《宇宙探秘》PPT課件.ppt

宇宙探秘,2019/6/22,學(xué)習(xí)目標(biāo):,大致了解人類探索太陽及宇宙的歷程，并認(rèn)識人類對宇宙的探索將不斷深入。,2019/6/22,古人看天,對古代人來說:地球是一塊平坦的、并不是太大的土地，天空似乎是一個固定的圓形的屋頂，它和地面是融為一體的。,2019/6/22,“地心說”和“日心說”,托勒密的“地心說”：地球是宇宙的中心 哥白尼的“日心說”：太陽是宇宙的中心 宇宙是否有中心還是一個迷。,2019/6/22,現(xiàn)代的宇宙探秘,望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 航天技術(shù)的發(fā)展 宇宙中的天體層次 太陽及恒星的起源 宇宙的起源,下一頁,2019/6/22,哈勃 美 天文學(xué)家 （1889-1953）,2019/6/22,1990年4月24日美國用“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機(jī)把一臺長13米，寬4.2米，主體鏡直徑2.4米的空間望遠(yuǎn)鏡送上太空。 該鏡造價,哈勃望遠(yuǎn)鏡,15億美元，其軌道離地面607公里與地球赤道傾角為28.5。,2019/6/22,地面遠(yuǎn)距離攝影鏡頭所攝,地面光學(xué)望遠(yuǎn)鏡所攝,哈勃空間望遠(yuǎn)鏡所攝,2019/6/22,光在哈勃時間內(nèi)走過的距離,或者說就是可以觀測到的最大距離，約為21010光年（200億光年），即1026m.,哈勃半徑,返回,2019/6/22,神舟六號,2019/6/22,2019/6/22,返回,2019/6/22,宇宙中天體的層次 超星系團(tuán) 星系團(tuán) 星系 太陽系 地月系,下一頁,2019/6/22,地球 R=6.4106m 大氣層厚度 h=3.0106m 月球軌道半徑 r=3.8108m,返回,2019/6/22,太陽 水星 金星 地球 火星 木 星 土星 天王星 海王星 冥王星,返回,2019/6/22,星系 由群星和彌漫物質(zhì)集合成的一 個龐大天體系統(tǒng)，稱星系。 銀河系 太陽系以及太陽系以外的數(shù) 以 10億計(jì)的龐大天體系統(tǒng),統(tǒng)稱 銀 河系。 河外星系 銀河系以外的星系。如仙女 座星系。,2019/6/22,銀河系全景,2019/6/22,2019/6/22,仙女座星系,返回,2019/6/22,星系團(tuán) 星系一般不是單個存在的，大多組成雙重星系、多重星系、星系群，直至成千上萬個星系集合為星系團(tuán)。 超星系團(tuán) 由眾多星系團(tuán)聚集成尺度更大的超星系團(tuán)。,2019/6/22,仙女座大星系,返回,2019/6/22,太陽系的起源與演化 關(guān)于太陽系的起源與演化，眾說紛紜。歸納起來不外乎三類： 一是災(zāi)變說， 二是俘獲說， 三是共同形成說。 目前天文學(xué)家趨于一致的看法是太陽和行星系統(tǒng)共同形成的學(xué)說。,2019/6/22,大約50億年前，太陽系還是一團(tuán)彌漫的緩慢轉(zhuǎn)動的氣體云。由于其他天體的引力擾動或鄰近超新星爆發(fā)的影響，這塊氣體云開始塌縮，稠密的核心變?yōu)樵继?，周圍旋轉(zhuǎn)的塵粒和氣體原子，形成一個薄盤原太陽星云。原太陽星云會分裂成大量引力束縛團(tuán)塊（稱為星子）。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，另一部分通過碰撞合并長大成星胚。這些星胚繼續(xù)吸積周圍物質(zhì)，像滾雪球一樣最后變?yōu)榇笮行羌捌湫l(wèi)星。