宇观世界探索PPT课件.ppt

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1、关于宇观世界探索第一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月6.1 6.1 人类宇宙观的演化人类宇宙观的演化 我国古代对地球的认识：地球形状：我国古代对地球的认识：地球形状：我国古代对地球的认识：地球形状：我国古代对地球的认识：地球形状：“天似盖笠，地法覆盘天似盖笠，地法覆盘天似盖笠，地法覆盘天似盖笠，地法覆盘”（古老（古老（古老（古老“盖天论说盖天论说盖天论说盖天论说”）“天体圆如弹丸，地如鸡子中天体圆如弹丸，地如鸡子中天体圆如弹丸，地如鸡子中天体圆如弹丸，地如鸡子中黄黄黄黄”（东汉张衡（东汉张衡（东汉张衡（东汉张衡“浑天说浑天说浑天说浑天说”）。）。）。）。张衡张衡浑天仪浑天仪地动仪地动

2、仪第二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月世界对地球认识的发展：世界对地球认识的发展：世界对地球认识的发展：世界对地球认识的发展：公元前公元前公元前公元前6 6 6 6世纪世纪世纪世纪 希腊数学家希腊数学家希腊数学家希腊数学家毕达哥拉斯毕达哥拉斯毕达哥拉斯毕达哥拉斯认为：认为：认为：认为：地球是正球形的。地球是正球形的。地球是正球形的。地球是正球形的。公元公元公元公元15151515世纪世纪世纪世纪 葡萄牙航海家葡萄牙航海家葡萄牙航海家葡萄牙航海家麦哲伦麦哲伦麦哲伦麦哲伦坚信地球是圆的。坚信地球是圆的。坚信地球是圆的。坚信地球是圆的。毕达哥拉斯毕达哥拉斯麦哲伦麦哲伦第三张，PPT共三十五

3、页，创作于2022年6月公元公元公元公元16161616世纪世纪世纪世纪 哥白尼哥白尼哥白尼哥白尼“日心说日心说日心说日心说”使人们了使人们了使人们了使人们了解了地球在宇宙中的位置。解了地球在宇宙中的位置。解了地球在宇宙中的位置。解了地球在宇宙中的位置。公元公元公元公元18181818世纪世纪世纪世纪 德国的哲学家德国的哲学家德国的哲学家德国的哲学家康德康德康德康德和法国和法国和法国和法国的数学家、天文学家的数学家、天文学家的数学家、天文学家的数学家、天文学家拉普拉拉普拉拉普拉拉普拉斯斯斯斯研究了地球的起源。研究了地球的起源。研究了地球的起源。研究了地球的起源。康德康德康德康德拉拉拉拉普普普普

4、拉拉拉拉斯斯斯斯第四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 日心说及其天文观测依据日心说及其天文观测依据日心说及其天文观测依据日心说及其天文观测依据 哥白尼哥白尼哥白尼哥白尼与他的与他的与他的与他的日心说日心说日心说日心说：哥白尼的主要贡献是创立了科学的日：哥白尼的主要贡献是创立了科学的日：哥白尼的主要贡献是创立了科学的日：哥白尼的主要贡献是创立了科学的日心说，写出心说，写出心说，写出心说，写出“自然科学的独立宣言自然科学的独立宣言自然科学的独立宣言自然科学的独立宣言”天体运行论天体运行论天体运行论天体运行论。哥白尼哥白尼哥白尼哥白尼日心说日心

5、说第五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月6.1.2 6.1.2 6.1.2 6.1.2 银河系的发现及太阳系在其中的银河系的发现及太阳系在其中的位置位置 银河系的发现：银河系的发现：银河系的发现：银河系的发现：太阳系在其中的位置：太阳也不是宇宙的中心。太阳系在其中的位置：太阳也不是宇宙的中心。太阳系在其中的位置：太阳也不是宇宙的中心。太阳系在其中的位置：太阳也不是宇宙的中心。第六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 6.1.36.1.36.1.36.1.3 从星云到河外星系从星云到河外星系从星云到河外星系从星云到河外星系 星云：星云：星云：星云：问题的引出：问题的引出：问题的引出

6、：问题的引出：1755175517551755年，康德在他的年，康德在他的年，康德在他的年，康德在他的自然通史和天体论自然通史和天体论自然通史和天体论自然通史和天体论书中书中书中书中提出提出提出提出“广大无边的宇宙广大无边的宇宙广大无边的宇宙广大无边的宇宙”之中有之中有之中有之中有“数量无限的世界和星系数量无限的世界和星系数量无限的世界和星系数量无限的世界和星系”的观的观的观的观念。念。念。念。第七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月问题的证明：问题的证明：问题的证明：问题的证明：1923192319231923年，年，年，年，哈勃哈勃哈勃哈勃用威尔逊山天文台的胡可望远镜观测到星云用威尔

