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航天员落地后,为何露面都非得坐椅子
航天员落地后,为何露面都非得坐椅子?
宇航员们承载着人类对宇宙探索的重大使命,在离开地球环境之后,必须要在宇宙深空中工作和生活相应的时间。在这段时间内,宇航员们既要克服微重力环境对身体带来的种种不适,同时要认真、严格地完成各种指令和操作,还要谨慎、精准地处理随时可能会遇到的突况,可以说,宇航员是在用身体健康甚至生命作代价,来圆满完成所承担的历史使命。不知道大家注意没有,无论宇航员在太空工作多久,通过返回舱降落到地面之后,出舱露面都要坐在椅子上,这是什么原因呢?
太空的微重力环境
大家在上学期间肯定都会接触到“失重”这个概念,一个物体如果处于失重状态,那么它对外的表现结果是,即使与另一个物体接触,也不会因自身的重量而对另一个物体产生影响。比如,在理想状态下,一个绕地球运行的航天器,其速度为7.9公里/秒,也就是第一宇宙速度,在所有发动机等可以提供动力来源的机器全部关闭,那么这个航天器受到的地球万有引力,就将作为围绕地球运行的向心力的唯一来源,这个航天器包括其中的所有物质,彼此之间都没有相互作用力,它们所表现出的重力加速度为零,这个状态就是严格意义上的“失重”。
而我们日常生活中遇到的“失重”现象,比如电梯下行启动、飞机降落、游泳等,身体也会因失重表现出不同程度的不适,这些失重只是受到各种因素的影响,使得人体在承载体重的载体上所表现出来的作用力,要小于人体实际上的重量,也就是处于部分“失重”状态,不是完全“失重”。
那么什么是微重力环境呢?顾名思义,微重力环境中物体所表现出的重力加速度应该是比较微弱的级别,它不同于失重不能表现出任何的重力加速度。在太空中,由于会不时地需要对航天器的姿态进行调整,需要适时启动部分发动机对航天器产生一定的推力,同时受到其它星体引力的影响、星际物质的干扰,都会在航天器上产生很微弱的气动力和气动力矩,从而在失重状态的基础上,会产生额外的微弱重力加速度环境,形成微重力环境。宇航员在太空中的工作和生活,其实每时每刻都是在这种微重力的环境中进行的。
微重力环境对身体的影响
微重力虽然与完全失重在重力加还度方面有一些差别,但是这种差别很微弱,对外的表现形式特别是对身体的影响几乎没有差别。如果较长时间生活在微重力环境中,那么对身体的影响和损害还是比较明显的。主要表现在:
对心脏和血液循环的影响。人类在漫长的进化过程中,无论是心脏的收缩,还是血液的流动,或者血管对血压的承载等,都适应了地球的重力环境。人体的心脏对血液的压缩,必须要有效克服重力对血液循环的影响,才能通达全身各处。如果在微重力环境下,人体包括血液受到的重力作用非常微弱,但是心脏对血液的压缩力没有变化,从而会造成血压升高、血液流动加快、容易造成头晕、头痛等问题。
对骨骼的影响。在微重力环境下,由于人体受到的重力作用减少,无论是处于什么样的姿势,人体脊柱和其它骨骼受到引力的拉伸作用就会变小,那么骨骼特别是脊柱椎骨之间的软骨就会发生扩展,腿骨之间的关节也会发生一定程度的松驰,从而人体就会变得相对高一些,当回到地球环境之后,隔一段时间就又恢复到原来的水平。此外,在微重力环境下,人体新陈代谢水平相应减少,人体的自我调节功能启动,就会减少一定的钙质吸收,而人体内的钙元素含量要保持相对的稳定,因此就会从骨骼中分离中一些钙质,从而造成骨骼钙质流失,骨骼变脆,容易发生骨折现象。
对肌肉的影响。人体的肌肉内有强烈的可塑性,如果习惯性地处于紧张状态,则肌肉纤维的强度就会相应增强,肌肉从糖类物质中获取能量的效率也会明显提高。相反,当肌肉长期处于放松状态时,肌肉纤维的强度就会下降,获取能量的质量和效率也会相应下降,这就是我们睡醒之后肌肉普遍感觉没有什么力量、长期不锻炼肌肉萎缩、再次锻炼之后肌肉经常酸痛的原因。而在太空微重力的环境中,宇航员们的肌肉也会处于比地球上放松得多的状态,肌肉在重力作用下的负荷明显下降,肌肉的功能就会出现一定程度的下降。
当然,在太空微重力环境下,宇航员们在听觉、消化、呼吸等方面,也会出现相应的不适应和器官组织功能的调整,引起身体特征和状态与地球上的明显不同。
宇航员返回地球出舱后为何要坐椅子?
