從銀河繫到鸚鵡螺中呈現的對數螺旋結構

2020-08-05 世界觀SeeTheWorld

自然界中的對數螺旋無處不在,並且具有一系列的植物學和動物學表現。可能最常見的例子是對數鸚鵡螺貝殼和其他貝殼的螺旋形、各種哺乳動物的角、許多植物(例如向日葵和雛菊)種子的排列方式,以及松果。馬丁·加德納(Martin Gardner)指出,常見的蜘蛛變種Eperia會旋轉卷材,其中一股以對數螺旋形繞中心纏繞。

1638年由法國數學家和哲學家裡內·笛卡爾(Rene Descartes)寫給法國神學家和數學家馬林·梅森(Marin Mersenne)第一次討論了對數螺旋。後來,瑞士數學家Jacob Bernoulli伯努利對其進行了更廣泛的研究。對數螺旋線最令人印象深刻的外觀是碩大的手臂。許多星系的傳統觀點認為,像重力這樣的相互作用來創造如此巨大的秩序,在旋渦星系中旋臂是活躍恆星形成的地點。螺旋模式通常用以下方式組織的物質中自發發生對稱變換:大小(增長)和旋轉的變化。螺旋形式可以壓縮相對較長的長度。由於顯而易見的原因,緊湊型管子在軟體動物和耳蝸中很有用,包括物理強度和增加的表面積。隨著物種的成長到成熟,它通常以這樣的方式進行轉換,使其各部分保持大致相同彼此之間的比例,這可能是大自然經常呈現自相似的螺旋形增長。