7、逊山天文台的胡可望远镜观测到星云用威尔逊山天文台的胡可望远镜观测到星云用威尔逊山天文台的胡可望远镜观测到星云中数目不等的造父变星，并推出他们的距离，竟然比银河中数目不等的造父变星，并推出他们的距离，竟然比银河中数目不等的造父变星，并推出他们的距离，竟然比银河中数目不等的造父变星，并推出他们的距离，竟然比银河系盘的直径大五倍。这就有力的证明了这些星云是处于银系盘的直径大五倍。这就有力的证明了这些星云是处于银系盘的直径大五倍。这就有力的证明了这些星云是处于银系盘的直径大五倍。这就有力的证明了这些星云是处于银河系外的天体河系外的天体河系外的天体河系外的天体-河外星系。河外星系。河外星系。河外星系。哈

8、勃哈勃哈勃哈勃第八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 哈勃在哈勃在哈勃在哈勃在1929192919291929年所作的划时代的工作：年所作的划时代的工作：年所作的划时代的工作：年所作的划时代的工作：rKrKrKrK=v v v v,K K K K=(513=(513=(513=(51360)km/(sMpc)60)km/(sMpc)60)km/(sMpc)60)km/(sMpc)这这这这就是著名的哈勃定律。就是著名的哈勃定律。就是著名的哈勃定律。就是著名的哈勃定律。K K K K称称称称为为为为哈勃常量。哈勃常量。哈勃常量。哈勃常量。现现现现在用在用在用在用H H H H0 0 0 0

9、表示，下表示，下表示，下表示，下标标标标0 0 0 0表示今天的取表示今天的取表示今天的取表示今天的取值值值值。第九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月6.1.4 6.1.4 6.1.4 6.1.4 大爆炸宇宙模型的提出及其理论预言大爆炸宇宙模型的提出及其理论预言大爆炸宇宙模型的提出及其理论预言大爆炸宇宙模型的提出及其理论预言 大爆炸宇宙模型的提出：大爆炸宇宙模型的提出：大爆炸宇宙模型的提出：大爆炸宇宙模型的提出：1930193019301930年，人们把哈勃关于星系红移与距离之间关系的发现，年，人们把哈勃关于星系红移与距离之间关系的发现，年，人们把哈勃关于星系红移与距离之间关系的发现，

10、年，人们把哈勃关于星系红移与距离之间关系的发现，解释为由爱因斯坦场方程给出的宇宙非静态解所描述的膨解释为由爱因斯坦场方程给出的宇宙非静态解所描述的膨解释为由爱因斯坦场方程给出的宇宙非静态解所描述的膨解释为由爱因斯坦场方程给出的宇宙非静态解所描述的膨胀宇宙所显示的观测效应。胀宇宙所显示的观测效应。胀宇宙所显示的观测效应。胀宇宙所显示的观测效应。宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸第十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 理论预言：理论预言：理论预言：理论预言：1948194819481948年，年，年，年，伽莫夫伽莫夫伽莫夫伽莫夫把核物理学同宇宙膨胀理论结合起来，奠定了把核物理学同宇宙

11、膨胀理论结合起来，奠定了把核物理学同宇宙膨胀理论结合起来，奠定了把核物理学同宇宙膨胀理论结合起来，奠定了大爆炸宇宙论的基础，更清晰地描绘了宇宙从原始高密状态演化、大爆炸宇宙论的基础，更清晰地描绘了宇宙从原始高密状态演化、大爆炸宇宙论的基础，更清晰地描绘了宇宙从原始高密状态演化、大爆炸宇宙论的基础，更清晰地描绘了宇宙从原始高密状态演化、膨胀的概貌。膨胀的概貌。膨胀的概貌。膨胀的概貌。伽莫夫伽莫夫伽莫夫伽莫夫第十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月6.2 6.2 宇宙观测与大爆炸宇宙学宇宙观测与大爆炸宇宙学的发展的发展 6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 宇宙观测及其意义宇宙观

12、测及其意义宇宙观测及其意义宇宙观测及其意义 对宇宙的观测包括以下七个方面：对宇宙的观测包括以下七个方面：对宇宙的观测包括以下七个方面：对宇宙的观测包括以下七个方面：1.1.1.1.宇宙微波背景辐射：宇宙微波背景辐射：宇宙微波背景辐射：宇宙微波背景辐射：1965196519651965年年年年3K3K3K3K微波背景辐射的发现，也是大爆微波背景辐射的发现，也是大爆微波背景辐射的发现，也是大爆微波背景辐射的发现，也是大爆炸理论的有力论据。两位发现者：美国贝尔实验室的工程师彭齐亚炸理论的有力论据。两位发现者：美国贝尔实验室的工程师彭齐亚炸理论的有力论据。两位发现者：美国贝尔实验室的工程师彭齐亚炸理论

