第01章 宇宙的起源和演化
《宇宙的起源与演化》课件
05
人类对宇宙的理解与探索
古代对宇宙的认识
01
02
总结词：朴素直观
详细描述：古代人类根据肉眼观察和直观理解，将宇宙视为一个有边 界的、由天球层包围的空间，其中日月星辰按照固定的轨道运行。
现代对宇宙的探索与发现
总结词：科学实证
详细描述：随着科学技术的进步，人类开始通过望远镜、卫星等手段深入探索宇宙，发现了许多之前未知的天体和现象，如 黑洞、星系、宇宙射线等。同时，科学家们提出了各种宇宙学理论，如大爆炸理论、宇宙膨胀理论等，以解释宇宙的起源与 演化。
暗能量是一种充溢于空间的能量，其作用是推动宇宙加速膨胀。尽管暗能量的 本质仍是一个谜，但它是当前宇宙学研究的重要课题之一。
03
宇宙的未来
宇宙的膨胀与收缩
宇宙的膨胀
宇宙自诞生以来一直在不断膨胀，这是基于多个观测证据和 理论模型得出的结论。宇宙的膨胀速度远超过光速，对宇宙 的尺度和结构产生了深远影响。
04
宇宙探索技术
望远镜技术
01
光学望远镜
利用透镜或反射镜聚集光线， 观测可见光波段的天体。
02
射电望远镜
接收天体发出的无线电波，观 测射电波段的天体。
03
太空望远镜
将望远镜发射到太空中，远离 大气干扰，观测更清晰的天体
。
探测器技术
03
卫星探测器
无人探测器
深空探测器
围绕行星或卫星运行，观测其表面和环境 。
《宇宙的起源与演化》ppt课 件
目录
• 宇宙的起源 • 宇宙的演化 • 宇宙的未来 • 宇宙探索技术 • 人类对宇宙的理解与探索
01
宇宙的起源
大爆炸理论
宇宙起源于一个极度高温和高密度的 状态，被称为大爆炸。
《宇宙起源和演化》 讲义
《宇宙起源和演化》讲义当我们仰望星空，心中总会涌起对宇宙的无尽好奇和敬畏。
宇宙，这个广袤无垠、神秘莫测的存在，究竟是如何诞生的？又经历了怎样的演化历程？让我们一起踏上探索宇宙起源和演化的奇妙之旅。
一、宇宙起源的理论目前，被广泛接受的宇宙起源理论是大爆炸理论。
根据这一理论，大约 138 亿年前，整个宇宙处于一个极高温度和密度的奇点状态。
然后，在某一时刻，这个奇点发生了剧烈的爆炸，释放出巨大的能量和物质，宇宙从此开始了它的演化之旅。
在大爆炸后的极短时间内，宇宙经历了快速的膨胀和冷却。
在这个过程中，基本粒子逐渐形成，如质子、中子和电子。
随着温度的进一步降低，质子和中子结合形成了原子核，最初形成的是氢原子核和少量的氦原子核。
二、早期宇宙的演化在大爆炸后的几分钟内，宇宙中的物质已经基本形成了氢和氦等轻元素。
接下来的几十万年间，宇宙仍然处于高温高密的状态，光子与物质频繁相互作用，整个宇宙就像一团“混沌”。
当宇宙的年龄达到约 38 万年时，温度降低到了一定程度，使得电子能够被原子核捕获，形成稳定的原子。
这一过程被称为“复合”。
复合之后，光子不再与物质频繁相互作用，宇宙变得透明，这些早期的光子就是我们今天所观测到的宇宙微波背景辐射。
三、恒星的形成与演化随着宇宙的不断膨胀和冷却，物质在引力的作用下逐渐聚集，形成了恒星的前身——星云。
星云内部的物质不断收缩，核心区域的温度和压力不断升高，当达到一定条件时，氢原子核发生核聚变反应，恒星就此诞生。
恒星的演化过程取决于其初始质量。
质量较小的恒星，如太阳，会经历相对平稳的主序星阶段，然后逐渐膨胀成为红巨星，最后可能会抛掉外层物质形成白矮星。
而质量较大的恒星，其内部的核聚变反应更加剧烈，演化过程也更加迅速和复杂。
它们可能会经历超新星爆发，形成中子星甚至黑洞。
四、星系的形成与演化恒星形成的同时，星系也在逐渐形成。
星系是由大量的恒星、气体和尘埃组成的巨大天体系统。
星系的形成可能源于早期宇宙中的物质密度涨落，在引力作用下逐渐聚集形成星系的雏形。
第1篇第1章宇宙的起源与演化
• 是先有鸡呢，还是先有蛋? • 何物创生宇宙，又是何物创生该物呢？ • 宇宙演化的问题是问宇宙是恒定不变的，还 是永恒变化的呢？
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
宇宙
泛指天地万物，亦即在浩瀚的空间中运 动和变化着的全部物质世界的总称。 迄今人们对宇宙的认识，已经从地球到 太阳系，再由太阳系扩展到银河系、河外星 系、星系团、乃至观测所及的宇宙深处。
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
火 箭 发 射 全 过 程
火 箭 进 入 轨 道
启 动 太 空 舱
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
航天员的太空活动
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
第一节 宇宙概观