從銀河繫到鸚鵡螺中呈現的對數螺旋結構

相關焦點

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    ,伽略金法檢驗的矩量法來分析雙臂圓錐對數螺旋天線.一般情況下利用直線段展開,伽略金法檢驗的矩量法來分析等角螺旋天線、阿基米德螺旋天線等這些具有高度曲線性的天線需要分許多段,這是由於需要用大量直線段來擬合曲線結構的快速變化.但是用於擬合的直線段數目已遠遠超過了用於精確表示線上電流的小段數目.本文採用由二次曲線確定的曲線段上的分域線性展開函數——曲線段三角基,既能準確描述天線結構、又能精確表示和迅速準確計算天線線上電流
  • 非頻變天線--雙臂圓錐對數螺旋天線的研究
    本文利用曲線段三角基展開,伽略金法檢驗的矩量法對一種非頻變天線——雙臂圓錐對數螺旋天線進行了分析.通過曲線段擬合天線結構以及利用阻抗矩陣的中心對稱性減少計算量.使得計數精度、速度大為提高.本文的方法和程序也適用於平面螺旋和圓柱螺旋天線的設計和計算.文中同時給出大量曲線數據
  • 自然中無處不在的螺旋曲線,蘊含生機令人驚詫
    傳遞生物遺傳訊息的去氧核糖核酸(DNA),它巨大的分子有著盤梯式的雙螺旋形狀,這種螺旋從底部到頂端,一路都呈右旋。獲得諾貝爾醫學生理學獎的沃森,曾繪製出去氧核糖核酸(DNA)雙螺旋結構的分子模型,成為二十世紀以來生物科學最偉大的發現之一。難道螺旋線同生物的生長有什麼內在的聯繫嗎?為什麼自然界中有這麼多螺旋狀的物體?它們為什麼不能是其他形狀?
  • 大自然的神奇之作——「黃金螺旋」
    颶風、銀河系、向日葵和人的耳朵,這些看似完全不相干的事物竟然有著共同的特點:它們都擁有符合黃金比率的完美螺旋形狀。這種神奇現象被稱為「黃金螺旋」。      玫瑰花瓣的排列順序呈重複的「黃金螺旋」形狀。
  • 大自然的神奇之作「黃金螺旋」 感受一下
    颶風、銀河系、向日葵和人的耳朵,這些看似完全不相干的事物竟然有著共同的特點:它們都擁有符合黃金比率的完美螺旋形狀。這種神奇現象被稱為「黃金螺旋」。像蘆薈這樣的肉肉植物也呈現「黃金螺旋」的完美形狀。以「黃金螺旋」形生長出新的細胞,最終形成螺旋狀的植物形態。
  • 星系中螺旋結構的起源是什麼?
    問:螺旋星系中的螺旋引力波來源於哪裡呢?我了解到,接近螺旋星系的正中核心,恆星的密度是如此之大以至於它們的軌道運動在某種程度上被共同的引力所支配。這導致了內部恆星的減速與外部恆星的加速,是違背克卜勒定律的。所以這種螺旋引力波是不是這樣一種違背運動作用得到的結果呢?
  • 為什麼說銀河系是一個螺旋星系?
    螺旋星系是具有漩渦結構的河外星系,在哈勃的星系分類中用S代表。    螺旋星系的螺旋形狀,最早是在1845年觀測獵犬座星系M51時發現的。    這個扭曲的螺旋星系(ESO 510-G13)是與另一個星系碰撞的結果,而另一個星系完全被吸收掉了,這種過程通常需要耗費數百萬年的時間。
  • 鳳凰數學小站:自然對數底e的由來
    高中數學必修一對數與對數運算一節中,有以10為底的對數,即常用對數。
  • 鸚鵡螺、菊石……全球稀有的貝殼類展覽品現身江蘇科技館
    其實,這種海螺內部結構比較特殊,吹進去的氣會在海螺內流動的過程中出現很多氣旋和湍流,如果它們的振動頻率剛好在人耳可以接收的範圍內,加上海螺的腔對聲音有一定的放大能力,就會吹出聲音了。不過,能在沙灘上撿起來直接就能吹出聲的海螺基本是可遇不可求,中獎率超低。
  • 我們地球屬於銀河系,然而銀河系也只是眾多星系當中的一個
    我們居住的地球就在一個巨大的星系——銀河系之中。在銀河系之外的宇宙中,像銀河這樣的太空巨島還有上億個,它們統稱為河外星系。星系內部的恆星在運動,而星系本身也在自轉,整個星系也在空間運動。這些更大的集團通常被稱為薄片或纖維,圍繞在宇宙中巨大的空洞周圍。星系大小差異很大。橢圓星系直徑在3300光年到49萬光年之間; 漩渦星系直徑在1.6萬光年到16萬光年之間;不規則星系直徑大約在6500光年到2.9萬光年之間。
  • 地球上的「大自然數學之謎」,宇宙中也有這種奇怪的數學規律!
    在幾何學中,分形幾何體是指一類複合幾何體,其中每個構件與整體的模式相同。對寶塔花菜來說,每個菜莖都是整棵花菜的對數螺旋形狀的微型版。這意味著,整棵寶塔花菜是一個大的對數螺旋形,由較小但形態完全相同的錐形迷你螺旋組成。當然,和別的花菜一樣,寶塔花菜也富含維生素,同時造型獨特,這可能就是孩子們喜歡吃寶塔花菜的原因。
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  • 為什麼鸚鵡螺島成為了2019年馬爾地夫新開奢華島嶼中最矚目的島?
    而在這些重磅酒店中,鸚鵡螺島卻以獨特的波西米亞風和「絕對私人定製」廣受馬代控的關注。BB島嶼星級:六星奢華島嶼風格:現代奢華所屬環礁:芭環礁(Baa Atoll)02 島嶼亮點★ 馬爾地夫新開島嶼★ 上島方式靈活,水飛或者內飛+快艇上島★ 全島只有26間別墅★ 鸚鵡螺殼為靈感,大量採用曲線和開放結構★ 所有別墅都帶私人泳池,房間面積大★ 觀賞鯨魚鯊魚的絕佳地點
  • 迄今為止最古老的螺旋星系或揭示銀河系的形成之謎
    天文學家們發現了一個古老的宇宙遺蹟,它距地球110億光年,是迄今為止人類觀測到最古老的螺旋星系。最新觀測到的被稱之為A1689B11,是現代銀河系的祖先。現代星系,就類似我們的銀河系那樣,特徵是擁有圍繞星系中央由氣體、塵埃與恆星組成的長長旋臂。
  • 大自然裡的神奇黃金螺旋線,給你奇特的視覺震撼!
    海中貝殼是「黃金螺旋」最令人矚目的例子。將鸚鵡螺殼對半破開,其內腔壁的螺旋結構尤為明顯。就像向日葵和多肉植物一樣,松果的種子按順時針或逆時針方向呈「黃金螺旋」狀排列。 乍看之下,仙人掌的「黃金螺旋」形狀似乎並不明顯,但仔細觀察就可以發現,仙人掌刺的生長排列方式與向日葵和肉肉植物很相似,也呈螺旋狀。
  • 每秒252公裡,地球將以一個異常複雜的螺旋軌跡在銀河系內穿越
    我們的銀河系是一個直徑達16萬光年的超級星系,存在著數千億顆恆星。太陽並非銀河系中心,它只是其中最普通的一顆恆星,位於一個距離銀河系中心約2.6萬光年的旋轉臂上,這個旋轉臂被稱為「獵戶臂」。 如果將我們的視野範圍放大到數十萬光年的距離,以整個銀河系作為參照物,那麼你就會發現我們的太陽正以每秒250公裡的速度繞銀河中心黑洞公轉,公轉一周時間約為2.2億年。
  • 銀河系在已知宇宙星系大小排名中只是滄海一粟
    三角座星系,是位於北天三角座內的一個螺旋星系,有眾多變星,在本星系群中是第三大的星系,比鄰近的仙女座星系和銀河系略小一些,並可能受到仙女座星系的引力約束,但在宇宙中仍可算是一個大的螺旋星系。
  • 科學家發現宇宙最大螺旋星系 體積是銀河系5倍
    這張NGC 6872星系圖像是結合歐洲南方天文臺甚大望遠鏡可見光觀測數據、GALEX探測器遠紫外線觀測數據和斯皮策望遠鏡紅外線觀測數據處理合成的  【搜狐科學消息】 據英國每日郵報報導,天文學家發現目前宇宙中最大的螺旋星系
  • 大自然裡的神奇黃金螺旋線,給你奇特的視覺震撼.
    斐波那契數列在現代化學和物理上有非常廣泛的應用,斐波那契螺旋線就是根據斐波那契數列畫出來的。斐波那契螺旋線又叫黃金螺旋線,它在自然界中普遍存在。羅馬花椰菜也是斐波那契螺旋線的代表,除了羅馬花椰菜,還有孔雀開屏時的羽毛,一些植物的葉子,蜷縮的狗等等。
  • 圖解銀河系的各大旋臂
    如果你看過銀河系的圖片,你肯定會注意到它有一個螺旋結構。