通过刚才的分析,我们估计能猜出来宇航员回来后坐椅子的原因了吧,那就是出于对宇航员身体健康的保护。因为宇航员乘坐返回舱从外太空返回地球,所经历的时间一般都很短,而在这个很短的时间内,宇航员的身体状态还是处于微重力环境下的那个状态,无论是骨骼的承受能力、还是肌肉的紧张程度,都还没有重新适应地球的重力环境,如果一出舱就站立,很可能会引发骨折问题,而且肌肉还处于无力的状态,即使想站也不一定能站得起来,这个时候坐上椅子,可以给宇航员一个比较舒适的缓解和适应过程。
另外,宇航员成功返回地球,出色地完成了预定任务目标,肯定对于国家太空事业的发展意义重大,说是阶段性的“里程碑”都不为过。因此,在出舱后,理应受到全国甚至全世界的欢呼和赞美,让宇航员坐椅子,可以在较短的时间内,完成相应的仪式、祝贺、摄影、宣传等程序,否则出舱后,完全可以立即将宇航员们送去医院进行康复性治疗的。
总结一下
宇航员们返回地球出舱露面时,给他们安排坐上椅子,一方面是为了确保他们的身体健康,营造一个缓冲和适应的环境。另一方面,也是出于宣传的角度考虑,让全世界的人们都看到他们而归的场面,彰显国家航天事业发展的巨大成就。
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问达院系介绍Xidian University西安电子科技大学通信工程学院怎么样?设有哪些专业?西安电子科技大学的通信工程学院师资力量如何?专业学习方向是哪些?整体实力怎么样?西安电子科技大学的通信工程学院师资力量如何?专业学习方向是哪些?整体实力怎么样? Add Comment Invite to answer Report Share1 Followed Add Comment Invite to answer Report 输入分数测大学 1Follower1 answer白日梦梦 ~接下来我为大家简单介绍一下我们西安电子科技大学的通信工程学院开设的专业以及研究情况 专业设置:通信工程-本科、信息工程-本科、信息安全-本科、空间信息与数字技术-本科学院简介:西安电子科技大学通信工程学院是以现代电子信息、通信理论与前沿技术为主导方向,培养高层次人才和开展科学研究的基地。学院现有专任教师230人,其中教授60人,博士生导师53人,硕士生导师158人,教师博士化率达77.82%。学院有双聘院士2人,国家级教学名师1人,国家“千人计划”2人,国家“万人计划”领军人才2人,长江学者7人,国家杰出青年基金获得者2人,国家“百千万人才工程” 及“新世纪百千万人才工程”1人,国家优秀青年科学基金获得者1人,教育部新世纪优秀人才支持计划8人,陕西省“三五人才”入选者3人,陕西省“百人计划”3人。现有在读本科生3300余名,硕士研究生1900余名,博士研究生340余名。学院现有机构设置如下:教学单位有电子技术系、通信工程系、信息工程系、实验教学中心,研究所有信息科学研究所、信息保密研究所;重点实验室有综合业务网理论与关键技术国家重点实验室。此外,还设置有通信与信息工程国家级实验教学示范中心、网络与信息安全虚拟仿真国家实验教学中心、电子信息与通信工程学科专业国家实验教学示范中心(联合)、电工电子国家级实验教学示范中心(联合)、现代无线信息网络基础理论与技术学科创新引智基地、陕西烽火-西电通信技术研究院。学院官网::信息工程-本科信息工程专业Information Engineering 本专业是陕西省首批名牌专业之一,是国家为培养宽口径信息领域高级专门人才而设置的引导性目录专业之一,其专业方向覆盖了通信工程和电子信息工程。本专业师资力量雄厚、教学实验仪器设备先进,设有国家工科电工电子教学基地、国家级电工电子实验教学示范中心以及通信与信息工程国家级实验教学示范中心。曾培养出中电科技集团总经理王志刚、神舟5号、神舟6号飞船副总设计师杨宏等在内的一大批优秀人才,在国内学术界享有很高的声誉。