宇宙的起源与发展.ppt

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1、宇宙的起源与发展现在学习的是第1页，共48页A A、图片欣赏图片欣赏B B、引言、引言C C、起源、起源D D、各种星体的形成、各种星体的形成E E、宇宙的未来、宇宙的未来现在学习的是第2页，共48页星空总是那么美丽星空总是那么美丽现在学习的是第3页，共48页美丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第4页，共48页美丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第5页，共48页美丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第6页，共48页美丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第7页，共48页美丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第8页，共48页美丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第9页，共48页美丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第10页，共48页美

2、丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第11页，共48页美丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第12页，共48页美丽的宇宙美丽的宇宙现在学习的是第13页，共48页Where will you go?Where will you go?Where do you come from?Where do you come from?千百年来，人们一直试图了解神秘的你，千百年来，人们一直试图了解神秘的你，现在终于知晓，现在终于知晓，原来，一切都源于那次大爆炸原来，一切都源于那次大爆炸现在学习的是第14页，共48页本世纪出现了两本世纪出现了两种种 “宇宙模型宇宙模型”比较有影响。比较有影响。一是一是稳态理论稳态理论，一

3、是一是大爆炸理论大爆炸理论。现在，大爆炸理论广泛地为人们所接受。现在，大爆炸理论广泛地为人们所接受。现在学习的是第15页，共48页稳态理论稳态理论关于宇宙如何起始的争论关于宇宙如何起始的争论（许多早期传统，犹太教，基督教，伊斯兰教）（许多早期传统，犹太教，基督教，伊斯兰教）宇宙是相当近的过去创生的宇宙是相当近的过去创生的（如希腊哲学家亚里士多德的一些人）（如希腊哲学家亚里士多德的一些人）宇宙已经存在了并将继续存在无限久 现在学习的是第16页，共48页大爆炸理论大爆炸理论、又称、又称“大爆炸宇宙学大爆炸宇宙学”、创建：伽莫夫年创建、创建：伽莫夫年创建、支持：爱德温、支持：爱德温哈勃发现哈勃发现红

4、移现象红移现象阿尔诺阿尔诺彭齐亚斯与罗伯特彭齐亚斯与罗伯特威尔逊发现威尔逊发现宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射现在学习的是第17页，共48页主要观点主要观点:认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史.在这个时期里，宇宙体系不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化.这一从冷到热从密到稀的过程如同一次规模很大的爆发.现在学习的是第18页，共48页简言之简言之早期现在早期现在温度：极高降低温度：极高降低密度：极大变小密度：极大变小体积：极小变大体积：极小变大物质：基本各样物质：基本各样粒子恒星粒子恒星形态体系形态体系物质宇宙物质宇宙中子衰变化学元素形成气体凝成气云如同一次规模巨大的爆炸如同一次规模巨大的爆

5、炸现在学习的是第19页，共48页微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射，温度约为微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射，温度约为3K 3K (伽莫夫曾预言，今天的宇宙已经很冷，只有绝对温度几度伽莫夫曾预言，今天的宇宙已经很冷，只有绝对温度几度)河外天体有系统性的谱线红移河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比而且红移与距离大体成正比 (红移是宇宙膨胀的反映红移是宇宙膨胀的反映)在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是25%25%(早期温度很高，产生氦的效率也很高早期温度很高，产生氦的效率也很高)任何天体年龄都小于任何天体年龄都小于

6、200200亿年亿年 (主张所有恒星都是在温度下主张所有恒星都是在温度下 降后产生的）降后产生的）能说明较多观测事实：能说明较多观测事实：尚不能确切地解释：尚不能确切地解释：“在所存物质和能量聚集在一点上在所存物质和能量聚集在一点上”之前之前存在着什么东西存在着什么东西 现在学习的是第20页，共48页宇宙大爆炸宇宙大爆炸现在学习的是第21页，共48页宇宙大爆炸宇宙大爆炸现在学习的是第22页，共48页现在学习的是第23页，共48页(2)(2)每十每十亿亿个个反物反物质质粒子中粒子中会会有一有一个转个转变变成物成物质质粒子。粒子。1)1)大爆炸大爆炸制制造等造等量的能量的能量量与与反反物物质质宇宇

