宇宙学大尺度结构

第四章宇宙的大尺度结构

11 星系集团

2星系间的相互作用

3星系的演化

(Chapter 24)

本章的教学目标

z掌握星系成团的层次性

z了解星系间相互作用的基本情况z掌握宇宙的大尺度结构特征

z了解星系的演化*

§4.1 星系集团

Galaxies are not distributed uniformly throughout space --

most are evidently held together by gravity due to dark matter between the galaxies.

matter between the galaxies

Systems of galaxies

Binary galaxies（双重星系）

Binary galaxies（双重星系

Multiple galaxies（多重星系）

Groups of galaxies（星系群）

p g群

Clusters of galaxies（星系团）

Superclusters of galaxies（超星系团）

The larger a given system, the less its density exceeds the

mean density of the Universe.

1. The Local Group（本星系群）

The galaxy cluster includes the Milky

Way galaxy, with size of ~1.2 Mpc.

Th l40l i i h

There are at least 40 galaxies in the

Local Group, three of them are spirals,

four irregulars and more than 20

ellipticals.

The Milky Way galaxy and Andromeda (M31) are the largest Th Milk W l d A d d(M31)th l t

members, and most of the smaller galaxies are gravitationally bound to one or the other of them.

bound to one or the other of them.

S ti l Di t ib ti f th L l G Spatial Distribution of the Local Group

(1) The Magellanic Clouds（麦哲伦云）

The Large and Small Magellanic Clouds The Large and Small Magellanic Clouds （大、小麦哲伦云）

First recorded by F Magellan in1519 First recorded by F. Magellan in 1519.

Physical parameters

LMC: D = 50 kpc, M = 2×1010M⊙, LMC:D=50kpc M=2

d = 10 kpc.

SMC: D = 60 kpc, M = 4×10M⊙ , SMC:D=60kpc M=49

d = 6 kpc.

Both are irregular galaxies,orbiting our Both are irregular galaxies,orbiting our

Milky Way galaxy.

Abundant young stars and neutral

hydrogen gas.

SN1987A occurred in LMC.

The Magellanic Stream

A 180olong thin stream of

A180l hi f

neutral hydrogen clouds

connecting the Galaxy and

the Magellanic clouds.

Canis Major Dwarf: A New Closest Galaxy

D= 42,000

light years

(2) The Andromeda galaxy (M31)

The largest galaxy in

the Local group, with

distance of ~770 kpc

and diameter of ~60

kpc.

Type Sb spiral galaxy

yp p g y

It has seven satellites,

all are ellipticals.y

all are ellipticals The Andromeda Galaxy and two of its

satellite galaxies, M32 (left) and M110

(bottom right).

X-ray Census in Andromeda

Supermassive BH X ray binaries Supermassive BH X-ray binaries

(3)Th M33l

(3) The M33 galaxy

The third largest galaxy in the Local Group, with distance of ~720

kpc and diameter of ~18 kpc.

Type Sc spiral galaxy.

Large amounts of Pop I objects.

2. Clusters of Galaxies

g g g g

A collection of galaxies containing at least 50 bright galaxies.

CL1358+62

Irregular Cluster of Galaxies

Virgo Cluster,the nearest cluster of

galaxies.

Distance around18Mpc,diameter

~3Mpc.

Consists of more than 2500 galaxies.

Consists of more than2500galaxies

A dense central region containing

early type galaxies surrounded by a

more extended distribution of

mainly spiral galaxies.

The central region of the Virgo cluster

Regular Clusters of Galaxies Coma Cluster

Distance~90Mpc and

diameter~3Mpc.

Contains ~6700 galaxies,

most are spirals and others

are ellipticals.

Rich and Poor Clusters of Galaxies

There are thousands of galaxies There are less than 100 galaxies g in the Coma cluster.g in the Herculus cluster.

Masses of clusters of galaxies

g p p

The motion of galaxies in a cluster prevents the collapse of the cluster.

M ~ RV2/G

For a typical rich cluster：

p⊙

R ~ 1 Mpc, V ~ 1000 km/s → M ~ 2×1014M

A cluster usually contains ~ 1000 galaxies, each galaxy has a typical luminosity ~ 1010L⊙

→ The mass-light ratio M/L ~ 20 M⊙/L⊙

→ Dark matter contributes ~ 95% of the cluster’s mass！

g p g

Hot gas in and around elliptical galaxies is

taken as solid evidence for the presence of dark matter.

