探索宇宙的奥秘(最新课件ppt)

新知讲解
一、宇宙的起源
哈勃
哈勃定律
1929年，美国天文学家哈勃在研究星系的光谱后提出了哈勃 定律。认定所有的星系都在彼此远离，宇宙处于普遍膨胀之中。
遥远恒星发出的光谱与地 球上同种物质的光谱相比，波 长边长，即向红光方向偏移。
不管往哪个方向看，远处 的星系都正在急速地远离我们 而去，并距离我们越远的星系 离开我们的速度越快。
恒星
引力势能→内能，温度升高并发光
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二、宇宙的演化
恒星的稳定期
当温度超过107K时，氢通过热核反应成为氦，释 放的核能主要以电磁波的形式向外辐射。辐射产生的 向外的压力与引力产生的收缩压力平衡，这时星体稳 定下来。恒星在这一阶段停留的时间最长。太阳目前 正处于这一阶段的中期，要再过50亿年才会转到另一 个演化阶段。
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二、宇宙的演化
恒星的衰老
当恒星核心部分的氢大部分聚变为氦以后，核反应变 弱，辐射压力下降，星核在引力作用下再次收缩。这时引 力热能产生的热将使温度升得更高，于是发生了氦核聚合 成碳核的聚变反应。类似的过程一波接一波地继续下去， 出现了氧、硅，直到铁等更重要的元素。恒星在这个阶段 要经历多次膨胀与收缩，光度也发生周期性的变化。
课堂练习
2．在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运
动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是（ AD ）
A．船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的 B．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的 C．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的 D．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的
在这种情况下，物质就立即努力于形成自己。密度较 大而分散的一类微粒，凭借引力从它周围的天空区域，把 密度较小的物质聚集起来。但它们自己又与所聚集的物质 一起，聚集到密度更大质点所在的地方。而所有这些又以 同样方式聚集到质点密度更为巨大的地方，并如此一直继 续下去，直到形成诸团块天体。在这同时，斥力使凝聚起 来的团块天体发生旋转运动。
探索宇宙的奥秘
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一、宇宙的起源
天圆地方
德谟克利特
天体演化说
原子碰撞等原因形 成原始旋涡运动中，较 大的原子被赶到旋涡中 心相互聚集形成地球， 较小的原子被赶到外围 环绕地球做旋转运动， 变得干燥燃烧后形成各 个天体。
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一、宇宙的起源
康德
星云假说
构成我们太阳系星球的物质，在最初时都分解为基本 微粒，充满整个宇宙空间。……这些微粒具有促使它们相 互运动的基本能力，它们本身就是活力的一个源泉。
当各种热核反应都不再发生时，由热核反应维持的辐 射压力也消失了。星体在引力作用下进一步收缩，中心密 度达到极大。
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二、宇宙的演化
恒星的归宿
恒星最终归宿与恒星的质量大小有关，当恒星的 质量小于1.4倍太阳质量时，演变为白矮星；当恒星 的质量是太阳质量的1.4倍～2倍时，演变为中子星； 当恒星的质量更大时，演变为黑洞。
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一、宇宙的起源
爱因斯坦
有限无界的静态宇宙
1916年，爱Fra Baidu bibliotek斯坦的广义相对论横空出世。根据广义相对论，科学家 们得出了一个有限无界的静态宇宙模型，正式开始了现代宇宙学研究。
宇宙有限而无界，只不过比地 球多了几维。比如，我们的地球就 是有限而无界的。在地球上，无论 从南极走到北极，还是从北极走到 南极，你始终不可能找到地球的边 界，但你不能由此认为地球是无限 的。实际上，我们都知道地球是有 限的。地球如此，宇宙亦是如此。
分析特定类型的超新星爆发，珀尔马特、里斯和施密 特所属的研究小组发现，超过50颗超新星所显现的光度比 先前预期暗淡。对这一结果的解释，是宇宙正在加速扩张。
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二、宇宙的演化
恒星的诞生
大爆炸10万年后，温度下降到3000K左右，开始了恒星的形成过程：
万有引力
万有引力
凝聚
宇宙尘埃
更密集的尘埃
气体状态的星云团
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一、宇宙的起源
宇宙大爆炸
1940年，美国科学家伽莫夫与他的两个学生一道，提出了更加耸人听闻的 热大爆炸宇宙学模型。认为我们的宇宙在大约150亿年前由一个无限小的奇点
（被无限压缩的点）爆炸产生，大爆 炸形成了时间、空间、能量和物质。
1970年科学家发现了“大爆炸” 模型所预言的宇宙微波背景辐射的 “余烬”，大爆炸假说一跃而成主流 宇宙理论，大爆炸学说更是成了真理 的化身，成了书中的标准答案。
课堂练习
4．下列说法中正确的是（ ACD ）
A．物质的引力使光线弯曲 B．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用 C．在强引力的星球附近，时间进程会变慢 D．广义相对论可以解释引力红移现象
谢谢
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二、宇宙的演化
斯蒂芬·威廉·霍金
黑洞
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三、永不停息的探索
伽利略
折射式望远镜
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三、永不停息的探索
射电望远镜
哈勃太空望远镜
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三、永不停息的探索
恒星“死亡”的画面
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三、永不停息的探索
引力波
引力波天文台
课堂练习
1．下列说法中正确的是（ ABC ）
A．“红移”现象说明了星系系统处于一种膨胀状态 B．黑洞是恒星演化的结果 C．包括光在内的任何东西都不可能逃出黑洞 D．黑洞实质上就是一个无光线的区域
课堂练习
3．黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球
上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是（ BCD ）
A．内部也是漆黑一片，没有任何光 B．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出 C．内部应该是很亮的 D．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去
伽莫夫
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二、宇宙的演化
宇宙会一直膨胀下去吗？ 宇宙未来是怎么样的？ ……
宇宙除了发光天体，还有暗物质
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二、宇宙的演化
索尔·珀尔马特
亚当·里斯
布赖恩·施密特
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二、宇宙的演化
珀尔马特、里斯和施密特的研究对象，是一些大质量 恒星在演化后期伴随星核与星壳分离出现的一种现象，即 超级规模大爆炸。质量相当于太阳的8至25倍的恒星以超 新星爆发方式结束“生命”，而恒星外侧气体包则高速抛 离，所显现的绝对光度可超过太阳光度100亿倍。