《宇宙探秘》PPT课件.ppt

宇宙探秘,2019/6/22,学习目标:,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将不断深入。,2019/6/22,古人看天,对古代人来说:地球是一块平坦的、并不是太大的土地，天空似乎是一个固定的圆形的屋顶，它和地面是融为一体的。,2019/6/22,“地心说”和“日心说”,托勒密的“地心说”：地球是宇宙的中心 哥白尼的“日心说”：太阳是宇宙的中心 宇宙是否有中心还是一个迷。,2019/6/22,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,2019/6/22,哈勃 美 天文学家 （1889-1953）,2019/6/22,1990年4月24日美国用“发现”号航天飞机把一台长13米，宽4.2米，主体镜直径2.4米的空间望远镜送上太空。 该镜造价,哈勃望远镜,15亿美元，其轨道离地面607公里与地球赤道倾角为28.5。,2019/6/22,地面远距离摄影镜头所摄,地面光学望远镜所摄,哈勃空间望远镜所摄,2019/6/22,光在哈勃时间内走过的距离,或者说就是可以观测到的最大距离，约为21010光年（200亿光年），即1026m.,哈勃半径,返回,2019/6/22,神舟六号,2019/6/22,2019/6/22,返回,2019/6/22,宇宙中天体的层次 超星系团 星系团 星系 太阳系 地月系,下一页,2019/6/22,地球 R=6.4106m 大气层厚度 h=3.0106m 月球轨道半径 r=3.8108m,返回,2019/6/22,太阳 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 由群星和弥漫物质集合成的一 个庞大天体系统，称星系。 银河系 太阳系以及太阳系以外的数 以 10亿计的庞大天体系统,统称 银 河系。 河外星系 银河系以外的星系。如仙女 座星系。,2019/6/22,银河系全景,2019/6/22,2019/6/22,仙女座星系,返回,2019/6/22,星系团 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，直至成千上万个星系集合为星系团。 超星系团 由众多星系团聚集成尺度更大的超星系团。,2019/6/22,仙女座大星系,返回,2019/6/22,太阳系的起源与演化 关于太阳系的起源与演化，众说纷纭。归纳起来不外乎三类： 一是灾变说， 二是俘获说， 三是共同形成说。 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。,2019/6/22,大约50亿年前，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，形成一个薄盘原太阳星云。原太阳星云会分裂成大量引力束缚团块（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。,2019/6/22,恒星的形成 在恒星起源的问题中，主要有两种观点： 一种观点认为，恒星是由弥漫物质凝聚形成的，称弥漫说； 一种观点认为，恒星是由超密物质爆发形成的。 越来越多的观测证据支持“弥漫说”,2019/6/22,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，星际云在快速收缩过程中，逐渐碎裂成好多小云，每个小云以后单独形成一个恒星。,2019/6/22,收缩过程中，物质释放出的能量使原恒星变热。当中心温度上升到1000万度时，就发生热核反应。而热核反应产生的向外的辐射压力极大地阻止物质进一步向内收缩。当二者达到平衡时，一颗恒星诞生了。,反回,2019/6/22,宇宙的起源与演化 20世纪40年代末提出的热大爆炸宇宙模型，逐步被科学界公认。该模型认为，宇宙起源于一个高温、高密度的“原始火球”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的天体系统。,2019/6/22,2019/6/22,大约在一百几十亿年前，原始火球开始爆炸，爆炸后的1043 s前，称普朗克时代.这时期，自然界的四种力是统一的。,返回,2019/6/22,爆炸后的1043 s时，温度降到1037K,引力作用分化出来。爆炸后约10-35 s, 温度降到1027K,强相互作用分离出来，宇宙进入强子时代。,返回,2019/6/22,宇宙年龄达到约10-6 s,温度降到约1013K并进一步降低，核子与核子相碰而湮灭，例如质子与反质子湮没为光子和轻子。,返回,2019/6/22,到约10-4 s，电子、 子和中微子等轻子占主要地位，宇宙进入轻子时代。,返回,2019/6/22,宇宙年龄从10s到0.5106s，宇宙进入辐射为主的时期。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。这一阶段总共延续了2000年。当温度下降到1010K时，宇宙间仍只有中子、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。大爆炸后2-3min，当温度降到109108 K时，合成了宇宙中早期元素，如氢、氦，还有极微量的铍、锂等。后一阶段，除膨胀外，无其他特殊过程。,2019/6/22,当温度降到105 K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延续到现在。 而在宇宙年龄小于70万年，温度大于3000K时，电子、质子及其他原子核无法结合成原子;宇宙温度降至3000K以下，电子和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。,2019/6/22,支持这一学说的主要依据,光具有多普勒效应,当一个星系远离我们远去时,它的频率就会长高,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,称之为谱线的“红移”,返