《宇宙探秘》PPT课件.ppt

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1、宇宙探秘10/30/2022学习目标:大致了解人类探索太阳及宇宙的大致了解人类探索太阳及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索历程，并认识人类对宇宙的探索将不断深入。将不断深入。10/30/2022古人看天对古代人来说对古代人来说:地球是一块平坦的、地球是一块平坦的、并不是太大的土地，天空似乎是一并不是太大的土地，天空似乎是一个固定的圆形的屋顶，它和地面是个固定的圆形的屋顶，它和地面是融为一体的。融为一体的。10/30/2022“地心说”和“日心说”托勒密的托勒密的“地心说地心说”：地球是宇宙的中：地球是宇宙的中心心哥白尼的哥白尼的“日心说日心说”：太阳是宇宙的中：太阳是宇宙的中心心宇宙是否有中心

2、还是一个迷。宇宙是否有中心还是一个迷。10/30/2022现代的宇宙探秘望远镜系统航天技术的发展宇宙中的天体层次太阳及恒星的起源宇宙的起源下一页10/30/2022哈勃哈勃美美天文学家天文学家（1889-1953）10/30/20221990年年4月月24日日美国用美国用“发现发现”号航号航天飞机把一台长天飞机把一台长13米，米，宽米，主体镜直径米宽米，主体镜直径米的空间望远镜送上太的空间望远镜送上太空。空。该镜造价该镜造价哈勃望远镜哈勃望远镜15亿美元，其轨道离地面亿美元，其轨道离地面607公里与地球赤公里与地球赤道倾角为道倾角为28.5。10/30/2022 地面远距离地面远距离摄影镜头所

3、摄摄影镜头所摄 地面光学地面光学望远镜所摄望远镜所摄 哈勃空间哈勃空间望远镜所摄望远镜所摄10/30/2022光在哈勃时间内走过的距光在哈勃时间内走过的距离离,或者说就是可以观测到的最或者说就是可以观测到的最大距离，约为大距离，约为21010光年（光年（200亿光年），即亿光年），即1026m.哈勃半径哈勃半径返回10/30/2022神舟六号10/30/202210/30/2022返回10/30/2022宇宙中天体的层次宇宙中天体的层次 超星系团超星系团 星系团星系团 星系星系 太阳系太阳系 地月系地月系 下一页10/30/2022 地球地球R=6.4106m大气层厚度大气层厚度h=3.010

4、6m月球轨道半径月球轨道半径r=3.8108m返回返回10/30/2022太阳太阳 水星水星金星金星地球地球火星火星木木星星土星土星天王星天王星海王星海王星冥王星冥王星 返回返回10/30/2022星系星系 由群星和弥漫物质集合成的一由群星和弥漫物质集合成的一个庞大天体系统，称星系。个庞大天体系统，称星系。银河系银河系 太阳系以及太阳系以外的太阳系以及太阳系以外的数数以以10亿计的庞大天体系统亿计的庞大天体系统,统称统称银银河系。河系。河外星系河外星系 银河系以外的星系。如仙女银河系以外的星系。如仙女座星系。座星系。10/30/2022银河系全景银河系全景10/30/202210/30/202

5、2仙女座星系仙女座星系返回返回10/30/2022星系团星系团星系一般不是单个存在的，大多组星系一般不是单个存在的，大多组成双重星系、多重星系、星系群，直至成双重星系、多重星系、星系群，直至成千上万个星系集合为星系团。成千上万个星系集合为星系团。超星系团超星系团由众多星系团聚集成尺度更大的超由众多星系团聚集成尺度更大的超星系团。星系团。10/30/2022仙仙女女座座大大星星系系返回返回10/30/2022太阳系的起源与演化太阳系的起源与演化关于太阳系的起源与演化，众说纷纭。关于太阳系的起源与演化，众说纷纭。归纳起来不外乎三类：归纳起来不外乎三类：一是灾变说，一是灾变说，二是俘获说，二是俘获说

6、，三是共同形成说。三是共同形成说。目前天文学家趋于一致的看法是目前天文学家趋于一致的看法是太阳和行星系统共同形成的学说。太阳和行星系统共同形成的学说。10/30/2022大约大约50亿年前，太阳系还是一团弥漫的缓慢转亿年前，太阳系还是一团弥漫的缓慢转动的气体云。由于其他天体的引力扰动或邻近超新动的气体云。由于其他天体的引力扰动或邻近超新星爆发的影响，这块气体云开始塌缩，稠密的核心星爆发的影响，这块气体云开始塌缩，稠密的核心变为原始太阳，周围旋转的尘粒和气体原子，形成变为原始太阳，周围旋转的尘粒和气体原子，形成一个薄盘一个薄盘原太阳星云。原太阳星云会分裂成大原太阳星云。原太阳星云会分裂成大量引力

7、束缚团块（称为星子）。星子具有小行星的量引力束缚团块（称为星子）。星子具有小行星的尺度，其中一部分就是今天的小行星和彗星核，另尺度，其中一部分就是今天的小行星和彗星核，另一部分通过碰撞合并长大成星胚。这些星胚继续吸一部分通过碰撞合并长大成星胚。这些星胚继续吸积周围物质，像滚雪球一样最后变为大行星及其卫积周围物质，像滚雪球一样最后变为大行星及其卫星。这些天体均由围绕太阳旋转的薄盘内的物质组星。这些天体均由围绕太阳旋转的薄盘内的物质组成，因此自然是共面及同向的。成，因此自然是共面及同向的。10/30/2022恒星的形成恒星的形成在恒星起源的问题中，主要有两种观点：在恒星起源的问题中，主要有两种观点