培养目标: 培养基础理论扎实,理论实际并重,专业口径宽,适应性强,发展后劲充足,综合素质高,掌握信息系统及信息技术研究、设计、制造、应用和开发的高级工程技术人才。主要课程: 电路分析基础、信号与系统、模拟电子线路、数字逻辑及设计、高频电子线路、计算机语言与程序设计、数据结构与算法分析、微机原理与系统设计、数字信号处理、随机信号分析、信息论基础、通信网络理论基础、通信原理、电磁场与电磁波、信道编码理论基础、图像音频视频压缩、多媒体通信、信号检测与估值理论、通信网的安全和保密等。 本专业每年免试推荐攻读研究生的比例约为15%,其中的25%推荐到外校攻读硕士或博士学位,主要推荐去向包括清华大学、北京大学、科学院等本领域著名的高校和研究机构。同时本专业与国外多所知名高校开展各类合作交流项目,学生可以被推荐到相关国外高校攻读通信领域的硕士或博士学位。毕业生的主要就业方向为华为、中兴、大唐等骨干通信设备制造商,、、电信等通信运行商,国防军工行业骨干科研院所以及各类IT企业,就业地域主要为北京、上海、广东以及各省会中心城市,每年就业率均在98%以上,在业内拥有很高的声誉和认可度,深受用人单位的欢迎。学制:四年 授予工学学士学位 信息安全-本科信息安全专业 Information Security 本专业是教育部在全国建设的15个信息安全二类特色专业(即紧缺人才专业)之一,也是陕西省首批名牌专业之一。信息安全是一个涉及通信、计算机、数学等多个专业方向的交叉专业。学校为国内首批设立信息安全专业的高校之一,从20世纪60年代起就开始在密码学领域开展研究工作,是国内最早开始相关领域研究的单位之一。本专业拥有肖国镇教授、王育民教授、王新梅教授等一批国内外知名专家教授,培养了冯登国、来学嘉等一大批从事信息安全领域研究的著名人才,在国内外信息安全领域拥有极高的声誉,被誉为我国信息安全人才培养的摇篮。本专业师资力量雄厚,教学实验仪器设备先进,建有全套的信息安全攻防实验环境。培养目标: 培养理论基础扎实、专业口径宽、适应性强、工程实践能力强、综合素质高,掌握信息系统与信息安全的基本理论,并能从事信息系统以及信息系统中信息安全技术的研究、设计、开发、应用、管理等工作的高级工程技术人才。主要课程: 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电路分析基础、信号与系统、模拟电子线路、数字电路与系统设计、高频电子线路、计算机语言与程序设计、软件技术基础、微机原理与系统设计、数字信号处理、随机信号分析、信息论基础、空间信息分析理论、地理信息系统、通信原理、电磁场与电磁波、数字工程的原理和方法、数据库原理与设计、算法与数据结构、虚拟现实与仿真、网络程序设计、数字图像处理基础、深空通信、卫星通信、电子测量技术、数字测图、GPS定位技术、多媒体技术等。 本专业可以选择空间信息科学与技术和通信与信息系统为深造学科。每年免试推荐攻读研究生的比例约为15%,其中的25%推荐到外校攻读硕士或博士学位。同时本专业学科也可被推荐到相关国外高校攻读信息领域的硕士或博士学位。毕业生可以从事信息和通信系统、数字化国土、数字化城市的研究设计和开发工作,也可以在管理部门、军事、经济、科学研究部门从事系统管理工作,就业去向是国内IT企业、电信运营商及科研院所等。学制:四年 授予工学学士学位 ~欢迎大家来我们西安电子科技大学读书,我们通信工程学院的同学个个都很热情的偶 ~接下来我为大家简单介绍一下我们西安电子科技大学的通信工程学院开设的专业以及研究情况 专业设置:通信工程-本科、信息工程-本科、信息安全-本科、空间信息与数字技术-本科学院简介:西安电子科技大学通信工程学院是以现代电子信息、通信理论与前沿技术为主导方向,培养高层次人才和开展科学研究的基地。学院现有专任教师230人,其中教授60人,博士生导师53人,硕士生导师158人,教师博士化率达77.82%。