星系Abell 2390（上）和MS2137.3-2353 （下）的X射线（左）与光学（右）像。气体与恒星的质量仅为束缚气体所需质量的13%

Dark Matter and Gravitational Lensing

CL0025+1654

多时空尺度的土壤质量评价最小数据集的建立_张世文

多时空尺度的土壤质量评价最小数据集的建立张世文1，2，叶回春2，胡友彪1，黄元仿 2* （1．安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南232001；2．中国农业大学资源与环境学院，农业部华北耕地保育重点实验室，国土资源部农用地质量与监控重点实验室，北京100193）摘要［目的］探讨土壤质量评价最小数据集的建立方法，并且基于建立的方法构建不同时空尺度的土壤质量评价最小数据集。［方法］基于环境相关法，采用皮尔森相关分析、主成分分析和计算矢量常模值、土壤母质类型、土壤类型和土地利用与土壤质量的关系等建立土壤质量评价最小数据集。［结果］就空间尺度而言，衡量县域和乡镇尺度土壤质量好坏的最小数据集明显不同，2008年县域尺度下最小数据集包括土壤容重、砂粒、土壤有机质、黏粒、pH 、土壤有效锌、土壤有效锰7个指标，而进入2008年乡镇尺度下的最小数据集则为粉粒、有效钾、有效锰、全氮、土壤容重、黏粒、pH 、土壤有效铁8个因素;就时间尺度而言，不同时期的最小数据集不同。［结论］土壤质量评价必须和时空尺度挂钩才有意义。基于该研究建立的方法得到的土壤质量评价最小数据集参数能够最大限度地包含所有未入选参数所表达的土壤质量信息。不同时空尺度下建立土壤质量最小数据集冗余程度最低。关键词多时空尺度;土壤质量;最小数据集中图分类号S158文献标识码A 文章编号0517－6611(2013)17－07487－06Establishment of Minimum Data Set for Soil Quality Assessment with Multiple Spatial and Temporal Scales ZHANG Shi-wen et al (School of Earth and Environment ，Anhui University of Science and Technology ，Huainan ，Anhui 232001) Abstract ［Objective ］To discuss establishing method of the minimum data set for soil quality assessment and based on the method to build min-imum data set of soil quality assessment for different spatial and temporal scales．［Method ］Using Pearson correlation analysis ，principal compo-nent analysis ，calculatation of Norm value ，soil partent material ，relationship of soil type ，land use and soil quality and so on to establish minimum data set of soil quality assessment．［Result ］On spatial scales ，the minimum data set measure soil quality are differences for the county and town-ship scale．The minimum data set includes soil bulk density ，sand ，soil organic matter ，clay ，pH ，soil available Zinc ，soil available Mn for the county scale in 2008，and silt ，available potassium ，soil available Mn ，total nitrogen ，soil bulk density ，clay ，pH ，soil available iron for the township scale in 2008．The minimum data set for the different periods are not the same．［ Conclusion ］It is meaningful that soil quality assessment must be linked to meaningful spatial and temporal scales．The minimum data set constructed based on this method could maximize to contain all the selected pa-rameters not expressed in soil quality information．Degree of redundancy of the minimum data set was the minimum under spatial and temporal scales． Key words Multiple spatial and temporal scales ;Soil quality ;Minimum data set 基金项目国家自然科学基金(41071152);公益性行业(农业)科研专项(201103005－01－01);国土资源部公益性行业科研专项(201011006－3)。作者简介张世文(1978－)，男，安徽合肥人，讲师，从事土壤属性空间异质性、土地利用与信息技术方面的研究。*通讯作者，教授，博士生导师，从事土壤水分、养分模型与水土资源管理方面的研究， E-mail :yfhuang@china．com 。收稿日期2013-05-27有关土壤质量内涵、评价、时空变异及其影响因素等的研究已在世界范围内广泛开展［1－6］。合理地选择指标对土壤质量的有效评价至关重要。我国有关土壤质量评价的研究集中于选择合适的评价方法和评价指标的分级上，评价之前几乎均未进行MDS 因子的定量选取。因此，尽管评价手段、分级的隶属度确定方法等方面都能与国际接轨，但由于应用这些评价方法前忽略了MDS 参数的严格选取，我国的土壤质量评价结果在评价精度、可信度等方面都相对粗糙［7］。对于特定区域，由于土壤利用方式的多变性、数据获取的高成本及因子间的共线性等因素，只能从候选参数选出一个能最大限度地代表所有候选参数的最小数据集（Mini-mum data sets ，MDS ）。MDS 就是可以反映土壤质量最少的指标参数集合。现有的确定MDS 的方法主要为数理统计方法，特别是主成分分析法（PCA ）［8－13］。PCA 法能在一定程度上减少参评指标的数量，也能在一定程度上降低数据冗余，然而参评因子数量的减少意味着衡量土壤质量信息的丢失，因此目前基于PCA 的评价很少能够兼顾数据冗余和信息丢失。此外，目前建立土壤质量评价MDS 时很少考虑土地利用、土壤特征等环境因素。不考虑土地利用影响的土壤质量评价MDS 很少能适用于其他地区，甚至对相邻的地区也不实用。为了探讨土壤质量评价MDS 建立的方法和不同尺度下衡量土壤质量的MDS 的差异性，在充分考虑研究区地形地貌和土地利用状况的基础上，设置2个空间和时间尺度。空间尺度包括县域尺度和乡镇尺度。时间尺度包括1980、2008年。基于环境相关法，通过皮尔森相关分析、PCA 、计算矢量常模（Norm ）值以及土壤母质类型、土壤类型、土地利用等与土壤质量的关系等一系列的数理统计分析，最终对计算结果进行线性转换和排序，获取不同时空尺度下的最小数据集。通过比较分析，确定建立MDS 的合理性。1材料与方法1．1 数据获取与处理研究区地处北京市东北端的密云县（40?13'7? 40?47'57?N ，116?39'33? 117?30'25?E ）（图1）。研究区土壤母质以长石岩类风化物为主。该类型风化物难以风化，发育的土壤质地较粗，南部主要为冲积物风化物（图2a ）。土壤类型包括褐土、棕壤和潮土三大类（图2b ）。褐土集中分布于南部的耕地区，棕壤分布于密云水库以北地区。研究区功能定位为水源保护区和生态涵养区，土地利用以林地为主，耕地主要分布于密云水库以南较为平坦的区域（图2c ）。1980年采样点数据来源于第2次土壤普查，样点数为1444个；采用网格布点和分层抽样相结合，将土地利用现状图与方形网格叠加，确定交叉样点，在此基础上根据土壤类安徽农业科学，Journal of Anhui Agri．Sci．2013，41（17）：7487－7492责任编辑刘月娟责任校对卢瑶

宇宙中各种神奇的现象大盘点

宇宙中各种神奇的现象大盘点宇宙有很多东西都会让我们发现到更加多的不解问题，而关于宇宙的一切，相信很多科学家都在因此在不断的探索。下面是分享的太空中神奇现象，一起来看看吧。冥王星上的冰比钢铁还要坚硬冥王星，因为距离太阳最远，所以也是太阳系里最冷的天体。最低温度可降到华氏-390度。毋庸置疑，冥王星的表面全是冰，但是它跟地球上的冰还是有一点点区别的。因为极度的寒冷冥王星特别僵硬，事实上它比钢铁还要坚硬。天比年长众所周知，地球绕地轴一周是一天的时间，绕地球一周是一年的时间。每一个行星这样运转所需要的时间是不同的。一个诡异的事实是金星需要243个地球日才能绕自己的轴运动一周，但是围绕太阳却只需要225个地球日。在新的一天来临之前，一年已经过去了。在太空里暴露肌肤会出现什么情况人的肉体直接暴露在太空中会发生什么状况是个谜。官方的的理论是当你在太空里待上90秒以后，许多东西会伤到你的肉身。首先，太空中的气体会像刺一样膨胀，形成的气泡可以立刻让人毙命。身体里的水会汽化，嘴巴和眼睛里的水分会沸腾，肌肉里的水分则会蒸发导致膨胀。失明、冻掉鼻子、皮肤会烧伤。有趣的是，心脏和大脑还