• 哥白尼的“太阳中心说”使自然科学从神学 中解放出来，牛顿创立了天体力学，而量子 力学、相对论、高能物理学奠定了现代宇宙 学的基础。 • 大口径天文望远镜的落成，光子计数照相机 和电荷耦合探测器的使用，天文光谱测量技 术的发展，空间飞行器的天文探测等等，使 人类对宇宙的认识逐渐深化和日臻完善。
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
一、宇宙概观
• 我们×108km。 • 而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧； • 而银河系，在宇宙所有星系中，也许很不起眼 … … • 宇宙是由数十亿个类似银河系的庞大天体系统所 组成。
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
• 《齐物论》中说：四维上下曰宇，古往今来 曰宙。然而它们又不绝对，含有包容和流转 的意义，故宇宙可指时空中所含变化的万有。 又“宇之表无极，宙之端无穷”(张衡《灵宪 》) • 西方的“宇宙”基本上是个空间概念，有两 个重要词表达，一是Cosmos来自希腊文， 本意是秩序，意指作为秩序体系的整个宇宙； 二是Universe，来自拉丁文，本意是万有， 意指包罗万象的宇宙。
作文《宇宙的起源与演化》
宇宙的起源与演化篇一宇宙的起源与演化：大爆炸？还是个意外？宇宙是怎么来的？这问题问得我脑壳都大了，小时候我妈问我这个问题，我一本正经地回答：肯定是上帝创造的！现在想想，真是幼稚得可以。
现在科学界的主流说法是大爆炸理论，宇宙起源于一个奇点，然后“砰”的一声，就炸开了，形成了我们现在看到的宇宙。
听起来是不是很酷？像放鞭炮一样，不过这鞭炮可炸出了整个宇宙，想想就觉得壮观。
记得有一次，我在家做实验，用我爸珍藏的（他不知道）高压气泵往一个气球里充气，充到快爆炸的时候，我突然想到宇宙大爆炸，那感觉，简直一模一样！气球鼓得像个紫红色的癞蛤蟆，表面绷得紧紧的，泛着危险的光泽，我屏住呼吸，生怕它在我手里炸开。
我小心翼翼地把气泵拿开，手指头都捏得发白。
然后“砰”的一声，气球炸开了，吓了我一跳，碎片飞得到处都是，紫红色的橡胶屑黏在我的手上，像宇宙尘埃一样。
那瞬间，我感觉自己仿佛亲身体验了一次宇宙大爆炸的缩小版，虽然没有创造什么星系，但那种冲击力，那种膨胀感，绝对是刻骨铭心的！收拾残局的时候，我还在想：宇宙大爆炸之后，会不会也像我这样，到处都是“宇宙垃圾”需要清理呢？篇二宇宙的演化：膨胀，冷却，然后呢？大爆炸之后，宇宙就开始了漫长的演化过程。
它先膨胀，然后冷却，慢慢形成了星系、恒星、行星…… 听起来简单，但这过程得有多久啊？简直是天文数字，以亿年为单位计算。
我们人类的历史跟宇宙历史相比，简直是沧海一粟，连个小芝麻粒都不算。
想起我养的金鱼，那缸水，就是我小小的宇宙。
开始的时候，鱼儿小得像米粒，慢慢长大，越来越活泼，在水里游来游去，那感觉就像宇宙中星系的运动，虽然规模差距巨大，但那种生机勃勃的感觉还是挺相似的。
有一次，我忘了换水，水质变差了，鱼儿就蔫了，游不动了，那感觉就好像宇宙中某个星系衰亡了一样，让人有点伤感。
我赶紧换水，加了氧气泵，鱼儿才重新活蹦乱跳起来，这让我感觉到，宇宙的演化，或许也像这样，需要不断地“更新换代”，才能保持生机。
第1篇第1章宇宙的起源与演化..
作者 王世军
引言
• 极目长空，日月经天，星回斗转，河汉纵横。 自古以来人们观天象，辨星斗成果辉煌。哥 白尼的“太阳中心说”使自然科学从神学中 解放出来，牛顿创立了天体力学，而量子力 学、相对论、高能物理学奠定了现代宇宙学 的基础。大口径天文望远镜的落成，光子计 数照相机和电荷耦合探测器的使用，天文光 谱测量技术的发展，空间飞行器的天文探测 等等，使人类对宇宙的认识逐渐深化和日臻 完善。这一节我们来介绍一下现代天文学所 认识的宇宙概观。
• 太阳系 • 最外面的冥王星距太阳 平均5.9×109km，光 约走5.5 h。在火星和木 星之间运行着几十万颗 小行星。太阳系中质量 较小的天体还有流星和 彗星，哈雷彗星、波普 ——海尔彗星、白武彗 星就是其中的几个。太 阳只是一颗极普通的恒 星，它属于一个庞大的 恒星系统——银河系中 的一颗恒星。太阳系是 银河系中的一个星系。
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
火 箭 发 射 全 过 程
火 箭 进 入 轨 道
启 动 太 空 舱
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
航天员的太空活动
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
第一节 宇宙概观
