五年级下册主题学习金色童年中的陀螺读后感
目前观测到最近的星系（可能还有没发现的）应该就是“大犬座矮星系”，它距离银河系中心仅4.27万光年。
不过它是矮星系，是银河系的附属星系（卫星星系），因此如果要说和银河系同级别的巨大星系中哪个最近，那就是仙女座星系。
宇宙中有几个类似银河一样的星系
宇宙是无穷大的，即使成为和银河系一样的星系的概率非常低，但乘以一个无穷大的基数后，这个结果也是无穷大，所以有无穷多个和银河系一样的星系。
陀螺不倒的原理
这就是陀螺的运动特性，学术用语是“刚体绕定点旋转”。
几乎所有的人都接触过陀螺，不知有多少人想过它为什么会这样。
早在十七世纪，陀螺问题是著名的世界难题，号称“数学水妖”，吸引了众多的名家潜心研究，欧拉、拉格朗日等泰斗都曾为此付出心血，但是却没有找到最终答案。
为此，法国科学院曾三次向全世界征解，最终由俄国天才女数学家索非亚于1888年借用椭圆积分中的阿贝尔函数解决，陀螺问题告一段落。
今天，已经无从查考法国科学院当年征解的题目是什么，只模糊地知道是“刚体绕定点转动问题”，这或许应该分解为两个问题，一是陀螺运动的规律，也就是刚体绕定点转动时的数学描述；二是陀螺为什么不倒，也就是表面运动规律背后的原因。
前人对陀螺的分析都借助了角动量（动量矩）守恒，利用数学中的矢量计算规则（叉积）建立方程，精确求解陀螺在各种情况下的运动状况，索非亚的陀螺模型最为复杂，仍然可以用数学方程加以描述，由此可见对陀螺运动规律的研究已经尽善尽美。
但是赞美之余，总觉得还有些缺憾，这些非凡的成就可以说对陀螺运动的表面现象总结的极为透彻，但是好像没有说清陀螺为什么不掉下来。
角动量守恒定律指出，旋转的陀螺角速度矢量与重力矩的乘机遵循右手螺旋定则，即它们的叉积垂直于两矢量决定的平面，因此陀螺重心的运动也将遵循叉积的方向。
这实际上可以简化为：因为旋转的陀螺重心不沿重力方向运动（不倒），所以它就不倒
这好像是自身印证，并没有说明问题。
如果法兰西科学院征解的题目是“陀螺为什么不倒”，可以说此问题至今无解。
陀螺究竟为什么不倒
这个原因本应简洁清晰，就象f=ma一样能够被人们理解接受，因为陀螺现象在宇宙中最为普遍，大至天体星系，小至电子光子，以及我们日常所见任何旋转的物体，都遵循着陀螺运动规律。
如此普遍的、触目可及的现象，理应有一个根本的、简洁的解释。
一、简化陀螺 为方便分析，将陀螺简化为匀质薄圆盘，并选圆盘边缘一质点m进行分析。
下面将以表盘标示陀螺旋转盘二、质点的运动 陀螺受到重力与支点的反作用力共同作用，将产生如下的运动。
上沿质点m产生向右垂直于自转平面的加速度a，同时下沿质点向左出现加速度a。
根据牛顿第二定律，f=ma，既然有加速度，必然存在同方向的力f，因此陀螺的旋转盘受到了力偶MgL的作用，产生了以直径为轴的翻转。
外力矩=MgL 陀螺的下倒实际上就是圆盘在MgL的作用下，出现以下图H为轴的翻转。
（定义陀螺自转轴方向为轴向） 由于圆盘翻转，质点m在不同的位置获得不同的轴向加速度，12、6点处值最大为A，方向相反，t时刻为a=Asin(ωt)。
其所受力为f=ma=mAsin(ωt)，mA=F，因此f=Fsin(ωt)。
由于圆盘自身以角速度ω自转，因此可知，质点m在轴向受到周期性力f的作用。
受力（加速度）分布见图三、简协受迫振动 建立以圆盘中心为原点、与圆盘自转速度相同的旋转质心坐标系在此坐标系内观察圆盘中心与质点m连线的运动，可以发现这是一个以R为摆长，质点m为摆锤，受周期力f=Fsin(ωt)作用的单摆。
其摆动周期为2π\\\/ω。
质点m作受迫振动。
关于单摆，摆锤的受力与运动的关系可以叙述为： 摆锤受力最大时，其运动速度最小（瞬间静止）；摆锤受力最小时（f=0），其运动速度最大，此时质点处于3、9点位置，运动速度就是陀螺以12、6连线为轴翻转时边缘的最大线速度，与圆盘半径的比值就是进动角速度。
