中科大宇宙学课件12-13宇宙学及地外生命与地外文明

第十二讲宇宙学

人类认识宇宙的三个里程碑－－地心说，日心说，无心说§12.1宇宙论研究简史一、20世纪以前的宇宙学

1、西方(四阶段）

2、中国二、近代宇宙学的发展：爱因斯坦《对广义相对论的宇宙学的考察》为标志三、现代宇宙学的发展：四大基石§12.2宇宙学原理和系统特征一、宇宙学原理：宇宙均匀性与各向同向性的假说二、系统性特征：红移（膨胀宇宙）

微波背景辐射元素丰度宇宙大尺度结构等§12.3现代宇宙学的建立和发展一、一般宇宙学模型的特点二、重要宇宙模型1、牛顿无限、静止宇宙模型2、爱因斯坦静态宇宙模型3、弗里德曼宇宙模型4、稳恒态宇宙模型5、大爆炸宇宙论

§12.4宇宙简史一、宇宙的时间演化二、宇宙演化宇宙膨胀模型未来宇宙模型宇宙可能的三种命运宇宙的时间演化宇宙的演化后面是贝尔实验室，前面两人是微波背景发现者牛顿宇宙—无限静止

论点：宇宙是永恒的、稳定的问题：如果宇宙是有限的，那么物质→引力→宇宙坍缩，这与观测事实不符合可能的解决途径：(1)宇宙在空间和质量上是无限大的(2)宇宙在膨胀(2)宇宙有起点和终点其中，(2)、(3)点违反宇宙永恒与稳定的性质，于是牛顿认为宇宙应该是无限的奥伯斯（Olbers）佯谬如果宇宙是无限的，且恒星的分布是均匀的→在任意视线方向都有一颗恒星→夜晚的天空应该像白天一样明亮

Einstein静态宇宙模型

1915年Einstein建立广义相对论 物质引力时空弯曲1917年Einstein将广义相对论引力场方程应用于宇宙的结构。在假设宇宙是无限大的、均匀的前提下，Einstein发现方程的解是不稳定的，表明宇宙在膨胀或者收缩。Einstein认为宇宙应该是永恒的、稳定的。Einstein加入一个起斥力作用“宇宙常数”Λ项，得到一个静态宇宙模型（有限无边，没有中心）。哈勃发回新照片“大爆炸”理论遭质疑

新浪科技讯：“哈勃”太空望远镜本次拍摄到了一些宇宙深处的星体，这些星体大概形成于宇宙诞生后的5亿年内(约130亿年前)。然而，这些星体的数量却远远少于科学家们原来的估计。

哈勃拍摄的这些照片可以说明以下二点：要么大爆炸发生后恒星物质的形成并没有科学家们原来设想的那么积极，这并不符合现阶段通行的理论；要么当时的物理环境与现在的截然不同。

哈勃发回的新照片

根据许多科学家数十年来一贯支持的大爆炸理论，我们的宇宙大约诞生于140亿年前。按照该理论的解释，宇宙形成于140亿年前一个体积极小且密度极大的物质的爆炸，也正是从那时起才开始产生了时间和空间、质量和能量。在大爆炸发生前，既没有物质，也没有能量，当然也没有生命。近年来“大爆炸”理论已经不止一次地遭受科学家们的种种怀疑。第十三讲地外生命与地外文明§13.1生命的含义及主要特征一、生命的含义二、生命的主要特征

1．新陈代谢

2．生殖

3．应答

4．遗传与信息）§13.2生命的起源一、自生论二、生源论三、太空起源说四、化学进化论§13.3太阳系内的地外生命问题一、对火星生命的探测

2004年“勇气号”探索的新信息二、金星生命讨论三、木星系统中的生命线索四、土卫六——地外生物学的实验室§13.4地外文明探索的几个问题1.地外文明及其产生的条件2.寻找地外行星的方法3.地外文明探索的艰巨性时间问题空间和距离问题信号沟通问题星球文明发展的程度问题其他无日那天：如对生命的认识和形成差异4.关于UFO

UFO(不明飞行物)UFO(不明飞行物)§