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1、宇宙起源概述第1页，共42页，编辑于2022年，星期五宇宙银河系河外星系太阳系其它恒星系统九大行星太阳地月系行星间物质宇宙的构成第2页，共42页，编辑于2022年，星期五宇宙宇宙宇宙是广漠空间和存在的各种天宇宙是广漠空间和存在的各种天体以及弥漫物质的总称。体以及弥漫物质的总称。2.包括：包括：1.概念：概念：宇宙中有上千亿的星系，平均每宇宙中有上千亿的星系，平均每个星系又有上千亿的恒星和各类个星系又有上千亿的恒星和各类天体。天体。宇宙从哪里来？它的过宇宙从哪里来？它的过去是怎样的呢去是怎样的呢?第3页，共42页，编辑于2022年，星期五 我国古代就有宇宙宇宙进化论的观点，早在春秋战国时期就形成
2、了宇宙生成的论点。老子认为天地万物由“道”生成，提出“道生一，一生二，二生三，三生万物”的生成模式。春秋时期伟大诗人屈原所著天问：“上下未形，何由考之？”（天地尚未成形之前，又从哪里得以产生？）“阴阳三合，何本何化？”（阴阳参合而生宇宙，哪是本体哪是演变？）“圜则九重，孰营度之？”（天的体制传为九重。有谁曾去环绕量度？）第4页，共42页，编辑于2022年，星期五盘古开天辟地盘古开天辟地女娲补天女娲补天有关宇宙创始的神话故事有关宇宙创始的神话故事第5页，共42页，编辑于2022年，星期五第6页，共42页，编辑于2022年，星期五三国时徐整著的三国时徐整著的三五历纪三五历纪就就记载了盘古记载了盘古
3、“开天辟地开天辟地”的神话：的神话：唯有天地时唯有天地时混沌状如鸡子混沌状如鸡子盘古生其中一万八千岁盘古生其中一万八千岁 天地开辟天地开辟 阳清为天阳清为天阴浊为地阴浊为地第7页，共42页，编辑于2022年，星期五圣经中，就描绘了上帝用圣经中，就描绘了上帝用7 7天创作世界的故事。天创作世界的故事。你还知道哪些有关创始的神话故事？你还知道哪些有关创始的神话故事？第8页，共42页，编辑于2022年，星期五为什么古代人会对宇宙有这样的认识？为什么古代人会对宇宙有这样的认识？古代观察天空的工具仅仅是眼睛，而现代科古代观察天空的工具仅仅是眼睛，而现代科学家能借助更先进的科技手段对宇宙的起源学家能借助更
4、先进的科技手段对宇宙的起源进行更深入的研究，才发现了许多关于宇宙进行更深入的研究，才发现了许多关于宇宙起源的证据。起源的证据。所以说所以说人类对自然界的认识水平是和当时的人类对自然界的认识水平是和当时的科学技术发展水平相适应的。科学技术发展水平相适应的。第9页，共42页，编辑于2022年，星期五1、古代中国宇宙模型观：、古代中国宇宙模型观：古代中国，关于宇宙的结构主要有古代中国，关于宇宙的结构主要有盖天说：天圆如张盖，地方如棋局盖天说：天圆如张盖，地方如棋局浑天说：天是蛋壳，地是蛋黄，天地为双层结浑天说：天是蛋壳，地是蛋黄，天地为双层结构构宣夜说：根本不存在有形质的天。日月星辰自由宣夜说：根本
5、不存在有形质的天。日月星辰自由漂浮在太空之中。天色苍苍是因为它漂浮在太空之中。天色苍苍是因为它“高远无极高远无极”。介绍几种宇宙模型介绍几种宇宙模型第10页，共42页，编辑于2022年，星期五2、古代希腊和罗马关于宇宙原本的学说、古代希腊和罗马关于宇宙原本的学说水是宇宙万物本源水是宇宙万物本源-泰勒斯泰勒斯宇宙做外层是永不熄灭的天火说宇宙做外层是永不熄灭的天火说-毕达哥拉斯毕达哥拉斯多层水晶球说多层水晶球说-亚里士多德亚里士多德地球中心说地球中心说-托勒密托勒密3、中世纪西方宇宙学说、中世纪西方宇宙学说中世纪后，宇宙学被纳入经院哲学体系，知道文中世纪后，宇宙学被纳入经院哲学体系，知道文艺复兴时