因此，质点m在轴向的速度变化始终比加速度落后一个相位。
即f(t)=Fsin(ωt) a(t)=f\\\/m=Fsin(ωt)\\\/m v(t)=Fsin(ωt+π\\\/2)\\\/mω=Fcos(ωt)\\\/mω 四、分析 圆盘上所有质点都遵循着简谐振动的规律。
质点速度（运动）分布见图 质点m在运行一周的过程中，12、6两处受力最大但速度为0，3、9两处速度最大但受力为0，因此，质点每运行一周，其运动轨迹将沿竖向轴偏转一个角度。
圆盘上所有质点以3、9连线为轴，上下两半部分运动相互抵消，因此圆盘不出现以3、9连线为轴的翻转。
（定轴性） 所有质点以12、6连线为轴，分左右两部分，运动方向相反，运动效果累加，因此圆盘整体将以12、6连线为轴，出现翻转。
（进动性） 五、继续深入 揭开陀螺问题的关键，在于将陀螺的下倒理解为旋转盘的翻转（自转轴方向变化），陀螺上的质点在做高速圆周运动的同时，在轴向出现高频振荡。
从而引起上述分析结果。
下面进行定量分析 （待续） 六、受力与运动分析 质点m受周期力f=Fsin(ωt)作用，周期为2π\\\/ω。
根据以上分析: 在6、12点处加速度最大，A=F\\\/m,但运动速度为0； 在3、9点位置，其受力（加速度）为0，速度最大（也就是摆锤到最低点，f=0，a=0）I……圆盘转动惯量（以直径为轴，上图的3、9连线） Q……外力矩 α……角加速度 根据刚体转动定律有 α=Q\\\/I 12点处的加速度A=αR=QR\\\/I； 质点受力F=mA=mQR\\\/I……（1） 质点m自此点开始，旋转至9点处，时间t=π\\\/2ω,f=Fcos(ωt),此时速度为: v=Fsinωt\\\/(mω)=F\\\/(mω) v是质点到9点时，离开原自转平面的速度，也就是圆盘以12、6为轴翻转时9点的线速度，因此圆盘以竖直轴翻转的角速度: Ω=v\\\/R=F\\\/(Rmω)……（2） 将（1）代入（2）得： Ω=mQR\\\/IRmω=Q\\\/Iω……（3） 具体到陀螺，外力矩Q=MgL，其进动角速度Ω=Q\\\/Iω=MgL\\\/Iω……这刚好是我们熟悉的进动角速度公式。
七、后记 终于将角动量守恒和f=ma联系起来，为矢量叉乘的方向问题找到了理论依据，纯粹从力与运动的角度揭开了“陀螺为什么不倒”秘密。
事情还没有结束，由此引出的问题或许更为艰难： 对一个特定环境下的特定的陀螺，外力矩MgL和自转角速度ω都存在一个临界值，外力矩一定时自转角速度必然有个最小值、自转角速度一定时外力矩必然有个最大值，在此范围内陀螺作规则运动，一旦越界，陀螺将不能保持平衡而倾倒，这个临界值如何确定质点受迫振动的运动方程是常微分方程，尤其是阻尼振动，更加复杂，与椭圆方程有关。
（1888年索非亚就是利用椭圆积分解决的陀螺问题，不知具体内容，或者我正在她走过的路的起点上
） 以下摘录有关资料上的几段话： “上式是振动系统的振动特性与驱动力间的关系式，称为频率特性。
注意到其第一项是随时间衰减的，在经过一段时间之后这一项将衰减到可以忽略的程度，这个衰减过程常称为系统的过渡过程，最后仅剩下第二部分。
因此我们也可只讨论第二部分的特性。
”或参考 这个随时间衰减的特性似乎论述的是“章动”。
“综上所述，受驱单摆的运动状态有如下特点： ⑴在小驱动力下，单摆作规则的周期运动。
当驱动力矩增加到某—临界值时，单摆从周期的运动状态进入随机运动状态，这种状态常被称为混沌。
” 这也许就是我们希望找到的最大外力矩的临界值。
“设驱动力振幅F保持常数，而驱动力频率n由小到大值缓慢增加，这时振幅逐渐增加，即共振点由1运动至2。
然而在到达点2后，如再继续增加n值，则振幅A发生向上跳变，由点2跳到点3，并伴随着解x的相位反相。
再继续增加n值，则振幅逐渐减少。