8、：一种观点认为，恒星是由弥漫物质凝聚一种观点认为，恒星是由弥漫物质凝聚形成的，称弥漫说；形成的，称弥漫说；一种观点认为，恒星是由超密物质爆发一种观点认为，恒星是由超密物质爆发形成的。形成的。越来越多的观测证据支持越来越多的观测证据支持“弥漫说弥漫说”10/30/2022观测表明，星际空间存在着许多观测表明，星际空间存在着许多气体和尘埃物质。在引力作用下，这气体和尘埃物质。在引力作用下，这些弥漫物质收缩成星际云。引力使星些弥漫物质收缩成星际云。引力使星际云进一步收缩，星际云在快速收缩际云进一步收缩，星际云在快速收缩过程中，逐渐碎裂成好多小云，每个过程中，逐渐碎裂成好多小云，每个小云以后单独形成一

9、个恒星。小云以后单独形成一个恒星。10/30/2022收缩过程中，物收缩过程中，物质释放出的能量使原质释放出的能量使原恒星变热。当中心温恒星变热。当中心温度上升到度上升到1000万度时，万度时，就发生热核反应。而就发生热核反应。而热核反应产生的向外热核反应产生的向外的辐射压力极大地阻的辐射压力极大地阻止物质进一步向内收止物质进一步向内收缩。当二者达到平衡缩。当二者达到平衡时，一颗恒星诞生了。时，一颗恒星诞生了。反回10/30/2022宇宙的起源与演化宇宙的起源与演化2020世纪世纪4040年代末提出的热大爆炸宇年代末提出的热大爆炸宇宙模型，逐步被科学界公认。该模型认宙模型，逐步被科学界公认。该

10、模型认为，宇宙起源于一个高温、高密度的为，宇宙起源于一个高温、高密度的“原始火球原始火球”的大爆炸，爆炸之后经过降的大爆炸，爆炸之后经过降温、变稀和膨胀，逐步演化成今天看到温、变稀和膨胀，逐步演化成今天看到的天体系统。的天体系统。10/30/202210/30/2022大约在一百几十亿年大约在一百几十亿年前，原始火球开始爆炸，前，原始火球开始爆炸，爆炸后的爆炸后的1043s前，称普前，称普朗克时代朗克时代.这时期，自然界这时期，自然界的四种力是统一的。的四种力是统一的。返回返回10/30/2022爆炸后的爆炸后的1043s时，温时，温度降到度降到1037K,引力作用分化出引力作用分化出来。爆炸

11、后约来。爆炸后约10-35s,温度降温度降到到1027K,强相互作用分离出来，强相互作用分离出来，宇宙进入强子时代。宇宙进入强子时代。返回返回10/30/2022宇宙年龄达到约宇宙年龄达到约10-6s,温度降到约温度降到约1013K并进一步并进一步降低，核子与核子相碰而降低，核子与核子相碰而湮灭，例如质子与反质子湮灭，例如质子与反质子湮没为光子和轻子。湮没为光子和轻子。返回返回10/30/2022到约到约10-4s，电子、，电子、子子和中微子等轻子占主要地和中微子等轻子占主要地位，宇宙进入轻子时代。位，宇宙进入轻子时代。返回返回10/30/2022宇宙年龄从宇宙年龄从10s到到0.5106s，

12、宇宙进入辐射，宇宙进入辐射为主的时期。在这一段时间里，辐射能量密度为主的时期。在这一段时间里，辐射能量密度高于实物粒子的平均能量密度。这一阶段总共高于实物粒子的平均能量密度。这一阶段总共延续了延续了2000年。当温度下降到年。当温度下降到1010K时，宇宙间时，宇宙间仍只有中子、质子、电子、光子和中微子等一仍只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质，它们之间达到平衡。些基本粒子形态的物质，它们之间达到平衡。大爆炸后大爆炸后2-3min，当温度降到，当温度降到109108K时，时，合成了宇宙中早期元素，如氢、氦，还有极微合成了宇宙中早期元素，如氢、氦，还有极微量的铍、锂等。后一

13、阶段，除膨胀外，无其他量的铍、锂等。后一阶段，除膨胀外，无其他特殊过程。特殊过程。10/30/2022当温度降到当温度降到105K以后，实物粒子的密以后，实物粒子的密度超过了辐射的密度，这个阶段可以说一直度超过了辐射的密度，这个阶段可以说一直延续到现在。延续到现在。而在宇宙年龄小于而在宇宙年龄小于70万年，温度大于万年，温度大于3000K时，电子、质子及其他原子核无法结时，电子、质子及其他原子核无法结合成原子合成原子;宇宙温度降至宇宙温度降至3000K以下，电子和以下，电子和原子核不具有足够的能量克服它们之间的电原子核不具有足够的能量克服它们之间的电磁力而形成原子。随着宇宙膨胀，温度进一磁力而

14、形成原子。随着宇宙膨胀，温度进一步降低，各种物质、恒星、银河系和其它星步降低，各种物质、恒星、银河系和其它星系逐步形成，直到当前的世界。系逐步形成，直到当前的世界。10/30/2022支持这一学说的主要依据光具有多普勒效应光具有多普勒效应,当一个星系远离我们远去当一个星系远离我们远去时时,它的频率就会长高它的频率就会长高,它的谱线波长就会变长它的谱线波长就会变长,也就是说星系的光谱向长波方向偏移也就是说星系的光谱向长波方向偏移,称之为称之为谱线的谱线的“红移红移”返回10/30/2022总 结地心说和日心说地心说和日心说宇宙宇宙超星系团超星系团星系团星系团星系星系宇宙的起源宇宙的起源宇宙是一个有层次的天体系统宇宙是一个有层次的天体系统10/30/2022全国中小学 最大最全的教学课件资源网10/30/202237更多教学资源下载:10/30/202238