• 哥白尼的“太阳中心说”使自然科学从神学 中解放出来，牛顿创立了天体力学，而量子 力学、相对论、高能物理学奠定了现代宇宙 学的基础。 • 大口径天文望远镜的落成，光子计数照相机 和电荷耦合探测器的使用，天文光谱测量技 术的发展，空间飞行器的天文探测等等，使 人类对宇宙的认识逐渐深化和日臻完善。
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
– 1927年比利时人梅特勒在费里德曼解的基础上把已观测到 的河外星系光谱红移解释为宇宙膨胀的结果，提出了膨胀宇 宙的模型。 – 1948年英国剑桥的拜迪、霍伊尔和戈尔德又提出稳恒态宇 宙模型。它基于完全宇宙学原理，认为宇宙物质密度始终不 变。 – 20世纪40年代末50年代初伽莫夫等人对极高温度极高密 度的早期宇宙研究提出被普遍看好的主流模型——热宇宙模 型，俗称“大爆炸宇宙”模型，亦称标准模型。 – 20世纪80年代，古斯等人将理论物理大统一理论引入宇宙 学，解决了“大爆炸宇宙”模型不能解释的“视界”问题、 “平坦性”等宇宙难题。
《宇宙起源和演化》 讲义
《宇宙起源和演化》讲义在广袤无垠的宇宙中，我们人类始终充满着好奇与探索的欲望。
宇宙的起源和演化，是一个极其复杂而又引人入胜的课题。
让我们一同踏上这场追寻宇宙奥秘的旅程。
一、宇宙起源的理论目前，被广泛接受的宇宙起源理论是大爆炸理论。
根据这一理论，大约 138 亿年前，宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大，瞬间产生巨大压力，之后发生了大爆炸。
大爆炸使物质四散出去，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降。
随着温度降低、冷却，逐步形成了原子、原子核、分子，并复合成为通常的气体。
气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成恒星和星系，最终构成了我们今天所看到的宇宙。
二、早期宇宙的演化在大爆炸后的极短时间内，宇宙经历了一系列剧烈的变化。
最初的几微秒内，宇宙处于一种超高能、超高密度的状态，强力、弱力和电磁力还没有分离，被统一在一种称为“超力”的相互作用中。
在接下来的几分钟内，质子和中子开始结合形成原子核。
但由于温度仍然很高，这些原子核无法捕获电子形成稳定的原子。
大约 38 万年后，温度降低到足够程度，电子被原子核捕获，形成了氢、氦等原子，宇宙变得透明，光得以在其中自由传播，这就是所谓的“宇宙微波背景辐射”，它是大爆炸理论的重要证据之一。
三、恒星的形成与演化恒星是宇宙中最常见的天体之一，它们的形成和演化对宇宙的发展起着关键作用。
恒星形成于巨大的分子云中。
在分子云的某些区域，由于引力的作用，物质逐渐聚集，形成一个密度较高的核心。
当核心的密度和温度达到一定程度时，核聚变反应被点燃，恒星开始发光发热。
恒星的演化过程取决于其初始质量。
质量较小的恒星，如红矮星，它们的核聚变反应进行得相对缓慢，可以持续数十亿年甚至数百亿年。
而质量较大的恒星，如蓝巨星，它们的核聚变反应剧烈，寿命相对较短，可能只有几百万年。
在恒星的核心燃料耗尽后，它会根据质量的不同经历不同的结局。
质量较小的恒星会逐渐冷却，形成白矮星。
第1课 宇宙的起源和演化(地理社团课课件)
霍金正是在这种一般人难以置信的艰难中， 成为世界公认的引力物理科学巨人。他在相 对论、“大爆炸”和黑洞等领域取得了突出 的研究成果。1988年出版了宇宙学著作《时 间简史：从大爆炸到黑洞》。霍金被称为在 世的最伟大的科学家，还被称为“宇宙之 王”，且被誉为继爱因斯坦之后世界上最著 名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。
光速： 30000亿光年
二、宇宙的起源
1.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，运动的退行速度越快；星系间的距离 在不断地扩大。
2.宇宙大爆炸理论
20世纪40年代末，物理学家伽莫夫（如图）把宇宙膨胀与 粒子反应理论结合起来，提出宇宙大爆炸假说。
（4）10-36s时，温度降到1013K ，出现了电子、正电子。
（5）1min时，温度为，质子和中子结合成氢核。 （6）约100万年时，温度降到3000K，开始出现各种原 子。存留的光子不再和粒子相互转化而在宇宙中到处 游逛，使宇宙成为透明的。 （7）约10亿年时，开始形成恒星和星系。 （8）约100亿年时，出现我们的银河系、太阳和行星。
（9）约120亿年时，地球上出现了生命。
（10）约137亿年时出现了人类，百万年后出现了 现代文明。宇宙温度降到了约3K。
