宇宙的基本结构和天体演化精品PPT课件
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《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。
关于宇宙ppt课件
宇宙探索的未知性和挑战性激发 了人类的创新精神，推动了科学
技术的不断进步。
宇宙观念对人类思想的影响
拓宽人类视野
宇宙的广阔和无限让人类意识到自身的渺小，促 使人们思考生命的意义和价值。
促进哲学思考
宇宙观念对人类的哲学思考产生了深远影响，如 关于宇宙起源、生命意义等问题的探讨。
激发探索精神
宇宙探索激发了人类的探索精神，鼓励人们不断 探索未知领域，追求知识和真理。
宇宙的起源与演化
总结词
宇宙起源于一个非常热密的状态，被称为大爆炸，然后经过数十亿年的演化，形成了现 在的宇宙。
详细描述
宇宙起源于一个非常热密的状态，被称为大爆炸。在大爆炸之前，宇宙是一个极度高温 和高密度的状态，所有的物质和能量都集中在一个极小的空间中。随着时间的推移，宇 宙开始膨胀并冷却，星系、恒星和行星等逐渐形成。宇宙的起源与演化是一个复杂的过
程，目前科学家仍在不断研究和探索。
宇宙的组成与结构
总结词
宇宙由恒星、行星、星云、星系、黑洞等组成，具有层次结构和动态平衡。
详细描述
宇宙由无数的恒星、行星、星云、星系等组成，这些天体在引力的作用下形成层次结构和动态平衡。此外，宇宙 中还存在黑洞、暗物质等神秘物质，它们的存在对宇宙的整体结构和演化产生了重要影响。宇宙的组成与结构是 一个复杂而神秘的话题，科学家们仍在不断探索和发现新的天体和物质。
关于宇宙的ppt课件
contents
目录
• 宇宙的概述 • 星系与恒星 • 宇宙的探索与发现 • 宇宙的奥秘与未解之谜 • 宇宙对人类的意义与影响
CHAPTER 01
宇宙的概述
宇宙的定义
总结词
宇宙是一个广阔的空间，包含了所有的物质和能量，包括地球和人类。
技术的不断进步。
宇宙观念对人类思想的影响
拓宽人类视野
宇宙的广阔和无限让人类意识到自身的渺小，促 使人们思考生命的意义和价值。
促进哲学思考
宇宙观念对人类的哲学思考产生了深远影响，如 关于宇宙起源、生命意义等问题的探讨。
激发探索精神
宇宙探索激发了人类的探索精神，鼓励人们不断 探索未知领域，追求知识和真理。
宇宙的起源与演化
总结词
宇宙起源于一个非常热密的状态，被称为大爆炸，然后经过数十亿年的演化，形成了现 在的宇宙。
详细描述
宇宙起源于一个非常热密的状态，被称为大爆炸。在大爆炸之前，宇宙是一个极度高温 和高密度的状态，所有的物质和能量都集中在一个极小的空间中。随着时间的推移，宇 宙开始膨胀并冷却，星系、恒星和行星等逐渐形成。宇宙的起源与演化是一个复杂的过
程，目前科学家仍在不断研究和探索。
宇宙的组成与结构
总结词
宇宙由恒星、行星、星云、星系、黑洞等组成，具有层次结构和动态平衡。
详细描述
宇宙由无数的恒星、行星、星云、星系等组成，这些天体在引力的作用下形成层次结构和动态平衡。此外，宇宙 中还存在黑洞、暗物质等神秘物质，它们的存在对宇宙的整体结构和演化产生了重要影响。宇宙的组成与结构是 一个复杂而神秘的话题，科学家们仍在不断探索和发现新的天体和物质。
关于宇宙的ppt课件
contents
目录
• 宇宙的概述 • 星系与恒星 • 宇宙的探索与发现 • 宇宙的奥秘与未解之谜 • 宇宙对人类的意义与影响
CHAPTER 01
宇宙的概述
宇宙的定义
总结词
宇宙是一个广阔的空间，包含了所有的物质和能量，包括地球和人类。
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）
宇宙课件PPT
更大和更明亮。
白矮星
白矮星是一种已经冷却和压缩 的恒星，它们通常比主序星更
小和更明亮。
中子星
中子星是一种非常致密的天体 ，它们通常具有非常强的磁场