7、宙宙初初步步形形成成过过程程现在学习的是第24页，共48页大爆炸大爆炸(一一开开始始)现在学习的是第25页，共48页(3)(3)物物质与质与反物反物质质互相互相湮灭湮灭。(4)(4)結結果：反物果：反物质摧毁质摧毁了宇宙中了宇宙中99.9999999%99.9999999%的物的物质质。现在学习的是第26页，共48页第一批原子第一批原子开开始形成始形成(3(3分分钟钟)(5)(5)少少数残余数残余的物的物质质粒子以三粒子以三个个一一组组形成形成质质子子和中子，然和中子，然后后再和再和电电子形成原子。子形成原子。现在学习的是第27页，共48页氢和氦(3分钟)现在学习的是第28页，共48页气体云团

8、(10万年)现在学习的是第29页，共48页星星出星星出现现(10(10亿亿年年)现在学习的是第30页，共48页6 6、原子冷原子冷却却、结结合成合成恒恒星星、银河并演化银河并演化成我成我们们今日今日所知的宇宙。所知的宇宙。现在学习的是第31页，共48页相关内容相关内容量子力学思想应用于大爆炸和宇宙的起源。这就得出了这量子力学思想应用于大爆炸和宇宙的起源。这就得出了这样的设想：样的设想：时空可能在范围上有限，但没有边缘。时空可能在范围上有限，但没有边缘。牛顿和爱因斯坦的两种引力理论都得出这样的结论牛顿和爱因斯坦的两种引力理论都得出这样的结论宇宙不可宇宙不可能是静态的，它不得不或是膨胀，或是收缩。

9、能是静态的，它不得不或是膨胀，或是收缩。而这又意味着，而这又意味着，在前在前200200亿年到前亿年到前100100亿年之间，必定有某一时刻，那时宇宙的亿年之间，必定有某一时刻，那时宇宙的密度为无穷大，这就产生了所谓的大爆炸。它可能就是宇宙的密度为无穷大，这就产生了所谓的大爆炸。它可能就是宇宙的开端。开端。现在学习的是第32页，共48页恒星恒星形成：形成：恒星诞生于太空中的星际尘埃。恒星诞生于太空中的星际尘埃。演化演化 :恒星的恒星的“青年时代青年时代”以几乎不变的恒定光度以几乎不变的恒定光度发光发热，照亮周围的宇宙空间发光发热，照亮周围的宇宙空间.以后，恒星将变得动荡不安，变成一颗红巨星以后

10、，恒星将变得动荡不安，变成一颗红巨星；在爆发中完成它的全部使命，把大部分物质抛射；在爆发中完成它的全部使命，把大部分物质抛射回太空中，留下的残骸，也许是白矮星，也许是中回太空中，留下的残骸，也许是白矮星，也许是中子星，甚至黑洞子星，甚至黑洞 现在学习的是第33页，共48页行星行星 一般以为行星系统是恒星形成过一般以为行星系统是恒星形成过程的一部分，但是也有学者认为这是程的一部分，但是也有学者认为这是两颗恒星差一点撞击而成。两颗恒星差一点撞击而成。现在学习的是第34页，共48页卫星卫星卫星是指在围绕行星轨道上运行的天然天卫星是指在围绕行星轨道上运行的天然天体或人造天体。体或人造天体。卫星的形成过

11、程与行星类似。卫星的形成过程与行星类似。现在学习的是第35页，共48页彗星彗星彗尾被认为是由气体和尘埃组成彗尾被认为是由气体和尘埃组成彗星的起源是个未解之谜。彗星的起源是个未解之谜。有人提出，在太阳系外围有一个特大彗星区有人提出，在太阳系外围有一个特大彗星区有人认为彗星是在木星或其它行星附近形成的；有人认为彗星是在木星或其它行星附近形成的；有人认为彗星是在太阳系的边远地区形成的；有人认为彗星是在太阳系的边远地区形成的；有人认为彗星是太阳系外的来客有人认为彗星是太阳系外的来客 (这个概念得到观测的支持这个概念得到观测的支持 )现在学习的是第36页，共48页流星流星流星体流星体(贼星贼星):):分

