【圖集】從10億光年到0.1飛米的世界_宇宙吧

31樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:06

【10微米】
　　穿過表皮，我們進入了一根有血液進出的毛細血管。大多數血紅細胞都是小小的、不完整的、短命的餅狀結構，血液的顏色其實是它們的顏色。這個白色的細胞叫淋巴細胞，它的壽命較長，而且是免疫系統——抵禦細菌感染的一種細胞及化學策略——的一份子。
　　【此圖所示區域的邊長約為10微米，即10-5次方米。生物體內大多數細胞的大小都在10微米上下。當然也有例外。人體內部個頭最大的單個細胞是女性的卵子，直徑約0.1毫米，即100微米。而世界上最大的單個細胞是鴕鳥的蛋，直徑是分米量級的。】

32樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:07

【1微米】
　　我們現在位於多褶的淋巴細胞內部，卻發現了另一個表面，這是在細胞內部包裹着細胞核的一層膜，起保護作用的。這些微小的孔隙允許裏面的物質流到外面更大的細胞內部空間。每一個完整的細胞都有這樣一個細胞核，它發出的分子指令控制着細胞的一生。一個人體內的細胞數目，比一個星系內的恆星數目要多一百倍。
　　【此圖所示區域的邊長約為1微米，即10-6次方米。】

33樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:09

【100納米】
　　在細胞核內部被緊緊地包裹起來的，是大量的長鏈狀分子，這些繞在一起的DNA卷，在細胞核內狹窄的空間內巧妙地絞纏、摺疊在一起。每次細胞分裂時這些至關重要的指令都會被精確地複製。人體中每個細胞的細胞核內都有46個（23對）染色體，每個染色體都由這樣一大段DNA卷摺疊而成，如果全部伸開的話，該DNA分子鏈將有幾厘米長。
　　【此圖所示區域的邊長約為0.1微米，也可以說是1000埃（Angstrom），即10-7次方米。一條DNA分子鏈的直徑約為20埃，而它自己繞在一起形成的一段DNA卷，直徑約100埃。】

34樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:09

【10納米】
　　仔細看DNA卷，我們看到的是扭曲的、長長的分子梯，即雙螺旋結構。各個器官的特性都儲存在不同位置的連續分子段中。那些化學信息是用4個字母的分子語言連篇累牘地寫出來的。一套語言，使用終身；但在各人身體內的細胞里被複述的故事，彼此又不完全相同。分子梯的雙鏈在細胞複製時分開，作為複製全新的分子梯時的模板。
　　【此圖所示區域的邊長約為100埃，即10-8次方米。DNA內的生命信息是用4種核苷酸來記錄的：腺嘌呤（deoxyAdenosine monophosphate，A）、胸腺嘧啶（deoxyThymidine monophosphate，T）、鳥嘌呤（deoxyGuanosine monophosphate，G）和胞嘧啶（deoxyCytidine monophosphate，C）。核苷酸的配對規則是A－T，G－C。在指導細胞的活動時，DNA先將需要表達的信息轉給一種「信使RNA」，而「信使RNA」上每3個核苷酸代表一種蛋白質。蛋白質共有20種，而4種核苷酸，3個一起就有43，共64種可能性，足以代表所有種類的蛋白質。】

35樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:10

【1納米】
　　這些「磚塊」是分子「印刷版」，書寫基因信息的字母。那捲帙浩繁的信息就是由它們之間的特定順序來決定的。這些形式是化學結構，普通的、穩定的原子，它們對於生命現象一無所知。中間的那個是碳原子，和它相連的是旁邊的3個氫原子（底下還有1個，被擋住了）。與此相似的碳原子和氫原子的連接，在外太空冰冷的星系間分子雲中也能找到。
　　【此圖所示區域的邊長約為10埃，也可以說是1納米（nanometer，nm），即10-9次方米。圖中間的應該是一個甲基，即－CH3，有機化學中最常見的分子團之一。從這裏往下，是化學的主要研究領域。】

36樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:10

【100皮米】
　　原子尺度上的量子定律所描述的電子運動，和日常經驗中運動的粒子相比，要更為精細，也更不連續。相應來說，圖中所示的那些點並不代表單個的電子；實際上，那表示的是電子雲：電子在進行對稱的，然而不可追蹤的量子運動時留下的痕跡。靠外面的電子雲是由結合在一起的原子共享的。
　　【此圖所示區域的邊長約為1埃，即10-10次方米。很明顯這不是真實的照片，因為電子雲是拍不到的。】

37樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:11

【10皮米】
　　現在我們和碳原子最內層的2個電子在一起。它們的運動留下了球形電子雲。外面的4個電子時來時去，要看這個碳原子是在火焰中，是在鑽石中，還是是在DNA中而定。但裏面的這2個電子對於一般的外在影響無動於衷，它們只聽命於內部的原子核。
　　【此圖所示區域的邊長約為0.1埃，也可以說是10皮米（picometer，pm，合10-12米），即10-11次方米。原子的能級理論指出碳的6個核外電子是分層排布的。2個在裏面，4個在外面。碳的主要化學反應都是外面的4個電子和其他原子相互作用的結果。】

38樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:11

【1皮米】
　　原子緊密的核開始出現了。原子間的力量平衡就是由原子核決定的，它的強烈電磁吸引力還影響着電子的運動。要拉住6個帶負電的電子，核裏面就需要不多不少6個帶正點的質子。6這個數字（即原子序數）決定了這是碳元素。我們現在已經知道百來種彼此不同的象這樣微小的質子團，就是說元素。分子的種類就多了去了，它們決定着這個物質的宇宙。
　　【此圖所示區域的邊長約為1皮米，即10-12次方米。從這裏往下是原子物理、核物理的主要研究領域。碳的同位素共3種：碳12、碳13、碳14。其中碳14會穩定地衰變成氮14，半衰期約5700年，可以用來測定文物的年代。】

39樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:12

【100飛米】
　　我們能清楚地看到這個渺小然而結實的核，這一個碳原子的原子核。其緊密的組成部分正在做劇烈的量子運動，然而這裏的運動受到了嚴格的限制，看上去好像是流體。核子之間的非電磁力（即所謂核力、「強相互作用」）強度大得可怕，然而作用的距離卻很短。6個中子和6個質子好像緊貼在一起了。由於有12個核子，這種原子核就被稱為碳12。這是最常見的碳同位素，也是原子量的標準。
　　【此圖所示區域的邊長約為100飛米（femtometer，fm，合10-15米），即10-13次方米。「強相互作用」是4種基本相互作用之一，另外3種是萬有引力、電磁力、「弱相互作用」。宇宙中已知的各種力都可以被歸納到這4種基本相互作用中。其中萬有引力和電磁力的作用距離都是無窮大，強相互作用在1飛米的距離上才起作用，弱相互作用要到1/1000飛米的距離上才起作用。在力的強度上，如果以強相互作用的強度為1，則電磁力的強度為1/10，弱相互作用的強度為10-4，萬有引力的強度為10-37。如何將這4種基本相互作用統一到一個理論（即所謂「統一場理論」）里，是現代物理學的前沿課題之一。】

40樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:12

【10飛米】
　　永不停止運動但又十分穩定的碳12原子核的一張快照。中子和質子結合的方式在全宇宙都是通用的。單個的質子存在於自然界的氫中。單個的中子可以在鈾裂變時的劇烈原子反應中被釋放出來。對這些獨立的核子的研究揭示了它們和化學相似的另一面：在以足夠高的能量運動時，它們如果相撞將產生一些新的粒子，通常是極不穩定的粒子。
　　【此圖所示區域的邊長約為10飛米，即10-14次方米。這裏提到的各種高能粒子相互間的碰撞，其實就是高能粒子對撞機的工作原理。核物理的很多重要發現都是在對撞機上實現的。】