和旋转速度非常快。
行星与卫星
类地行星
类地行星是指与地球类似的行星 ，它们通常具有固体表面和岩石
结构。
类木行星
类木行星是指与木星类似的行星， 它们通常具有气态表面和由氢和氦 组成的大气层。
Chapter
黑洞之谜
01
黑洞是否存在？
02
黑洞的性质是什么 ？
03
黑洞是如何形成的 ？
04
黑洞与宇宙的起源 和演化有何关联？
暗物质之谜
01
02
03
04
暗物质是什么？
暗物质在宇宙中的分布和组成 是怎样的？
暗物质的性质和作用是什么？
暗物质对宇宙的结构和演化有 何影响？
宇宙中的反物质之谜
反物质是什么？ 反物质是如何产生的？
宇宙与人类的关系
1 2
宇宙的广阔
宇宙广阔无垠，地球只是其中的一粒尘埃。人类 在宇宙中微不足道，需要谦卑地认识到自身在宇 宙中的位置。
人类的探索
尽管人类在宇宙中渺小，但人类拥有智慧和勇气 ，不断探索宇宙，逐渐揭开宇宙的奥秘。
3
相互影响
宇宙对人类的生活、思想、文化和科技产生深远 影响。同时，人类的探索和研究也对宇宙的认识 不断深入。
宇宙的组成
01
02
03
物质
宇宙中存在着各种各样的 物质，包括恒星、行星、 星云、黑洞、暗物质等。
能量
宇宙中存在着各种各样的 能量形式，包括光能、电 磁能、核能、引力能等。
空间
白矮星
白矮星是一种已经冷却和压缩 的恒星，它们通常比主序星更
小和更明亮。
中子星
中子星是一种非常致密的天体 ，它们通常具有非常强的磁场
和旋转速度非常快。
行星与卫星
类地行星
类地行星是指与地球类似的行星 ，它们通常具有固体表面和岩石
结构。
类木行星
类木行星是指与木星类似的行星， 它们通常具有气态表面和由氢和氦 组成的大气层。
Chapter
黑洞之谜
01
黑洞是否存在？
02
黑洞的性质是什么 ？
03
黑洞是如何形成的 ？
04
黑洞与宇宙的起源 和演化有何关联？
暗物质之谜
01
02
03
04
暗物质是什么？
暗物质在宇宙中的分布和组成 是怎样的？
暗物质的性质和作用是什么？
暗物质对宇宙的结构和演化有 何影响？
宇宙中的反物质之谜
反物质是什么？ 反物质是如何产生的？
宇宙与人类的关系
1 2
宇宙的广阔
宇宙广阔无垠，地球只是其中的一粒尘埃。人类 在宇宙中微不足道，需要谦卑地认识到自身在宇 宙中的位置。
人类的探索
尽管人类在宇宙中渺小，但人类拥有智慧和勇气 ，不断探索宇宙，逐渐揭开宇宙的奥秘。
3
相互影响
宇宙对人类的生活、思想、文化和科技产生深远 影响。同时，人类的探索和研究也对宇宙的认识 不断深入。
宇宙的组成
01
02
03
物质
宇宙中存在着各种各样的 物质，包括恒星、行星、 星云、黑洞、暗物质等。
能量
宇宙中存在着各种各样的 能量形式，包括光能、电 磁能、核能、引力能等。
空间
《天体的起源和演化》课件
教育资源建设
加强天文学教育资源建设，包括教材、课程、网络资源等，提高天文学教育的质量和水平。
谢谢观看
地收集和聚焦光线。
射电望远镜
20世纪，射电望远镜的 发明，使人类能够接收 到来自宇宙的射电波。
太空望远镜
20世纪末，哈勃太空望 远镜发射升空，为人类 提供了更高质量的宇宙
观测数据。
太空探测器的应用与成就
月球探测器
20世纪60年代，美国和苏 联相继发射月球探测器， 获取了大量关于月球的宝 贵数据。
火星探测器
进一步研究的问题。
星云假说
星云假说认为恒星和行星等天 体形成于宇宙中的巨大气体和 尘埃云。
星云中的气体和尘埃在引力的 作用下逐渐凝聚成团，最终形 成各种天体。
星云假说是解释天体起源的重 要理论之一，尽管仍然有一些 细节需要进一步研究。
恒星形成过程
恒星形成过程是宇宙中常见的现象，涉及到气体和尘埃云的凝聚和引力塌缩。
恒星根据质量的不同，会经历红巨星、白矮星、 中子星或黑洞等阶段，最终消亡。
行星的演化
行星形成
01
行星由星云气体和尘埃凝聚而成。
轨道变化
02
行星的轨道和位置会随着恒星的演化而发生变化。
