宇宙的起源与演化(50张课件).ppt

宇宙(universe)是天地万物，是物质世界。”四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地”。“宇”是空间的概念，是无边无际的；“宙”是时间的概念，是无始无终的。宇宙是无限的空间和无限的时间的统一。

当代最大的光学望远镜已可观测到200亿l.y.(光年)的遥远目标（1l.y.≈9.46×1012km），这就是现今人类所能观测到的宇宙部分。;一、人类对宇宙认识的4个基本阶段（层次）

16世纪前，地心学说－－日心学说；

17世纪掌握了行星层次天体运动规律：

20世纪上半叶在恒星层次认识宇宙：

20世纪下半叶在星系层次认识宇宙。

;16世纪前，地心学说?日心学说

;希腊天文学家托勒密（ClaudiusPtolemy,90？～168）;哥白尼（NicholasCopernicus,1473～1543）;哥白尼（NicholasCopernicus,1473～1543）;布鲁诺;17世纪掌握了行星层次天体运动规律：

观测：伽里略（Galileo,1564-1642，意大利力学的奠基人）望远镜（1609）、牛顿(Newton,1642-1727)望远镜(1672,)；

理论：伽里略力学体系、开普勒（Kepler,德国，1571-1630）三定律(每一行星以椭圆运动，太阳在一个焦点上；从太阳出发的半径矢量在相同的时间内扫多相同的面积；行星在轨道上运行的时间的平方正比于其长轴的三次方)，牛顿（1642-1727，英国，早期是朴素的唯物主义，晚期为神学服务，研究“第一推动力”，“一切行星都在某种外来的第一推动力…;在开普勒三定律基础上提出万有引力”；……发现了天王星和冥王星，精确测量各行星的轨道、各行星卫星的位置和轨道、彗星的位置和轨道；发现了出许多小行星。;伽里略;开普勒（JohannesKepler，1571～1630）;20世纪上半叶在恒星层次认识宇宙

宇宙起源理论（三大理论：Big-bangtheory;Expandinguniverse,Steady-statetheory）和恒星演化理论的建立（恒星天文学、恒星物理学、恒星演化理论、恒星光谱学）;;20世纪下半叶在星系层次认识宇宙

所有电磁波段的观测：大型的光学望远镜、红外望远镜、射电望远镜（90年代哈勃望远镜的运作），观测尺度达150亿光年（超出银河系！）；观测地点发展到高空（U2飞机）、太空、月亮、宇宙探测器（免受地球的影响）；60年代阿波罗登月计划的实现，90年代火星探险计划的实施;21世纪的木卫大撞击（9次间隔8小时的连续撞击，相当5000亿颗广岛原子弹）、卫星木星登陆、行走、250公斤铜弹（20km/s)深度撞击6km直径的坦普尔1号彗星(30km/s)——人类走出地球，进入太空；

理论：提出了许多宇宙模型：大爆炸宇宙模型、稳恒态宇宙模型、等级式宇宙模型）

;1、宇宙起源理论

三大学说：Big-bangtheory;Expandinguniverse,Steady-statetheory;稳恒宇宙学说

;《BIGBANG》－大爆炸;宇宙大爆炸理论：（许多科学家）大爆炸前，物质和反物质处于极高温和超密状态，在某种条件下开始大爆炸。在10秒后体积急剧膨胀，在10秒内，体积膨胀了10倍，密度降低了。在1秒后温度仍高达10-10K，原子和分子均不存在。辐射能以电子、质子、中子、中微子等基本粒子形式存在。

3分钟后，温度低于10K，开始热核反应，生成轻核（氘、氦核）和轻元素（锂、氢），经过百万年左右，温度降至10K.产生了大量的有电子和质子等组成的等离子体；

经过2.5亿年，10K，中性原子和气体产生；

经过10亿年星际产生；

经过50亿年产生恒星，100亿年产生太阳系。;大爆炸的证据 ;2）宇宙正在膨胀;可见光区;哈勃定律;B、20世纪初，天文学家斯里弗尔，在观测银河系外的仙女座大星云时，取得15个星系的光谱资料，经过研究，发现其中13个正在以每秒数十万米的高速退行，即离开我们愈来愈远。;;;彭兹亚斯(A.A.Penzias,1933-)和威尔逊(R.W.Wilson,1936-)发现：;其它证据：;大爆炸不足之处;第三，它无法说明宇宙为什么会发生大爆炸？或者说：原始宇宙发生爆炸的原因是什么？以我们现有的知识可以得到这样一个结论：就我们目前所发现的宇宙，它的总质量非常巨大，如果这么多的质量的物质，聚集在一起，必