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	31樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:06 【10微米】　　穿過表皮，我們進入了一根有血液進出的毛細血管。大多數血紅細胞都是小小的、不完整的、短命的餅狀結構，血液的顏色其實是它們的顏色。這個白色的細胞叫淋巴細胞，它的壽命較長，而且是免疫系統——抵禦細菌感染的一種細胞及化學策略——的一份子。　　【此圖所示區域的邊長約為10微米，即10-5次方米。生物體內大多數細胞的大小都在10微米上下。當然也有例外。人體內部個頭最大的單個細胞是女性的卵子，直徑約0.1毫米，即100微米。而世界上最大的單個細胞是鴕鳥的蛋，直徑是分米量級的。】
	32樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:07 【1微米】　　我們現在位於多褶的淋巴細胞內部，卻發現了另一個表面，這是在細胞內部包裹着細胞核的一層膜，起保護作用的。這些微小的孔隙允許裏面的物質流到外面更大的細胞內部空間。每一個完整的細胞都有這樣一個細胞核，它發出的分子指令控制着細胞的一生。一個人體內的細胞數目，比一個星系內的恆星數目要多一百倍。　　【此圖所示區域的邊長約為1微米，即10-6次方米。】
	33樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:09 【100納米】　　在細胞核內部被緊緊地包裹起來的，是大量的長鏈狀分子，這些繞在一起的DNA卷，在細胞核內狹窄的空間內巧妙地絞纏、摺疊在一起。每次細胞分裂時這些至關重要的指令都會被精確地複製。人體中每個細胞的細胞核內都有46個（23對）染色體，每個染色體都由這樣一大段DNA卷摺疊而成，如果全部伸開的話，該DNA分子鏈將有幾厘米長。　　【此圖所示區域的邊長約為0.1微米，也可以說是1000埃（Angstrom），即10-7次方米。一條DNA分子鏈的直徑約為20埃，而它自己繞在一起形成的一段DNA卷，直徑約100埃。】
	34樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:09 【10納米】　　仔細看DNA卷，我們看到的是扭曲的、長長的分子梯，即雙螺旋結構。各個器官的特性都儲存在不同位置的連續分子段中。那些化學信息是用4個字母的分子語言連篇累牘地寫出來的。一套語言，使用終身；但在各人身體內的細胞里被複述的故事，彼此又不完全相同。分子梯的雙鏈在細胞複製時分開，作為複製全新的分子梯時的模板。　　【此圖所示區域的邊長約為100埃，即10-8次方米。DNA內的生命信息是用4種核苷酸來記錄的：腺嘌呤（deoxyAdenosine monophosphate，A）、胸腺嘧啶（deoxyThymidine monophosphate，T）、鳥嘌呤（deoxyGuanosine monophosphate，G）和胞嘧啶（deoxyCytidine monophosphate，C）。核苷酸的配對規則是A－T，G－C。在指導細胞的活動時，DNA先將需要表達的信息轉給一種「信使RNA」，而「信使RNA」上每3個核苷酸代表一種蛋白質。蛋白質共有20種，而4種核苷酸，3個一起就有43，共64種可能性，足以代表所有種類的蛋白質。】
	35樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:10 【1納米】　　這些「磚塊」是分子「印刷版」，書寫基因信息的字母。那捲帙浩繁的信息就是由它們之間的特定順序來決定的。這些形式是化學結構，普通的、穩定的原子，它們對於生命現象一無所知。中間的那個是碳原子，和它相連的是旁邊的3個氫原子（底下還有1個，被擋住了）。與此相似的碳原子和氫原子的連接，在外太空冰冷的星系間分子雲中也能找到。　　【此圖所示區域的邊長約為10埃，也可以說是1納米（nanometer，nm），即10-9次方米。圖中間的應該是一個甲基，即－CH3，有機化學中最常見的分子團之一。從這裏往下，是化學的主要研究領域。】