13、的有力论据。两位发现者：美国贝尔实验室的工程师彭齐亚斯和威尔逊也因此获得了斯和威尔逊也因此获得了斯和威尔逊也因此获得了斯和威尔逊也因此获得了1978197819781978年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。第十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月1989198919891989年利用年利用年利用年利用COBECOBECOBECOBE卫星进一步测得了宇宙背景温度为：卫星进一步测得了宇宙背景温度为：卫星进一步测得了宇宙背景温度为：卫星进一步测得了宇宙背景温度为：T T T T=2.725K=2.725K=2.725K=2.725K2.2.2.2.膨胀：

14、标准宇宙论的一个最基本的性质是宇宙的膨胀。膨胀：标准宇宙论的一个最基本的性质是宇宙的膨胀。膨胀：标准宇宙论的一个最基本的性质是宇宙的膨胀。膨胀：标准宇宙论的一个最基本的性质是宇宙的膨胀。20202020世纪世纪世纪世纪60606060年代发现膨胀在观测宇宙论中起着基本的作用。目年代发现膨胀在观测宇宙论中起着基本的作用。目年代发现膨胀在观测宇宙论中起着基本的作用。目年代发现膨胀在观测宇宙论中起着基本的作用。目前公认的哈勃常量前公认的哈勃常量前公认的哈勃常量前公认的哈勃常量H H H H0 0 0 0在在在在4575 km/(s4575 km/(s4575 km/(s4575 km/(sMpc)M

15、pc)Mpc)Mpc)的范的范的范的范围围围围。第十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月3.3.3.3.均匀性和各向同性：均匀性和各向同性：均匀性和各向同性：均匀性和各向同性：宇宙中不存在任何特殊点，或者说宇宙中所有点是平等的。称为宇宙中不存在任何特殊点，或者说宇宙中所有点是平等的。称为宇宙中不存在任何特殊点，或者说宇宙中所有点是平等的。称为宇宙中不存在任何特殊点，或者说宇宙中所有点是平等的。称为宇宙论原理或宇宙平庸原理。对于观测到的宇宙的各向同性的最宇宙论原理或宇宙平庸原理。对于观测到的宇宙的各向同性的最宇宙论原理或宇宙平庸原理。对于观测到的宇宙的各向同性的最宇宙论原理或宇宙平庸原理

16、。对于观测到的宇宙的各向同性的最好证据是微波背景辐射温度的一致性。好证据是微波背景辐射温度的一致性。好证据是微波背景辐射温度的一致性。好证据是微波背景辐射温度的一致性。4.4.4.4.宇宙的年龄：宇宙年龄约宇宙的年龄：宇宙年龄约宇宙的年龄：宇宙年龄约宇宙的年龄：宇宙年龄约13.71013.71013.71013.7109 9 9 9年。宇宙的年龄可用多种方年。宇宙的年龄可用多种方年。宇宙的年龄可用多种方年。宇宙的年龄可用多种方法加以测定：如利用宇宙膨胀率计算返回到爆炸的时间；通过球状法加以测定：如利用宇宙膨胀率计算返回到爆炸的时间；通过球状法加以测定：如利用宇宙膨胀率计算返回到爆炸的时间；通过

17、球状法加以测定：如利用宇宙膨胀率计算返回到爆炸的时间；通过球状星团中最老恒星年龄的测定；通过放射性元素标定的年代；研究白星团中最老恒星年龄的测定；通过放射性元素标定的年代；研究白星团中最老恒星年龄的测定；通过放射性元素标定的年代；研究白星团中最老恒星年龄的测定；通过放射性元素标定的年代；研究白矮星的冷却时标；通过星系团中热气体的冷却时间等等。矮星的冷却时标；通过星系团中热气体的冷却时间等等。矮星的冷却时标；通过星系团中热气体的冷却时间等等。矮星的冷却时标；通过星系团中热气体的冷却时间等等。第十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月5.5.5.5.轻元素丰度：轻元素丰度：轻元素丰度：轻元素

18、丰度：预测丰度与预测丰度与预测丰度与预测丰度与“推断推断推断推断”的原初丰度的比较，提供了一个对标准的原初丰度的比较，提供了一个对标准的原初丰度的比较，提供了一个对标准的原初丰度的比较，提供了一个对标准宇宙模型的有力检验。宇宙模型的有力检验。宇宙模型的有力检验。宇宙模型的有力检验。6.6.6.6.物质密度，宇宙中的暗物质和暗能量：物质密度，宇宙中的暗物质和暗能量：物质密度，宇宙中的暗物质和暗能量：物质密度，宇宙中的暗物质和暗能量：宇宙成分中，普通物质只占宇宙成分中，普通物质只占宇宙成分中，普通物质只占宇宙成分中，普通物质只占4%4%4%4%，另有，另有，另有，另有23%23%23%23%的的的

19、的“暗暗暗暗 物质物质物质物质”，73%73%73%73%的的的的“暗能量暗能量暗能量暗能量”，关于暗能量的物理本质，至今仍是宇，关于暗能量的物理本质，至今仍是宇，关于暗能量的物理本质，至今仍是宇，关于暗能量的物理本质，至今仍是宇宙学中的一个难题。宙学中的一个难题。宙学中的一个难题。宙学中的一个难题。第十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月7.7.7.7.宇宙的大尺度结构：宇宙的大尺度结构：宇宙的大尺度结构：宇宙的大尺度结构：宇宙处于大尺度的情形，宇宙的均匀性和各向同性已是一个观宇宙处于大尺度的情形，宇宙的均匀性和各向同性已是一个观宇宙处于大尺度的情形，宇宙的均匀性和各向同性已是一个观

