第二节探索宇宙 (2)

1、探索宇宙洛阳市回民中学 江洪主要内容：一、宇宙有多大？二、宇宙里有什么？三、人们如何探测宇宙？【科技讯】2016年10月14日消息，宇宙有多大一直是困扰人们的一个大问题，早前科学家认为，宇宙存在两千亿个星系，而现在他们发现，这个数字比他们想象中还要多十倍以上。一个国际天文学家小组10月13日说，我们的宇宙里存在着至少2万亿个星系，是以前认为的10倍左右。一、宇宙有多大？宇 宙哲学：空间、时间无限天文：360亿光年 宇宙到底有多大?在明白这个问题之前我们首先要知道宇宙的定义，那么什么是宇宙呢?宇宙是万物的总和，是时间和空间的统一体。根据宇宙的定义来说，我们会认为宇宙是无边无际。但事实上宇宙是有限

2、的。著名的物理学家爱因斯坦说过，宇宙是有界无边。而霍金也曾经说过不存在一个无限大的宇宙，人们之所以认为宇宙无限大，只是因为找不到边界而已。二、宇宙里有什么？宇宙银河系银河系河外星系人们发现银河系以外还有类似银河系一样庞大的恒星集团。比如：仙女座星系、猎犬座星系，目前人类已经发现了超过100亿个河外星系。还有许多恒星恒星亮星云暗星云行星 水星距太阳最近，所以它很热，白天可高达400摄氏度，而晚上却降到零下170摄氏度，和月球的情况很类似。而且水星表面没有大气层，所以被陨石撞得坑坑洞洞的（有环形山）。金星表面有大气，但主要成分是二氧化碳。中国古代称之为长庚、启明、太白或太白金星。它有时黎明前出现在

3、东方天空，被称为“启明”；有时黄昏后出现在西方天空，被称为“长庚”。 火星是一颗火红色星球。表面有大气，成分以二氧化碳为主。既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。在砂砾遍地、荒凉沉寂的火星表面，遍布遭陨星袭击后因撞击形成的 坑坑洼洼。它的最引人注目的地形特征是干涸的河床。火星木星木星是太阳系中最大的一颗行星，它的体积可容纳1300多个地球，质量是地球的300多倍。有固体岩石核心，而没有固体表面。 表面充满液态氢。 木星最显著特点是南半球有个颜色鲜艳的大红斑，它其实是木星大气层中一个大漩涡。 木星表面是激烈运动的大气，大气环流形成带状纹，每条带状纹与赤道平行，木星有光环。 土星的光环是由

4、几千个环组成，它们主要是由冰屑和岩石的碎片、尘埃组成的。 土星是太阳系第二大行星，表面有大气，主要成分是氢和氦，是卫星最多的行星，它有美丽的光环土星的光环是由什么组成的呢？ 天王星的体积很大，是地球的65倍，仅次于木星和土星，在太阳系们居第三 。 天王星大气中的主要成分是氢、氦和大量的甲烷。 天王星有美丽的光环 。 海王星和天王星类似，质量比天王星略大一些。 主要大气成份都是氢和氦，内部结构也极为相近。 所以说海王星与天王星是一对孪生兄弟。 你清楚了吗？宇宙里到底有些什么？ 总 星 系（目前观测到的宇宙）河外星系银河系其它恒星系太阳系由恒星（太阳）、八大行星、几十颗卫星、成千上万颗小行星和为数

5、众多的彗星、数不清的流星体以及充满太阳系空间的行星际物质等构成 地月系其他行星系1、离太阳最近的行星2、大多数时间离太阳最远的行星 3、体积最大的行星4、最亮的行星5、最适宜生命存在的行星6、与地球最相似，被称为“红色的星球”的行星 太阳系八大行星之最水星海王星木星金星地球火星特殊的天体黑洞 黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种密度无限大体积无限小的天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。 1916年，德国天文学家卡尔史瓦西（Karl Schwarzschild，18731916年）通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周

6、围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面“视界”一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰阿奇巴德惠勒（John Archibald Wheeler）命名为“黑洞”。其实黑洞并不黑 黑洞是由质量（100亿倍太阳质量）足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。黑洞的引力很大，连光都无法逃脱。其实黑洞并不“黑”，只是无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。 科学家最新研究理论显示，当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”，它不像黑洞吞噬邻近所有物质，而是喷射之前黑洞捕获的所有物质。白洞是什么？（假想天体）

7、 广义相对论所预言的一种性质与黑洞相反的特殊天体。白洞目前还是一种理论模型，尚未被观测所证实。按照白洞理论，白洞和黑洞相似，也有一个封闭的边界。当白洞内超密态物质向外喷射时，就会同它周围的物质发生猛烈的碰撞，从而释放出巨大能量。 聚集在白洞内的物质，只可以经边界向外运动，而不能反向运动。因此这种天体不能进入。三、人们如何探测宇宙？人类探索宇宙的方法利用肉眼直接观察利用天文望远镜进行观察发射探测器，访问其他星球以及外太空现在人们用天文望远镜已观测到距我们137亿光年的宇宙空间深处，但仍没有看到宇宙的边缘，而且科学家还发现宇宙正处在膨胀之中！人类对宇宙认识的每一次进步都离不开科学技术的发展。自从1

8、609年意大利科学家伽利略发明了望远镜以来，人们不断地改进，发明了许多功能各异的望远镜，从而获得了越来越多的来自宇宙的信息。伽利略望远镜(意大利)牛顿的反射望远镜 射电望远镜曾经中国最大的射电望远镜(昆明)500米口径球面射电望远镜 （“中国天眼” ）世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。(“望远镜反射面总面积为25万平方米，相当于30个标准足球场那么大。)全球最强“天眼”睁眼：放眼宇宙深空 寻找地外文明用来倾听宇宙深处声音、观测宇宙奥秘。 此前，世界上最灵敏的射电望远镜，分别是德国波恩100米望远镜和美国阿雷西博300米望远镜。前者是可以移动“摇头”的，后者则借助波多黎各岛上的喀斯特洼坑建造。

9、自古以来，人类就充满了对宇宙的幻想，向往着飞向太空。人类对宇宙的探索太空技术的发展，人造地球卫星、太空望远镜、太空探测器、载人宇宙飞船等相继出现，实现了人类飞天的梦想。现在宇航员还可在太空站上过太空生活呢！目前，我国的航天技术在世界上占有相当重要的位置。长征系列运载火箭的顺利发射，载人飞船“神舟”五号和“神舟”六号圆了中国人的飞天梦想。 “神舟”十一号载人飞船在去年10月也发射成功，并且神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功。 “嫦娥”一、二号探月卫星也曾发射成功，不久的将来，我国宇航员还将登月考察。“神舟”十一号神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接我国是世界上公认的火箭的发源地。早在距今1700多年前的三国时代的古籍上就出现了“火箭”的名称。长征三号运载火箭长征二号运载火箭长征五号是一枚当下运载力在世界排名第二的大火箭，是将中国推入航天强国的重要动力。 航天技术在世界上的地位,是公认的火箭发源地。我国在宇宙探索方面取得的成就: 载人飞船“神舟”五号、六号.十一号成功发射。 “嫦娥”一号、二号探月卫星发射成功 天宫二号空间实验室，是继天宫一号后中国自主研发的第二个空间实验室，也是中国第一个真正意义上的空间实验室，用于进一步验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验。 英国诺丁汉大学天文学教授克里斯托弗孔塞利切在一份声明中说:“宇宙中超过90