探索宇宙的奧秘(課件)

探索宇宙的奧秘探索宇宙的奧秘一、宇宙的起源天圓地方天體演化說原子碰撞等原因形成原始旋渦運動中，較大的原子被趕到旋渦中心相互聚集形成地球，較小的原子被趕到外圍環(huán)繞地球做旋轉(zhuǎn)運動，變得干燥燃燒后形成各個天體。德謨克利特一、宇宙的起源天圓地方天體演化說原子碰撞等原因形成原一、宇宙的起源康德星云假說構(gòu)成我們太陽系星球的物質(zhì)，在最初時都分解為基本微粒，充滿整個宇宙空間?！@些微粒具有促使它們相互運動的基本能力，它們本身就是活力的一個源泉。

在這種情況下，物質(zhì)就立即努力于形成自己。密度較大而分散的一類微粒，憑借引力從它周圍的天空區(qū)域，把密度較小的物質(zhì)聚集起來。但它們自己又與所聚集的物質(zhì)一起，聚集到密度更大質(zhì)點所在的地方。而所有這些又以同樣方式聚集到質(zhì)點密度更為巨大的地方，并如此一直繼續(xù)下去，直到形成諸團塊天體。在這同時，斥力使凝聚起來的團塊天體發(fā)生旋轉(zhuǎn)運動。一、宇宙的起源康德星云假說構(gòu)成我們太陽系星球的物質(zhì)，一、宇宙的起源愛因斯坦有限無界的靜態(tài)宇宙

1916年，愛因斯坦的廣義相對論橫空出世。根據(jù)廣義相對論，科學(xué)家們得出了一個有限無界的靜態(tài)宇宙模型，正式開始了現(xiàn)代宇宙學(xué)研究。宇宙有限而無界，只不過比地球多了幾維。比如，我們的地球就是有限而無界的。在地球上，無論從南極走到北極，還是從北極走到南極，你始終不可能找到地球的邊界，但你不能由此認為地球是無限的。實際上，我們都知道地球是有限的。地球如此，宇宙亦是如此。一、宇宙的起源愛因斯坦有限無界的靜態(tài)宇宙1916年，一、宇宙的起源哈勃哈勃定律

1929年，美國天文學(xué)家哈勃在研究星系的光譜后提出了哈勃定律。認定所有的星系都在彼此遠離，宇宙處于普遍膨脹之中。遙遠恒星發(fā)出的光譜與地球上同種物質(zhì)的光譜相比，波長邊長，即向紅光方向偏移。

不管往哪個方向看，遠處的星系都正在急速地遠離我們而去，并距離我們越遠的星系離開我們的速度越快。一、宇宙的起源哈勃哈勃定律1929年，美國天文學(xué)家哈一、宇宙的起源伽莫夫宇宙大爆炸

1940年，美國科學(xué)家伽莫夫與他的兩個學(xué)生一道，提出了更加聳人聽聞的熱大爆炸宇宙學(xué)模型。認為我們的宇宙在大約150億年前由一個無限小的奇點

（被無限壓縮的點）爆炸產(chǎn)生，大爆

炸形成了時間、空間、能量和物質(zhì)。

1970年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“大爆炸”