会继续工作90秒钟。理论上来讲，在后九十秒钟以前吸一些液压氧气会让轻伤完全恢复。地球的重量地球的重量不是一成不变的。虽然科学家在确切的重量上还达不成一致，但是他们都同意地球因为有陨石、大气灰尘和彗星星尘每一天都在变重。据说每一年地球的重量都会增加10000-100000吨。在太空呆着会长个儿当一个人在太空中的时候他会长个儿。在地球上的时候，脊椎会因为重力而被压缩。但是当一个人在真空的太空中时，脊椎会尽最大可能变长。每一个宇航员在太空中大约会长2英尺。心脏会变除了脊椎以外，人的心脏也会改变一些才能适应太空的环境。根据太空生物学家的说法，心脏会变小，抽送的血液也会变少。当一个宇航员处于一个重力比较小的环境时，血液会从较低的部分流向心脏和大脑，这会让心脏暂时变大。这会导致血容量变大，多余的液体会以尿液的形式排出体外。但是这时心脏也会变小，抽送的血液也会变少。这就是许多宇航员回到地球以后会头晕的原因。盘点宇宙神秘现象该领域最权威的两大专家、物理学家安德烈-林德和阿兰-古思认为，即便存在其他的宇宙，也是在离我们非常遥远的空间，我们永远不会与其发生接触;他们的同行保罗-J-斯坦哈特和尼尔-图罗克择坚持认为平行宇宙存在于不同的时间点;而马克斯-特格马克和已故科学家丹尼斯-夏默则认为其他的宇宙与我们所在的

高聚物结构-问答计算题

1.简述聚合物的结构层次。答聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构，高分子的链结构包括近程结构和远程结构。一级结构包括化学组成，结构单元链接方式，构型，支化与交联。二级结构包括高分子链大小和分子链形态。三级结构属于凝聚态结构，包括晶态结构，非态结构，取向态结构和织态结构。 2.高密度聚乙烯，低密度聚乙烯和线形低密度聚乙烯在分子链上的主要差别是什么答高密度聚乙烯为线形结构，低密度聚乙烯为具有长链的聚乙烯，而线形低密度聚乙烯的支链是短支链，由乙烯和高级的a–烯烃如丁烯，己烯或辛烯共聚合而生成。共聚过程生成的线形低密度聚乙烯比一般低密度聚乙烯具有更窄的相对分子质量分布。高密度聚乙烯易于结晶，故在密度，熔点，结晶度和硬度等方面都高于低密度聚乙烯。 3.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度答不能，提高聚丙烯的等规度须改变构型，而改变构型与构象的方法根本不同。构象是围绕单键内旋转所引起的分子链形态的变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现；而改变够型必须经过化学键的断裂才能实现。 4.试从分子结构分析比较下列各组聚合物分子的柔顺性的大小：

（1）聚乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈；（2）聚氯乙烯，1，4-聚2-氯丁二烯，1，4-聚丁二烯；（3）聚苯，聚苯醚，聚环氧戊烷；（4）聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯。答（1）的柔顺性从大到小排列顺序为：聚乙烯>聚丙烯>聚丙烯腈；（2）的柔顺性从大到小排列顺序为：1，4-聚丁二烯>1，4-聚2-氯丁二烯>聚氯乙烯（3）的柔顺性从大到小排列顺序为：聚环氧戊烷聚苯醚聚苯（4）的柔顺性从大到小排列顺序为：聚偏二氯乙>烯聚氯乙烯 5.请排出下列高聚物分子间的作用力的顺序，并指出理由：（1）顺1，4-聚丁二烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈；（2）聚乙烯，聚苯乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯，尼龙66。答（1）分子间作用力从大到小的顺序为：聚丙烯腈>聚氯乙烯>顺1，4-聚丁二烯聚丙烯腈含有强极性基团，所以分子间作用力大；聚氯乙烯含有极性基团，分子间作用力较大；顺序1，4-聚丁二烯是非极性分子，不含庞大的侧基，所以分子间力作用小。（2）分子间作用力从大到小的顺序为：尼龙66>聚对苯二甲酸乙二酯>聚苯乙>烯聚乙烯尼龙66分子间能形成氢键，因此分子作用力最大；聚对苯二甲酸乙二酯含有强极性基团，分子间作用力比较大；聚苯乙烯含有

大尺度纤维状结构

大尺度纤维状结构[编辑] 以地球为中心，十亿光年尺度的宇宙，显示出本超星系团由许多空洞和纤维组成。纤维状结构是宇宙中目前已知的最大结构，一个典型的纤维结构的长度是70至150百万秒差距，这些纤维状结构组成了宇宙中空洞的边界。[1]纤维状结构由星系构成，其中的一些星系又因为和其他众多星系组合的特别紧密而形成了超星系团。在2006年7月，日本科学家宣布发现了由三条纤维状结构组合的人类所知最大的结构，组成的星系密集得像一滴巨大的莱曼α斑点。[2]日本国立天文台宣布，由日本东北大学、京都大学和国立天文台组成的研究小组利用位于夏威夷莫纳克亚山顶峰上的“昴”望远镜(Subaru)的大视角主焦点照相机，对距地球约120亿光年宇宙中星系密集的区域附近进行观察，发现这片区域是一个大尺度结构的一部分，这个大尺度结构最宽处约2亿光年，比此前所知的最大超星系团还要巨大，其中的星系密度比宇宙平均星系密度高3-4倍。目前已知的星系高密度区域只有 0.5亿光年的规模。研究小组利用微光天体分光装置对大尺度结构内的星系进行了详细的立体观测，发现这一大尺度结构由三条纤维状结构相互交错构成，在这一星系密集区域纤维构造的连接点，有两个已知的巨大气体天体，其中有一个的直径约为40万光年。研究小组利用“昴”望远镜沿着纤维构造，又发现了33个10万光年规模以上的新的巨大气体天体，这些天体有着巨大质量。目录 [隐藏] ? 1 列表 ? 1.1 纤维状结构 ? 1.2 长城