行星演化
03
行星可能会经历大气逃逸、表面重塑和内部结构变2
03
形成与演化
黑洞由大质量恒星塌缩形 成，并随着时间的推移不 断演化。
物理学与天文学
天文学与物理学紧密相关，物理学的 发展将推动天文学理论模型的完善和 观测技术的进步。
化学与天文学
天文学与化学也密切相关，通过研究 宇宙中的化学反应和分子结构，有助 于揭示宇宙的起源和演化。
天文学教育的普及与提高
公众科普教育
加强天文学教育资源建设，包括教材、课程、网络资源等，提高天文学教育的质量和水平。
谢谢观看
地收集和聚焦光线。
射电望远镜
20世纪，射电望远镜的 发明，使人类能够接收 到来自宇宙的射电波。
太空望远镜
20世纪末，哈勃太空望 远镜发射升空，为人类 提供了更高质量的宇宙
观测数据。
太空探测器的应用与成就
月球探测器
20世纪60年代，美国和苏 联相继发射月球探测器， 获取了大量关于月球的宝 贵数据。
火星探测器
进一步研究的问题。
星云假说
星云假说认为恒星和行星等天 体形成于宇宙中的巨大气体和 尘埃云。
星云中的气体和尘埃在引力的 作用下逐渐凝聚成团，最终形 成各种天体。
星云假说是解释天体起源的重 要理论之一，尽管仍然有一些 细节需要进一步研究。
恒星形成过程
恒星形成过程是宇宙中常见的现象，涉及到气体和尘埃云的凝聚和引力塌缩。
恒星根据质量的不同，会经历红巨星、白矮星、 中子星或黑洞等阶段，最终消亡。
行星的演化
行星形成
01
行星由星云气体和尘埃凝聚而成。
轨道变化
02
行星的轨道和位置会随着恒星的演化而发生变化。
行星演化
03
行星可能会经历大气逃逸、表面重塑和内部结构变2
03
形成与演化
黑洞由大质量恒星塌缩形 成，并随着时间的推移不 断演化。
物理学与天文学
天文学与物理学紧密相关，物理学的 发展将推动天文学理论模型的完善和 观测技术的进步。
化学与天文学
天文学与化学也密切相关，通过研究 宇宙中的化学反应和分子结构，有助 于揭示宇宙的起源和演化。
天文学教育的普及与提高
公众科普教育
宇宙的基本结构和天体的演化
源于名校，成就所托§11.4宇宙的基本结构和天体的演化高考对应考点：1、宇宙的基本结构（A ）2、天体的演化（A ）课时目标：1、认识了解宇宙的基本结构；2、认识了解天体演化的基本概念；3、培养对宇宙广阔空间的认知兴趣知识精要：一、宇宙的基本结构 1、地月系 （一）、地球：是一颗直径约为12756km 、质量约为6.0*1024kg 的 ，以约30km/s 的平均速率绕 高速旋转。
（二）月球：月球是地球的 ，直径约为3476km ，质量约为地球的1/81，平均密度几乎和地球地壳的密度 。
（1）从地球上看，我们总是看到同样的一些月海，因此我们推断月球总是以同一个面来对着地球。
⑵月球对地球的影响——潮汐①潮汐现象产生的原因：由于月球对地球同同部分施加不同的 而产生的②潮汐：A 点是离地球最近的点。
在这一点上，月球对地表水的引力要 它对地球其他部位的引力，于是水流向A 点，形成 。
B 点是离月球最远的点。
在这一点上，月球对地表水的引力要 它对地球其他部位的引力，加上地球本身的运动，水被抛在其后，这些被抛在身后的水形成另一个 。
C 点和D 点为两个 。
2、恒星和行星 （一）太阳系⑴太阳：太阳是一颗自己能发光发热的 星球。
太阳的直径约为1.4*106km ，总质量约为2*1030kg 。
太阳的能源为：内部的 反应（ ）⑵太阳系的结构：行星在太阳的引力作用下，几乎在 绕太阳公转。
距离太阳越近的行星，公转速度越 。
Ｂ ＣＤ行星的分类：常按照行星离太阳的远近及其结构对行星进行分类以地球轨道为界，把水星和金星称为行星；把火星、木星、土星、天王星、海王星称做行星。
根据行星的轨道序列，以火星和木星之间的小行星带为界，把水星、金星、地球和火星，称做行星；而把木星、土星、天王星、海王星，称做行星。