12、布在星际空间的细小物体和尘粒分布在星际空间的细小物体和尘粒,质量一般很小质量一般很小流星流星:流星体飞入地球大气层后，跟大气摩擦发生流星体飞入地球大气层后，跟大气摩擦发生了光和热，最后被燃尽成为一束光的现象了光和热，最后被燃尽成为一束光的现象(如果没如果没有燃尽就是陨星有燃尽就是陨星)通常所说的流星指这种短时间通常所说的流星指这种短时间发光的流星体发光的流星体现在学习的是第37页，共48页银河系银河系银河系的起源这一重大课题目前还了解得还不是很好银河系的起源这一重大课题目前还了解得还不是很好.大爆炸宇宙学假说大爆炸宇宙学假说认为，我们观测到的全部星系都是认为，我们观测到的全部星系都是10 10

13、年前高密年前高密态原始物质因密度发生起伏态原始物质因密度发生起伏,出出 现引力不稳定和不断膨胀，逐步现引力不稳定和不断膨胀，逐步形成原星系，并演化为形成原星系，并演化为 包括银河系在内的星系团的包括银河系在内的星系团的.稳恒态宇宙模型假说稳恒态宇宙模型假说 认为，星系是在高密态的原星系核心区认为，星系是在高密态的原星系核心区 连续形成的连续形成的.银河系演化的研究近年来才有一些成就银河系演化的研究近年来才有一些成就.在原银河星云的坍缩过程中，最早诞生的是晕星族在原银河星云的坍缩过程中，最早诞生的是晕星族,大部分气大部分气体物质集聚为银盘，并随后形成盘星族体物质集聚为银盘，并随后形成盘星族.10

14、现在学习的是第38页，共48页星系星系起源起源较流行的看法：较流行的看法：在宇宙大爆炸后的膨胀过程中，分布不均匀的星系前在宇宙大爆炸后的膨胀过程中，分布不均匀的星系前物质收缩形成原星系，再演化成星系。物质收缩形成原星系，再演化成星系。星系前物质星系前物质:有人认为是弥漫物质有人认为是弥漫物质;有人主张是超密物质有人主张是超密物质原星系的诞生原星系的诞生:引力不稳定假说引力不稳定假说 宇宙湍流假说宇宙湍流假说演化演化 原始星系在收缩过程中出现第一代恒星，形成旋涡星系的星原始星系在收缩过程中出现第一代恒星，形成旋涡星系的星系核或旋涡星系整体系核或旋涡星系整体.星系的自转离心力阻止赤道面上的进一步收

15、缩星系的自转离心力阻止赤道面上的进一步收缩，并造成不同的扁率，气体的随机运动和恒星辐射加热等因数又使部，并造成不同的扁率，气体的随机运动和恒星辐射加热等因数又使部分气体未聚成星胚，并因碰撞作用而沉向赤道面。几亿年间，由原星分气体未聚成星胚，并因碰撞作用而沉向赤道面。几亿年间，由原星系形成的为年轻星系。此后百亿年间，星系结构无大的变化。系形成的为年轻星系。此后百亿年间，星系结构无大的变化。现在学习的是第39页，共48页现在学习的是第40页，共48页1.H1.H，即哈勃常数，是宇宙膨胀的速率。，即哈勃常数，是宇宙膨胀的速率。2.2.，宇宙物质的平均密度。，宇宙物质的平均密度。3.3.，与真空的空间

16、有关的能量，即暗能量。，与真空的空间有关的能量，即暗能量。宇宙的未来取决于三个参数：宇宙的未来取决于三个参数：现在学习的是第41页，共48页暂且假定暂且假定为零，让宇宙临界密度除以宇宙密度为零，让宇宙临界密度除以宇宙密度得得（1）1，可得：宇宙物质充分，宇宙重力最，可得：宇宙物质充分，宇宙重力最终将逆转宇宙膨胀，膨胀停止，然后收缩，终将逆转宇宙膨胀，膨胀停止，然后收缩，星系跑到一起，温度上升，最终温度变得非星系跑到一起，温度上升，最终温度变得非常高，宇宙陷入一片火海（常高，宇宙陷入一片火海（“从创世到火葬从创世到火葬”）（3）=1（宇宙密度等于临界密度），可得（宇宙密度等于临界密度），可得：宇