? 2 相关链接 ? 3 参考资料 ? 4 深入阅读 ? 5 外部连接列表[编辑] 纤维状结构[编辑] 纤维状结构的主要和次要纤维体沿着纵向轴，有着大致相同的横截面。星系纤维状结构纤维状结构日期平均距离尺寸注释后发座纤维状结构后发座超星系团位于后发座纤维状结构。[3] 英仙-飞马座纤维状结构1985 纤维状结构的成员与双鱼-鲸鱼座超星系团和英仙-双鱼座超星系团相关接。[4] 大熊座纤维状结构与CfA侏儒相关联，一部份的纤维状结构构成侏儒的一条“腿”的部分。[5] 天猫-大熊座纤维状结构(LUM Filament) 1999 2000km/s to 8000km/s红移距离与天猫-大熊座超星系团相关联。[5] z=2.38的纤维状结构在原星团ClG J2143-4423周围2004 z=2.38 110Mpc 长纤维状结构的长城被发现于2004年。截至到2008年它仍然超过CfA2，是最大的结构。[6][7][8][9] 长城[编辑] 长城有一个明显比较大的主要结构，沿纵向轴主要结构的横截面要比次要结构大很多。星系长城长城日期平均距离尺寸注释 CfA2长城 (长城，北方长城) 1989 z=0.03058 251Mpc 长 750 Mly 长 250 Mly 宽 20 Mly 厚这是宇宙中第一个被发现的超大的大尺度结构，但这不是完整的结构，它是此类结构中第二大的。长城的核心是CfA侏儒，后发座超星系团构成了大部分的侏儒结构，后发座星系团处于核心。[10][11] 史隆长城 (SDSS 2005 z=0.07804 433Mpc 长

大规模高集中度风电场出力多时空尺度爬坡特征分析、预测与控制

大规模高集中度风电场出力多时空尺度爬坡特征分析、预测与控制摘要：风电功率爬坡事件越来越影响风力机在电网中的运行，随之而来的爬坡事件预测问题成为国内外新的研究热点。综述了风电功率爬坡事件的研究背景、定义和特征，建立了考虑频率偏差量的含风力机的准稳态潮流计算模型，将频率偏差量和滑差修正量引入雅可比矩阵中进行含风力机的潮流计算，采用两种频率偏差指标PRESF指标和APRESF 指标对爬坡事件进行预测。将所述预测模型应用于5节点和10机39节点系统进行算例仿真，对结果的对比分析验证了该方法的有效性。关键词：频率偏差风电功率爬坡事件预测模型准稳态潮流 "The Analysis，Forecasting and Control of Wind Power Ramp Characters with Large-scale，High Concentration and Multiple Spatial and Temporal Scales "General Technology Report Sun Yuanzhang Cui Mingjian Ke Deping Gan Di （School of Electrical Engineering，Wuhan University） Abstract：Wind power ramp events influenced the wind machine operation in power system more and more. Ramp

events prediction problem becomes a new research hotspot at home and abroad. Research background，definitions and characteristics are summarized with respect to ramp events in this paper. Quasi steady state power flow calculation model is established with wind machine considering the constraint of frequency deviation value. Frequency deviation value and slip correction value is introduced into the Jacobi matrix to calculate the power flow. Two kinds of PRESF and APRESF index are adopted to forecast the ramp events considering the frequency constraint. The proposed forecasting model was applied to 5 nodes and 10 generators 39 nodes system for the validation simulation. The results verified the validity of the method with comparison and analysis. Key Words：Frequency constraint；Wind power generation；Prediction model；Quasi steady power flow 阅读全文链接（需实名注册）：http： //https://www.360docs.net/doc/a916844814.html,/xiangxiBG.aspx？id=48231&flag=1

天文学中的暗物质和暗能量问题之由来和困惑_图文(精)

天文学中的暗物质和暗能量问题之由来和困惑武向平? (中国科学院国家天文台北京 100012 2015-05-19收到 ?email :wxp@https://www.360docs.net/doc/a916844814.html, DOI :10.7693/wl20150610 1宇宙起源

今天的宇宙学研究早已经冲破了“九重天” 的空间尺度和“七天创世纪”的宗教信仰,21世纪的宇宙学已经是最精密的自然科学之一。为现代宇宙学研究带来革命性进展的天文学家无疑是哈勃,他在1929年发现了银河系周围星系的退行速度与其相距银河系之距离成正比。此观测事实给了后来的物理学家伽莫夫以启示:既然所有的星系都彼此相互远离,那么若沿着时间的长河逆向追溯,它们就必将在有限的时间里汇聚在一起;反之,若沿着时间发展的箭头,宇宙则就像发生过一次爆炸一样,从致密高温的状态膨胀散开。1948年,伽莫夫成功地预言了宇宙大爆炸的“火球”膨胀至今遗留下的温度应为50K (1956年修正为6K,并锁定在微波波段。而在1965年,两位Bell 实验室的工程师Penzias 和 Wilson 无意间得到了震惊世界的发现,尽管他们当时并未意识到所获得的与方向无关的天空噪声就是宇宙大爆炸的遗迹。虽然星系的退行和大爆炸火球的发现及其高度的各向同性,的确给宇宙大爆炸学说奠定了最坚实的观测基础,但人们很快就意识到,一个高度各向同性的大爆炸火球并不是人们所期望的。今天,浩瀚的宇宙中充满了以星系为基本单元的成员,它们并非均匀地分布于宇宙空间中,而是形成了有规则的结构:既有成千上万星系组成的“长城”,也有空空如也的“空洞”。一个过于均匀的大爆炸火球作为“种子”是无法形成我们今天所看到的有结构之宇宙。所以,大爆炸的遗迹(今天称之为宇宙微波背景辐射被发现后,人们就一直致力于寻找它上面是否存在不均匀的成分。终于,1992年由George Smoot 领导的一个小组借助于COBE 卫星发现了大爆炸火球上的十万分之一的温度起伏,且这些起伏正是人们期望看到的造就今天宇宙万物的“种子”!随后,诸多宇宙微波背景辐射探测卫星如WMAP 和PLANCK 以及南极的大量天文实科学家沙龙