6、代后期哥白尼根据长期的天文观测写出艺复兴时代后期哥白尼根据长期的天文观测写出天天体运行论体运行论提出日心说。布鲁诺进一步认为太阳也不是提出日心说。布鲁诺进一步认为太阳也不是宇宙的中心，宇宙是无限的，不存在任何中心。宇宙的中心，宇宙是无限的，不存在任何中心。第11页，共42页，编辑于2022年，星期五4、经典宇宙模型、经典宇宙模型牛顿最早用经典力学方法和欧几里得几何观念建牛顿最早用经典力学方法和欧几里得几何观念建立了绝对的无限的宇宙体系。立了绝对的无限的宇宙体系。5、相对论宇宙模型、相对论宇宙模型爱因斯坦爱因斯坦1915年年11月发表了广义相对论，指出空月发表了广义相对论，指出空间和时间不能脱离
7、物质单独存在，建立起了有限无边的间和时间不能脱离物质单独存在，建立起了有限无边的四维宇宙模型。四维宇宙模型。第12页，共42页，编辑于2022年，星期五6、大爆炸理论模型、大爆炸理论模型在膨胀宇宙的观念下，在膨胀宇宙的观念下，1932年勒梅特提出了宇宙年勒梅特提出了宇宙是由一个极端高温高压状态下的是由一个极端高温高压状态下的“”原始原子原始原子“突发膨突发膨胀产生的，这一理论启发了伽莫夫，并于胀产生的，这一理论启发了伽莫夫，并于1948年和他的年和他的学生发表了学生发表了宇宙的演化宇宙的演化建立了宇宙大爆炸理论模建立了宇宙大爆炸理论模型。型。7、标准宇宙模型、标准宇宙模型20多年以后，由于宇宙
8、微波背景辐射被证实，再多年以后，由于宇宙微波背景辐射被证实，再加上核物理学的深入发展，使大爆炸模型大放异彩，成加上核物理学的深入发展，使大爆炸模型大放异彩，成为人们公认的标准宇宙模型。为人们公认的标准宇宙模型。第13页，共42页，编辑于2022年，星期五天文望远镜和射电望远镜天文望远镜和射电望远镜哈勃太空望远镜在离地球表面哈勃太空望远镜在离地球表面580千米高空的轨道千米高空的轨道上运行，重达上运行，重达1.1万千克，镜面直径达万千克，镜面直径达240厘米。厘米。古代观察天空的工具是古代观察天空的工具是眼睛眼睛，现在的科学家呢？，现在的科学家呢？第14页，共42页，编辑于2022年，星期五哈勃
9、发现了什么？1.他在19221924年期间发现，星云并非都在银河系内，在银河系之外存在许多其它的星系，宇宙比人类想象的要大许多。2.星系看起来都在远离我们而去，且距离越远，远离的速度越快，星系间的距离在不断地扩大。这一结论意义深远，因为一直以来，天文学家都认为宇宙是静止的，而现在发现宇宙并不是静止不变的。标志现代宇宙论的诞生第15页，共42页，编辑于2022年，星期五NGC7742星云星云哈哈勃勃眼眼中中的的宇宇宙宙第16页，共42页，编辑于2022年，星期五发现发现1、所有的星系都在、所有的星系都在远离远离我们而去。我们而去。哈勃哈勃太空望远镜太空望远镜还看到了什么？还看到了什么？发现发现2
10、、星系离我们越远，运动的速度越、星系离我们越远，运动的速度越快快；发现发现3、星系间的距离在不断地、星系间的距离在不断地扩大扩大难道地球是宇宙的中心？难道地球是宇宙的中心？第17页，共42页，编辑于2022年，星期五一、大爆炸理论一、大爆炸理论勒梅特勒梅特于于1931年年创建建第18页，共42页，编辑于2022年，星期五宇宇宙宙大大爆爆炸炸第19页，共42页，编辑于2022年，星期五 大约大约150亿年亿年前，前，我们所处的我们所处的宇宙宇宙全部以粒全部以粒子的形式、子的形式、极极高高的的温度温度、极极大大的的密度，密度，被挤压在被挤压在一个一个“原始火球原始火球”中。中。2、大爆炸理论主要观