当n值由大到小减少时，开始振幅逐渐递增加，在到达点4后，再继续减小n值时，振幅又发生一次跳变到低值，振幅由4一下跳到最低值，同时振动相位又将出现一次反相。
” 这应该就是最小自转角速度的临界点，同时说明了反向进动问题
神十航天员授课观后感400字左右速度
今天我观看了神舟十号太空授课的节目，感触颇深。
首先，神舟十号的成功发射、成功对接，体现了我们国家高超的航天技术，这是大多数国家做不到的。
我们要充分发扬艰苦奋斗和爱国主义精神，在这样的精神的带领下，我们最终会取得圆满成功。
其次，科学探索无止境，一方面，我们要不被先前的理论所束缚，勇敢的抛弃前理论，创立心理论，这样可以促进科学的发展，技术的创新，社会的进步；另一方面，我们需要敢于挑战权威，不被权威所吓倒，像布鲁诺一样，为真理献出生命，在所不辞。
再次，学习是基础，没有知识的积累只有精神是不可能成功创造的，只有丰富的知识作为基础，先进的精神作为提高，我们才可以对科学技术的发展做出贡献。
最后，这然我想起了当年说的一句话：如果六十年代以来中国没有原子弹、氢弹，没有发射卫星，中国就不能叫有重要影响的大国，就没有现在这样的国际地位。
这些东西反映一个民族的能力，也是一个民族、一个国家兴旺发达的标志。
”由此可见科学技术非常重要，我们以神舟十号巩固我们大国的地位。
这都是我自己一个字一个字打的，希望能采纳。
谢谢
宇宙中的星球那么重, 为何能一直“漂浮
星系的产生 康德认为；星系是从原始星云中产生出来的。
原始星云又是从什么地方产生出来的呢
所以，该理论至少是片面的。
宇宙大爆炸论者认为；星系或整个宇宙都是从一个什么叫“奇点”的大爆炸中产生出来的。
“奇点”又是从什么地方产生出来的呢
所以，该理论至少又是片面的。
其实，我们只要承认物质不灭或物质只存在形式上变化，就可以知道星系是如何产生的问题了。
原来星系并不是从无到有地产生出来的，而是从另一种物质形式中转化而来的。
比如，当银河系中的物体或星体都收缩到中心并形成一个质量很大的星体时，星体内部变发生核聚变，当这种核聚变达到一定程度时，由核裂变引起的星体大爆炸就出现了，由于星体是一个高速转动的物体，所以，星体大爆炸的碎片只在星体转动的径方向散开了，于是就形成我们现在的银河系这种扁平状态的存在摸样。
当然，银河系目前正在收缩中编辑本段星系演化史 在宇宙大尺度结构的研究中，星系只是被看作一个质点，它本身没有什么变化可言。
但从星系内部看，也有自己的演化史。
幸亏由于星系离我们十分遥远和光速的有限性，我们可以通过考察距离不同（因此年龄不同）的星系来研究它们的演化历程。
例如：仙女座大星云离我们200万光年，我们今天看到的实际上是它200万年前的面貌。
同样，当我们观察距离5000万光年的室女座星系团中的星系时，它的光是5000万年前发出的。
借助大型望远镜，我们可以看到处于宇宙深处的更年轻的星系。
刚刚从原始气云凝结出来的星系胚胎是什么样子，目前天文学家尚不清楚，因为在第一代明亮的恒星形成以前，这些遥远的暗弱气体是很容易逃过目前最强大的望远镜的追踪的。
随着时间的推移，原始星系云开始收缩和冷却，一步步分裂为更小更密的碎片，由这些碎片中最终诞生出第一代恒星。
第一代恒星比太阳要重得多，明亮得多，寿命也短得多。
在大约1000万年内便耗尽了自己的燃料，然后通过爆发形式把自己内部合成的重元素抛回星际空间，进入第二代、第三代恒星形成和演化的循环。
上述过程的后果是星系越年轻，重元素的含量应越少，而颜色则应偏蓝。
天文观测表明情况的确如此。
除了化学组成以外，星系的形态也随时间而变化。
早期星系的密度比现在高得多，相邻星系在引力作用下彼此靠近，产生潮汐形变甚至合并为一的可能性也就高得多。
80年代发射的红外天文卫星发现了一批极亮的年轻星系，其中约60％表现出潮汐形变或合并的特征：有的星系拖出一条尾巴，有的星系长出两支角，有的双星系之间有桥相通。
