第一节 人类对宇宙的认识

3)上帝创造天地和万物
为什么古代人会对宇宙有这样的认识？
• 古代观察天空的工具仅仅是眼睛，而现 代科学家能借助更先进的科技手段对宇 宙的起源进行更深入的研究，才发现了 许多关于宇宙起源的证据。
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• 所以说人类对自然界的认识水平是和当 时的科学技术发展水平相适应的。
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史蒂芬.霍金
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霍金预言宇宙的两种结 局 1、会永远的膨胀下去。 2、或者会塌缩而在大 挤压处终结
1942年1月8日，出生于英国的牛津。1962年，在 牛津大学完成物理学学位课程，搬到剑桥大学攻读研 究生。霍金被诊断患有运动神经元疾病。
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1965年，被授予博士学位。他的研究表明：用来 解释黑洞崩溃的数学方程式，也可以解释从一个点开 始膨涨的宇宙。1970年，霍金研究黑洞的特性。他预 言，来自黑洞(现在叫霍金辐射)的射线辐射及黑洞的表 面积永远也不会减少。1974年，被选为皇家学会会员。 他继续证明，黑洞有温度，黑洞发出热辐射，以及气 化导致质量减少。1980年，任剑桥大学数学鲁卡斯教 授(艾萨克〃牛顿曾任此职)。1988年，出版《时间简 史》，成为关于量子物理学与相对论最畅销的书。 1996年至今，继续在剑桥大学工作。
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美国科学家2004年2月15日宣布，他们借助哈 勃望远镜观察到距离地球130亿光年的星系。 根据科学家的计算，这个新发现的星系是在导 致宇宙诞生的“大爆炸”之后7.5亿年时形成的。 由于它形成在宇宙生命的初期，当时正是星系 形成的开端。因此科学家希望，研究它可以得 到更多有关的信息，从而能更好地了解宇宙是 如何形成和发展的。在天文学中，“光年”是 一个 时间 单位；科学家们观察到的光线是 这个星系 130亿年前 发出的（填“观察前 不久”或“130亿年前”）。
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大爆炸后物质膨胀，冷却形成星系示意图
大爆炸宇宙产生示意图
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1)星星出现(10亿年)
2)我们银河诞生 (50亿年)
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3)恒星、银河并演化成我们今日所 知的宇宙
4)现在宇宙持续膨胀中(150亿年)
大胆猜测：宇宙的将来
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天文观测发现，几乎所有的星系都以各自的速度背离 我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速 度（称为退行速度）越大，也就是说，宇宙在膨胀， 不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比， 即v=Hr，式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文 观察测定。为解释上述现象，有人提出一种理论，认 为宇宙以不同的速度运动，并设想我们就位于其中心， 则速度越大的星体现在离我们越远，这一结果与上述 天文观察结果一致。 由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙的年龄T， 1/H 其计算式为T= 。根据近期观 测，哈勃常数H=3×10-2米/（秒〃光年），其中光 年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约 为 ___ ____年。
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为什么人们会感觉到太阳是东升西落，而 大地是静止不动的？
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为什么人们会感觉到太阳是东升 西落，而大地是静止不动的？
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地球绕太阳公转，因为运动是相对的， 所以地上的人们选地球为参照物时， 地球是静止不动的，而太阳是运动的。 同时地球也以一定的速度绕地轴自西 向东转，人们选择地球为参照物，则 太阳是自东向西转，所以人们以为太 阳从东边升起，西边落下。从运动的 相对性的角度来看这并没有本质上的 错误。
永远膨胀下去，不断地扩大， 我们将看到所有星系的星球老化、死亡， 剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。
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或者会塌缩而在大挤压处终结
史蒂芬· 霍金，广泛尊崇为继爱因斯坦之 后最杰出的科学家。黑洞理论和“大爆炸”理 论的创立人，著名的《时间简史》的作者。 17岁的霍金患病后只能永远坐在轮椅上 并且失去了语言能力，这位全身只有三个手指 能动的残疾人，却依靠惊人的毅力完成了一系 列惊人的关于大爆炸和黑洞的理论。
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：星系运动模型。 气球充气后，两点的变化
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星系在膨胀的宇宙中就好比在气球表面上的 紅色标记。当气球膨胀时，两个星系远离对 方的速度与它们之间的距离成正比。
哈勃望远镜的记录：