基于时空多尺度的风水互补发电资源利用度与平抑性等级评估

基于时空多尺度的风水互补发电资源利用度与平抑性等级评估摘要：本文基于MATLAB/Simulink平台，以秒级尺度搭建较为精确的风水互补发电系统模型，在利用度、波动性、互补性三个方面对系统资源进行综合量化评估，最终以利用度、平抑性两个指标建立资源等级评估模型，实现了风水互补发电系统资源的量化评估以及综合等级划分。 1 风水发电资源评估量化方法 1.1 基于CWT的时间序列多尺度分解风水互补发电系统中风力资源、水力资源受到季节气候以及地形等多种因素的影响，大都属于非平稳序列，存在多时间尺度结构。对于这种非平稳时间序列通常需要某一时间所对应频域信息，或者某一时段对应的频域信息。小波分析具有时频局部化的功能，融合多时间尺度的理念，能清晰地揭示出隐藏在时间序列中的多种变化周期，充分反映系统在不同时间尺度下的变化趋势。连续小波变换分析（CWT）基本原理如下。小波分析的基本思想是用一簇小波函数系逼近某一信号或者函数。选取一个小波基函数，且满足： . (1) 将小波基函数进行时间尺度的伸缩与时间的平移可以可到一簇小波函数系，即： . (2) 其中a为时间尺度参数，表示时间的伸缩尺度，b是平移参数。对于一个给定的能量信号，其连续小波变换为： . (3) 其中为的复共轭函数。利用连续小波变换，选取不同的时间尺度参数a对互补系统资源进行分析，可以得到不同尺度下的子时间序列，进而有利于评估与比较资源分布的时间特性。 1.2基于LSSVM的等级评估 1.2.1 LSSVM多分类模型系统资源利用度与平抑性综合评价体系中，共有资源容量系数均值以及波动平抑系数两个评价指标，当两个评价指标分别处于不同的等级时，对于系统的综合评价往往难以判定，建立最小二乘支持向量机系统资源利用度与平抑性综合评价模型，可以很好地解决系统综合等级评估问题。支持向量机（SVM）是建立在统计学习理论、VC维理论和结构风险最小化原理基础上的机器学习算法，在解决小样本、非线性以及高维模式识别等问题中具有显著的优势，由于系统资源利用度与平抑性具有两个评价指标，且采集数据少、样本容量有限，因此支持向量机在在系统资源评估中具有重要的意义。

聚合物结构的三个层次

1.1 聚合物结构的三个层次近程结构——系指单个大分子链内部一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结决定聚合物性能的根本性物质基础，亦是决定远程结构和凝聚态结构的重要因素。远程结构——系指由数目众多的结构单元组成的单个大分子链的长短及其在空间存在的各种形态（是直链还是有支链？是刚性的还是柔性的？是折叠状，还是螺旋状的？）。凝聚态结构——系指聚合物在宏观上所表现出的分子凝聚结构类型。包括非晶态、结晶态、取向态、液晶态、织态结构，前四个描述是聚合物的堆砌方式，织态为不同聚合物分子链或与添加剂间的结合和堆砌方式，以结晶态和非晶态最常见。分子链结构是决定聚合物性质最基本、最重要的结构层次。熔点、密度、溶解性、溶液或熔体的粘度、粘附性能很大程度上取决于分子结构;而凝聚态结构是决定聚合物材料和制品的使用性能，尤其是力学性能的重要因素。关于化学结构与物理结构的确切划分，普遍认同的是 H.G .Elias 提出的界定原则：化学结构：除非通过化学键的断裂，即同时生成新的化学键才能够产生改变的分子结构。聚合物结构中所包括的结构单元的组成及其空间构型属于化学结构。物理结构：将大分子内部、之间或者基团与大分子之间的形态学表述。取向、结晶和分子链的构象则属于物理结构 1.2 大分子链的近程结构大分子链的近程结构包括结构单元的化学组成，连接方式、结构异构、立体异构、以及共聚物的序列结构等五个主要方面。 1.2.1 结构单元的化学组成结论1：聚合物的近程结构，即结构单元的化学组成和结构是决定其远程结构和凝聚态结构以及聚合物性能最重要的决定性因素。尼龙-66、PET 、PBT ～缩聚物， PP 、PS 、PMMA 、PB ～加聚物归纳表中三条主要规律： 1）杂链聚合物（多为缩合聚合物）与碳链聚合物（多为加成聚合物）相比较，前者的各项物理性能均优于后者； 2）在碳链聚合物中，侧基带有极性基团的PVC 和带有苯基的PS 的相对密度和熔点均高于非极性和低位阻侧基的PE 和PP ； 3）缩聚物尼龙和涤纶等的相对密度、熔点、强度和使用温度均普遍高于一般加聚物。 PA-66、PET 、PBT ～PE 、PP 强调：聚合物的近程结构，即结构单元的化学组成和结构始终是决定聚合物及其制品几乎所有物理化学性能的最重要因素。 1.2.2 结构单元的结构异构结构单元的结构异构是指单体由聚合反应转化成结构单元的过程中由于部分原子或原子团的空间位置发生变动，生成化学组成相同但结构完全不同的另一种结构单元的现象。即生成不同构型的结构单元的过程。两个重要的概念：构型和构象所谓构型，乃是分子内相邻原子或原子团之间所处的空间相对位置的表征。换言之，构型是分子内通过化学键连接的原子或原子团之间空间几何排列的状态，构型的特点在空间上和时间上是确定而不变的。由此区别于下一节将要讲述的另一个概念：“构象”—在空间上和时间上是不确定而可变的。阳离子聚合链增长反应中常常发生原子或原子团的重排过程，也称异构化过程。这是阳离子聚合反应的最大特点！以在二氯乙烷溶剂中，用三氯化铝，引发3-甲基丁烯的阳离子聚合反应为例： —————— 分子链结构凝聚态结构（一级结构）（二级结构）近程结构远程结构结构单元的化学组成结构单元的键合方式结构单元的构型分子链的几何形态分子链的长短及分布晶态结构非晶态结构取向态结构液晶态结构织态结构常规固态特殊固态熔体、溶液聚合物结构溶液结构熔体结构第三章第一章第九章第二章C CH 3 CH 3 _CH 2 = CH CH +HCl +AlCl 3C 3CH 3 ~ [ CH 2 CH]n _~H CH 2C ~ []n CH 2CH 33 _ _~