模型所預(yù)言的宇宙微波背景輻射的

“余燼”，大爆炸假說一躍而成主流

宇宙理論，大爆炸學(xué)說更是成了真理

的化身，成了書中的標準答案。一、宇宙的起源伽莫夫宇宙大爆炸1940年，美國科學(xué)家二、宇宙的演化宇宙會一直膨脹下去嗎？宇宙未來是怎么樣的？……宇宙除了發(fā)光天體，還有暗物質(zhì)二、宇宙的演化宇宙會一直膨脹下去嗎？宇宙未來是怎么樣的？……二、宇宙的演化索爾·珀爾馬特亞當·里斯布賴恩·施密特二、宇宙的演化索爾·珀爾馬特亞當·里斯布賴恩·施密特二、宇宙的演化珀爾馬特、里斯和施密特的研究對象，是一些大質(zhì)量恒星在演化后期伴隨星核與星殼分離出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，即超級規(guī)模大爆炸。質(zhì)量相當于太陽的8至25倍的恒星以超新星爆發(fā)方式結(jié)束“生命”，而恒星外側(cè)氣體包則高速拋離，所顯現(xiàn)的絕對光度可超過太陽光度100億倍。分析特定類型的超新星爆發(fā)，珀爾馬特、里斯和施密特所屬的研究小組發(fā)現(xiàn)，超過50顆超新星所顯現(xiàn)的光度比先前預(yù)期暗淡。對這一結(jié)果的解釋，是宇宙正在加速擴張。二、宇宙的演化珀爾馬特、里斯和施密特的研究對象，是一些大二、宇宙的演化大爆炸10萬年后，溫度下降到3000K左右，開始了恒星的形成過程：恒星的誕生宇宙塵埃萬有引力更密集的塵埃萬有引力氣體狀態(tài)的星云團凝聚引力勢能→內(nèi)能，溫度升高并發(fā)光恒星二、宇宙的演化大爆炸10萬年后，溫度下降到3000K左右二、宇宙的演化當溫度超過107K時，氫通過熱核反應(yīng)成為氦，釋放的核能主要以電磁波的形式向外輻射。輻射產(chǎn)生的向外的壓力與引力產(chǎn)生的收縮壓力平衡，這時星體穩(wěn)定下來。恒星在這一階段停留的時間最長。太陽目前正處于這一階段的中期，要再過50億年才會轉(zhuǎn)到另一個演化階段。恒星的穩(wěn)定期二、宇宙的演化當溫度超過107K時，氫通過熱核反應(yīng)成為氦二、宇宙的演化當恒星核心部分的氫大部分聚變?yōu)楹ひ院螅朔磻?yīng)變?nèi)?，輻射壓力下降，星核在引力作用下再次收縮。這時引力熱能產(chǎn)生的熱將使溫度升得更高，于是發(fā)生了氦核聚合成碳核的聚變反應(yīng)。類似的過程一波接一波地繼續(xù)下去，出現(xiàn)了氧、硅，直到鐵等更重要的元素。恒星在這個階段要經(jīng)歷多次膨脹與收縮，光度也發(fā)生周期性的變化。當各種熱核反應(yīng)都不再發(fā)生時，由熱核反應(yīng)維持的輻射壓力也消失了。星體在引力作用下進一步收縮，中心密度達到極大。恒星的衰老二、宇宙的演化當恒星核心部分的氫大部分聚變?yōu)楹ひ院?，核反二、宇宙的演化恒星最終歸宿與恒星的質(zhì)量大小有關(guān)，當恒星的質(zhì)量小于1.4倍太陽質(zhì)量時，演變?yōu)榘装?；當恒星的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1.4倍～2倍時，演變?yōu)橹凶有?；當恒星的質(zhì)量更大時，演變?yōu)楹诙?。恒星的歸宿二、宇宙的演化恒星最終歸宿與恒星的質(zhì)量大小有關(guān)，當恒星的二、宇宙的演化黑洞斯蒂芬·威廉·霍金二、宇宙的演化黑洞斯蒂芬·威廉·霍金三、永不停息的探索伽利略折射式望遠鏡三、永不停息的探索伽利略折射式望遠鏡三、永不停息的探索射電望遠鏡哈勃太空望遠鏡三、永不停息的探索射電望遠鏡哈勃太空望遠鏡三、永不停息的探索恒星“死亡”的畫面三、永不停息的探索恒星“死亡”的畫面三、永不停息的探索引力波引力波天文臺三、永不停息的探索引力波引力波天文臺1．下列說法中正確的是（）A．“紅移”現(xiàn)象說明了星系系統(tǒng)處于一種膨脹狀態(tài)B．黑洞是恒星演化的結(jié)果C．包括光在內(nèi)的任何東西都不可能逃出黑洞D．黑洞實質(zhì)上就是一個無光線的區(qū)域ABC1．下列說法中正確的是（）ABC2．在引力可以忽略的空間有一艘宇宙飛船在做勻加速直線運動，一束光垂直于運動方向在飛船內(nèi)傳播，下列說法中正確的是（）A．船外靜止的觀察者看到這束光是沿直線傳播的B．船外靜止的觀察者看到這束光是沿曲線傳播的C．航天員以飛船為參考系看到這束光是沿直線傳播的D．航天員以飛船為參考系看到這束光是沿曲線傳播的AD2．在引力可以忽略的空間有一艘宇宙飛船在做勻加速直線運動，一3．黑洞是質(zhì)量非常大的天體，由于質(zhì)量很大，引起了其周圍的時空彎曲，從地球上觀察，我們看到漆黑一片，那么關(guān)于黑洞，你認為正確的是（）A．內(nèi)部也是漆黑一片，沒有任何光B．內(nèi)部光由于引力的作用發(fā)生彎曲，不能從黑洞中射出C．內(nèi)部應(yīng)該是很亮的D．如果有一個小的星體經(jīng)過黑洞，將會被吸引進去BCD3．黑洞是質(zhì)量非常大的天體，由于質(zhì)量很大，引起了其周圍的時空4．下列說法中正確的是（）A．物質(zhì)的引力使光線彎曲B．光線彎曲的原因是由于介質(zhì)不均勻而非引力作用C．在強引力的星球附近，時間進程會變慢D．廣義相對論可以解釋引力紅移現(xiàn)象ACD4．下列說法中正確的是（）ACD探索宇宙的奧秘(課件)探索宇宙的奧秘探索宇宙的奧秘一、宇宙的起源天圓地方天體演化說原子碰撞等原因形成原始旋渦運動中，較大的原子被趕到旋渦中心相互聚集形成地球，較小的原子被趕到外圍環(huán)繞地球做旋轉(zhuǎn)運動，變得干燥燃燒后形成各個天體。德謨克利特一、宇宙的起源天圓地方天體演化說原子碰撞等原因形成原一、宇宙的起源康德星云假說構(gòu)成我們太陽系星球的物質(zhì)，在最初時都分解為基本微粒，充滿整個宇宙空間?！@些微粒具有促使它們相互運動的基本能力，它們本身就是活力的一個源泉。