20、宇宙处于大尺度的情形，宇宙的均匀性和各向同性已是一个观测事实，但在较小尺度上宇宙却有最突出的特点测事实，但在较小尺度上宇宙却有最突出的特点测事实，但在较小尺度上宇宙却有最突出的特点测事实，但在较小尺度上宇宙却有最突出的特点-结构的存在。结构的存在。结构的存在。结构的存在。宇宙包括行星、恒星、星系、星系团、超团、空洞等。宇宙包括行星、恒星、星系、星系团、超团、空洞等。宇宙包括行星、恒星、星系、星系团、超团、空洞等。宇宙包括行星、恒星、星系、星系团、超团、空洞等。这些结构的存在，是宇宙的重要性质，并且很可能是理解这些结构的存在，是宇宙的重要性质，并且很可能是理解这些结构的存在，是宇宙的重要性质，并

21、且很可能是理解这些结构的存在，是宇宙的重要性质，并且很可能是理解宇宙演化的关键。宇宙演化的关键。宇宙演化的关键。宇宙演化的关键。第十六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 大爆炸宇宙学面临的困难大爆炸宇宙学面临的困难大爆炸宇宙学面临的困难大爆炸宇宙学面临的困难 首先是均匀性问题。宇宙的年龄是有限的，因此在宇宙创生首先是均匀性问题。宇宙的年龄是有限的，因此在宇宙创生首先是均匀性问题。宇宙的年龄是有限的，因此在宇宙创生首先是均匀性问题。宇宙的年龄是有限的，因此在宇宙创生以来物之间能进行相互作用的范围也是有限的。由此宇宙的均与以来物之间能进行相互

22、作用的范围也是有限的。由此宇宙的均与以来物之间能进行相互作用的范围也是有限的。由此宇宙的均与以来物之间能进行相互作用的范围也是有限的。由此宇宙的均与范围也应该是有限的，即如果大爆炸宇宙学严格成立，那么宇宙范围也应该是有限的，即如果大爆炸宇宙学严格成立，那么宇宙范围也应该是有限的，即如果大爆炸宇宙学严格成立，那么宇宙范围也应该是有限的，即如果大爆炸宇宙学严格成立，那么宇宙不应该如此均匀。不应该如此均匀。不应该如此均匀。不应该如此均匀。其次是平性问题。宇宙可以有三种可能情况：即开放的、其次是平性问题。宇宙可以有三种可能情况：即开放的、其次是平性问题。宇宙可以有三种可能情况：即开放的、其次是平性问题

23、。宇宙可以有三种可能情况：即开放的、封闭的和临界的。它们取决于宇宙的减速因子封闭的和临界的。它们取决于宇宙的减速因子封闭的和临界的。它们取决于宇宙的减速因子封闭的和临界的。它们取决于宇宙的减速因子q q q q0 0 0 0，观测事实，观测事实，观测事实，观测事实表明表明表明表明q q q q0 0 0 0很接近于很接近于很接近于很接近于1/21/21/21/2，这个临界值是否是巧合呢？，这个临界值是否是巧合呢？，这个临界值是否是巧合呢？，这个临界值是否是巧合呢？第十七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 暴胀宇宙的成就和困难暴胀宇宙的成就

24、和困难暴胀宇宙的成就和困难暴胀宇宙的成就和困难 1981198119811981年，科学家提出了一种摆脱困境的有效途径，就是年，科学家提出了一种摆脱困境的有效途径，就是年，科学家提出了一种摆脱困境的有效途径，就是年，科学家提出了一种摆脱困境的有效途径，就是“宇宙暴宇宙暴宇宙暴宇宙暴胀胀胀胀”。暴胀模型认为，当宇宙的温度下降到某一个临界值暴胀模型认为，当宇宙的温度下降到某一个临界值暴胀模型认为，当宇宙的温度下降到某一个临界值暴胀模型认为，当宇宙的温度下降到某一个临界值T T T Tc c c c，甚，甚，甚，甚至至至至T T T T T T T Tc c c c时，相变并不发生，真空仍保持对称状

25、态。此时形成时，相变并不发生，真空仍保持对称状态。此时形成时，相变并不发生，真空仍保持对称状态。此时形成时，相变并不发生，真空仍保持对称状态。此时形成所谓过冷态，当宇宙处于过冷态时，粒子与辐射这两种成所谓过冷态，当宇宙处于过冷态时，粒子与辐射这两种成所谓过冷态，当宇宙处于过冷态时，粒子与辐射这两种成所谓过冷态，当宇宙处于过冷态时，粒子与辐射这两种成分对于宇宙膨胀的影响很小，其作用的是真空态。分对于宇宙膨胀的影响很小，其作用的是真空态。分对于宇宙膨胀的影响很小，其作用的是真空态。分对于宇宙膨胀的影响很小，其作用的是真空态。当宇宙处于过冷真空态时，是一个以排斥力为主的时期。在当宇宙处于过冷真空态时