宇宙的膨胀速度

宇宙总质量正负解和宇宙加速膨胀 ——兼回答暗能量为什么存亦民科 [摘要] 宇宙总质量M C 有正、负解，M C =±(c 3/2H O G ）。其中的正质量有一部分通过形成黑洞的方式转化成了负质量，使正、负质量在数量上失去了平衡。负质量有负能量、负体积、产生斥力，驱动宇宙加速膨胀；暗能量就是负质量所具有的能量；在观测事实的基础上，预言了宇宙中大约有26%的正质量转化成了负质量。 [关键词] 宇宙总质量正、负质量黑洞负能量宇宙加速膨胀 0 引言面对已被观测确证的宇宙正在加速膨胀的事实，人们企图用宇宙常数λ给出解释。当把λ视为量子真空能时，则λ的理论值将比观测值大120个量级[1]。本文用宇宙总质量有正、负解的定性和定量结果，否定了“120个量级“带来的困扰，推出了宇宙必然加速膨胀的结论。 1 哈勃常数和塌缩宇宙的总质量宇宙的临界密度ρc 定义为 ρc =G H π832 0 （1） H 0——哈勃常数，G ——引力常数现假定宇宙一个典型的区域，其体积为V ，内含质量M C ，则这个区域的平均密度 ρ0为 ρ0=V M c （2）再进一步假定这个区域塌缩成黑洞，则体积V 是 V= 4 πR g 3 （R g ——引力半径）（3） 3 将（3）代入（2）得 ρ0= 3M C （4） 4πR g 3 令ρ0=ρc ，即令（4）=（1），化简得：

M c = H 02 R g 3 2G R g 可表为 R g =2 2c GM c （6）将（6）代入（5）化简得 M c =2 2064G H c =±G H c 03 2 （7）宇宙总质量由H 0、G 、c 三个常数决定并有正、负解是耐人寻味的。取 H 0=150公里/（秒·1千万光年）[2]（需化成CGS 制） G=6.67×10-8厘米3·克-1·秒-2 c=3×1010厘米/秒代入（7）算得 M C ≈±1.28×1056（克）（8）相当于6.4×1022M ⊙的质量(M ⊙≈2×1033克) 致于M C 为什么是宇宙的总质量,不再给出解释。从(7)式可知:若宇宙是静态的(H 0=0),则M C 将为±∞。故当H 0＞0，（7）式可视为塌缩宇宙总质量有限的证明。以上是笔者十年前写的一篇短文[3]，十年后又有新的理解，故将该文摘要抄出，作为论证宇宙加速膨胀的理论根据。致于如何从宇宙的塌缩模型推出宇宙必然加速膨胀的结论，本文将给出逻辑证明。 2 宇宙总质量有正、负解与具体的宇宙模型无关采用宇宙的塌缩模型，M C 有正、负解；张邦固[4]也曾计算了宇宙的总能量，他的结果表为 M=22 53Rc GM +Kc -2+M 0 （9） M 也有正、负解。但文[4]的计算方法和采用的宇宙模型与笔者完全不同，这说明M 有正、负解与具体的模型无关，它是宇宙的一个内禀型性质。文[4]的定量结果是（5）

