universe(宇宙简介)

1、The brief inTroducTion The brief inTroducTion of of The universeThe universeuniverseuniverseThe Universe is all of spacetime and everything that exists therein, including all planets(行星), stars（恒星）, galaxies（星系）, the contents of intergalactic space（星际空间）, the smallest subatomic particles（亚原子粒子）, and

2、 all matter and energy.Similar terms include the cosmos（宇宙）, the world, reality, and nature.Lying just beneath everyday reality is a breath taking world,where much of what we perceive about the universe is wrong.在我们习以为常的现实世界下，是另一个在我们习以为常的现实世界下，是另一个令人惊叹的世界令人惊叹的世界now ill Take you To a journey ThaT ben

3、ds The rules of human experience .The evoluTion of The universe(宇宙的演化)The evoluTion of The sTars(恒星的演化)The brief inTroducTion of The black hole(黑洞)The The evoluTion of The evoluTion of The universeuniverse( (宇宙的演化) )Quantum Fluctuations【量子波动量子波动】：Under the big bang theory, quantum fluctuations cause

4、 the universe to spring into existence out of nothing根据大爆炸理论根据大爆炸理论, ,量子的波动导致了宇宙从量子的波动导致了宇宙从“无无”到有的突然产生。到有的突然产生。Inflationary period Afterglow light pattern 【膨膨胀阶段的余辉光带胀阶段的余辉光带】 Surface of last scattering when the universe is about 380,000 years old, which provides the cosmic microwave background (CM

5、B) radiation当宇宙产生后当宇宙产生后380,000380,000年时，它最后的散射表面为年时，它最后的散射表面为整个宇宙提供了宇宙微波背景（整个宇宙提供了宇宙微波背景（CMBCMB）辐射。）辐射。First Stars Form【形成了第一代恒星形成了第一代恒星】About 400 million years after the big bang, the first stars form在宇宙大爆炸后的在宇宙大爆炸后的40,00040,000万年左右，第一代恒星万年左右，第一代恒星就形成了。就形成了。 Dark Ages【黑暗年代黑暗年代】 It was very dark wh

6、en there were no stars anywhere in the universe这个年代阶段里，宇宙是非常黑暗的，任何地方这个年代阶段里，宇宙是非常黑暗的，任何地方都没有恒星。都没有恒星。Development of Galaxies, Planets, etc. Dark Energy Accelerated Expansion【星系、行星等的发展，暗能量加速了宇宙的扩张星系、行星等的发展，暗能量加速了宇宙的扩张】 A relatively recent event in cosmological terms, dark energy has caused the expans

7、ion of the universe to accelerate. Throughout this entire cosmological evolution, the universe has been expanding, as outlined by the theory of general relativity. It accelerated very quickly during the inflationary period, then slowed down significantly and seems to have expanded relatively consist

8、ently, but recent results have indicated that a strange new substance, dark energy, is actually speeding up the acceleration.在宇宙学术语方面比较近期的事件是暗能量已造成了在宇宙学术语方面比较近期的事件是暗能量已造成了宇宙加速膨胀宇宙加速膨胀。贯穿。贯穿整个宇宙的进化，如广义相对论所概述的那样，宇宙已经在不断扩大。在整个宇宙的进化，如广义相对论所概述的那样，宇宙已经在不断扩大。在膨胀阶段，扩大加速得很快，然后显著地减慢，而且在这个阶段里膨胀似膨胀阶段，扩大加速得很快，然后

9、显著地减慢，而且在这个阶段里膨胀似乎比较一致，但最近研究结果所表示的一个奇怪的新物质，暗能量，实际乎比较一致，但最近研究结果所表示的一个奇怪的新物质，暗能量，实际上是它在使宇宙扩大加速地加快。上是它在使宇宙扩大加速地加快。费里德曼模型费里德曼模型支撑费里德曼模型的基本理论支撑费里德曼模型的基本理论任何两个星系相互离开的速度是与他们之间的距离成正比的任何两个星系相互离开的速度是与他们之间的距离成正比的广义相对论和量子力学广义相对论和量子力学的不确定原理（测不准原理）：时间和空间都是有限的不确定原理（测不准原理）：时间和空间都是有限而无界的而无界的两个假设两个假设从任何方向观测宇宙都相同从任何方向

10、观测宇宙都相同从任何地点观测宇宙都相同从任何地点观测宇宙都相同三种类型三种类型膨胀率膨胀率 引力引力（宇宙膨胀速率极快，引力对它只有很小的作用，但永远无法（宇宙膨胀速率极快，引力对它只有很小的作用，但永远无法使他停止使他停止星系间的距离由初始距离星系间的距离由初始距离0 0逐步增大逐步增大星系以不变的速度离开星系以不变的速度离开宇宙加速度膨胀）宇宙加速度膨胀）膨胀率略大于引力膨胀率略大于引力（宇宙的膨胀率刚好避免坍缩（宇宙的膨胀率刚好避免坍缩星系间距离由初始距离星系间距离由初始距离0 0开始增大，但星系间相互离开的速度越来越小）开始增大，但星系间相互离开的速度越来越小）费里德曼：俄罗斯费里德曼