26、，是一个以排斥力为主的时期。在当宇宙处于过冷真空态时，是一个以排斥力为主的时期。在当宇宙处于过冷真空态时，是一个以排斥力为主的时期。在斥力作用下，宇宙的膨胀将会是加速的；这种加速会使宇宙斥力作用下，宇宙的膨胀将会是加速的；这种加速会使宇宙斥力作用下，宇宙的膨胀将会是加速的；这种加速会使宇宙斥力作用下，宇宙的膨胀将会是加速的；这种加速会使宇宙极快地膨胀，它就是极快地膨胀，它就是极快地膨胀，它就是极快地膨胀，它就是暴胀暴胀暴胀暴胀。第十八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 按暴胀宇宙模型，当宇宙处于按暴胀宇宙模型，当宇宙处于按暴胀宇宙模型，当宇宙处于按暴胀宇宙模型，当宇宙处于10-3510

27、-32s10-3510-32s10-3510-32s10-3510-32s间，宇宙经历过一间，宇宙经历过一间，宇宙经历过一间，宇宙经历过一个急剧的膨胀阶段，宇宙尺度增长的幅度达个急剧的膨胀阶段，宇宙尺度增长的幅度达个急剧的膨胀阶段，宇宙尺度增长的幅度达个急剧的膨胀阶段，宇宙尺度增长的幅度达5060506050605060个量级。由此，个量级。由此，个量级。由此，个量级。由此，大爆炸宇宙学的因果疑难、平性困难都自然地解决了，但对于奇大爆炸宇宙学的因果疑难、平性困难都自然地解决了，但对于奇大爆炸宇宙学的因果疑难、平性困难都自然地解决了，但对于奇大爆炸宇宙学的因果疑难、平性困难都自然地解决了，但对于

28、奇点问题等，暴胀宇宙模型仍未加以解决。点问题等，暴胀宇宙模型仍未加以解决。点问题等，暴胀宇宙模型仍未加以解决。点问题等，暴胀宇宙模型仍未加以解决。暴胀宇宙形成模型暴胀宇宙形成模型第十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月6.3 6.3 星系的起源和演化星系的起源和演化 6.3.1 6.3.1 6.3.1 6.3.1 星系形成时期及分类星系形成时期及分类星系形成时期及分类星系形成时期及分类 星系星系星系星系：天文学中，我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它：天文学中，我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它：天文学中，我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它：天文学中，我们把这种由千百亿颗恒星以及分

29、布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，占据了成千们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，占据了成千们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，占据了成千们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做上万亿光年空间距离的天体系统叫做上万亿光年空间距离的天体系统叫做上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星系星系星系星系”。银河系银河系第二十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 星系、星系团和超星系团形成时期分别对应于红移星系、星系团和超星系团形成时期分别对应于红移星系、星系团和超星系团形成时期分别对应于红移星系、星系团和超星系团形成时期分别对应于红移z=1

30、00z=100z=100z=100、10101010、1 1 1 1的时刻。的时刻。的时刻。的时刻。星系的分类：最流行的是哈勃的分类。星系的分类：最流行的是哈勃的分类。星系的分类：最流行的是哈勃的分类。星系的分类：最流行的是哈勃的分类。椭圆星系椭圆星系椭圆星系椭圆星系 漩涡星系漩涡星系漩涡星系漩涡星系 不规则星系不规则星系不规则星系不规则星系椭圆星系椭圆星系漩涡星系漩涡星系不规则星系不规则星系第二十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 6.3.2 6.3.2 6.3.2 6.3.2 银河系的年轮及其次系银河系的年轮及其次系银河系的年轮及其次系银河系的年轮及其次系 恒星在星系中的轨道运动

31、、位置及其年龄三者之间存在着及恒星在星系中的轨道运动、位置及其年龄三者之间存在着及恒星在星系中的轨道运动、位置及其年龄三者之间存在着及恒星在星系中的轨道运动、位置及其年龄三者之间存在着及其密切的联系：其密切的联系：其密切的联系：其密切的联系：1.1.1.1.球状星团是我们银河系中最年长的成员，他们组成以星系核球状星团是我们银河系中最年长的成员，他们组成以星系核球状星团是我们银河系中最年长的成员，他们组成以星系核球状星团是我们银河系中最年长的成员，他们组成以星系核为中心的球状分布系统。为中心的球状分布系统。为中心的球状分布系统。为中心的球状分布系统。2.O2.O2.O2.O型和型和型和型和B B