根据有无坚硬的壳，把水星、金星、地球和火星称行星，把木星、土星、天王星和海王星称为行星。
（二）恒星（1）恒星就是象太阳一样本身能的星球（2）有一些是3颗、4颗或更多颗恒星聚在一起，称为，如果是十颗以上，甚至成千上万颗星聚在一起，形成一团星，这就是（3）有时侯天空中会突然出现一颗很亮的星，在两三天内会突然变亮几万倍甚至几百万倍，我们称它们为（4）有一种亮度增加得更厉害的恒星，会突然变亮几千万倍甚至几亿倍，这就是（5）除了恒星之外，还有一种云雾似的天体，称为。
宇宙的基本结构PPT课件 人教课标版
一、地球和月球
• 基础教材p.57
地月系 地球同它的天然卫星——月球所构成的天体系统；
地球是它的中心天体。地球质量同月球质量的相差悬殊
• 古人是如何知道大地是球状的呢？ • 教材p.57
二、太阳和行星
• 基础教材p.60
• 月球的存在对地球有什么影响？ • 教材P.59
太阳系(Solar system)的成员
土 星 (Saturn)
体积仅次于木星的行星 它的光环是由碎石冰块組成 表面也有帶色彩的云帶 卫星数目多达30颗以上 密度小于1，比水的密度还小，能浮在水面上
天 王 星 (Uranus)
太阳系中的第七顆行星 表面有浓密大气，主要成分为氢和氦 也有光环，由冰块和石块組成的 至少有20顆卫星
地 球 (Earth)
由外太空看为一水蓝色的行星 70%的表面布有液态水 地球是現知的本太阳系中，唯一有生命存在的星 体 直径约为12756km、质量约为6.0X1024kg 以约为30km/s的平均速率绕太阳高速旋转
太阳光照较 稳定
地球的宇宙 环境较安全
适宜的温度
地球上存 在生命物 质的条件
公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就已提 出了“地心说”，即认为地球位于宇宙的中心 。
公元140年，古希腊天文学家托勒密发表了他的 13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的 基础上系统地确立了地心说。根据这一学说， 地为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他 天体都绕着地球转动 。 1543年，波兰天文学家哥白尼在他的不朽名著 《天体运行论》中系统地提出了日心说。在他 阐释的日心体系中，太阳居于宇宙的中心，地 球和其他行星沿着圆形轨道绕太阳运行。
适合生物呼 吸的大气
宇宙天体天体系统精品PPT课件
旋涡星系NGC1365
为更好满足学习和使用需求，课件在下载后 可以自由编辑，请根据实际情况进行调整
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Байду номын сангаас
猎户座(Orion)中的马头(Horsehead)星云B33
玫瑰(Rosette)星云NGC2237-9。6英寸折射望远镜拍摄。
旋涡星云
行 星
卫 星
流星体
流 星
流星体——流星现象——陨星（陨石、陨铁）
A
BC
彗 星
星 际 物 质
天体系统
天体系统的层次性
恒星系统（2000
银河系 多亿颗恒星） 其他行星系统
总 星
太阳系
系
地月系
河外星系（约十亿个）
最高
（星系） 天体系统的层次
最低
地月系
银河系
仙女座大星云（星系）
猎犬座(Canes Venatici)旋涡星系M51。旋臂清晰可见， 在一条旋臂的末端连接着一个小的伴星系。
狮子座(Leo)中的旋涡星系NGC3628。此类星系是由许块碎 片合并而成的，多半在早期宇宙中是没有的。HST拍摄。
第一节
地球的宇宙环境
宇宙中的物质
天 体
类型： 1.自然天体——最基本为恒星和星云
2.人造天体——人造卫星，航天飞机， 天空实验室等
恒 星
船底座(Eta Carinae)星云。
星 云
船帆座(Vela)中的环状(Ring)星云
