(共24张PPT)
宇宙
银河系
河外星系……
太阳系
其它恒星系统……
七大行星
太阳
地月系
行星间物质
宇宙的构成
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:
1.概念:
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。
宇宙从哪里来?它的过去是怎样的呢
宇宙
宇宙是怎样诞生的?宇宙最终是否会走向终结?对于这些问题,人类在很早的时候就开始探索,出现多种多样的说法。
1、中国古代对宇宙的起源有各种传说
盘古开天辟地
女娲补天
一、古代人的宇宙观
2、上帝创造天地和万物
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。
这说明人类对自然界的认识水平取决于当时的科技发展水平。
讨论:
1、中国战国时期的“早期盖天说”
天圆如张盖,地方如棋盘。
早期的古希腊学者也有类似的看法。
盖天说这种宇宙观,虽然已经摆脱了神话的影响,但远没有揭示宇宙的本质。
二、从地心说到日心说
公元2世纪,希腊科学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上,经过几十年的观测,运用数学方法,创立了“地心说”。
托勒密认为,地球处于宇宙中心静止不动,日、月、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转,而恒星位于最外面的天球上,它们之间的相对位置保持不变,同时作为一个整体在天空中转动。
2.托勒密的“地心说”
3.哥白尼的“日心说”
16世纪,哥白尼用自制的简陋仪器经过20年的天文观测与研究,建立了“日心说”。
“日心说”认为:太阳是宇宙的中心
哥白尼在不同的时间、不同的距离从地球上观察行星,发现每一颗行星运行情况都不相同,而且发现日地距离始终不变。因此他否定了地球是宇宙的中心,认为太阳是宇宙的中心,地球和行星是绕太阳做圆周运动,月球围绕地球转动,而最外层的恒星天球则与地心说并无本质区别。
哥白尼提出“日心说”后,差不多经过一个世纪才被人们接受。
3.哥白尼的“日心说”
其间,伽利略利用自制的天文望远镜,发现了可以支持日心说的新的天文现象,日心说才逐渐得到认可。
伽 利 略(1564~1642)
伽利略是意大利伟大的物理学家和天文学家,他开创了近代实验科学,为推翻经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识奋斗了一生。
他通过严密的科学观察、研究,加以验证,出版了《星际使者》和《关于太阳黑子的书信》,发表了他对星空的观测结果,轰动了整个欧洲和学术界。
1632年出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界的对话》,
他还写了《关于两门新科学的对话和数学证明》的巨著。
“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”,因此遭到了教会势力的残酷镇压。
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呢?
地球的自转方向是自西向东,当以地球为参照物时,太阳相对于地球的位置不断发生着变化,所以我们看到太阳会东升西落;
“日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法也是不正确的,用你知道的相关知识加以解释。
太阳不是处于宇宙的中心。太阳系属于银河系,太阳系也不在银河系中心,银河系也是众多星系中的一个,并非宇宙中心。
随着时代的进步,先进科学仪器的发明,更加有利于观察宇宙。
哈勃望远镜
哈勃望远镜拍到的星系
三、现代宇宙学说
1929 年,哈勃根据自己的测量数据,分析了24 个星系的速度和距离,发现距离越大的河外星系,对应的运动速度也越大。
也就是说:
①所有的星系都在远离我们而去,
②星系离我们越远,它的退行速度越快;
③星系间的距离在不断地扩大。
你是怎样理解哈勃发现的关于星系运动的特点的?你能想象出宇宙中的星系在怎样运动吗?
1.准备一只气球,在其表面画上一些小圆点。
2.用打气筒持续地向气球充气,使气球不断地胀大,如图所示。
3.观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。
4.如果这些小圆点代表星系,那么,这些原先靠得很近的星系之间的距离增大了吗?
发现1、所有的星系都在远离我们而去。
发现2、星系离我们越远,运动的速度越快;
发现3、星系间的距离在不断地扩大
根据以上科学假设,我们可以进行这样的推理:如果能将时间倒退,宇宙中的星系之间的距离必然缩小,最终会聚在一个点上。
宇宙的起源应该是怎样的?
星系一直在运动,一直在变化,宇宙在不断地膨胀。
1.如图1-6 所示,请你选定一个点,看另外两点的运动方向和快慢,如选A看B 和C 的运动方向和快慢是如何的?
2.假设宇宙在膨胀,那么原先紧邻的星系分离的速度比遥远的星系分离速度快一些还是慢一些?
B和C都离A远去,
C比B远离A快。
紧邻的星系分离速度慢一些。
——大爆炸宇宙论
大约137亿年前,宇宙是一个“原始火球”,那时的宇宙极小、极热,又有极大的密度,宇宙就在这个大火球的爆炸中诞生,并且迅速膨胀,一直延续到现在。
三、现代宇宙学说
大爆炸后物质膨胀,冷却形成星系示意图
大爆炸后,宇宙迅速膨胀,现在的宇宙比100 亿年前增大了100 多亿倍,爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今,并仍将延续下去。
大爆炸宇宙论为什么被人们广为接受的一种宇宙起源学说
宇宙的膨胀有观测事实的支持,又得到众多科学家的理论阐释。
虽然大爆炸宇宙论已经取得很大的成功,但是随着研究的不断深入,仍然遇到了不少的疑难问题。如为什么早期宇宙会有如此高的温度?为什么宇宙在空间中的大尺度上会如此均匀?膨胀后的宇宙会不会坍缩?许多假设都有待于我们去进一步探索和证实。
1946年,美籍俄裔著名的物理学家和天文学家乔治·伽莫夫与他的两个学生—拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼一道,首次将相对论和化学元素生成理论引入宇宙学,提出了热大爆炸宇宙学模型。伽莫夫认为:宇宙最初开始于高温高密度的原始物质,温度超过几十亿度,那时的宇宙中充满的是辐射和基本粒子;随着宇宙膨胀,温度逐渐下降,物质逐渐凝聚成星云,再演化成今天的各种天体。
乔治·伽莫夫
史蒂芬·霍金,英国人,当代著名的科学思想家和杰出的理论物理学家。他提出的黑洞理论和宇宙无边界的设想成了现代宇宙学的重要基石。霍金的宇宙无边界设想是这样的:
第一,宇宙是无边的。
第二,宇宙不是一个可以任意赋予初始条件或边界的一般系统。
霍金预言宇宙有两种结局:它可以永远地膨胀下去,或者它会塌缩而在大挤压处终结。霍金的主要代表作品有《时间简史》、《果壳中的宇宙》等。
霍 金
1、下列关于大爆炸宇宙论的说法正确的是( )
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
2、宇宙起源的证据是 ( )
A.哈勃定律 B.旧约“创世纪”
C.盘古开天辟地的神话 D.女娲补天的传说
A
B
课堂练习
再见