiàn)的“漣漪”將出現(xiàn)不均勻性。中子星的表面被認(rèn)為是由富含中子微粒的結(jié)晶層，是一種固體堅(jiān)硬的外層。中子星表面的原子排列地比鋼鐵更加緊密，其強(qiáng)度是鋼鐵斷點(diǎn)的100億倍。堅(jiān)硬的表面意味著中子星能夠支撐大量的表面隆起地形——“山脈”，可能在中子星表面能夠支撐一些10厘米高的地形隆起，延伸至幾公里之外。