11、点、大爆炸理论主要观点大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀膨胀，温度也相应温度也相应下降下降，后来相继出现在宇宙中的所有星，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。系、恒星、行星乃至生命。第20页，共42页，编辑于2022年，星期五“在所存物在所存物质和能和能量聚集在一点上量聚集在一点上”之前到底存在着之前到底存在着什么什么东西？西？第21页，共42页，编辑于2022年，星期五大爆炸(一开始)第22页，共42页，编辑于2022年，星期五这是这是宇宙宇宙诞生诞生千分之一千分之一毫微毫微秒秒时时情況情況第23页，共42页，编辑于2022年，星期五(1
12、)大爆炸大爆炸制制造等造等量的能量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粒子。子。第24页，共42页，编辑于2022年，星期五(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：反物质质摧毀了宇宙中摧毀了宇宙中99.9999999%的物的物质质。第25页，共42页，编辑于2022年，星期五第一批原子第一批原子开开始形成始形成(3分分钟钟)(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。第26页，共42页，编辑于2022
13、年，星期五氢和氦(3分钟)第27页，共42页，编辑于2022年，星期五气体云团(10万年)第28页，共42页，编辑于2022年，星期五星星出星星出现现(10亿亿年年)第29页，共42页，编辑于2022年，星期五6、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成我我们们今日所知的宇宙。今日所知的宇宙。第30页，共42页，编辑于2022年，星期五我我们银们银河河诞生诞生(50亿亿年年)第31页，共42页，编辑于2022年，星期五宇宙持宇宙持续膨胀续膨胀中中第32页，共42页，编辑于2022年，星期五大胆猜测：宇宙的将来大胆猜测：宇宙的将来或者会塌缩而在大挤压处终结或者会塌缩而在
14、大挤压处终结 永远膨胀下去，永远膨胀下去，不断地扩大，我们将看到不断地扩大，我们将看到所有星系的星球老化、死亡，剩下我们孤零所有星系的星球老化、死亡，剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。零的，在一片黑暗当中。第33页，共42页，编辑于2022年，星期五史蒂芬霍金史蒂芬霍金 史蒂芬史蒂芬霍金，广泛尊崇为继爱因斯坦之后最杰霍金，广泛尊崇为继爱因斯坦之后最杰出的科学家。黑洞理论和出的科学家。黑洞理论和“大爆炸大爆炸”理论的创立人，理论的创立人，著名的著名的时间简史时间简史的作者。的作者。17岁的霍金患病后只能永远坐在轮椅上并且失去岁的霍金患病后只能永远坐在轮椅上并且失去了语言能力，这位全身只有三个手指
15、能动的残疾人，却了语言能力，这位全身只有三个手指能动的残疾人，却依靠惊人的毅力完成了一系列惊人的关于大爆炸和黑洞依靠惊人的毅力完成了一系列惊人的关于大爆炸和黑洞的理论。的理论。第34页，共42页，编辑于2022年，星期五史蒂芬霍金史蒂芬霍金 史蒂芬霍金是英国物理学家，他用毕生精力研究黑洞普通物理学定理不再适用的时空领域)和宇宙起源大爆炸原理。他提出黑洞能发射辐射(现在叫霍金辐射)的预言现在已是一个公认的假说。他的研究工作在科学界远不及他的畅销书时间简史出名。他这本销售量达2,500万份的畅销书对量子物理学和相对论作了大量介绍。第35页，共42页，编辑于2022年，星期五 1942年1月8日，出
