未来的火箭燃料

人类未来的火星旅行,其周期可能缩短至利用圣诞节假期就能进行.以色列科学家发现的这一节省时间的燃料,甚至使人们有可能见到只需两周时间就能在地球上与火星间作飞快旅行的宇宙飞船.而目前人类航天器飞抵火星所需的时间平均为8至10月.     

“太空加油”知多少

<正>如今的空中加油技术已经非常成熟,飞机借此大大提升了续航能力,那么在轨运行卫星的续航能力也能靠此提升吗?又有谁能为它们提供加油服务呢?2016年12月6日,美国宇航局(NASA)宣布正在研制一种可为在轨运行卫星提供燃料的新型航天器——"Restore-L Spacecraft Bus"(简称Restore-L)。它的作用就像一个可移动的"太空加油站",能够自主与在低轨道上运行的卫星对接,进行轨道燃料加注,使燃料即将耗尽的卫星延寿,避免过早"油尽灯     

Development and unification of the electroweak theory

引力相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和强相互作用是自然界的4种基本相互作用,科学家们一直试图找到能把这4种基本相互作用统一起来的途径,但这条统一之路却充满了艰辛,文章就这一理论进行了详细的论述.     

未来的节能航天器

目前,世界各国发射的航天器,几乎都是在发射架上垂直发射升空的。这种发射方式需要消耗大量燃料。以美国航天飞机为例,它起飞时所消耗的燃料,大约占其携带燃料的90%,起飞时所消耗燃料的重量占航天飞机总重量的57%。航天器使用的燃料是非常昂贵的,每1吨燃料大约需花费500万美元;携带大量燃料又是航天器飞行中的累赘,增加航天器的起飞和飞行重量,大大提高了航天器的制造成本和飞行费用。如何降低航天器的发射和飞行费用,是当前世界各国航天科学家竞相探索的热门课题,他们正在     

博士殿堂

飞行衣我想发明一种可以使人摆脱地球引力的飞行衣,衣服上有标有引力刻度的特殊装置。穿上这种衣服后,只要调节刻度盘上的指针,人体与地球的引力就会减小,行速大增,甚至可以完全脱离地球引力。那么我们就可以行     

能源从地里长出来

数百年来,煤和石油一直在燃料王国里唱“主角”。试想,煤和石油的“祖宗”既然都是远古时代的植物,那么能不能种植能源作物,像收割庄稼一样来“收获”石油呢?这将是21世纪普遍关注的一个新的问题。自从我们的祖先掌握了用火的秘诀,人们就一直在利用地球上的植物资源来满足对于能源的需求。这些可用作燃料的植物,是“生物能”的重要组成部分。经过努力探     

飞翔的“联合国”

<正>自从地理大发现以来,太空成为人类最后的边疆。在人类进军太空的历史上,各类航天器上演了大气磅礴而动人心魄的一幕。其实,人类的航天活动早就不限于做地球的"表面文章"了,美苏两国在太空竞赛伊始便"探骑四出",以"第二宇宙速度"冲出地球引力,造访太阳系的各位"邻居"。     

海卫-表面的波纹状地形

自从1989年“旅行者”2号航天器发回海王星的最大卫星海卫一表面的图像以来,行星科学家一直为其表面奇特地形的形成机制大伤脑筋。现在地质学家对这种像哈密瓜表面那样的波纹状地形提出了一种形成机制。他们将此与地球上由盐矿床形成的构造类比,如果这种类比是正确的话,将证明海卫一有     

手掌上的航天器

美国科学家预言,未来替人类执行空间使命的航天飞行器有可能缩小到能放进一个人的手掌里。这种微型航天器上安装的全部科学仪器并在一起也许只有火柴盒那么大,推动这种航天器的火箭不是今天使用的庞大而笨重的化学燃料火箭,而是一种轻型的离子发动机。 这种微型航天器由于发射成本低廉,因而可以频繁地被发射上天,有时候甚至可以一次把好几个微型航天器送上空间,让它们共同执行一项使命。 美国宇航局局长丹尼尔·戈尔丁已向美国喷气推进实验室的科学家们提出了要求,要他们为下个世纪的人类空间探索提出一个符合“多快好省”的构想。美国宇航局的     

莫斯科大学的引力实验

莫斯科大学两个引力实验室在最近20年中完成了一些引力实验并取得了高水平的结果,即等效原理实验,引力常数绝对值的测定,牛顿反平方律的检验以及引力波的研究,本文就描述这些实验。     

反引力——一个狂妄的想法?

引力(或曰万有引力)是自然界中普遍存在的一种力,人类得以站在旋转的地球上从事各项活动,而不至于堕入茫茫太空,正是凭借着引力的作用.在古代神话和现代科学幻想小说中常常有抵消引力的描述.然而,在当代最有效的引力理论——爱因斯坦的广义相对论中几乎没有容许反引力存在的余地.不过,许多物理学家相信,广义相对论的引力理论尽管取得了成功,但     

引力趣谈

我们是幸运的。地球稳稳地运行在自己的轨道上，并与周围巨大的天体保持着适当的距离。它不会向太阳一直落下去，直到最后被巨大的火焰烧成灰烬。使太阳、地球以及那些巨大的邻居保持着如此稳固关系的，就是宇宙间最基本的力量之一：引力。强大又弱小引力是一种非常巨大的力量。要知道我们地球的质量将达58万亿吨。而在地球所处的银河系中，有1000多亿颗质量远远大于地球的恒星。至于整个宇宙中的天体，更是不计其数，但它们都在引力的作用下井然有序地运行着。虽然引力控制着宇宙万物的运行，但事实上引力是四种基本作用(力)中最弱小的一种…     