化工过程中的时空多尺度结构及其效应

“化工过程中的时空多尺度结构及其效应” 重大项目研究队伍组成及经费分配方案根据“化工过程中的时空多尺度结构及其效应”重大项目函评专家函评，专家组听取申请人汇报后进行会评的意见和建议，以及11月8日重大项目协调会上九位课题负责人，五位主要参加人汇报以及与基金委和中石油领导一起民意测评的结果，经重大项目学术领导小组研究决定，国家基金委计划局批准，现将“化工过程中的时空多尺度结构及其效应”重大项目研究队伍的组成及经费分配方案公布如下：一、重大项目的研究队伍的组成经专家组会评和学术领导小组研究决定，李静海院士、徐春明教授等9人入选为重大项目各课题负责人。指定李静海院士担任整个项目的负责人，徐春明教授协助。同时决定将刘会洲、鲍晓军、骆广生三人的研究小组并入李静海院士课题组；将杨朝合、陆慧林两人的研究小组并入徐春明教授的课题组。二、重大项目经费分配方案本项目总经费1560万，其中国家基金委出资800万，中石油出资760万。预留300万（该经费由国家基金委拨款170万，中石油拨款130万）作为滚动资助及项目考核、检查的机动费；其余经费1260万分配如下： 1、李静海院士课题组：总经费300万，其中含李静海170万，刘会洲50万，骆广生40万，鲍晓军40万。该经费由国家基金委拨款150万，中石油拨款150万。 2、徐春明教授课题组：总经费220万，其中含徐春明140万，杨朝合40万；陆慧林40万。该经费由国家基金委拨款110万，中石油拨款110万。 3、袁谓康院士课题组：总经费120万。该经费由国家基金委拨款60万，中石油拨款60万。 4、刘昌俊教授课题组：总经费120万。该经费由国家基金委拨款60万，中石油拨款60万。 5、陈光进教授课题组：总经费100万。该经费由国家基金委拨款50万，中石油拨款50万。 6、毛在砂教授课题组：总经费100万。该经费由国家基金委拨款50万，中石油拨款50万。 7、阳永荣教授课题组：总经费100万。该经费由国家基金委拨款50万，中石油拨款50万。 8、陈光文教授课题组：总经费100万。该经费由国家基金委拨款50万，中石油拨款50万。 9、陈标华教授课题组：总经费100万。该经费由国家基金委拨款50万，中石油拨款50万。合计：1260万。请各课题组按照上述研究队伍组成及经费分配比例和协调会上学术领导小组以及项目负责人和各位专家的意见和建议，紧扣项目指南中的核心问题“时空多尺度结构及其效应”，尽快配合项目负责人李静海院士调整研究内容和预期目标，于11月20日之前向项目负责人提交各课题组的计划书，同时请项目负责人李静海院士于11月25日之前向国家基金委化学部化学工程处提交一份整个项目的计划书和九份各课题的计划书。计划书请从基金委网上下载，如果下载和填写计划书有问题，请致电62317474 向信息中心咨询。国家自然科学基金委化学科学部 2003－11－11

宇宙膨胀的原理

不连续时空观的探讨及发展翟帅摘要：目前国内研究的大多是爱因斯坦的四维连续时空，而本文的工作是以圈量子理论为主要依据，并进一步发展，使之成为描述时空特点的完善的理论。为什么时空总是和热力学产生那么多深刻的联系呢，因为能量是时空产生的原因，而热即是能量的一种。关键词：不连续时空能量芝诺悖论圈量子理论一、目前时空的理论 1、广义相对论爱因斯坦的时空是四维的弯曲连续时空，在这个时空，没有直线。引力和电磁力都可以用时空弯曲来解释。毋庸置疑，这是天才的理论，它极其深刻的说明了引力和电磁力，使人类向大统一场迈了一大步。可以把爱因斯坦的时空模型比做一种流体，这样就直观的体现了爱因斯坦时空的特点，大质量的物体会引起超流体的局部变形，变形的程度取决于物质的质量。每次新的理论的产生，不是完全的否定过去，而是将原来的理论发扬光大。 2、弦理论 20世纪，物理学最恢弘的战斗发生在广义相对论和量子论之间，广义相对论在大的空间尺度、大的质量环境下体现出了它的正确性，而从微观角度，量子力学体现出了它的正确性，为了使这两个理论统一，物理学家们提出了弦理论，这个理论认为世间万物都是由微小的弦组成，吸引了大批物理学家并取得了一些成果，但是这仍然是一个不成熟的理论，弦理论预言的大量新的基本粒子和各种力并没有被观测到。 3、混沌分形理论

有人把混沌论、量子论、相对论称作21世纪最伟大的三个学说，混沌论产生于非线性空气动力学，后来发展到宇宙学领域，它认为空间是破碎的，是不确定的，在这个时空，甚至无法测量线段的长度。分维数的不断迭代产生拉压，折叠，扭曲产生了时间和空间，它指出了时空的不连续特性，但是这个理论并不能说明时间和空间的本源。 4、圈量子理论一些新锐的科学家，在那些经过实验检测的结论上，利用自创的数学语言，几位科学家经过计算发现，时空是量子化的，或者说是离散而非连续的，时间和空间是由极小的圈组成，圈之间的相互作用，形成了所谓的自旋网络，也就是说时空很像一堆泡沫。圈量子理论提出后，一些科学家对它进行了检验，发现广义相对论在某种上和圈量子理论很相似，此外，圈量子理论还可以很好地解释黑洞的一些现象。二、这些理论的纰漏 1、无法解决的芝诺悖论芝诺悖论最为著名的是阿基里斯和乌龟的赛跑，假设开始时乌龟位于前方的100米远处，而阿基里斯的速度是乌龟的一百倍。当阿基里斯跑了100米时，乌龟移动了1米，而阿基里斯再前进1米时，乌龟前进了1厘米，如此，阿基里斯永远追不上乌龟。尽管有些人号称用无穷积分可以解这个悖论，但事实上积分学本身就避开了这个悖论的逻辑，这个悖论在连续时空的前提下是无解的。 2、狭义相对论前提没有明确狭义相对论的假设是在飞驰的火车上，而我们知道如果火车的速度没有达到光速，那么它只是在做相对运动，而相对运动可以看做静止，因此在飞驰的火车和静止的火车上并没有区别。之所以出现这个问题，是因为影响火车内时间和空间的因素不在于