16、生于英国的牛津。1962年，在牛津大学完成物理学学位课程，搬到剑桥大学攻读研究生。霍金被诊断患有运动神经元疾病。1965年，被授予博士学位。他的研究表明：用来解释黑洞崩溃的数学方程式，也可以解释从一个点开始膨涨的宇宙。1970年，霍金研究黑洞的特性。他预言，来自黑洞(现在叫霍金辐射)的射线辐射及黑洞的表面积永远也不会减少。1974年，被选为皇家学会会员。他继续证明，黑洞有温度，黑洞发出热辐射，以及气化导致质量减少。1980年，任剑桥大学数学鲁卡斯教授(艾萨克牛顿曾任此职)。1988年，出版时间简史，成为关于量子物理学与相对论最畅销的书。1996年至今，继续在剑桥大学工作。第36页，共42页，编
17、辑于2022年，星期五无论地球上观察，还是在其它星球上观察，无论地球上观察，还是在其它星球上观察，都都可以观察到其它星球都在远离观察点而去，可以观察到其它星球都在远离观察点而去，这是宇宙膨胀的结果。其实，大爆炸而产生这是宇宙膨胀的结果。其实，大爆炸而产生宇宙的理论也不能确定起始爆炸中心。宇宙的理论也不能确定起始爆炸中心。在地球上观察到宇宙中的星系都在在地球上观察到宇宙中的星系都在远离地球而去，能否说明地球是宇远离地球而去，能否说明地球是宇宙大爆炸的中心？为什么？宙大爆炸的中心？为什么？第37页，共42页，编辑于2022年，星期五黑洞理论：黑洞理论：巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切巨
18、大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系断了恒星与外界的一切联系“黑洞黑洞”诞生了诞生了你想了解黑洞吗？可以上网查找这方面的知识！你想了解黑洞吗？可以上网查找这方面的知识！第38页，共42页，编辑于2022年，星期五美国斯坦福大学的天文学研究小组在遥远的宇宙中美国斯坦福大学的天文学研究小组在遥远的宇宙中发现了到目前为止堪称最庞大最古老的黑洞，其质发现了到目前为止堪称最庞大最古老的黑洞，其质量是太阳质量的量是太阳质量的100多亿倍。多亿倍。第39页，共42页，编辑于2022年，星期五1.宇宙是和其中存在的宇宙是和其中存在的以及以及的总称的总称.宇宙是宇宙是.它处于不断的
19、它处于不断的和中和中.2.宇宙中有上千亿的宇宙中有上千亿的.平均每一星系又约平均每一星系又约有上千亿的及。有上千亿的及。广漠空间广漠空间各种天体各种天体弥漫物质弥漫物质物质世界物质世界运动发展运动发展 星系星系恒星各类天体恒星各类天体第40页，共42页，编辑于2022年，星期五3、史蒂芬、史蒂芬霍金的宇宙无边界设想是现代宇宙霍金的宇宙无边界设想是现代宇宙学的重要基石之一，这种设想的主要内容是：学的重要基石之一，这种设想的主要内容是：第一，宇宙是，它没有第一，宇宙是，它没有“外面外面”;第二，第二，宇宙不是可以任意赋予初始条件和边界的一般系统宇宙不是可以任意赋予初始条件和边界的一般系统。霍金预言宇宙有两种结局：一是它可以。霍金预言宇宙有两种结局：一是它可以；二是它会塌缩而在终结。；二是它会塌缩而在终结。无边的无边的永远膨胀下去永远膨胀下去大挤压处大挤压处第41页，共42页，编辑于2022年，星期五第42页，共42页，编辑于2022年，星期五