這些天體均由圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的薄盤內(nèi)的物質(zhì)組成，因此自然是共面及同向的。,2019/6/22,恒星的形成 在恒星起源的問題中，主要有兩種觀點(diǎn)： 一種觀點(diǎn)認(rèn)為，恒星是由彌漫物質(zhì)凝聚形成的，稱彌漫說； 一種觀點(diǎn)認(rèn)為，恒星是由超密物質(zhì)爆發(fā)形成的。 越來越多的觀測證據(jù)支持“彌漫說”,2019/6/22,觀測表明，星際空間存在著許多氣體和塵埃物質(zhì)。在引力作用下，這些彌漫物質(zhì)收縮成星際云。引力使星際云進(jìn)一步收縮，星際云在快速收縮過程中，逐漸碎裂成好多小云，每個小云以后單獨(dú)形成一個恒星。,2019/6/22,收縮過程中，物質(zhì)釋放出的能量使原恒星變熱。當(dāng)中心溫度上升到1000萬度時，就發(fā)生熱核反應(yīng)。而熱核反應(yīng)產(chǎn)生的向外的輻射壓力極大地阻止物質(zhì)進(jìn)一步向內(nèi)收縮。當(dāng)二者達(dá)到平衡時，一顆恒星誕生了。,反回,2019/6/22,宇宙的起源與演化 20世紀(jì)40年代末提出的熱大爆炸宇宙模型，逐步被科學(xué)界公認(rèn)。該模型認(rèn)為，宇宙起源于一個高溫、高密度的“原始火球”的大爆炸，爆炸之后經(jīng)過降溫、變稀和膨脹，逐步演化成今天看到的天體系統(tǒng)。,2019/6/22,2019/6/22,大約在一百幾十億年前，原始火球開始爆炸，爆炸后的1043 s前，稱普朗克時代.這時期，自然界的四種力是統(tǒng)一的。,返回,2019/6/22,爆炸后的1043 s時，溫度降到1037K,引力作用分化出來。爆炸后約10-35 s, 溫度降到1027K,強(qiáng)相互作用分離出來，宇宙進(jìn)入強(qiáng)子時代。,返回,2019/6/22,宇宙年齡達(dá)到約10-6 s,溫度降到約1013K并進(jìn)一步降低，核子與核子相碰而湮滅，例如質(zhì)子與反質(zhì)子湮沒為光子和輕子。,返回,2019/6/22,到約10-4 s，電子、 子和中微子等輕子占主要地位，宇宙進(jìn)入輕子時代。,返回,2019/6/22,宇宙年齡從10s到0.5106s，宇宙進(jìn)入輻射為主的時期。在這一段時間里，輻射能量密度高于實(shí)物粒子的平均能量密度。這一階段總共延續(xù)了2000年。當(dāng)溫度下降到1010K時，宇宙間仍只有中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態(tài)的物質(zhì)，它們之間達(dá)到平衡。大爆炸后2-3min，當(dāng)溫度降到109108 K時，合成了宇宙中早期元素，如氫、氦，還有極微量的鈹、鋰等。后一階段，除膨脹外，無其他特殊過程。,2019/6/22,當(dāng)溫度降到105 K以后，實(shí)物粒子的密度超過了輻射的密度，這個階段可以說一直延續(xù)到現(xiàn)在。 而在宇宙年齡小于70萬年，溫度大于3000K時，電子、質(zhì)子及其他原子核無法結(jié)合成原子;宇宙溫度降至3000K以下，電子和原子核不具有足夠的能量克服它們之間的電磁力而形成原子。隨著宇宙膨脹，溫度進(jìn)一步降低，各種物質(zhì)、恒星、銀河系和其它星系逐步形成，直到當(dāng)前的世界。,2019/6/22,支持這一學(xué)說的主要依據(jù),光具有多普勒效應(yīng),當(dāng)一個星系遠(yuǎn)離我們遠(yuǎn)去時,它的頻率就會長高,它的譜線波長就會變長,也就是說星系的光譜向長波方向偏移,稱之為譜線的“紅移”,返