（11）至今宇宙的年龄估计为137亿年。膨胀速率按最 大速率光速计，现今宇宙的“直径”约为137亿光年， 即约为1.3×1023km。
微波背景辐射为宇宙起源于大爆炸提供了证据， 3K（-270℃ ）就是大爆炸留下的余温。彭齐亚斯和 威尔逊1965年发现微波背景辐射；1978年因此获诺 贝尔物理学奖。
观点二：宇宙将缩回奇点。
第二种观点认为，宇宙不会彻底 的死亡，而是会重新开始。宇宙的膨 胀程度是有限的。当达到了最大的膨 胀范围后，宇宙就会以相同的速度， 相反的方向往里缩。在这个过程中， 宇宙内的天体就会承受越来越大的压 力，从而可能会被压缩成粉末状。最 后整个偌大的宇宙会缩小成为最初的 一个奇点。
宇宙的起源和演化PPT课件
第二节 人类宇宙观的历史演变
早期 宇宙图景 地心说
哥白尼 日心说
康德-拉普拉斯 星云假说
牛顿 无限宇宙理论模型
爱因斯坦
静态有限无界宇宙模型
弗里德曼 膨胀与缩小交替进行
哈勃 发现河外星系 星系退行
勒梅特 膨胀宇宙模型
第三节 宇宙的膨胀和大爆炸理论
射电天文望远镜
20世纪天文学四项重大发现:
质子:中子=1:1
10亿
质子:中子=1:6 类似氢弹
100万
质子、中子、电子、光子 及较轻的原子核
3000
核与电子生成原子
几十
中性原子凝聚为原星系
3
各种天体
大爆炸理论的检验
1、 天体谱线红移 2、 宇宙年龄推算 3、宇宙背景微波辐射 4、宇宙氦丰度测算
彭齐亚斯和威尔逊在调试巨大喇叭形天线时探测到 来自太空的微波背景辐射，获得1978年的诺贝尔奖。
第四节 恒星的形成和演化
赫罗图
恒星的诞生和演化
1．引力收缩阶段
2．主序星阶段
3．红巨星阶段
4．红巨星后阶段
超新星爆炸
（ 1 ） 白矮星（小于1.44倍太阳质量 ） （ 2 ） 中子星（大于1.44倍、小于2.4倍太阳质量） （ 3 ） 黑 洞（大于2.4倍太阳质量 ）
白矮星
中子星
科学家观测到的距离 地球25000光年的中 子星爆炸之前的表面
1、类星体 2、星际分子 3、脉冲星 4、3K宇宙背景辐射
多普勒效应 红移 哈勃定律 V = H D 宇宙膨胀 伽莫夫宇宙大爆炸理论
大爆炸后的时间 10-2秒 1秒 3分钟 50年 70万年
几十亿年 现在
大爆炸时间表
温度（K）
宇宙的起源与演化 复习课件
三、宇宙的演化：
快速阅读课本，找出： 1、复合原子核出现的时间。 2、原子出现的时间。 3、星系和恒星出现的时间。 4、太阳和地球诞生的时间。
宇宙演化的证据呢？
宇宙形成早期曾出现过“漫天雪花” （“氢雪”）
瑞士日内瓦大学的丹尼尔·普芬宁格和苏黎世大学的丹尼斯·普尤经计算得出， 在恒星和行星出现之前，宇宙中可能也曾“下过雪” （“氢雪”）
超新星 B
C1 中子星
黑洞
C2
大质量恒星的一生
红巨星
超新星
恒星 星 云
黑洞
中子星
恒星的一生
通过天文观测和发现逐步证实和完善了恒星
的演化理论。
星云 收缩形成 恒星
恒 太阳 星 的 演 化 大质量
恒星
红巨星
白矮星
暗矮星
超红巨星
超新星
中子星 黑洞
新恒星的诞生
当超新星爆炸时，会把大部分物质散落到太空中去，在这 些物质特别密集的区域就会分别成群地凝聚，最后也将会渐渐 形成孕育新一轮恒星的星云。
太阳的晚 年期，可停留 10亿年。
体积极小，完全“熄灭”， 密度很高。 看不见、永存。
星云
太阳
50亿年
50亿年
漫长
暗矮星
红巨星
10 亿 年
白矮星
宇宙中还有许多比太阳质量大 的多的恒星，它们将怎样演化？
大质量恒星的演化
A
C2
B
C1
说一说大恒星衰老和消亡的过程和太阳有什么不同。
大质量 恒星
超红巨星 A
第1章 宇宙的起源与演化 复习课件
宇宙的起源与 演化
知识网络
我们的宇宙
宇宙天体系统 宇宙的大尺度分布 膨胀的宇宙
(完整版)宇宙的起源和演化(宗占国)
宇宙泛指世间万物，即在浩瀚的空间中 运动和变化着的全部物质世界。 “四方上下谓之宇，往古来今谓之宙。” “宇”字指空间，“宙”字指时间。 “宇之表无极 ，宙之端无穷。” 深邃 奥妙，无穷无尽。
目录
1 宇宙概观 2 宇宙的起源和演化 3 星系的起源和演化 4 恒星的起源和演化 5 太阳系的起源和演化
卫星：大部分行星有一个或若干个小天体环绕自己运动 着，这些小天体称为卫星。月球就是地球的卫星。
小行星：是太阳系内类似行星环绕太阳运动，但体积和 质量比行星小得多的天体。太阳系中大部分小行星的运 行轨道在火星和木星之间，称为小行星带。另外在海王 星以外也分布有小行星，这片地带称为柯伊伯带。
彗星：是由冰构成的太阳系小天体。最著名的是哈雷彗 星
流星体：在太阳系空间存在无数尘粒和小固体块，总称 为流星体。它们都绕太阳公转，地球绕太阳公转时常会 和流星体相遇，它们闯入地球大气层后，摩擦生热、燃 烧、发光。
陨星：质量在5千克以上的流星体在停止发光时还会有 残余的未气化部分，假如它落到地面上就称为陨星。