	36樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:10 【100皮米】　　原子尺度上的量子定律所描述的電子運動，和日常經驗中運動的粒子相比，要更為精細，也更不連續。相應來說，圖中所示的那些點並不代表單個的電子；實際上，那表示的是電子雲：電子在進行對稱的，然而不可追蹤的量子運動時留下的痕跡。靠外面的電子雲是由結合在一起的原子共享的。　　【此圖所示區域的邊長約為1埃，即10-10次方米。很明顯這不是真實的照片，因為電子雲是拍不到的。】
	37樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:11 【10皮米】　　現在我們和碳原子最內層的2個電子在一起。它們的運動留下了球形電子雲。外面的4個電子時來時去，要看這個碳原子是在火焰中，是在鑽石中，還是是在DNA中而定。但裏面的這2個電子對於一般的外在影響無動於衷，它們只聽命於內部的原子核。　　【此圖所示區域的邊長約為0.1埃，也可以說是10皮米（picometer，pm，合10-12米），即10-11次方米。原子的能級理論指出碳的6個核外電子是分層排布的。2個在裏面，4個在外面。碳的主要化學反應都是外面的4個電子和其他原子相互作用的結果。】
	38樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:11 【1皮米】　　原子緊密的核開始出現了。原子間的力量平衡就是由原子核決定的，它的強烈電磁吸引力還影響着電子的運動。要拉住6個帶負電的電子，核裏面就需要不多不少6個帶正點的質子。6這個數字（即原子序數）決定了這是碳元素。我們現在已經知道百來種彼此不同的象這樣微小的質子團，就是說元素。分子的種類就多了去了，它們決定着這個物質的宇宙。　　【此圖所示區域的邊長約為1皮米，即10-12次方米。從這裏往下是原子物理、核物理的主要研究領域。碳的同位素共3種：碳12、碳13、碳14。其中碳14會穩定地衰變成氮14，半衰期約5700年，可以用來測定文物的年代。】
	39樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:12 【100飛米】　　我們能清楚地看到這個渺小然而結實的核，這一個碳原子的原子核。其緊密的組成部分正在做劇烈的量子運動，然而這裏的運動受到了嚴格的限制，看上去好像是流體。核子之間的非電磁力（即所謂核力、「強相互作用」）強度大得可怕，然而作用的距離卻很短。6個中子和6個質子好像緊貼在一起了。由於有12個核子，這種原子核就被稱為碳12。這是最常見的碳同位素，也是原子量的標準。　　【此圖所示區域的邊長約為100飛米（femtometer，fm，合10-15米），即10-13次方米。「強相互作用」是4種基本相互作用之一，另外3種是萬有引力、電磁力、「弱相互作用」。宇宙中已知的各種力都可以被歸納到這4種基本相互作用中。其中萬有引力和電磁力的作用距離都是無窮大，強相互作用在1飛米的距離上才起作用，弱相互作用要到1/1000飛米的距離上才起作用。在力的強度上，如果以強相互作用的強度為1，則電磁力的強度為1/10，弱相互作用的強度為10-4，萬有引力的強度為10-37。如何將這4種基本相互作用統一到一個理論（即所謂「統一場理論」）里，是現代物理學的前沿課題之一。】
	40樓魔法绿骑士 2011-7-19 19:12 【10飛米】　　永不停止運動但又十分穩定的碳12原子核的一張快照。中子和質子結合的方式在全宇宙都是通用的。單個的質子存在於自然界的氫中。單個的中子可以在鈾裂變時的劇烈原子反應中被釋放出來。對這些獨立的核子的研究揭示了它們和化學相似的另一面：在以足夠高的能量運動時，它們如果相撞將產生一些新的粒子，通常是極不穩定的粒子。　　【此圖所示區域的邊長約為10飛米，即10-14次方米。這裏提到的各種高能粒子相互間的碰撞，其實就是高能粒子對撞機的工作原理。核物理的很多重要發現都是在對撞機上實現的。】

【圖集】從10億光年到0.1飛米的世界

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