32、 B B型是最年轻的成员，他们组成几乎与银道面重合的型是最年轻的成员，他们组成几乎与银道面重合的型是最年轻的成员，他们组成几乎与银道面重合的型是最年轻的成员，他们组成几乎与银道面重合的极为扁平的系统。极为扁平的系统。极为扁平的系统。极为扁平的系统。3.3.3.3.其他的恒星其性质在上述两种类型之间，而在空间分布位置其他的恒星其性质在上述两种类型之间，而在空间分布位置其他的恒星其性质在上述两种类型之间，而在空间分布位置其他的恒星其性质在上述两种类型之间，而在空间分布位置上也介于上述的球和扁平系统之间，形成一个中介系统。上也介于上述的球和扁平系统之间，形成一个中介系统。上也介于上述的球和扁平系统之

33、间，形成一个中介系统。上也介于上述的球和扁平系统之间，形成一个中介系统。第二十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 6.3.3 6.3.3 6.3.3 6.3.3 剧烈变化的星系核剧烈变化的星系核剧烈变化的星系核剧烈变化的星系核 蝎虎座蝎虎座蝎虎座蝎虎座BLBLBLBL型天体，其光变都很剧烈。蝎虎座型天体，其光变都很剧烈。蝎虎座型天体，其光变都很剧烈。蝎虎座型天体，其光变都很剧烈。蝎虎座(Lacerta)(Lacerta)(Lacerta)(Lacerta)是北天银是北天银是北天银是北天银河光带上的星座之一，河光带上的星座之一，河光带上的星座之一，河光带上的星座之一，LacertaLa

34、certaLacertaLacerta意为意为意为意为“蝎虎、壁虎和蜥蜴蝎虎、壁虎和蜥蜴蝎虎、壁虎和蜥蜴蝎虎、壁虎和蜥蜴”。塞福特星系有一个很亮的核。塞福特星系有一个很亮的核。塞福特星系有一个很亮的核。塞福特星系有一个很亮的核。类星体的谱线有很大的红移，它们是目前已观测到的具有类星体的谱线有很大的红移，它们是目前已观测到的具有类星体的谱线有很大的红移，它们是目前已观测到的具有类星体的谱线有很大的红移，它们是目前已观测到的具有很大红移的天体。很大红移的天体。很大红移的天体。很大红移的天体。蝎虎座蝎虎座 第二十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月6.4 6.4 标志恒星一生的赫罗图标志恒星

35、一生的赫罗图 6.4.1 6.4.1 6.4.1 6.4.1 恒星的形成恒星的形成恒星的形成恒星的形成 星系形成的初期仍是一个较均匀的称为星云的物质团。在星云收星系形成的初期仍是一个较均匀的称为星云的物质团。在星云收星系形成的初期仍是一个较均匀的称为星云的物质团。在星云收星系形成的初期仍是一个较均匀的称为星云的物质团。在星云收缩的过程中，由万有引力引起的引力不稳定性起着重要的作用。缩的过程中，由万有引力引起的引力不稳定性起着重要的作用。缩的过程中，由万有引力引起的引力不稳定性起着重要的作用。缩的过程中，由万有引力引起的引力不稳定性起着重要的作用。在引力作用下，星云急剧坍缩，其中心形成体积更小、

36、密度在引力作用下，星云急剧坍缩，其中心形成体积更小、密度在引力作用下，星云急剧坍缩，其中心形成体积更小、密度在引力作用下，星云急剧坍缩，其中心形成体积更小、密度更大的内核更大的内核更大的内核更大的内核原初恒星。原初恒星。原初恒星。原初恒星。原初恒星形成的标志之一，是星云的快速收缩过程的结束。原初恒星形成的标志之一，是星云的快速收缩过程的结束。原初恒星形成的标志之一，是星云的快速收缩过程的结束。原初恒星形成的标志之一，是星云的快速收缩过程的结束。第二十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 6.4.2 6.4.2 6.4.2 6.4.2 恒星分类恒星分类恒星分类恒星分类 通过观测得到恒星的

37、性质大体如下：通过观测得到恒星的性质大体如下：通过观测得到恒星的性质大体如下：通过观测得到恒星的性质大体如下：质量为质量为质量为质量为0.05100m0.05100m0.05100m0.05100m 光度为光度为光度为光度为10101010-4-4-4-4101010106 6 6 6L L L L 半径为半径为半径为半径为101010106 6 6 61010101012121212m m m m 表面温度为表面温度为表面温度为表面温度为101010103 3 3 3101010105 5 5 5K K K K 恒星的表面温度为分类提供了依据。除了表面温度外更多的是采恒星的表面温度为分类提供

38、了依据。除了表面温度外更多的是采恒星的表面温度为分类提供了依据。除了表面温度外更多的是采恒星的表面温度为分类提供了依据。除了表面温度外更多的是采用亨利用亨利用亨利用亨利德雷伯分德雷伯分德雷伯分德雷伯分类类类类与三色与三色与三色与三色测测测测光分光分光分光分类类类类。第二十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 6.4.3 6.4.3 6.4.3 6.4.3 揭示恒星一生经历的秘密揭示恒星一生经历的秘密揭示恒星一生经历的秘密揭示恒星一生经历的秘密赫罗图赫罗图赫罗图赫罗图 这种恒星光度和光谱型关系的图，是由丹麦天文学家赫茨普龙和美这种恒星光度和光谱型关系的图，是由丹麦天文学家赫茨普龙和美这种