17、宙盘旋在两个极端之间，但将永远膨胀：宇宙盘旋在两个极端之间，但将永远膨胀（振荡宇宙理论）（振荡宇宙理论）现在学习的是第42页，共48页在浩瀚的宇宙中，也许还有其在浩瀚的宇宙中，也许还有其他的智能生物，也许人类并不他的智能生物，也许人类并不孤独。面对宇宙，这个人类赖孤独。面对宇宙，这个人类赖以生存的家园，我们就像一个以生存的家园，我们就像一个孩童，一无所知。未来，宇宙孩童，一无所知。未来，宇宙会继续膨胀还是在坍塌中毁灭会继续膨胀还是在坍塌中毁灭，宇宙会是和平还是战争，你，宇宙会是和平还是战争，你我都无法预测。既然不知未来我都无法预测。既然不知未来该何去何从，就让我们放飞智该何去何从，就让我们放飞

18、智慧的翅膀慧的翅膀,尽情的幻想吧！尽情的幻想吧！现在学习的是第43页，共48页“关于宇宙的遐想”1:宇宙像一个实心泡泡糖 ，隔一段时间就爆炸一次，之后，体积变大，密度变小，由于爆炸消耗了能量，温度降低，爆炸了若干次后变成了现在的样子.由于两次相邻的爆炸相隔的时间间隔较长,我们还没有感受到爆炸的滋味.异想天开异想天开(仅供娱乐)现在学习的是第44页，共48页“关于宇宙的遐想关于宇宙的遐想”2:2:宇宙无边无际宇宙无边无际,其中其中,就像电子绕着原子核就像电子绕着原子核转一样转一样,卫星绕着行星转卫星绕着行星转,行星绕着恒星转行星绕着恒星转,恒星绕着星系中心转恒星绕着星系中心转,星系中心们绕着星系

19、中心们绕着“所所属的更大的范围的中心属的更大的范围的中心”转转从从“比较高比较高级的中心级的中心”看卫星或行星们就像在绕着它看卫星或行星们就像在绕着它做做“轮上轮上轮轮上轮上轮”运动运动.现在学习的是第45页，共48页现年龄：现年龄：150亿年亿年预计阳寿：预计阳寿：390亿年亿年身体状况：健康的壮小伙，刚过青春期身体状况：健康的壮小伙，刚过青春期家庭背景：据说本人在家庭背景：据说本人在baby时还有一个孪生兄弟时还有一个孪生兄弟，可惜本人患，可惜本人患有有“宇宙健忘症宇宙健忘症”，已经不记得了。现在好多人都说我是从大，已经不记得了。现在好多人都说我是从大爆炸中蹦出来的。爆炸中蹦出来的。对未来

20、的憧憬：老实说我也不知道未来的我是什么样，也许发福成对未来的憧憬：老实说我也不知道未来的我是什么样，也许发福成一个大胖子，也许凹陷成一个孱弱的小瘦子。一个大胖子，也许凹陷成一个孱弱的小瘦子。在有生之年的愿望：希望我的孩子们能和谐共处，共同造就宇在有生之年的愿望：希望我的孩子们能和谐共处，共同造就宇宙的辉煌。宙的辉煌。对来生的预测：我也不知道还有没有可能重生，我的历史是否对来生的预测：我也不知道还有没有可能重生，我的历史是否会重演，但是来生我还想做宇宙。会重演，但是来生我还想做宇宙。现在学习的是第46页，共48页 宇宙自起源到现在已有宇宙自起源到现在已有150150亿年了亿年了,经过不断探索经过不断探索,人类已初步了认识了宇宙人类已初步了认识了宇宙.然而广阔而博大的宇宙还是保然而广阔而博大的宇宙还是保持着它那特有的神秘感持着它那特有的神秘感.未来还有更多领域等待我们未来还有更多领域等待我们的探索与钻研的探索与钻研.现在学习的是第47页，共48页谢谢谢谢欣欣赏赏现在学习的是第48页，共48页