2现代宇宙学中的几个问题

2、现代宇宙学中的几个问题在所有科学学科中，宇宙学是最吸引公众的学科之一。康德说过：“有两种事物，我们愈是沉思，愈感到它们的崇高和神圣，愈是增加虔诚与信仰，这就是头上的天空和心中的道德律。”古代天文学，以天体测量为主，主要研究天体在空间的位置及其运动；至牛顿时代，牛顿创立牛顿力学，使天文学出现了一个新的分支--天体力学，这是天文学发展历史上的一个巨大飞跃；以爱因斯坦提出广义相对论为标志，天体物理学自此诞生并一跃成为天文学研究的主流…。现代宇宙学从整体上研究大尺度的时空性质，物质运动的规律。它是当代天文学中最活跃的前沿阵地之一。现代宇宙学的最大特征是必须尊重观测到的客观事实，必须能在理论物理学的基础上给予科学的说明。它涉及到恒星的起源和演化，星系的起源和演化，元素的起源和演化等多方面的基础理论问题。 1、量子引力如何帮助解释宇宙起源？现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论．前者利用量子力学来描述亚原子粒子以及它们所服从的作用力，而后者是有关引力的理论．很久以来，物理学家希望合二为一，得到一种“万物至理”--即量子引力论，以便更深入地了解宇宙，包括宇宙是如何随着大爆炸自然地诞生的．实现这种融合的首要候选理论是超弦理论，或者叫M理论--这是其名称的最新“升级版”，M代表“魔法”（ｍａｇｉｃ）、“神秘”（ｍｙｓｔｅｒｙ）或“所有理论之母”（ｍｏｔｈｅｒｏｆａｌｌｔｈｅｏｒｉｅｓ）．宇宙真的是在不断膨胀吗？宇宙真的是由一次热大爆炸中形成的吗？如果真的是，那么大爆炸之前的所谓数学奇点是什么东西？它是怎么形成的？大爆炸前一秒钟的激发机制又是什么？有证据表明，在最初的时刻，宇宙经历了又一次的巨大爆炸，称为膨胀，这样宇宙中的最大星体就起源于亚原子量子态的绒毛微细结构。这一膨胀的根本物理原因是个谜。Sloan 数字寻天项目是利用美国新墨西哥州的ApachePoint观测站2.5米的天体望远镜来观测可见宇宙的实验。该项目完成对整个天空四分之一的系统测绘任务后，产生详细的图像，确定一亿个以上的天体的位置和绝对亮度，将在某种程度上阐明膨胀之谜。该实验还将测量距100万多个最近星系的距离，通过一个比我们到目前探索大100倍的体积，给出宇宙一个三维图像。最后，使我们前所未有地了解到可见宇宙边缘的物质分布情况。这会提供质量密度中原始波动情况，膨胀的结果应该是这样。如果自然界的4种力量事实上是在几百万度以下表现为不同形式的一种力，那么大爆炸时期温度极高、密度极大的宇宙中，重力、强力、粒子和反粒子之间就没有什么区别了，爱因斯坦的物质和时空理论是以更普通的水准点为基础，因此无法解释宇宙初始时炙热的弹丸之地是如何膨胀成今天我们看到的景象的，我们甚至不知道宇宙为什么充满了物质，根据当今物理学的看法，早期宇宙中的能量应该产生了数量相当的物质和反物质，之后它们会互相湮灭，而某些神秘而作用巨大的物理过程使天平倾向了物质，于是足够的物质产生了充满星球的星系。幸运的是，初期宇宙还留下了一些线索，一个是宇宙微波本底辐射，这是大爆炸的余辉，几十年来，不管天文学家从宇宙的哪个角度测量，这种微弱的辐射都是一样的，天文学家相信，这种统一性说明，大爆炸是伴随着比光速还快的时空膨胀开始的。宇宙学观测表明宇宙是膨胀着的。通过对微波背景辐射和宇宙大尺度结构等的观测，宇宙的历史可以追溯到极早期发生的大爆炸。我们所知的基本物理，比如广义相对论和粒子物理标准模型，在那里都不适用。为理解宇宙起源，需要了解大爆炸时期的基本物理。 2、黑洞信息悖论的解决方法是什么？根据量子理论，信息--无论它描述的是粒子运动的速度还是油墨颗粒组成文件的确切方式--是不会从宇宙中消失的．但物理学家基普·索恩、约翰·普雷希尔和斯蒡芬·霍金却提出了一个固定的假设：如果你把一本大不列颠百科全书扔进黑洞中去，将会发生什么事？宇宙中

基于多特征时空关系融合的人类行为识别方法与相关技术

本技术公开了一种基于多特征时空关系融合的人类行为识别方法，具体步骤包括：通过光流直方图和运动边界直方图对视频抽取的密集轨迹特征进行表示，然后用KMEANS算法构建两种特征对应质心之间的时空二部图，采用K路二部图分割技术将时空二部图分割，采用基于条件概率的表示方法得到两种特征融合后的视频级编码，最后训练分类器并进行识别，通过上述方式，本技术一种基于多特征时空关系融合的人类行为识别方法，该方法通过计算每个视频中特征之间的时空距离，从而构建两种特征对应质心之间的时空二部图，采用K路二部图分割技术对时空二部图进行分割，将具有强时空关系的质心融合，更好的挖掘了不同特征的有效信息，提升了识别准确率。权利要求书 1.一种基于多特征时空关系融合的人类行为识别方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1：对视频进行密集轨迹特征抽取，并以光流直方图和运动边界直方图两种方法对抽取的轨迹特征进行表示，得到两种特征表示；步骤2：用KMEANS算法构建两种特征对应质心之间的时空二部图；步骤3：采用K路二部图分割技术将步骤2中的时空二部图分割为具有强时空关系的质心和具有弱时空关系的质心，将分割后具有强时空关系的质心融合起来，将具有弱时空关系的质心分开；步骤4：计算具有强时空关系的质心之间的时空距离矩阵，并采用基于条件概率的表示方法对距离矩阵进行压缩，得到两种特征融合后的视频级编码；步骤5：训练分类器并进行识别。 2.根据权利要求1所述的一种基于多特征时空关系融合的人类行为识别方法，其特征在于：所述步骤2中KMEANS算法将所述步骤1中得到的两种特征进行聚类，从而得到若干个质心，通过计算每个视频中任意两个特征对应时空坐标之间的L1距离来衡量两个特征之间的时空关系，利用两种特征之间的时空关系计算其质心之间的时空关系，并得到两种特征对应质心之间的时空二部图。 3.根据权利要求1所述的一种基于多特征时空关系融合的人类行为识别方法，其特征在于：所述的步骤4中所述条件概率表示方法首先对质心之间的距离向量进行离散化，然后以条件概率描述任意两个融合后质心之间的时空距离分布信息。

宇宙学 大尺度结构