外星人如何才能发现地球?清北网校名师在线解读诺贝尔物理学奖

2020-02-18 15:11:05 推荐

外星人可以发现地球吗?一直以来,这个问题困扰着许多学生。近日,在清北网校科普课上,人大附中物理老师李永乐为学生解读了外星人发现地球时,可能会用到的几大方法。

在讲解“视向速度法”(又名径向速度法)之前,李永乐首先以太阳和地球为例,对双星系统进行了解读。他说,在万有引力的作用下,行星和恒星彼此会围绕着中间的质心运动,而且每时每刻它们的连线都会通过这个质心。按照这个转法,太阳的速度大概是9厘米每秒。

img_pic_1582009861_0.png

在双星系统的基础上,他又层层推进,通过太阳传播光线的原理讲解了非相对论下的多普勒效应。他解释,假如太阳在某个部位发出了光,那么过一会儿,这个光就会自动传播出去,但是太阳静止不动的话,那个部位就会往外移动。由于太阳在不断往外走,若观察者从右边视角去观察,会发现它们之间的波长距离好像变短了。

在光度不变的情况下,波长变短了,频率就会变大。波长最短,频率最大的光是紫光,这种情况下称之为蓝移。“如果太阳朝着外星人方向转过来,外星人就会发现,这个太阳的光发生了蓝移;如果外星人在太阳的背后,它会发现波长距离变大了,波长一旦变大,频率就会减小,这时候发出的光就是红光,也称之为红移”,经过一步步推理,李永乐告诉学生们一个结论:恒星运动期间,外星人在观察太阳时,会发现周期性的红移和蓝移现象,这个时候,它就能感应到恒星旁边还有一颗行星,于是就会找到地球。

顺着“外星人如何发现地球”这个话题,李永乐又对诺贝尔物理学奖进行了一番科普。他介绍,1995年,日内瓦大学天文系两大科学家梅耶、奎罗兹找到了太阳系之外的行星。他们以五十亿分之一的精密仪器为工具,测算出恒星的速度大概是55米每秒,而它旁边那颗行星的质量是地球质量的150倍,并且这颗恒星和行星之间的距离是0.052倍的日地距离,至此研究出了“视向速度法”。

正是由于两位科学家的研究,才给我们提供了外星人发现地球的依据。而除了“视向速度法”,在清北网校课堂上,李永乐还向学生介绍了另外一种方法——凌日法。

“假如这是一颗恒星,旁边有一颗行星在围绕恒星转,如果外星人在看这颗恒星时,行星正好运动到我们和恒星中间,这颗恒星就会变暗,因为它有一部分光被行星挡住了。如果行星转到旁边去了,或者转到背面了,这颗恒星就会变亮”,李永乐一边画图,一边指出行星的亮度有周期性变化,通过亮度的差别可以判断,恒星旁边有一颗行星,这就是凌日法。

“但凌日法的准确率并非百分之百”,李永乐接着指出,如果外星人通过凌日法寻找地球,首先就会注意到光强的变化。光强变化与原来光强之比等于地球半径与太阳半径的平方比,大概是万分之一,这种方法可以大大提高外星人找到地球的概率。但是,在寻找过程中,也存在角度问题。李永乐强调,如果外星人站的角度不一样,在有些情况下,它会发现太阳的亮度没有变化。所以,外星人只能处于某些地球能把太阳挡住的部位,它才有可能发现地球,且概率为0.47%。

近二十分钟的科普课堂,让学生终于明白外星人发现地球并非神话传说,一切有理可据。为了让学生能了解更多科普知识,清北网校推出了8节李永乐科普课,涵盖万有引力定律、角动量守恒点等知识点。公开资料显示,李永乐曾获“国际奥赛金牌教练员称号,培养清华、北大学生200余人。截至目前,李永乐的全网粉丝高达千万,视频播放量超三亿。

除了李永乐课堂,清北网校还推出了其他免费名师课堂,由清华北大毕业的一线名师授课,结合各年级关键知识点展开为小学三年级到初中二年级的学生提供7天3科18节在线直播精品课,并且每节课都配有班主任全程在线督学。目前,名师课堂已正式开课,家长可通过“清北网校”微信公众号报名并领取详细课程安排。

清北网校相关负责人表示,清北网校始终致力于提供优质课堂内容,为中小学生服务,在这个特殊时期,希望名师课堂可以尽可能降低疫情对学生学习的影响,同时让全国各个地区的学生都能享受优质教育资源,相应拓展知识面。

据了解,疫情期间,清北网校还面向全国中小学免费开放在线直播系统,并为福建、厦门、景德镇、陕西、河南、湖北等地区中小学打造“空中课堂”,让学生学习不掉队。


相关文章

{{news.title}}

{{news.timeFormat}} {{news.author}}

正在加载......