39、恒星光度和光谱型关系的图，是由丹麦天文学家赫茨普龙和美这种恒星光度和光谱型关系的图，是由丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素于国天文学家罗素于国天文学家罗素于国天文学家罗素于1905-19131905-1913年各自独立创制的，故名赫罗图。年各自独立创制的，故名赫罗图。年各自独立创制的，故名赫罗图。年各自独立创制的，故名赫罗图。第二十六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 赫罗图能显示恒星各自的演化过程，能估计星团的年龄和距离，赫罗图能显示恒星各自的演化过程，能估计星团的年龄和距离，赫罗图能显示恒星各自的演化过程，能估计星团的年龄和距离，赫罗图能显示恒星各自的演化过程，能估计星团的年龄

40、和距离，是研究恒星演化的重要手段，也是天体物理学和恒星天文学是研究恒星演化的重要手段，也是天体物理学和恒星天文学是研究恒星演化的重要手段，也是天体物理学和恒星天文学是研究恒星演化的重要手段，也是天体物理学和恒星天文学的有力工具。的有力工具。的有力工具。的有力工具。第二十七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 6.4.4 6.4.4 6.4.4 6.4.4 恒星演化的结局恒星演化的结局恒星演化的结局恒星演化的结局 1.1.1.1.钱德拉塞卡极限：它是描述恒星演化，决定恒星命钱德拉塞卡极限：它是描述恒星演化，决定恒星命钱德拉塞卡极限：它是描述恒星演化，决定恒星命钱德拉塞卡极限：它是描述恒星演

41、化，决定恒星命 运的一个重要的质量极限。运的一个重要的质量极限。运的一个重要的质量极限。运的一个重要的质量极限。2.2.2.2.超新星爆发和脉冲星：超新星爆发和脉冲星：超新星爆发和脉冲星：超新星爆发和脉冲星：1932193219321932年物理学家从理论上预言了中子星的存在，其极限质量的值为年物理学家从理论上预言了中子星的存在，其极限质量的值为年物理学家从理论上预言了中子星的存在，其极限质量的值为年物理学家从理论上预言了中子星的存在，其极限质量的值为太阳质量的太阳质量的太阳质量的太阳质量的2.42.42.42.4倍。它标志了另一类特殊天体倍。它标志了另一类特殊天体倍。它标志了另一类特殊天体倍

42、。它标志了另一类特殊天体中子星的形成中子星的形成中子星的形成中子星的形成条件，也是中等质量恒星演化的最后归宿。条件，也是中等质量恒星演化的最后归宿。条件，也是中等质量恒星演化的最后归宿。条件，也是中等质量恒星演化的最后归宿。1967196719671967年英国天文学家发现了脉冲星。脉冲星的发现是年英国天文学家发现了脉冲星。脉冲星的发现是年英国天文学家发现了脉冲星。脉冲星的发现是年英国天文学家发现了脉冲星。脉冲星的发现是60606060年代天年代天年代天年代天文学的四大发现之一。文学的四大发现之一。文学的四大发现之一。文学的四大发现之一。第二十八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月3.3

43、.3.3.令人生畏的令人生畏的令人生畏的令人生畏的黑洞黑洞黑洞黑洞：白矮星白矮星白矮星白矮星-质量小于质量小于质量小于质量小于1.441.441.441.44倍太阳质量，即所谓钱德拉塞卡质量极倍太阳质量，即所谓钱德拉塞卡质量极倍太阳质量，即所谓钱德拉塞卡质量极倍太阳质量，即所谓钱德拉塞卡质量极限的恒星。限的恒星。限的恒星。限的恒星。中子星中子星中子星中子星-质量小于质量小于质量小于质量小于2.42.42.42.4倍太阳质量极限的恒星。倍太阳质量极限的恒星。倍太阳质量极限的恒星。倍太阳质量极限的恒星。“黑洞黑洞黑洞黑洞”-质量大于质量大于质量大于质量大于2.42.42.42.4倍太阳质量极限的恒

44、星。至今没有倍太阳质量极限的恒星。至今没有倍太阳质量极限的恒星。至今没有倍太阳质量极限的恒星。至今没有受到观测的肯定。受到观测的肯定。受到观测的肯定。受到观测的肯定。黑洞模型黑洞模型黑洞模型黑洞模型第二十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月6.5 6.5 太阳和太阳系的起源太阳和太阳系的起源 6.5.1 6.5.1 6.5.1 6.5.1 研究太阳的双重意义研究太阳的双重意义研究太阳的双重意义研究太阳的双重意义 太阳是太阳系中唯一发光的天体，是太阳系的光和热的源太阳是太阳系中唯一发光的天体，是太阳系的光和热的源太阳是太阳系中唯一发光的天体，是太阳系的光和热的源太阳是太阳系中唯一发光的天