编辑本段独立星系的关系 独立星系由于都在围绕自己的中心做旋转运动，所以，独立星系之间处在一种相对静止的状态。
如果，我们把独立星系比喻成一个个旋转着的陀螺，那么，由于每个陀螺都在自己的位置上做旋转运动，所以，从全局的角度来看；这些陀螺处在一种相对静止或稳定的状态之中。
所以，我们可以得出这样的结论；宇宙世界是在一个相对 静止和稳定的状态中存在着。
物体的运动具有局部的或区域的性质。
编辑本段美国找到宇宙早期星系演化证据 一项针对形成早期宇宙的首批明亮星系的研究表明，大约在130亿年前，这些星系的数目发生了戏剧性的变化。
这篇对宇宙最早期时星系演化的观察报告为星系形成等级理论提供了新证据，该理论认为，大星系建立在小星系间的碰撞和合并基础上。
美国加州大学天文学家理查德•伯文斯和加斯•伊凌沃斯利用哈勃太空望远镜对宇宙“大爆炸”发生后9亿年间星系的形成情况进行了研究，并在9月14日的《自然》杂志上介绍了他们的最新研究成果。
通过对太空中3块暗色斑块进行观测，伯文斯和伊凌沃斯捕捉到了130亿年前原始星系中的恒星发出的光亮。
在如此遥远的距离，只有最明亮的星系才能为人们观察到。
伊凌沃斯教授表示，这是至今人类获得的最遥远的红外和光学信号，它们帮助人们观察到星系形成最早期阶段的情况。
研究人员观察发现，“大爆炸”后的9亿年后有数以百计的明亮星系，而在“大爆炸”后2亿年间只有1个。
伊凌沃斯说：“在‘大爆炸’后的7亿年间，并没有更大、更明亮的星系，而在随后的2亿年中却出现了许多，因此在这个时期，肯定有许多小星系在发生合并。
” 天文学家可以通过光线红移现象了解太空光线是何时发出的。
伯文斯开发出的软件可以自动在哈勃太空望远镜获得的数据群中搜寻出来自高红移星系的数据。
伯文斯目前在加州大学做博士后研究，是此篇论文的第一作者。
他表示，他们为宇宙结构形成提供了一种量化的测量方法，因此能够了解随着时间的变化，小星系转变成大星系的速度。
据悉，研究人员观察到的星系比今天我们所在的银河系和附近其他巨型星系要小许多。
如果银河系是位年长者，那么观察到的星系则是姗姗学步的孩子或学龄前儿童。
尽管研究人员此项研究中没有观察到小星系，但是，威尔金森微波各项异性探测器不久前准确探测到了它们的存在。
编辑本段相关问题 在天文物理学中，有关星系形成和演化的问题有： 在一个均质的宇宙中，我们是否居住在一个独特而与众不同的场所
星系是如何形成的
星系是如何随着时间改变的
星系是如何形成的，依然是天文物理学中最活跃的一个研究领域，并且继续延伸至星系演化的领域，而有些观念与看法已经被广泛的接受。
从宇宙微波背景辐射的观测已经证实，在大霹雳之后，宇宙有一段时间是非常同质性的，其间的起伏低于十万分之一。
今天最能被接受的观点是原始扰动的成长形成今天我们所观察到的所有结构，原始扰动诱发局部地区气体的物质密度增加，形成星团和恒星。
这种模型的一种结果是在早期宇宙的一些地区因为有较高一点的密度而形形成了星系，因此星系的诞生与早期宇宙的物理息息相关。
在这个领域的研究有许多都聚焦在我们自己的银河系，因为它是最容易观察的星系。
这些观察必须能解释，或至少不再增加分歧的意见，星系演化的理论，包括：星盘十分的薄、密度和自转。
星晕非常巨大、稀薄、没有自转(或是只有微量的顺向或逆向的转动)，也没有可观察出的结构。
存在于晕中的恒星和星盘中的比较，通常都非常老和金属量非常少(此处是一个对比，但是这些资料之间没有绝对的关联性。
) 一些天文学家曾经鉴定出一些介于两者之间的恒星，有人称之为低金属密实盘(metal weak thick disk)，也有人称为特殊第二族星，不一而足。
如果确实有明显的区分，她们的描述将如同贫金属星(但晕星并不那麼缺乏金属，也没有那麼老)，并且轨道非常靠近星盘，有点儿虚胖的，较厚的星盘形状。
球状星团是典型的老与贫金属，不是所有的都像大多数的一样是贫金属，而且\\\/或许有些是比较年轻的恒星。