银河系侧面观
银河系正面观
银河系是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统。 银河系中有2000亿颗以上的恒星。形状呈扁盘形，象 一个旋转的铁饼。除恒星外银河系中还有不少由气体 和尘埃组成的团块，称为星云。有的星云含有大量分 子，称为星际分子云，常常是恒星生成的场所。
爆炸4
宇宙大爆炸模型已成为举世公认的一种 “标准宇宙模型”。它的最大困难是承认宇 宙有一个开端，时间有起点。从数学上讲， 爆炸发生一瞬间，宇宙的密度和温度为无限 大，是一个奇点，这是一切以广义相对论引 力场方程为基础的模型都会碰到的难题。
Байду номын сангаас
第一篇 第一章 宇宙的起源和演化
第一篇当代自然科学中的重大基本问题第一章宇宙的起源和演化（p11-30）地球距太阳平均距离为1.486*108km，太阳是太阳系的中心天体。
太阳系是由太阳、行星及其卫星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统。
离太阳由近及远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星等八大行星。
八大行星围绕太阳转。
在火星和木星之间运行着几十万颗小行星。
太阳系中质量较小的天体还有流星和彗星，哈雷彗星、波普——海尔彗星、白武彗星就是其中的几个。
太阳只是一颗极普通的恒星，它属于一个庞大的恒星系统——银河系。
银河系是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统。
银河系中有2000亿颗以上的恒星。
形状呈扁盘形，盘所在的平面成为银道面。
变盘的最大厚度约1*104 l.Y.（l.Y.是光年的符号，1 l.Y.=9.460730*1015m，即光在真空里1年内所传播的距离），银河系发光部分距离约7*104l.Y.，银盘外围还有一个由恒星组成的球星晕称为银晕，直径约1*105 l.Y.，（p13）星系的形状可分为椭圆形状、透镜形状、漩涡形状、棒旋形状和不规则形状五个类型。
1916年爱因斯坦提出广义相对论。
1917年得到静态的有限无界的宇宙模型，称为爱因斯坦宇宙。
1922年苏联数学家弗里德曼得到爱因斯坦方程一组动态解，包括两类膨胀解和一类振荡解，从而建立了新的宇宙模型。
1927年比利时人勒梅特在弗里德曼解的基础上把已观测到的河外星系光谱红移解释为宇宙膨胀的结果，提出了膨胀宇宙的模型。
1948年英国剑桥的拜迪、霍伊尔和戈尔德提出稳恒态宇宙模型。
伽莫夫提出“热宇宙模型”俗称“大爆炸宇宙”模型，亦称标准模型。
第二节宇宙的起源和演化宇宙大爆炸起源模型20世纪70年代以来，粒子物理学家与宇宙学家提出了宇宙大爆炸起源模型。
宇宙始于约100亿年前的大爆炸。
四种相互作用，即万有引力相互作用、强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用。
随着宇宙的膨胀和降温，真空发生一系列相变（可由水变为冰变为水蒸气这种相变的类比去理解的真空相变）大爆炸后时间温度10-44s 1032K 发生超统一相变，引力相互作用首先分化出来，但弱、电磁、强三种相互作用仍不可分。
2-宇宙进化-2014
第1章宇宙的起源与进化宇宙的起源宇宙的进化银河系太阳系探索外星生命广义的进化是指物质从无序到有序，从同质到异质，从简单到复杂的有向的变化过程。
这不仅包含了生物的进化，也包含了非生物进化。
宇宙是如何起源的？宇宙也能进化吗？宇宙进化已经经历了多少代？动力何在？生命是如何起源和进化的?宇宙的进化有尽头吗？它向何处去？人是宇宙的第几代？在宇宙中的地位和作用是什么？宇宙其它行星上存在智慧生物吗?地球和其它星球上的生物未来将会怎样? ……？？宇宙的起源？现代宇宙起源说认为宇宙起源于大约150亿年前的质量无限大、体积无限小，物质与能量未分离，引力、电磁力、核力和弱相互作用力未分的小质点，通过“大爆炸”，体积迅速膨胀，质量与能量分离，4种作用力分离，宇宙物质元素产生，星系产生，太阳和地球产生。
宇宙诞生（150亿年前）—银河系诞生（100亿年前）—太阳系诞生（50亿年前）—地球诞生（47亿年前~45亿年前）宇宙有1250亿个星系，银河系有1000多亿恒星。
迄今150亿年来，整个宇宙是一个由平衡向不平衡，由无结构向有结构，由混沌向递序，由低级向高级，有简单向复杂发展的过程。
随着宇宙的膨胀和冷却，逐渐出现了质子、原子、分子、星云、星球、星系和生命。
