神奇的宇宙精.ppt

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1、神奇的宇宙第1页，本讲稿共16页1.宇宙的起源2.宇宙中的天体3.宇宙的未来第2页，本讲稿共16页宇宙的起源爱因斯坦广义相对论本身预言了：空间爱因斯坦广义相对论本身预言了：空间时间在大爆炸奇点处开始，并会在大挤压奇点处时间在大爆炸奇点处开始，并会在大挤压奇点处或在黑洞中的一个奇点处结束。任何抛进黑洞的东西都会在奇点处被毁灭，只有它的质量或在黑洞中的一个奇点处结束。任何抛进黑洞的东西都会在奇点处被毁灭，只有它的质量的引力效应能继续在外面被感觉得到。另一方面，当计入量子效应时，物体的质量和能量的引力效应能继续在外面被感觉得到。另一方面，当计入量子效应时，物体的质量和能量会最终回到宇宙的其余部分，黑

2、洞和在它当中的任何奇点一道被蒸发掉并最终消失。会最终回到宇宙的其余部分，黑洞和在它当中的任何奇点一道被蒸发掉并最终消失。如同一次规模巨大的爆炸如同一次规模巨大的爆炸 早期早期 现在现在温度：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第3页，本讲稿共16页宇宇宙宙大大爆爆炸炸的的图图片片第4页，本讲稿共16页宇宙初步形成过程宇宙初步形成过程(1)大爆炸大爆炸制制造等量的能量造等量的能量与与反物反物质质(2)每十每十亿个亿个反物反物质质粒子中粒子中会会有一有一个转变个转变成物成物质质粒子

3、。粒子。(3)物物质与质与反物反物质质互相互相湮灭湮灭。(4)結果：反物結果：反物质摧毁质摧毁了宇宙中了宇宙中99.9999999%的物的物质质。(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和中子，然子和中子，然后后再和再和电电子形成原子。子形成原子。(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所知今日所知的宇宙的宇宙。第5页，本讲稿共16页宇宙中的天体恒星恒星行星行星卫星卫星彗星彗星流星流星银河系银河系星系星系第6页，本讲稿共16页恒星恒星形成：恒星诞生于太空中的星际尘埃。形成：恒星诞生于太空中的星际尘埃。演化演化:恒星

4、的恒星的“青年时代青年时代”以几乎不变的恒定光度发光发以几乎不变的恒定光度发光发热，照亮周围的宇宙空间热，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，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，把大部分物质抛射回太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，也许是中子星，空中，留下的残骸，也许是白矮星，也许是中子星，甚至黑洞甚至黑洞 第7页，本讲稿共16页 一般以为行星系统是恒星形成过程的一部分，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两颗恒星差一点撞击但是也有学者认为这是两颗恒星差一点撞击而成。而

5、成。行星行星第8页，本讲稿共16页卫星卫星 卫星是指在围绕行星轨道上运行的天然天体卫星是指在围绕行星轨道上运行的天然天体或人造天体。或人造天体。卫星的形成过程与行星类似。卫星的形成过程与行星类似。第9页，本讲稿共16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

6、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)第10页，本讲稿共16页流星流星流星体流星体(贼星贼星):分布在星际空间的细小物体和分布在星际空间的细小物体和尘粒尘粒,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擦发生了光和热，最后被燃尽成为一束光的现象现象(如果没有燃尽就是陨星如果没有燃尽就是陨星)通常所说的流通常所说的流星指这种短时间发光的流星体星指这种短时间发光的流星体第11页，本讲稿共16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

7、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年前年前高密态原始物质因密度发生起伏高密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，逐现引力不稳定和不断膨胀，逐步形成原星系，并演化为步形成原星系，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 连续连续形成的形成的.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

8、云的坍缩过程中，最早诞生的是晕星族,大部分气体物大部分气体物质集聚为银盘，并随后形成盘星族质集聚为银盘，并随后形成盘星族.第12页，本讲稿共16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物质收缩形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。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，形成旋涡星系的星系核或旋涡原

9、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星系整体.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分气体未聚成星胚，并因率，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，由原星系形成的为年轻星系。此后百亿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。年间，星系结构无大的变化。第13页，本讲稿共16页宇宙的未来取决于三个参数：宇宙的未来取决于三个参数：1.H，即哈勃常数

10、，是宇宙膨胀的速率。，即哈勃常数，是宇宙膨胀的速率。2.，宇宙物质的平均密度。，宇宙物质的平均密度。3.，与真空的空间有关的能量，即暗能量，与真空的空间有关的能量，即暗能量暂且假定暂且假定为零，让宇宙临界密度除以宇宙为零，让宇宙临界密度除以宇宙密度得密度得（1）1，可得：宇宙物质充分，宇宙，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，然重力最终将逆转宇宙膨胀，膨胀停止，然后收缩，星系跑到一起，温度上升，最终后收缩，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（温度变得非常高，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），（宇宙

11、密度等于临界密度），可得：宇宙盘旋在两个极端之间，但将永可得：宇宙盘旋在两个极端之间，但将永远膨胀（振荡宇宙理论）远膨胀（振荡宇宙理论）第14页，本讲稿共16页 在浩瀚的宇宙中，也许还有其他的智能生物，在浩瀚的宇宙中，也许还有其他的智能生物，也许人类并不孤独。面对宇宙，这个人类赖也许人类并不孤独。面对宇宙，这个人类赖以生存的家园，我们就像一个孩童，一无所以生存的家园，我们就像一个孩童，一无所知。未来，宇宙会继续膨胀还是在坍塌中毁知。未来，宇宙会继续膨胀还是在坍塌中毁灭，宇宙会是和平还是战争，你我都无法预灭，宇宙会是和平还是战争，你我都无法预测。既然不知未来该何去何从，就让我们放测。既然不知未来该何去何从，就让我们放飞智慧的翅膀飞智慧的翅膀,尽情的幻想吧！尽情的幻想吧！第15页，本讲稿共16页谢谢！第16页，本讲稿共16页