学院有双聘院士2人,国家级教学名师1人,国家“千人计划”2人,国家“万人计划”领军人才2人,长江学者7人,国家杰出青年基金获得者2人,国家“百千万人才工程” 及“新世纪百千万人才工程”1人,国家优秀青年科学基金获得者1人,教育部新世纪优秀人才支持计划8人,陕西省“三五人才”入选者3人,陕西省“百人计划”3人。现有在读本科生3300余名,硕士研究生1900余名,博士研究生340余名。学院现有机构设置如下:教学单位有电子技术系、通信工程系、信息工程系、实验教学中心,研究所有信息科学研究所、信息保密研究所;重点实验室有综合业务网理论与关键技术国家重点实验室。此外,还设置有通信与信息工程国家级实验教学示范中心、网络与信息安全虚拟仿真国家实验教学中心、电子信息与通信工程学科专业国家实验教学示范中心(联合)、电工电子国家级实验教学示范中心(联合)、现代无线信息网络基础理论与技术学科创新引智基地、陕西烽火-西电通信技术研究院。学院官网::信息工程-本科信息工程专业Information Engineering 本专业是陕西省首批名牌专业之一,是国家为培养宽口径信息领域高级专门人才而设置的引导性目录专业之一,其专业方向覆盖了通信工程和电子信息工程。本专业师资力量雄厚、教学实验仪器设备先进,设有国家工科电工电子教学基地、国家级电工电子实验教学示范中心以及通信与信息工程国家级实验教学示范中心。曾培养出中电科技集团总经理王志刚、神舟5号、神舟6号飞船副总设计师杨宏等在内的一大批优秀人才,在国内学术界享有很高的声誉。培养目标: 培养基础理论扎实,理论实际并重,专业口径宽,适应性强,发展后劲充足,综合素质高,掌握信息系统及信息技术研究、设计、制造、应用和开发的高级工程技术人才。主要课程: 电路分析基础、信号与系统、模拟电子线路、数字逻辑及设计、高频电子线路、计算机语言与程序设计、数据结构与算法分析、微机原理与系统设计、数字信号处理、随机信号分析、信息论基础、通信网络理论基础、通信原理、电磁场与电磁波、信道编码理论基础、图像音频视频压缩、多媒体通信、信号检测与估值理论、通信网的安全和保密等。 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爱因斯坦提出的虫洞理论到底是什么,虫洞的里面会有什么
虫洞是宇宙中相距遥远的两点间的一种假想捷径。
虫洞概念的数学表达最早源于1930年爱因斯坦与其同事罗森研究的黑洞内部结构。它预示着黑洞内部或许链接着另一个世界,所以爱因斯坦以“桥”的概念来比喻这个结构,被称为“爱因斯坦–罗森桥”。
但爱因斯坦对这项研究成果并不上心,而其他的物理学家反而对它十分感兴趣。1956年,美国物理学家惠勒首次在论文中以“虫洞”一词来描述这个概念。
而真正将虫洞理论发展至大成的应该是《星际穿越》的科学指导,美国加利福利亚理工学院的基普·索恩。
爱因斯坦–罗森桥的演化
爱因斯坦之所以对“爱因斯坦-罗森桥”这一研究成果不重视,是因为他认为自然界中不可能形成这样的时空结构。毕竟早期的史瓦西黑洞也仅仅是一种静态假设,而真实的宇宙中可没有静止的天体。
直到1963年,新西兰数学家罗伊·克尔计算除了旋转的黑洞,黑洞的研究从而出现了飞跃性的发展。
我们对黑洞形成的理解,源于恒星坍缩,而所有天体在坍缩之前都有自转,所以随着体积的缩小,黑洞的自转速度肯定很快,旋转的黑洞才是宇宙中黑洞真实的模样。
根据爱因斯坦场方程的计算,克尔预示一个大质量恒星最终会坍缩成为一个旋转的环,这时离心作用会大幅加强,离心力与引力相互抵消,从而使旋转的环成为一种稳定状态。
从理论上来看,这个环的引力会非常之大,但却是有限的。也就是说原则上来讲,人可以直接穿过这个环,进入另一个宇宙,而这个环实际上就充当了“爱因斯坦–罗森桥”的作用。
但也有人认为,一旦有人试图穿过这个环,那他所带来的时空扭曲可能迫使黑洞的关闭,使他不可能穿过中心的环。