从混沌到有序宇宙两端为何能保持热平衡？宇宙微波辐射在所有地方都保持相同的温度，尽管宇宙两端的距离相隔280亿光年二、宇宙的进化宇宙进化已经历了四代，正在诞生第五代：第一代自足自组织系统，大爆炸创造了宇宙第二代物能自组织系统，创造了核子、原子、分子、星云、星球、星系（100亿年~）第三代非知自组织系统，不断地创造新的物种38亿年~）第四代自知自组织系统人类（几百万年）第五代人类地球系统第六代太阳星际系统第七代星际系统星系是什么?A galaxy is a collectionof billions of stars, gas,and dark matter.Some have stardust（星团）Some have a nucleus orbulge（凸出部分）inthe center角动能排除这个遥远类星体所在星系里，存在相当于200亿个太阳质量的分子氢，每年能产生3000颗太阳那样的恒星，比整个银河系的恒星诞生速度快1000倍。
作文《宇宙的起源与演化》
宇宙的起源与演化篇一宇宙的起源与演化：一个鸡蛋的宇宙要说宇宙起源，那可真是个老大难问题。
科学家们整天拿着高精尖的仪器，琢磨着宇宙是怎么来的，膨胀了多少亿年，又是咋回事儿。
感觉就像我小时候，对着家里的老式收音机摆弄半天，硬是想搞明白里面那些小零件是怎么发出声音的，最后啥也没搞明白，还差点把收音机拆了。
说起来，这宇宙起源啊，就跟煮个鸡蛋一样复杂。
你想想，先得有个“蛋清”（原始物质），这蛋清得足够大，足够丰富，才能孕育出宇宙这个“蛋黄”（星系、恒星、行星啥的）。
然后，得有个“锅”（时空），把这蛋清好好地“煮”一下，温度、压力得刚刚好，不能太猛，也不能太弱，不然就成糊了的蛋或者没熟的蛋了。
这“煮”的过程，就是宇宙大爆炸，轰的一声，整个宇宙就开始膨胀了。
我记得有一次，我妈煮鸡蛋，那叫一个惊心动魄。
她把鸡蛋放进冷水里，然后开大火烧，水开了之后，突然就“嘭”的一声，一个鸡蛋从锅里跳了出来，吓得我妈尖叫一声，差点从凳子上摔下来。
那鸡蛋在地上滚了几圈，蛋壳裂了，蛋清蛋黄流了一地。
想想宇宙大爆炸，是不是也有点像那么回事儿？虽然宇宙没跳出来，但是它膨胀的速度，也够吓人的。
篇二宇宙的起源与演化：我家的“宇宙”宇宙的演化嘛，那更复杂了。
就像我家的阳台，刚开始的时候，那叫一个荒凉，就几盆蔫巴巴的绿萝，感觉就像宇宙早期，一片混沌。
后来，我妈兴致来了，买了各种花花草草，各种工具，又是修剪，又是施肥，那阳台就渐渐变得生机勃勃了。
这过程就像宇宙的演化，从简单到复杂，从单调到丰富多彩。
我妈种了一棵仙人掌，那家伙长得特别慢，一年也就长那么一点点。
就像宇宙中的某些恒星，寿命特别长，动辄几十亿年，甚至几百亿年。
然后还有一盆吊兰，那繁殖力杠杠的，几个月就爆盆了，到处都是小吊兰，生命力顽强，像极了宇宙中那些快速繁衍的天体。
还有一次，我妈把一盆花不小心浇水浇多了，结果叶子都黄了，差点就死了。
我赶紧上网查资料，学着给它修剪，还换了土，慢慢地，那盆花又活过来了。
作文《宇宙的起源与演化》
宇宙的起源与演化篇一宇宙的起源与演化：从一颗花生到宇宙大爆炸宇宙起源这事儿吧，说起来就头大。
就跟咱们琢磨着“我是谁？我从哪来？要到哪去？”一样让人抓耳挠腮。
但比起哲学家们那种深奥的探讨，我觉得，理解宇宙起源，可以从更接地气的事儿入手，比如，一颗花生。
上周去菜市场，买了一包花生，个头饱满，皮儿红亮，看着就让人心情舒畅。
剥开一颗，香气扑鼻，嘎嘣脆，那滋味，啧啧。
我一边吃花生，一边胡思乱想：这颗花生，它是怎么来的呢？得先有花生苗，再有花，然后授粉，结出果实……一层层剥开，最后追溯到花生最初的种子，甚至更早，到地里那颗小小的花生种子。
这颗粒小小的种子，蕴含着巨大的能量，它能破土而出，长成一株茂盛的花生秧，孕育出无数颗新的花生。
想想就觉得神奇。
宇宙的起源，是不是也类似呢？一个奇点，像一颗极其微小的“宇宙种子”，然后“砰”地一声，宇宙大爆炸，物质、能量四散开来，逐渐形成了星球、星系，甚至生命。
当然，这比花生复杂无数倍，中间涉及各种物理、化学、数学理论，我这种文科生也搞不太明白，但关键是，它们都有个“开始”。
从一颗微不足道，甚至肉眼都无法看见的种子，到最终硕果累累，这和宇宙的起源，有没有那么一点点相似呢？篇二宇宙的起源与演化：膨胀的气球和我的小外甥宇宙膨胀这事儿，我以前总觉得很抽象。
直到上周末，我带我小外甥去公园玩，他手里拿了个气球，越吹越大，我就突然明白了。
那气球，刚开始小小的，像个点，你根本无法想象它能吹得多大。
但随着我小外甥使劲往里面吹气，气球越来越大，表面的图案也越拉越开。
这场景，在我脑子里瞬间跟宇宙膨胀联系上了。
宇宙就像这个气球，它一直在膨胀，星系之间也在不断远离。
我甚至可以想象，宇宙最初可能就是一个极其微小的“点”，然后像气球一样膨胀开来，形成了我们现在所看到的浩瀚宇宙。
当然，气球只是个比喻。
宇宙的膨胀，远比吹气球复杂得多，涉及暗能量、暗物质这些我完全听不懂的名词。
但我小外甥那一脸认真地吹气球的样子,却让我对宇宙膨胀有了更直观的感受。