蝴蝶(Butterfly)星云。Unit Telescope 1拍摄
宇宙的起源与演化(50张ppt)
大爆炸的证据
1）恒星是在温度下降后产生的，寿命应小于２ ００亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。
2）宇宙正在膨胀
A 哈勃将从不同星系特定原子，如氢、氦 发射的光谱线与地球上对应的光谱线相 比较发现：系统性的红移现象，可求 “退行（逃离）速度”；“光源越远的 星体，离我们而去的速度也越快”（哈 勃定律）->整个总星系处于膨胀的变化 中，已成共识；
这违反了许多的普适守恒定律。
《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
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 1044 秒后体积急剧膨胀，在101034 秒内，体积膨胀了1010100倍，密度降低了。在1秒后 温度仍高达10 1032 -10 1010 K，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。
月球、水星、金星、太阳、火 星、木星和土星分别在七个天 层里围绕地球转动，其外为恒 星天层；最外边 的原动力天层
希腊天文学家托勒密（Claudius Ptolemy, 90？～168）
补充了行星在被称为均轮轨道上围绕地球转 动时，同时也在自己的、被称本轮的较小的 圆形轨道上转动等内容。
亚里士多德 - 托勒密的地球中心说，被人们 奉为真理，长达十几个世纪。在一般人的感 觉中，太阳真是好像在围着地球转（据美国 1997年调查，在该国，仍有27%的人不知道地 球是在围着太阳转）
《宇宙学概论》课件
近代宇宙学
随着科学技术的进步，尤 其是观测手段的革新，近 代宇宙学逐渐形成和发展 。
现代宇宙学
借助现代观测技术和理论 物理的发展，现代宇宙学 取得了巨大的成就，对宇 宙的认识越来越深入。
02
宇宙的起源与演化
大爆炸理论
总结词
大爆炸理论是目前对宇宙起源和演化的最广泛的科学模型之 一，它认为宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态，被称 为大爆炸。
详细描述
多重宇宙理论认为，我们所处的宇宙只是无数个可能宇宙中的一个，每个宇宙可能有不 同的物理定律和初始条件。这一理论为解决一些宇宙学难题提供了新的思路，例如宇宙
学常数问题和宇宙起源问题。
量子引力理论
总结词
量子引力理论旨在将量子力学和引力理 论统一起来，解决大统一理论中的问题 。
VS
详细描述
在量子引力理论中，引力被描述为微观粒 子之间的相互作用。目前，量子引力理论 仍在发展阶段，尚未形成一个完整和一致 的理论框架。然而，这一领域的研究对于 深入理解宇宙的本质和探索新的物理现象 具有重要意义。
宇宙的终极命运
总结词
宇宙的终极命运是一个关于宇宙未来演化的假说，包 括膨胀、收缩、热寂等不同结局。
详细描述
根据不同的理论和观测数据，宇宙的终极命运可能是多 种多样的。例如，如果宇宙的膨胀速度持续加速，那么 宇宙最终可能会走向“热寂”，即宇宙中的所有物质和 能量都均匀分布，达到热平衡状态。另一方面，如果宇 宙中的物质密度足够高，那么宇宙可能会重新收缩到一 个奇点，重新开始一个新的膨胀周期。对宇宙终极命运 的研究有助于我们深入理解宇宙的起源、演化和最终归 宿。
详细描述
大爆炸理论认为宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态， 被称为大爆炸。在这个理论中，宇宙从一个极度压缩和高热 的状态开始膨胀，并且宇宙中的物质和能量在宇宙的演化过 程中逐渐形成。
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总星 星系 系团