45、体，是太阳系的光和热的源泉。太阳上的任何细微变化都会引起整个太阳系的明显变泉。太阳上的任何细微变化都会引起整个太阳系的明显变泉。太阳上的任何细微变化都会引起整个太阳系的明显变泉。太阳上的任何细微变化都会引起整个太阳系的明显变化。研究太阳的重要意义之一在于了解人类的生态环境。化。研究太阳的重要意义之一在于了解人类的生态环境。化。研究太阳的重要意义之一在于了解人类的生态环境。化。研究太阳的重要意义之一在于了解人类的生态环境。第三十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 从天文角度来看，太阳是一个普通的恒星，人类可以把对太阳大气从天文角度来看，太阳是一个普通的恒星，人类可以把对太阳大气从天文角度

46、来看，太阳是一个普通的恒星，人类可以把对太阳大气从天文角度来看，太阳是一个普通的恒星，人类可以把对太阳大气和太阳内部结构的知识推广到别的恒星上去。和太阳内部结构的知识推广到别的恒星上去。和太阳内部结构的知识推广到别的恒星上去。和太阳内部结构的知识推广到别的恒星上去。太阳活动太阳活动第三十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 6.5.2 6.5.2 6.5.2 6.5.2 太阳系的起源和太阳的形成太阳系的起源和太阳的形成太阳系的起源和太阳的形成太阳系的起源和太阳的形成（1 1 1 1）灾变说：认为太阳先形成，后来被另一颗恒星拉出或撞）灾变说：认为太阳先形成，后来被另一颗恒星拉出或撞）灾变

47、说：认为太阳先形成，后来被另一颗恒星拉出或撞）灾变说：认为太阳先形成，后来被另一颗恒星拉出或撞出大量物质，形成行星和卫星。出大量物质，形成行星和卫星。出大量物质，形成行星和卫星。出大量物质，形成行星和卫星。（2 2 2 2）俘获说：也认为太阳先形成，但以后太阳从银河系中俘获）俘获说：也认为太阳先形成，但以后太阳从银河系中俘获）俘获说：也认为太阳先形成，但以后太阳从银河系中俘获）俘获说：也认为太阳先形成，但以后太阳从银河系中俘获其他星际物质而形成了行星和卫星。其他星际物质而形成了行星和卫星。其他星际物质而形成了行星和卫星。其他星际物质而形成了行星和卫星。（3 3 3 3）星云说：认为整个太阳系是

48、由同一块星云物质形成的；）星云说：认为整个太阳系是由同一块星云物质形成的；）星云说：认为整个太阳系是由同一块星云物质形成的；）星云说：认为整个太阳系是由同一块星云物质形成的；这块形成太阳系的星云称为原始星云。这块形成太阳系的星云称为原始星云。这块形成太阳系的星云称为原始星云。这块形成太阳系的星云称为原始星云。第三十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 太阳系的构成太阳系的构成太阳系的构成太阳系的构成 太阳系的中心是太阳，虽然它太阳系的中心是太阳，虽然它太阳系的中心是太阳，虽然它太阳系的中心是太阳，虽然它只是一颗中小型的恒星，但它只是一颗中小型的恒星，但它只是一颗中小型的恒星，但它只是一

49、颗中小型的恒星，但它的质量已经占据了整个太阳系的质量已经占据了整个太阳系的质量已经占据了整个太阳系的质量已经占据了整个太阳系总质量的总质量的总质量的总质量的99.8599.8599.8599.85；太阳以自己强大的引力将太太阳以自己强大的引力将太太阳以自己强大的引力将太太阳以自己强大的引力将太阳系中所有的天体紧紧地控阳系中所有的天体紧紧地控阳系中所有的天体紧紧地控阳系中所有的天体紧紧地控制在他自己周围，使它们井制在他自己周围，使它们井制在他自己周围，使它们井制在他自己周围，使它们井然有序地围绕自己旋转。同然有序地围绕自己旋转。同然有序地围绕自己旋转。同然有序地围绕自己旋转。同时，太阳又带着太阳

50、系的全时，太阳又带着太阳系的全时，太阳又带着太阳系的全时，太阳又带着太阳系的全体成员围绕银河系的中心运体成员围绕银河系的中心运体成员围绕银河系的中心运体成员围绕银河系的中心运动。动。动。动。太阳系太阳系第三十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 太阳系内迄今发现了八颗大太阳系内迄今发现了八颗大太阳系内迄今发现了八颗大太阳系内迄今发现了八颗大行星。按照距离太阳的远近，行星。按照距离太阳的远近，行星。按照距离太阳的远近，行星。按照距离太阳的远近，这八大行星依次是：最近的这八大行星依次是：最近的这八大行星依次是：最近的这八大行星依次是：最近的水星、金星、地球、火星、水星、金星、地球、火星、水