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太 古 宙 Archean 3.8-2.5 Ba,38－25亿年前
38亿年前，陆壳开始形成, 海洋中开始有了生命的活 动。从出现最原始的原核细胞生物--蓝绿藻 32-29亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖，后者能消 耗二氧化碳，产生出氧气 大约到27亿年前，游离氧在海洋中出现。绿色植物的 大量繁殖，更加快了大气和海洋环境的变化，使其 有利于高等喜氧生物的发展
大爆炸发生约80亿年之后
太阳系出现
哲学家康德(Immanuel Kant, 17241804) － 星云说
在献给普鲁士国王的《自然通史和天体理论》中假 定：最初“整个宇宙的物质都处于分散的状态，并 由此造成一种完全的混沌”，“ 构成我们太阳系的 星球的物质，在太初时都分解为基本微粒，充满整 个的宇宙空间，现在已形成的星体就在这空间中运 转”。 他认为是万有引力的作用，使这些原始的弥漫物质 逐渐分别凝聚，形成了太阳系内的各天体。
冷 － 热 － 冷
地球圈层的形成
重力的作用与高温的影响，地球里面的物质发 生部分熔融，使重者下沉，轻者上浮， 出现了大规模的物质分异和迁移， 形成了从里向外，物质密度从大到小的圈层结 构
地核-地幔-地壳的分异
四、现代地球环境的逐渐形成
46亿年前，整个地球的温度都很高，表面 也接近于熔融的状态
现在认识：
大爆炸后1秒钟，温度降到1010°K，粒子 间的强相互作用、弱相互作用、电磁力 和引力开始分开。 在高温下处于基本粒子状态的物质，随 着温度的降低，聚合成各类原子
约在大爆炸后50 - 100万年
热核爆炸 首先由电子和质子合成氢原子 接着是氦原子也大量生成
随后其他所有元素的原子从轻到重
1942年瑞典物理学家阿尔文 (H.O.G.Alfven, 1908- )
太阳可以通过磁场的作用，把自己的一部分角 动量转移给形成行星和卫星的云团 电磁场的作用能说明在太阳系形成的过程中， 从中心抛出物质的质量虽不多，但带走的角动 量可以很多
太阳系内 太阳质量最大, 角动量最小,约1%
三、地球的诞生
遗憾的是，仅将它用来说明人事，并不用它去观 察山野间的岩石，他们甚至也未想到过需要对自 然作些什么观察。因为“ 天下之物本无可格者 ，其格物之功，只在身心上做”；因为“ 岂但 禽兽草木，虽天地也与我同体，鬼神也与我同体 。” －明，王守仁,
英国 郝顿 (James Hutton,1726-1797)
宙(宇)
代(界) 新生代(界)
同位素年龄(百万年) 0 65
248
543
1000
2500
五、怎样知道地球的过去？
那些发生在亿万年以前的往事，你
们是怎样知道的？
地球的历史就记录在岩石身上
沈括(1031-1095) 《梦溪笔谈》
对于地球表面的许多自然现象进行了科学的解释 谈到了流水的侵蚀与沉积作用，推断华北平原表 面的泥砂是由西部山区经过河流搬运而堆积下来 的 根据太行山山崖间所见海生螺蚌化石推断现在距 大海约千里的该地在古代曾经是海滨 他是我国首先认识并命名“石油”的人
地球的形成
在太阳系内，由于接受的太阳辐射多，温度高 ，轻的气体被辐射到远处，散失到太阳系的外 部 远处构成 类木行星 近太阳的地区，以尘埃中的固体物质为主，化 学组成当然和原来的星云有显著的不同（铁、 硅、镁、氧为主） 近处构成 类地行星
原始地球内的“ 星子”
受到引力的作用向中心聚集，体积逐渐缩
地球的成分
氢和氦的含量都很少 而是铁占了第一位，其次是氧和硅，还 有很多镁、镍和铝等金属 地球的化学组成为何如此不同？
形成地球的星云，在万有引力的作用下，物质的微粒互相 吸引，形成小的团块，也叫做星子
星子再互相吸引，大的吸积小的，不断碰撞 、不断吸积，直至成为地球和其他行星的前 身。这个原始的地球是一个比今日的地球大 得多的尘埃的集合体，大致沿着今天的地球 轨道自转
爱因斯坦
(Albert Einstien, 1879-1955) 在1916年提出的广义相对论
演绎出宇宙在膨胀的理论。 哈勃的发现被认为是对这些理论的验证。以 后的天文观测继续有新的发现，证明宇宙在 膨胀，曾测到有的河外星系之间，正以每小 时2,500,000km的速度在拉开距离。
比利时天文学家勒梅特 (G.E.Lematre,1894-1966) 1927年就提出：
拉普拉斯(place, 1749-1827)
在一本科普读物《宇宙体系论述》的附录中，对太阳系 的形成，作出了自己的解释并广为流传 拉普拉斯虽没看到过康德的书，但他自己独立提出的见 解却与康德大同小异，而且充实了星云说 旋转星云析出圆环，圆环一次又一次地被分出来，并分 别凝聚结成行星，行星周围的卫星也有着类似的形成过 程 星云中心部分则收缩成为太阳（不知热核反应）