星 系
恒 星 系
恒星 行星
•宇宙天体的空间尺度
地球 太阳 太阳系（恒星） 星系（银河系） 星系团 超星系团 大尺度结构 观测宇宙
10 7 米 10 9 米 10 13 米 10 21 米 (十万光年) 10 23 米 (百万光年) 10 25 米 (亿光年) 大于 3亿光年 >10 26 米 (百亿光年)
超星系团: 若干星系团的集合体
星系分布的大尺度结构
在宇宙大尺度结构的研究方面，情况就更复杂一些。从遥远的背景星系传播来的光 线不只是被单个天体所弯曲，实际上这是一种被连续弯折的效应，这样的情况处理 起来更复杂，但为天文学家们研究宇宙的大尺度结构提供了非常宝贵的观测信息
⑥目前天文观测范围已经扩展到137亿 光年的广阔空间，它称为总星系， 即宇宙
• 国际天文学联合会大会2006。8。２４日投票决 定，不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星， 而将其列入“矮行星”。大会通过的决议规定， “行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克 服其刚体力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道 附近其他物体的天体。在太阳系传统的“九大行 星”中，只有水星、金星、地球、火星、木星、 土星、天王星和海王星符合这些要求。冥王星由 于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星 定义，因此被自动降级为“矮行星”。
观测宇宙室女座超星系团 Nhomakorabea目前发现的最远天体：137亿光年
半径137亿光年
科学家们描绘的宇宙构造示意图
•哲学宇宙： 宇宙无限； 空间无限：无边无际(无边界，形状和中心) 时间无尽：无始无终(无起源，年龄和寿命)
•科学宇宙：指总星系 时间上有起源，空间上有边界；
• 大爆炸宇宙学。
•宇宙的结构层次（从大到小）
▲ 1 秒差距 ( pc ) 3 1013 公里 1 秒差距 3.26 光年 ~ 20万天文单位 1千秒差距 = 103 秒差距 (星系尺度) 1兆秒差距 = 106 秒差距 (宇宙尺度)
2、宇宙的结构
• 宇宙图景 当代天文学的研究成果表明，宇 宙是有层次结构的、物质形态多样的、不 断运动发展的天体系统。
数十至数千个 星系的集合， 星系团的尺度 约数千万光年：
室女座星系团
⑤若干星系团集聚在一起构成更大、更 高一层次的天体系统叫超星系团。
• 超星系团往往具有扁长的外形，其长径可达数亿 光年。通常超星系团内只含有几个星系团，只有 少数超星系团拥有几十个星系团。
• 大的超星系团也称为宇宙的大尺度结构。把 10Mpc以上的结构称为宇宙的大尺度结构（目前 观测到的宇宙的大小是104Mpc）。至今大尺度上 的观测事实远不是十分明确的。有迹象表明，星 系在大尺度上的分布呈泡沫状。即有许多看不到 星系的"空洞"区，而星系聚集在空洞的壁上，呈 纤维状或片状结构。它的典型尺度为几十兆秒差 距。
③2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质 构成更巨大的天体系统——银河系
• 银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球 状的空间内，从侧面看很像一个“铁饼”，正面 10万光年， 太阳位于银河系的一个旋臂中，距银心约3万光年。 银河系外还有许多类似的天体系统，称为河外星 系，常简称星系。现已观测到大约有10亿个。
人类是如何知道的？
人类认识宇宙的历程伴随着科技的进步
肉眼观测 光学望远镜 射电望远镜 空间探测
古代观象仪
光学望远镜
射电望远镜
太空探测
• 宇宙从何而来？ • 宇宙如何变化？ • 最终会怎样？
星 云.
