银河系恒星行星卫星星系宇宙地球太阳月亮.ppt

宇宙 心臟星雲位在仙后座 Cassiopeia 內 距離我們約有7500光年遠 大綱 1 宇宙的組織與歷史2 太陽系的歷史3 地球的形成和演變4 生命的演化 星星看起來有亮 有暗 有近 有遠看來接近 實際差距何止萬里 人類把相近的星星相連在一起 形成星座 天上星星何其多 只有夜晚看的清 哈伯望遠鏡 宇宙的誕生 宇宙是如何產生的 宇宙究竟有多大呢 宇宙存在有多久呢 天文學家利用觀測與理論 來探討這些問題 透過觀測我們知道宇宙正在繼續膨脹中 人們自然的推測 如時間倒轉 多久之前 所有的星体曾聚集在一起 簡化問題 假設膨脹的速率一直沒有改變 那到底現宇宙是在多久前誕生的呢 宇宙大約誕生於1百多億年前 關於宇宙的誕生的說法 目前尚無定論 但其中最有力的是 膨脹宇宙論 所有的事物 含時空 都是自某一時刻起突然出現 在這一刻以前 稱之為 虛無的世界 不可思議的世界 宇宙的歷史 大霹靂爆炸 原始火球 大霹靂 爆炸 不斷膨脹 現今宇宙 仍繼續膨脹中 宇宙的年齡由觀測宇宙的大小推算 一百多億年前 大霹靂與宇宙的誕生和過程 假設宇宙是在約150至200億年前 從一高溫高密度的狀態 爆炸產生 膨脹之後漸漸冷卻 形成星系 宇宙論標準模型所描繪出的宇宙的歷史如下 1 當時間為0時開始產生大爆炸 2 當時間為4秒時 開始產生質子 中子 電子 3 當時間為3分時 開始形成原子核 其中氫約佔75 氦約佔5 此時氣體是游離的 宇宙到處充滿輻射 大爆炸至此時期之前 合稱為輻射主控時代 4 當時間為106年時 溫度約為3000K 自由電子與氫 氦原核結合成為氫原子與氦原子 此時氣體是中性的 從此進入物質主控時代 5 當時間為109年時 星系形成 恆星璀璨的一生 3 恆星死亡後 將物質散佈到太空中 形成碳 氧 鐵 元素含量比較豐富的星雲 4 星雲有可能再形成恆星 1 大霹靂十億年後 宇宙主要元素仍為氫與氦 2 恆星形成後 內部發生核融合反應 形成碳 氧 鐵 元素 我們身處的銀河系 我們身處的銀河系 1 為星系之一 直徑大約為十萬光年的圓盤 2 銀河系由千千萬萬的恆星 星雲與星團組成的 銀河系約有2000億顆恆星 3 圓盤外形如荷包蛋 中央較厚 四周纏繞著旋臂 4 太陽系位於銀河系的一隻旋臂上 大約處於離銀河系外邊緣三分之一的位置上 上圖黑點是太陽的位置 1 1A U AverageUnit 地球到太陽的平均距離1天文單位 1 5 1011 m 2 1L Y LightYear 光一年所走的距離1光年 365 25 24 60 60 3 108 m 9 5 1015 m 距離單位 光每秒走3 108 m 相當於地球7 5圈喔 常見恆星的距離仳鄰星 4 3光年 最近太陽系的天狼星 8 7光年 最亮的牛郎星 17光年織女星 26光年北極星 800光年 光速為300 000公里 秒 這樣的距離相當於繞地球七圈半 這樣的速度到月球只需一秒多一點 到太陽需約五百秒 下課的時間 到仳鄰星須4 3年 讀大學的時間 由銀河的一端到另一端需10萬年 宇宙的組織 銀河系 恆星 行星 衛星 星系 宇宙 地球 太陽 月亮 宇宙的組織結構 對照目前生存環境 500億個星系 星團 星系團 太陽系的介紹 約在46億年前太陽系開始形成 從一團氣體和塵埃的旋轉雲中形成太陽及九大行星 有些科學家相信 這團雲氣的中心冷卻收縮形成太陽 重力再從剩下的雲氣中拉出行星 其餘的科學家則認為 塵埃先形成小行星 再聚合成太陽和行星 太陽系的歷史 1 約四十六億年前形成 2 太陽輻射與太陽風將輕的物質 吹至外圍 類木行星 無岩石外殼 體積龐大 平均密度小 似水 3 重的物質則留在內圈 類地行星 有岩石外殼 體積較小 平均密度大 D 5 內部是鐵 鎳等重元素 岩石地殼密度D 2 3 太陽系內的類地與類木行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 類地行星 類木行星 3 1 太陽系中最遠的冥王星 不屬於類地 類木行星之中2 地球是靠近太陽的第三顆行星 水星最近3 木星質量 體積最大 冥王星質量 體積最小 九大行星可分為兩大族群比較表 註 沒有衛星 水星 金星 最多衛星 木星密度最大 地球密度最小 土星有光環的行星 木星 土星 天王星 海王星 類地行星的內部結構 類木行星的內部結構 類地行星的相對大小 類地與類木行星的相對大小 太陽與各行星的相對大小 太陽 目前太陽的成分中 氫約佔75 的質量 而氦約佔25 在太陽核心中的氫正逐漸轉變成氦 但這種轉變十分緩慢 太陽核心的溫度高達約1 500萬K 壓力是2 500億大氣壓 其組成 氣體離子 電漿 的密度因而被壓縮成水的150倍 金星 大氣層主要為二氧化碳 佔約96 有很強的溫室效應 使得金星內部極為酷熱 表面溫度達470度 表面的大氣壓力為地球的90倍 是個高溫 高壓的環境 地球的基本資料 與太陽的平均距離1AU150 000 000km半徑 km 6 380質量 kg 5 976 1024kg密度 g cm3 5 497表面溫度 50至50公轉週期365 26days自轉週期24hours 火星 大氣層主要為二氧化碳 佔約95 但大氣壓力為只有地球的百分之一 表面冰冷 火星的兩極有永凍的冰冠 冰冠主要是由乾冰 固態二氧化碳 組成 呈現出由暗色塵沙與冰層交替的層狀結構 在北半球夏季 二氧化碳會自冰層全部昇華至大氣中 只剩下水冰層 但是南極冰冠有沒有水冰層就沒那麼清楚了 因為南極冰冠 下圖 的乾冰從未全部消失過 地球大氣的演變階段 地球形成時 已經具有原始成分的大氣 已有大氣層 生命如何在地球上發生 米勒實驗 1953 的啟示將水 氫氣 氨 甲烷放在一密閉容器中 模仿閃電加以電極 一星期之後 容器中竟然開始出現有機物質 但重復這個實驗有一定難度 以致部分科學家認為這一現象在原始大氣中不可能發生 有機物如何轉化為生命 至今還是未知 所以生命如何發生的 至今還是未解之謎 地球生命的演化過程 46億 35億 藍綠藻 6億 多細胞生物 4億 生物登陸 2億 恐龍出現 6500萬 恐龍滅絕 200多萬 原始人 巧人 藻類光合作用 臭氧層形成 隕石撞擊說 CO2減少O2增加 阻擋了紫外線 恐龍 恐龍的滅絕 大隕石撞擊說 地球的內部構造成因 地球形成初期 由於隕石的撞擊與內部放射性物質放出大量熱能 使