在這種情況下，物質(zhì)就立即努力于形成自己。密度較大而分散的一類微粒，憑借引力從它周圍的天空區(qū)域，把密度較小的物質(zhì)聚集起來。但它們自己又與所聚集的物質(zhì)一起，聚集到密度更大質(zhì)點所在的地方。而所有這些又以同樣方式聚集到質(zhì)點密度更為巨大的地方，并如此一直繼續(xù)下去，直到形成諸團塊天體。在這同時，斥力使凝聚起來的團塊天體發(fā)生旋轉(zhuǎn)運動。一、宇宙的起源康德星云假說構(gòu)成我們太陽系星球的物質(zhì)，一、宇宙的起源愛因斯坦有限無界的靜態(tài)宇宙

1916年，愛因斯坦的廣義相對論橫空出世。根據(jù)廣義相對論，科學(xué)家們得出了一個有限無界的靜態(tài)宇宙模型，正式開始了現(xiàn)代宇宙學(xué)研究。宇宙有限而無界，只不過比地球多了幾維。比如，我們的地球就是有限而無界的。在地球上，無論從南極走到北極，還是從北極走到南極，你始終不可能找到地球的邊界，但你不能由此認為地球是無限的。實際上，我們都知道地球是有限的。地球如此，宇宙亦是如此。一、宇宙的起源愛因斯坦有限無界的靜態(tài)宇宙1916年，一、宇宙的起源哈勃哈勃定律

1929年，美國天文學(xué)家哈勃在研究星系的光譜后提出了哈勃定律。認定所有的星系都在彼此遠離，宇宙處于普遍膨脹之中。遙遠恒星發(fā)出的光譜與地球上同種物質(zhì)的光譜相比，波長邊長，即向紅光方向偏移。

不管往哪個方向看，遠處的星系都正在急速地遠離我們而去，并距離我們越遠的星系離開我們的速度越快。一、宇宙的起源哈勃哈勃定律1929年，美國天文學(xué)家哈一、宇宙的起源伽莫夫宇宙大爆炸

1940年，美國科學(xué)家伽莫夫與他的兩個學(xué)生一道，提出了更加聳人聽聞的熱大爆炸宇宙學(xué)模型。認為我們的宇宙在大約150億年前由一個無限小的奇點

（被無限壓縮的點）爆炸產(chǎn)生，大爆

炸形成了時間、空間、能量和物質(zhì)。

1970年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“大爆炸”