太阳.
50亿年.
40亿年.
红巨星.
暗矮星.
漫长.
10 亿 年
白矮星.
• 恒星光谱 恒星光谱的形态决定于恒星的物理性质、化学成分和运动 状态。光谱中包含着关于恒星各种特性的最丰富的信息。 迄今关于恒星本质的知识，几乎都是从光谱研究中得到的。 恒星光谱的研究内容异常广泛，但从观测角度来看，主要 有三条途径。第一是证认谱线和确定元素的丰度。第二是 测量多普勒效应引起的谱线位移和变宽(见谱线的形成和 致宽)，由此来研究天体的运动状态和谱线生成区。第三 是测量恒星光谱中能量随波长的变化，包括连续谱能量分 布、谱线轮廓和等值宽度等。这些特性同恒星大气中的温 度、压力、运动、电磁过程以及辐射转移过程有关，是恒 星大气理论的主要观测依据。
• 如何知道银河系的形状?
• 不同形状的星系
• 天体距离的测定方法
迄今为止，
天文学中精确 测定的最远天 体距离：
银河系英仙
臂与太阳的距 离为1.95千秒 差距，
约6360光年
视差法：
在地球公转不同位置处观测同一天体在 天球上的坐标,经过计算得出视差A，也就得 到距离D=Des/(A/2)。 （适用于银河系内）
宇宙的基本结构
什么是宇宙？ 宇宙有多大？ 如何知道？
什么是宇宙？
中国战国时期， “四方上下曰宇，古往今来曰宙”
现代天文学， 宇宙是(时间、)空间、物质的总和。
宇宙有多大？
1、天体的距离单位
▲ 1 天文单位(a.u.) = 太阳到地球的平均距离 1.5 108 公里 （ 1.5亿公里）
▲ 1 光年( ly ) 0.95 1013公里 光在 1 年里走过的路程
20世纪初，美国威尔逊山天文台建 成了当时世界上最大口径的2.5米天 文望远镜。
1923年10月6日，美国天文学家哈 勃利用这台望远镜拍摄了仙女星云 的照片，推算出仙女星云的距离为 225万光年，远远超出银河系范围。
仙女星云m31
半人马座中的一个星系
不同形状的星系 棒 旋 星 系
椭圆星系
旋涡星系
④星系也聚集成大大小小的集团， 叫星系团。
• 平均而言，每个星系团约有百余个星系， 直径达上千万光年。现已发现上万个星系 团。包括银河系在内约40个星系构成的一 个小星系团叫本星系群。
本星系群（Local Group）
银河系所属的 数十个星系的集合， 尺度约数百万光年
星系团 (Cluster of Galaxies)
• 层次结构
人类认识宇宙的历程
①行星是最基本的天体系统
地—月系
• 如何知道地球是圆的？ • 如何说明地球是运动的？ • 月球对地球的影响？ • 月球形成的假设
小潮 大潮
②行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体 太阳运转，构成太阳系
• 太阳占太阳系总质量的99.86％，其直径约 140万千米，最大的行星木星的直径约14万 千米。太阳系的大小约120亿千米。
• 如何知道太阳的组成 • 大行星分类 • 大行星和小行星的形状差别
1917年，美国 天文学家沙普利 通过对银河系内 天体分布的分析， 确认太阳并不位 于银河系的中心， 而是处于相对说 来比较靠近银河 系边缘的地方。 太阳只是银河系 中一颗毫无特殊 地位可言的普通 恒星，地球更谈 不到了。