第六种力

物理学家发现了自然界中另一种力他们把它称为“第六种力”。这个新的发现证实最近理论的猜测;有两种非牛顿的引力成分,一种是吸引的,另一种是排斥的。美国麻省地球物理实验室的研究人员探测到一种力,在200米左右范围内使引力增强了。澳大利亚昆士兰大学的弗兰克·斯塔塞(Frank Stacey)最近发现第五种力,在数米的范围内使引力削弱了。     

检测第五种力的320m高塔实验研究

关于引力反平方律的近期检验工作是由stacey及其合作者与Fischbach等的研究结果所促进的。同时量子超引力理论很自然地引入了与物质质量耦合强度为引力强度且能够产生中程力的量子引力模型。近年来,出现了许多实验检验,但大多数物质成分相关的实验没有发现第五种力的可靠证据,而大多数地球物理实验则显示了相互不一致的正结果。Eckhardt等实现了一个更严格的实验,该实验通过测量塔上的重力并与由地面测量值的上延拓理论预言值进行对比来检验引力反平方律。     

利用近距离牛顿反平方定律实验探索洛伦兹不变性破缺效应

回顾了利用近距离引力实验探索洛伦兹不变性破缺效应的现状,并展望了其发展趋势.引力与物质的耦合极其微弱,近距离下牛顿反平方定律的实验检验是探索引力现象对广义相对论偏离的常用方法之一,其实验检验的基本原理是通过测量密度较大的2块薄金属片之间的引力相互作用随间距的变化,判断其是否满足牛顿反平方定律.在探索洛伦兹不变性破缺方面,通过测量2块薄金属片之间的非牛顿力的恒星时变化,可以检验标准模型拓展(SME)中包含黎曼曲率2次耦合的洛伦兹对称性破缺参数.分析表明近距离引力实验中,由于洛伦兹不变性破缺,2块有限平板间的非牛顿引力由边缘效应主导,尽管如此,现有的近距离引力实验对洛伦兹不变性破缺系数的限制仍能达到10?8 m2的水平.     

“长征九号”将成中国飞天大力士

正自古以来,人类一直梦想进入太空。可是,进入太空大门的钥匙在哪里?19世纪末20世纪初,人类积累了一定的科学知识和技术,终于找到了打开太空大门的钥匙。由于受地球引力的牵制,航天器要在冲出大气层后环绕地球运行,必须达到每秒7.9千米的第一宇宙速度;若要飞向月球,必须达到每秒10.8千米的速度;要环绕太阳运行,     

一九九八年十大科技突破

1998年12月号美国《科学》杂志刊登了它评选的十大科技突破。 (1)一个国际天文学家小组通过对超新星的研究发现,宇宙中存在着一种反引力,正是这种力与引力相抗衡使得宇宙不断地加速膨胀。这种观点不同于宇宙“大爆炸”理论。 (2)科学家发现果蝇、老鼠和细菌具有类似人体生物钟的守时基因。 (3)科学家发现神经系统里有能够使化学信号以每秒100个离子的速度从一个神经元流向另一个神经元的结构。     

大型强子对撞机的一次重大维护升级

<正>在阿尔卑斯山脉的地下深处，科学家们几乎无法抑制他们的兴奋之情。他们交头接耳，谈论着那些将彻底改变我们对于宇宙之认识的发现。“自从成为粒子物理学家以来，我一直在寻找第五种力，”山姆·哈珀博士（Sam Harper）说，“也许就是今年了。”在过去的20年里，山姆一直在试图寻找第五种自然力存在的证据，此前，物理学家们已经发现了四种自然力：引力、电磁力和两种核力。他把希望寄托在大型强子对撞机的重大维护升级上。这是世界上最先进的粒子加速器——这台巨大的机器通过使原子相互撞击将它们粉碎，以探究它们内部有什么。     

宇宙是无限的吗?

如果引力强度能象光强度那样相加起来的话,对上述问题的回答是肯定的。光和引力都以同样的方式随着距离的远近而变化,但两者之间的相同点仅止于此。牛顿早在三百年前就证明,一个位于某一球形物质中心的物体受到的引力是零。因为其中一个半球的物质产生的引力将与另一半球产生的引力相互抵销。假如宇宙的确像某些宇宙模型那样是无限的,恒星和星系都均匀地分布宇宙空间,那么,整个宇宙作用于地球的全部引力不是无限大,而是相反,即引力为零。然而,光却不能象引力那样相互抵销。来自两个光源的光波,中途相遇时其亮度将会增加。众多的光线能叠加在一起的这一事实导致了著名的“Olbers悖论。”     

黑洞不是洞

最常见的东西往往最易被忽视，即便它对维持正常世界不可或缺，也不免如此。引力就是最佳例证。若非３００年前有只苹果掉下来砸在一个伟大的脑袋上，人类认识引力恐怕还要多费些时日。 假定有一台引力调节机，拨动其旋钮就能改变引力的大小，我们就会看到许多有趣的事。引力接近于零的状况，经常可以从电视上看到：航天飞机上的宇航员们，像慢镜头似地飘来飘去。假如他们不慎打翻了一杯茶，茶水就会在表面张力的作用下形成无数圆形的水滴，在空中跳动。此时引力若恢复到１ｇ（即地球表面重力），宇航员就会重重地跌到地板上，随之而来的是…