模型所預(yù)言的宇宙微波背景輻射的

“余燼”，大爆炸假說一躍而成主流

宇宙理論，大爆炸學(xué)說更是成了真理

的化身，成了書中的標準答案。一、宇宙的起源伽莫夫宇宙大爆炸1940年，美國科學(xué)家二、宇宙的演化宇宙會一直膨脹下去嗎？宇宙未來是怎么樣的？……宇宙除了發(fā)光天體，還有暗物質(zhì)二、宇宙的演化宇宙會一直膨脹下去嗎？宇宙未來是怎么樣的？……二、宇宙的演化索爾·珀爾馬特亞當·里斯布賴恩·施密特二、宇宙的演化索爾·珀爾馬特亞當·里斯布賴恩·施密特二、宇宙的演化珀爾馬特、里斯和施密特的研究對象，是一些大質(zhì)量恒星在演化后期伴隨星核與星殼分離出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，即超級規(guī)模大爆炸。質(zhì)量相當于太陽的8至25倍的恒星以超新星爆發(fā)方式結(jié)束“生命”，而恒星外側(cè)氣體包則高速拋離，所顯現(xiàn)的絕對光度可超過太陽光度100億倍。分析特定類型的超新星爆發(fā)，珀爾馬特、里斯和施密特所屬的研究小組發(fā)現(xiàn)，超過50顆超新星所顯現(xiàn)的光度比先前預(yù)期暗淡。對這一結(jié)果的解釋，是宇宙正在加速擴張。二、宇宙的演化珀爾馬特、里斯和施密特的研究對象，是一些大二、宇宙的演化大爆炸10萬年后，溫度下降到3000K左右，開始了恒星的形成過程：恒星的誕生宇宙塵埃萬有引力更密集的塵埃萬有引力氣體狀態(tài)的星云團凝聚引力勢能→內(nèi)能，溫度升高并發(fā)光恒星二、宇宙的演化大爆炸10萬年后，溫度下降到3000K左右二、宇宙的演化當溫度超過107K時，氫通過熱核反應(yīng)成為氦，釋放的核能主要以電磁波的形式向外輻射。輻射產(chǎn)生的向外的壓力與引力產(chǎn)生的收縮壓力平衡，這時星體穩(wěn)定下來。恒星在這一階段停留的時間最長。太陽目前正處于這一階段的中期，要再過50億年才會轉(zhuǎn)到另一個演化階段。恒星的穩(wěn)定期二、宇宙的演化當溫度超過107K時，氫通過熱核反應(yīng)成為氦二、宇宙的演化當恒星核心部分的氫大部分聚變?yōu)楹ひ院螅朔磻?yīng)變?nèi)?，輻射壓力下降，星核在引力作用下再次收縮。這時引力熱能產(chǎn)生的熱將使溫度升得更高，于是發(fā)生了氦核聚合成碳核的聚變反應(yīng)。類似的過程一波接一波地繼續(xù)下去，出現(xiàn)了氧、硅，直到鐵等更重要的元素。恒星在這個階段要經(jīng)歷多次膨脹與收縮，光度也發(fā)生周期性的變化。當各種熱核反應(yīng)都不再發(fā)生時，由熱核反應(yīng)維持的輻射壓力也消失了。星體在引力作用下進一步收縮，中心密度達到極大。恒星的衰老二、宇宙的演化當恒星核心部分的氫大部分聚變?yōu)楹ひ院?，核反二、宇宙的演化恒星最終歸宿與恒星的質(zhì)量大小有關(guān)，當恒星的質(zhì)量小于1.4倍太陽質(zhì)量時，演變?yōu)榘装?；當恒星的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1.4倍～2倍時，演變?yōu)橹凶有?；當恒星的質(zhì)量更大時，演變?yōu)楹诙础：阈堑臍w宿二、宇宙的演化恒星最終歸宿與恒星的質(zhì)量大小有關(guān)，當恒星的二、宇宙的演化黑洞斯蒂芬·威廉·霍金二、宇宙的演化黑洞斯蒂芬·威廉·霍金三、永不停息的探索伽利略折射式望遠鏡三、永不停息的探索伽利略折射式望遠鏡三、永不停息的探索射電望遠鏡哈勃太空望遠鏡三、永不停息的探索射電望遠鏡哈勃太空望遠鏡三、永不停息的探索恒星“死亡”的畫面三、永不停息的探索恒星“死亡”的畫面三、永不停息的探索引力波引力波天文臺三、永不停息的探索引力波