元 古 宙 Proterozoic
1.8-0.6 Ba,距今18亿年前到6亿年
大陆不断扩大 大气变成以二氧化碳为最多 海洋里的生物最多的是菌藻植物，它们的活动 促成二氧化碳和海水中的钙镁等元素相结合， 碳酸钙镁等物质沉淀在海底，使大气中的二氧 化碳减少，氧和氮的含量逐步增加
显生宙, Phanerozoic
－－ 古生代，中生代，新生代 最近5亿多年来,543-0 Ma
大气圈的成分渐渐接近目前的状况 大气和海洋中，原为酸性的水在与岩石相互作用时， 将硅酸盐物质中的钠，钾，钙，镁，铝，铁等金属元 素夺取出来，形成多种盐类（以氯化物为主），海水 的成分也慢慢变成与今天相近的了 在这种环境中，生命加速发展，海洋中的生物迅速繁 荣起来（化石证据较多）
依次聚合而成(达到1%以上的元素铁 钴镍为极限)
爆炸后100万年到20亿年
逐步形成各类天体星系
怎麽能证明150亿年前发生过这样的大 爆炸呢？
爆炸形成的宇宙一直在降温，恒星是在降到 40000°K 以下时才开始形成 现在测得最老的星系的年龄都只有100多亿年，符合 这个理论的推断。 特别是盖莫夫(G.Gamow，1904-1968)预言：在大爆 炸的特殊宇宙背景下产生出来的微波辐射，至今还 存在于宇宙空间中，其温度应已降低到只有绝对温 度几度。
地质年代表
纪(系) 第四纪(系) 第三纪(系) 白垩纪(系) 侏罗纪(系) 三迭纪(系) 显生宙(宇) 二叠纪(系) 石炭纪(系) 古生代(界) 泥盆纪(系) 志留纪(系) 奥陶纪(系) 寒武纪(系) 新元古代 震旦纪(系) 中元古代(界) 古元古代(界) 太古宙(宇) 冥古宙(.W.Wilson,1936- )发现：
1964年，威尔逊山上一台高灵敏度的射电天文 望远镜，在各个方向都测得一种3°K的微波背 景辐射。大爆炸理论得到了有力的支持。 为此他们得到了1978年的诺贝尔物理学奖金。
其它证据：
小，物质的密度越来越大 收缩不是无限的，因为物质还要受到自转 所产生的惯性离心力的作用，而离心力是 要随着体积缩小，导致自转速度加快而增 大，当离心力增大到能抵消引力时，就达 到平衡
尘埃向中心聚集的过程中，由于引力的作用，体 积收缩，压力加大，会释放出大量的热量。放射 性元素的蜕变和陨石的撞击，也都要放出热能 尽管原始的星云物质是冷的，后来地球曾经历过 一个高温时期，至少是局部物质处於热的熔融状 态，以后收缩停止，才又逐渐冷却凝结
宇宙为什么会膨胀呢？ 膨胀的宇宙会不会是爆炸的产物呢
？
《BIG BANG》－大爆炸
宇宙的全部物质，当初都集中在一个“原始原子 ”(或称宇宙蛋)里，异常紧密 温度约1032°K，绝对温度1亿亿亿亿度 显然这只能维持极其暂短的平衡，一旦平衡破坏 ，就发生大爆炸，原始原子迅速膨胀，逐渐扩展 成为我们的宇宙
第一章
宇宙的起源和演化
第一节 宇宙、太阳与地球的一般特点 第二节 宇宙的起源
一、宇宙的起源
混沌初开，乾坤始奠。轻清者上浮为天 ，重浊者下凝为地”。
——中国古代的贤哲
作为自然科学研究的具体对象，宇 宙是一个有限的客观存在。这样一个宇 宙，应该有它的开端。
宇宙是怎样开端的呢？
20世纪初，天文学家斯里弗尔 （V.M. Slipher, 1875-1969)
当时的星云说不能解决 太阳系中许多问题
太阳和行星的单位质量的角动量应该是一
样的，但实际上相差近100倍 (不知道电磁能量的辐射)
20世纪初期－中期
灾变说 俘获说（苏联 斯密特〕： 原始太阳随银河系公转，在经过有大量星 际物质弥漫的空间时，将它们吸引在周 围，成为行星的物质来源的，用外来物 质形成的行星，角动量可以和太阳不同
最初的大气成分主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、 甲烷、氨、硫化氢和氯化氢等 (温度在400-500℃左右)
直到距今38亿年前，地球上的大气仍是缺氧和呈酸 性的
随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低（低于 100°C），大气中的水蒸汽陆续凝结出来，形成了 广阔的海洋，海水中也缺少氧，而且也含有许多酸 性物质
各类岩石的块体（以星子为基础）各不相 属地分布在地球的表面 后来构成大陆的地壳
冥古宙（46－38亿年前）
大约在40亿年前后，越来越多的较轻的硅
酸盐成分迁移到上部冷凝 地球终于有了一个虽然还比较薄的、但 已是连续完整的地壳
原始地球表层
一些处于熔融状态的物质向上挤入地壳中凝结，或 涌出地面，表现为广泛分布的火山活动 另一方面物质又在向下流动，把上面已固结的地壳 撕裂，并将其部分碎块拽向深处，使它再次熔入地 幔物质之中 与此同时，薄弱的地壳还在陨石的撞击下，形成大 量陨击坑