11、：俄罗斯 数学家和物理学数学家和物理学家，用数学方法提出宇宙模型的第一家，用数学方法提出宇宙模型的第一人，动力气象学的奠基人人，动力气象学的奠基人根据目前的研究，宇宙可能将永远膨胀下去。根据目前的研究，宇宙可能将永远膨胀下去。虽然还是有很多不确定因素存在（比如说宇宙当前的密度和膨胀虽然还是有很多不确定因素存在（比如说宇宙当前的密度和膨胀速率，比如说很多无法直接看到的暗物质，比如说速率，比如说很多无法直接看到的暗物质，比如说 其他我们还没其他我们还没有检测到的物质形式）但是我们可以肯定，即使宇宙会坍缩，至有检测到的物质形式）但是我们可以肯定，即使宇宙会坍缩，至少在另一个少在另一个100100亿年

12、内还不至于此。亿年内还不至于此。The evoluTion of The The evoluTion of The sTars(sTars(恒星的演化) )恒星的亮度和恒星的亮度和颜色依赖于其颜色依赖于其表面温度，而表面温度，而表面温度则依表面温度则依赖于恒星的质赖于恒星的质量量巨分子云巨分子云主序星主序星红巨星（超巨星）红巨星（超巨星）白矮星、中子星、黑洞白矮星、中子星、黑洞life cycle of sTarslife cycle of sTars Birth of a star（恒星的诞生）（恒星的诞生）Protostar（原恒星）Brown dwarfs and sub-stellar

13、 objects（棕矮星和亚恒星）Hydrogen fusion（氢聚变） Mature stars（恒星的成熟）Low-mass stars（低质量恒星）Mid-sized stars（中型恒星）Red-giant-branch phase（红巨星支）Asymptotic-giant-branch phase（渐近巨星分支）Massive stars（大质量恒星）Supernova（超新星） Stellar remnants（恒星残骸）White and black dwarfs（白矮星和黑矮星）Neutron stars（中子星）1.Black holes太阳的质量不足以爆发为太阳的质量不

14、足以爆发为超新星超新星（supernova）。在50亿年后亿年后，太阳内的氢消耗殆尽，核心中主要是氦原子，太阳将转变成红红巨星巨星，当其核心的氢耗尽导致核心收缩及温度升高时，太阳外层将会膨胀。当其核心温度升高到100000000K时，将发生氦的聚变而产生碳，从而进入渐近巨星分支渐近巨星分支，而当太阳内的氦元素也全部转化为碳后，太阳将不再发光，成为一颗 黑矮黑矮星星（Blackdwarf）。恒星的质量是诞生时就基本确定的。恒星的质量是诞生时就基本确定的。一颗恒星从诞生到死亡，它的一颗恒星从诞生到死亡，它的质量变化不大，但它的亮度、温度和颜色是变化的。除密近双星外，质量变化不大，但它的亮度、温度和

15、颜色是变化的。除密近双星外，恒星在它的各个演化阶段，质量基本不变。恒星在它的各个演化阶段，质量基本不变。恒星的亮度一般称为光度恒星的亮度一般称为光度( (恒星的发光能力恒星的发光能力) )。在天文学上，用星。在天文学上，用星等表示，等表示，星等越高，亮度越低星等越高，亮度越低。( (二等星比一等星光度暗二等星比一等星光度暗1010倍，比倍，比一等星亮一等星亮1010倍的就是倍的就是0 0等星，依此类推。等星，依此类推。) )主序星阶段主序星阶段恒星质量小，亮度低。恒星质量大，亮度高。红巨星红巨星阶段阶段外层膨胀，恒星体积增加，表面积增加，发光面积增加，亮度会增加白矮星白矮星阶段阶段1.发光面积

16、迅速减小，光度迅速减小赫罗图赫罗图纵轴纵轴：光度与绝对星光度与绝对星等等横轴横轴：光谱类型及恒光谱类型及恒星的表面温度星的表面温度，从左向右递减。恒星的光谱型通常可大致分为 O.B.A.F.G.K.M 七种，要记住这七个类型有一个简单的英文口诀Oh be A Fine Girl/Guy. Kiss Me!The black hole(The black hole(黑洞) )definiTion of The black holedefiniTion of The black holeA black hole is a region of spacetime from which gravity

17、 prevents anything, including light, from escaping.The theory of general relativity(广义相对论) predicts that a sufficiently compact（紧凑的） mass will deform（使畸形） spacetime to form a black hole.At the center of a black hole as described by general relativity lies a gravitational singularity（引力、重力奇点）, a region where the spacetime curvature（率曲） becomes infinite（无穷大）. For a non-rotating black hole（非旋转的黑洞）, this region takes the shape of a single point and for a rotating black hole, it is smeared out to form a ring sing