6.4 探索宇宙 课件 (1)

课件16张PPT。6.4 探索宇宙1.经典力学的相对性原理说明，力学规律在任何_______中都
是相同的。
2.经典力学的支柱是绝对时间和_________。
3.狭义相对论的两条基本原理是___________原理和_________
原理。
4.狭义相对论中的“同时”具有_______(选填“绝对性”或
“相对性”)。惯性系绝对空间狭义相对性光速不变相对性一、探索宇宙
1.“大爆炸”宇宙模型认为，宇宙起源于一个________，在该
奇点，温度为无穷大，物质密度为无穷大，空间_________，
即发生宇宙大爆炸。之后，宇宙不断膨胀，温度不断_____，
大约经历了______年，形成了我们今天的宇宙。
2.宇宙的组成：天穹上的大多数光点是银河系的恒星，但也有
相当多的发光体是与银河系类似的巨大恒星集团，称为
_________，现在已知存在1000亿个以上的星系。
3.黑洞是看不见的天体，是没有“出口”的“洞”，是一个具
有_________的空间区域。“奇点”急剧膨胀降低150亿河外星系巨大引力【思考辨析】
1.判断正误：
(1)“大爆炸”宇宙模型认为宇宙起源于一个“奇点”　(　　)
(2)“黑洞”是天体上由于核聚变燃烧而留下的洞。　(　　)
提示：
(1)√。“大爆炸”宇宙模型认为宇宙起源于一个“奇点”。
(2)×。“黑洞”是“新星”或“超新星”爆发后形成的少数看不见的天体。
一、宇宙的起源和构成
1.大爆炸宇宙模型的主要观点：
(1)关于宇宙的起源
①宇宙起源于一个“奇点”，“奇点”温度无穷大、密度无穷大。
②宇宙发生大爆炸，空间急剧膨胀，温度不断降低。
③大约经历了150亿年，形成了现在的宇宙。
(2)关于宇宙的演化：决定宇宙几何性质的两个因素——膨胀率和密度决定了宇宙的命运。 2.宇宙在未来的发展有两种可能：
(1)开宇宙(平直宇宙)：如果宇宙的膨胀率很大，质量密度很小，那么宇宙可能不断膨胀下去。
(2)闭宇宙(封闭宇宙)：如果宇宙膨胀率很小或质量密度很高，现在的宇宙膨胀到某个极大值后便收缩，直至收缩成一个新的“奇点”后再次发生大爆炸。 3.宇宙的组成：卫星绕着行星转动，行星绕着恒星转动，众多的恒星组成的集团叫星系，如银河系，众多的星系则构成宇宙的主体。
4.恒星的演化：恒星将要消亡时会突然爆发，亮度在2~3天内突然增加几万倍或者几百万倍形成“新星”，或者亮度增加几千万倍或几亿倍形成“超新星”，爆发后的残骸形成中子星或者黑洞。黑洞是一个具有巨大引力的空间区域。 【学而后思】
(1)目前我们的宇宙处于膨胀阶段还是收缩阶段?在类型上属于开宇宙类型还是闭宇宙类型?
提示：目前我们的宇宙处于膨胀阶段，现在的天文观测还不能确定我们的宇宙将来属于哪种类型。
(2)黑洞是一种黑色的洞吗?
提示：黑洞是看不见的天体，是具有巨大引力的空间区域，任何接近它的物体，包括光，都会被吸进这个深渊。【典例1】关于“大爆炸”宇宙模型，下列说法正确的
是(　　)
A.宇宙起源于一个特殊的点，这个点大爆炸，是空间的开始
B.宇宙起源于一个特殊的点，在这个点爆炸之前时间已经存在
C.宇宙大爆炸后空间膨胀一定会一直持续下去，永不停止
D.宇宙起源的“奇点”温度无穷低，密度无穷大 【解题探究】(1)“大爆炸”宇宙模型的主要观点是什么?
提示：①宇宙起源于一个“奇点”；
②在该“奇点”上，温度无穷大，密度无穷大；
③空间急剧膨胀，即发生宇宙大爆炸。
(2)宇宙将来怎样演化?
提示：我们的宇宙目前处于膨胀阶段，还不能确定将来属于哪种类型。【标准解答】选A。根据大爆炸宇宙模型，宇宙起源于“奇点”，该“奇点”温度无穷大，密度无穷大，故D错。宇宙爆炸后，急剧膨胀，宇宙未来的演化有两种可能：一种是持续膨胀，另一种是膨胀到极限后又收缩成一个新的“奇点”，故C错。“奇点”爆炸是宇宙的始点，既是时间的始点又是空间的始点，故A对，B错。【总结提升】宇宙的起源
(1)所有关于宇宙的理论学说都有待于去进一步验证，“大爆炸”理论只是其中相对比较成熟的一种。
(2)关于宇宙的起源与演化要用到较多的高等数学知识，本节的许多结论都是直接给出的。
(3)黑洞是恒星演化而成的有着巨大引力的空间区域，产生的引力连光线都不能摆脱。【变式训练】下列说法正确的是　(　　)
A.哈勃发现的“红移”现象说明远处的星系正急速地远离我们
B.哈勃发现的“红移”现象说明地球是宇宙的中心
C.“新星”和“超新星”是刚刚产生的恒星
D.“超新星”和“新星”的产生说明恒星正在不断灭亡
【解析】选A、D。哈勃发现的“红移”现象说明远处的星系在远离我们，但不能说明我们就处于宇宙的中心，只能说明我们与远处的星系存在相对运动，故A对、B错。“新星”和“超新星”是恒星消亡时的一种现象，故C错、D对。 【变式备选】大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于150亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。20世纪末，对1A型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀。面对这个出人意料的发现，宇宙学家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀，如果真是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系，大致是下面哪个图像　(　　) 【解析】选C。由题意知，宇宙半径R随时间t的延长先匀速增大后加速膨胀，加速膨胀过程中半径随时间的延长急剧增大，图像C符合。【典例2】如图所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着A、B、C三个时钟，下列说法正确的是　(　　)
A.A时钟走时最慢，B时钟走时最快
B.A时钟走时最慢，C时钟走时最快
C.C时钟走时最慢，A时钟走时最快
D.B时钟走时最慢，A时钟走时最快 【解析】通过以下表格进行分析：