在球状星团中有些恒星的年龄看起来好像和宇宙一样老
(使用完全不同的测量和分析方法) 在每个球状星团之中，实际上都是在同一个时间诞生的。
(只有少数几个显示有不同世代的恒星分别诞生) 轨道细小(接近星系中心)的球状星团，轨道接近星盘(对星盘是低倾斜的)和低离心率(比较圆些)，而距离较远的球状星团轨道来自所有的方向，也有较高的离心率。
高速云，中性氢的云气，如雨般的向星系坠入，并且推测从一开始就是如此。
(这是形成星盘中的云气与恒星诞生所必须的来源)螺旋星系 在我们的银河系形成的现代理论中，最早期(据知是天文学家Els，之後提出论文的有Olin Eggen, Donald Lynden-Bell,和Allan Sandage)描述在一次单独(相对性的)的快速碰撞事件之後，银晕伴随著星系盘面诞生了。
在1978年，出现另一种版本，(据知是SZ，作者有Leonard Searle and Robert Zinn)叙述的是一种渐进的过程，首先是较小的单位崩溃瓦解掉，然後才合并成为大的部份。
更为现代的想法是银晕可能是曾经环绕银河系旋转的矮星系和球状星团被毁灭之後的碎片，那麼银晕将是老的部分被回收更新成新天体的场所。
在最近几年，主要的想法被集中关注在星系演化上的合并事件，在电脑技术上的快速进展允许对星系演化做更好的模拟，并且观测技术的改进也提供了许多遥远星系经历合并事件的数据与资料。
在1994年发现我们的卫星星系，人马座矮椭球星系(SagDEG)，正在被银河系逐渐的撕裂和吞噬之後，这种事件被认为在大星系的演化中是十分普遍的。
麦哲伦云是我们的卫星星系，无疑的将来也会遭受和人马座矮椭球星系相同的命运。
合并掉大的卫星星系的事件或许可以解释M31(仙女座大星系)看起来有双重核心的问题。
人马座矮椭球星系环绕我们我们银河系的轨道几乎是垂直银河盘面的，他现在正在穿越盘面，每次穿越时恒星都会被剥离并进入我们银河系的银晕内，最後，人马座矮椭球星系将只会剩下核心。
尽管如此，他剩馀得质量仍然与巨大的球状星团，像人马座ω星团和G1一样，但看起来则相当不同，因为有大量神秘的暗物质出现，使它的表面密度较低，而一但成为球状星团，神秘的暗物质含量可能就很少了。
更多的矮星系与银河系正在进行合并的例子是大犬座矮星系，被认为和2003年发现的麒麟座环和2005年发现的室女座星流有关。
椭圆星系 巨大的椭圆星系可能来自于规模较大或多次的吞噬作用。
在本星系群的银河系和仙女座星系(M31)是重力的主宰者，两这正以高速彼此接近之中，由于我们还无法测出M31在垂直于视线方向上的速度，所以我们也不知道是否会愈银河系相撞。
如果这两个星系相遭遇的话，重力扰动会使两著都很剧烈的抛出一些气体、尘埃和恒星进入星系际空间。
她们将各自分开移动、减速，然後因为重力牵引的作用再度碰撞。
最後，这两个星系可能合而为一，喷出的气流和尘埃在新生成的巨大椭圆星系周围狂舞著；在合并过程中抛出的气体之中，新的球状星团，甚至矮星系都可能出现，并且成为椭圆星系的星系晕。
来自M31和银河系的球状星团也会留在晕中，成为其中的一部份。
由于球状星团内的恒星是紧紧的互相牵引住的，因此在这种大尺度的星系交互作用下能免于被摧毁；在恒星的尺度上，发生的改变很少。
如果有人能从各处观察合并的过程，他将进行得很缓慢，但是很壮观的事件。
在视野中，扭曲变形的M31非常壮观，几乎盘踞了整个天空，M31确确实实的被摧毁：边缘发生翘曲，这可能是与本身的伴星系交互作用造成的，也可能是不久前经过的矮扁球星系-残骸还是星系盘中能被看见的族群。
在我们的世代，星系的大集中(星系团和超级星系团)依然在进行中，这张由下往上的图是等级结构系统(类似在大尺度下，星系形成的SZ图。
)当我们对银河系与其他星系有更多的认识之後，关于星系形成与演化的最根本的问题，仍然只能做试探性的回答。