这种充当两个宇宙间门户的克尔黑洞概念虽然奇怪,但在物理学层面上人们却无法抛弃,因为黑洞事实上确实是高速旋转的。
量子力学后的虫洞。
随着量子力学的发展,我们如今知道任何一个黑洞的中心是不可能存在像类似虫洞的连接通道的,因为黑洞不断受真空涨落以及少量辐射的攻击。
这些涨落和辐射一旦落进黑洞,将会被黑洞引力加速成为巨大的能量,暴风骤雨般地袭向中心的环。不容置疑的是,任何想通过黑洞中心进行超空间旅行的飞船都将在这“能量暴雨”中被摧毁。
这里所谓的超空间是指,高于我们目前所能感知的空间维度的时空。在超空间里,我们的宇宙将如同纸片一样是平直的。我们会有无数种将宇宙平面褶皱成各种形状,使得宇宙中的任何两点之间的距离,在超空间中如一纸之隔。
我们就像爬虫一样生活在这张宇宙纸片上,有时仅仅只需要一个虫眼般微小的洞,就可以从纸张这头瞬间出现在纸的另外一头。
这样的降维概念图,在物理学上称为嵌入图。
事实上,虫洞的洞口和史瓦西黑洞的球状视界相似,只不过黑洞的视界是单向的曲面,任何事物只能进去不能出来,而虫洞是一个双向曲面,我们可以从两个方向穿过它。
在基普·索恩的虫洞理论之前,基于爱因斯坦场方程的虫洞解,没有一个是稳定的。即便虫洞可以在某一个时间点上出现,也只会是瞬间打开,瞬间消失。
虫洞本质上是基于两个洞口奇点瞬间产生,然后融合而形成的。然而,大自然中虽然大质量恒星不可避免地会坍缩为黑洞,但却没有类似虫洞的生成。即便存在这样的奇点,也很难理解两个奇点能在广阔的超空间里相遇,而形成一个虫洞。这里说的超空间可比我们所说的宇宙更大。
因此,在某种意义上来说,虫洞只可能是某个超文明的产物,而索恩似乎找到了实现它的理论原理。
索恩的发现
以爱因斯坦的场方程为基础,结合量子力学的基本概念,索恩至少发现了3件事:
第一,既然虫洞可以打开,但要维持它的唯一方法,就是要找到一种未知的新物质贯穿虫洞,靠引力作用将其洞壁撑开。由于这种物质所需要具备的奇异性,因此在物理学上被称为奇异物质。
第二,奇异物质不仅仅要把洞壁往外推,而且当光束通过时,它还能凭引力将光线外推,使光线分离。也就是说,奇异物质会起一个“散焦镜”的作用。
第三,通过爱因斯坦的场方程,就可以知道要靠引力将光束分离,靠引力将虫洞壁撑开,贯穿虫洞的奇异物质在光束看来必须具有负能量密度。
这里要注意,根据相对论来说,能量密度也是一个相对的概念,而引力是由能量产生的。
也就是说,以一个近光速穿越虫洞的观测者而言,沿光束轨迹计算出的虫洞内的平均能量密度只有为负时,光束才能分散,虫洞也才可能张开,最后达到一个新的时空。
这并不是说,在虫洞内静止的观测者来看,奇异物质也是具有负能量的。
这就是说,能量密度在一个参考系中可能是负的,在另一个参考系中也可能是正的。即便如此这样的物质也是相当奇怪的,因为如今我们遇到的任何能量形式,在每一个参考系中都是正的平均能量。
所以,物理学家一度并不认为自然界存在所谓负能量。然而,一种名为“卡西米尔效应”的能量形式却证明了负能量的存在,也印证了量子力学的真空不空的描述,虽然这种效应目前只能存在于量子微观领域。
总结
说到量子微观领域,无视空间距离的量子纠缠都能存在,负能量这种东西能存在也就并没什么值得惊奇的了。值得令人期待的是,谁能将这些魔幻的微观世界,真正带进宏观世界中来?这样薛定谔的猫也就能死而瞑目了。
而虫洞或许是目前最具有完整理论体系,且令物理学家们热血沸腾的研究对象。
随着对量子力学的研究,以及真空涨落的理解,如果把真空比喻成一笔恒定存款的金库,负能量就是能向这个金库借款的能力,只有对这片真空有所亏欠,才能形成虫洞。这片真空也无时不刻不再进行这样借还的金钱游戏。
实现虫洞的关键在于我们能否把弥漫宇宙的借还游戏,集中到一点来。说实话,我们不太能想象在这样奇异的环境中,会看见什么。
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