第二节探索宇宙

1、探索宇宙,重庆市綦江实验中学校：蔡春伟,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的。著名的物理学家爱

2、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,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,特殊的天体

3、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

4、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）,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

5、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1609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

6、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。,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

7、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%的星系尚未被研究，令人难以置信。当未来的望远镜发现这些星系时，谁能知道会发现什