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宇宙中的伽玛射线大爆发
美国航空航天局科学家们通过测算发现， 宇宙中的星系正在以加速度离我们远去， 也就是说，宇宙的确在着现代技术的发展， 现代的科学家们利用先进的科 学技术，对宇宙起源做了深入 的研究，发现了许多关于宇宙 起源的证据。
证据之一：星系的运动
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二.大爆炸学说
1.美国天文学家“哈勃”的发现： 所有的星系都在远离我们而去。 星系离我们越远，运动的速度越快； 星系间的距离在不断地扩大。
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3.下列关于大爆炸宇宙论的说法正确的是（B ） A.一种已经被证明是正确的科学理论
B.一个比较合理的科学假说
C.一个著名的神话故事
D.一段现代科普作品里有趣的描写
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4.宇宙起源的证据是（ A ）
A.哈勃定律
C.盘古开天辟地的神话
B.旧约“创世纪”
D.女娲补天的传说
5．有关宇宙的起源的说法，得不到科学支持的说法是 ( C )
A、大约在150亿年前，我们所处的这个宇宙是被挤压在 一起的一个“原始火球”
B．宇宙就是在这个大火球发生的一次大爆炸中诞生的
C、宇宙是相当近的过去创生的，十七世纪时邬谢尔主 教算出宇宙诞生的日期是公元前4004年 倍 速 课 D．大爆炸理论尚不能确切地解释宇宙在“原始火球” 时 之前到底存在着什么东西
第1节 人类对宇 宙的认识
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一、宇宙
1.概念：
宇宙是广漠空间和存在的各种 天体以及弥漫物质的总称。
2.包括：
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宇宙中有上千亿的星系， 平均每个星系又有上千亿 的恒星和各类天体。
3.宇宙的传说：
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1)盘古开天辟地
2)女娲补天
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太空中有时会发生恒星爆炸，产生所谓的超新 星，恒星爆炸时会突然变化得比以前亮得多， 恒星离我们很远，它的光要经过多年才能达到 地球。因此，我们看到的恒星爆炸的光一定是 在很多年前发出的，从那个时候以来，光一直 在向地球传播着。我们年看到的恒星爆炸的光 是白光，而不是在不同时间到达的各种色光。 根据这一事实，你的推断是不同色光在空气中 不相等 传播速度 (相等或不相等）
我们看到太阳周而复始地东升西落， 好像是太阳在绕地球旋转
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1、托勒密的地心说
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公元２世纪，希腊科学家托勒密在前人基 础上创立了地心说。
2、哥白尼的日心说
16世纪波兰天文学家哥白尼依据大量精 确的观测资料建立了日心说。
太阳是宇宙的中心
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总结：
1、星系运动的特点：
所有的星系都在离我们而去， 星系离我们越远，运动的速度越快， 星系间的距离在不断地扩大。
2、现在的宇宙处于 不断的膨胀之中
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3、目前被人们广为接受的 一种宇宙起源学说是
大爆炸宇宙论
1.如果小气球上有图※，在气球膨胀过程中，每 扩大，每一条线条 一个点间的距离都在不断地_____ 增长。 都不断在_____ 2宇宙中星系间的距离在不断地 扩大,说明宇宙处 膨胀 大爆炸宇宙 在不断地 之中 ,这为____________ 理论提 供了有力的证据。该学说认为，大约在150亿 年 倍 前，我们所处的宇宙全部被挤压在一个 速 “ ”中，宇宙就是在这个大火球的 课 时 原始火球 学 爆炸中产生。
3.大爆炸宇宙理论：
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150
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“大爆炸学说”认为：宇宙的起源 于一次大爆炸.
大约150亿年前，我们所处的宇宙全 部以粒子的形式、极高的温度、极大的密 度，被挤压在一个“原始火球” 中。宇 宙就是在这个火球的大爆炸中诞生的。
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大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不 断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现 在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生 命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐 渐形成的。
小视窗：黑洞理论
黑洞是怎样产生的呢？
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宇宙中某些恒星能产生巨大 的引力，使得即使光也无法向 外射出，从而切断了恒星与外 界的一切联系，“黑洞”诞生
在地球上观察到宇宙中的星系都 在远离地球而去，能否说明地球 是宇宙大爆炸的中心？为什么？
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无论地球上观察， 还是在其它星球上观察， 都可以观察到其它星球都在远离观察点 而去，这是宇宙膨胀的结果。 其实，大爆炸而产生宇宙的理论 也不能确定起始爆炸中心。