课件13张PPT。宇宙是怎样诞生的?它从何而来?又向哪里去? 我们现在生活的宇宙有自己的历史起点，它大约诞生于150亿年前，那时，宇宙只是一个点，不占有空间，也没有时间的概念。最初，宇宙的温度极高，随着时间的推移，空间越来越大，温度越来越低. 空间继续扩大、膨胀，直到今天，宇宙仍然在膨胀之中?宇宙继续膨胀，将来也会膨胀，也许在膨胀到一定程度后，宇宙开始收缩，可能会收缩成一个点，一个不占有空间的点。 大爆炸之前是怎么回事?大爆炸之后是怎么回事?不知道。永远也无法知道…… 到那时，时间结束。到底会不会这样，现在还说不定。大约在距今50亿年前，太阳形成。 大约在距今46亿年前，地球形成。在这一点发生了大爆炸，时间和空间从此开始，物质开始形成。宇宙中的能量与物质不断发生复杂的反应，逐渐形成星系。 宇宙的未来 霍金的工作是令人惊叹的，可是有着如此伟大发现的人，却是一个身患肌萎缩症的病人，除了思想，他几乎全身不能动弹，不能说话，头向前垂落。正因为这点，他更加引起全世界人们的关注和尊敬。 在他开始患病时,他意识到自己的生命行将结束,于是抓紧时间,全心投入,谁也没想到他不仅活了下来,而且成果累累.他的成功,当然离不开他的天才,但那种不向厄运低头的精神,是没有人不敬佩的.由此可见,人的精神力量是难以想象的,一个人要有精神,一个民族也要依靠精神,精神的力量往往可以超越世上难以逾越的障碍.霍金对宇宙未来的预言主要观点有哪些？1、宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关，如果平均密度小于某个临界值，它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值，宇宙就会坍缩，时间本身就会终结。 2、在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质，它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住，不至于使这些星系或星系团飞散开去。
3、如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，太阳将耗尽它的核燃料，变成一颗白矮星。在大约一百亿年后，具有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。 4、黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞，只要有足够长的时间，巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。 5、在星系或星系团之外，应该存在有足够的暗物质，这些暗物质能使密度达到临界值，从而可能会使宇宙最终坍缩。但这个时间肯定在一百五十亿年之后。 宇宙中物质的密度，决定了引力的大小。物质密度大，引力就大；物质密度小，引力就小。物质密度的大小，如果超过了一个临界值，就会发生质的变化。依据大爆炸宇宙学，宇宙的未来只有两种命运：继续膨胀或坍缩。目前的观测表明宇宙“至少在一百亿年内不会停止膨胀”，但由于宇宙中存在着许多暗物质，也许还存在一些我们尚不十分明了的原因，在遥远的未来，它会不会坍缩，还是一个未解之谜。 内容总结练习题下列两个比喻，各自说明了什么？1、例如，如果你稍微改变了一下你旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。你实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。 我们目前还不知道“制约宇宙的有关定律”。即使知道了，它的“物理方程的解”也会出现混沌性质，不可能有确解。 练习题2、这有一点像再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同，如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆，这种声称有什么意义呢？人们可以同样地讲，它是完全不同的个体。 “宇宙在大挤压处终结”，终结就是死亡，再讨论时空问题，或者再问“在这‘之后’的事件”，已毫无意义。 问题思考 1、宇宙中存在暗物质的证据是什么？作者又列举了哪两种假设，说明现在的宇宙密度可能就在临界状态？ “一个来自于螺旋星系”，如果没有暗物质的引力作用，这些旋转的星系早就被甩开了。“另一个证据来自于星系团”，这些星系团“成团地集中在一起”，其中个别星系运动速度非常高，若不是存在暗物质，“这些星系团就会飞散开去”。
本文列举了两种假说。一是“人择原理”：可能存在多个宇宙，只有那些接近临界密度的宇宙，才有我们这些“智慧生物”去问这个问题。二是“暴涨理论”：宇宙可能从一个微小的尺度暴涨到我们现在的临界状态。2、文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的失败？
3、作者说将宇宙中的暗物质考虑在内，也远远达不到宇宙重新坍缩的临界密度，据此则可预言宇宙会继续无限地膨胀下去，为什么后文又说宇宙最终可能会坍缩？
4、对宇宙的未来，作者以为是可以预测呢，还是不可以预测？问题思考宇宙的未来 课件24张PPT。第7节 探索宇宙宇宙是什么？古人云，上下四方为之宇，古往今来为之宙（详见《淮南子·原道训》）。
人类对宇宙的认识可以追溯到远古时代。在中国有夸父追日的传说，在传说中，天地始是一片混沌，后来夸父累死之后，才混沌初开。在西方，有上帝造人的传说，在上帝造人的七日之后，天地初开。一直到现在，人类对宇宙的探索还在进行当中。面对浩淼无垠的宇宙，没有人知道它来自哪里又将去向何方，而其中究竟隐藏着多么巨大的秘密？这正是人类千百年，甚至数万年来急于解开之谜。 什么是宇宙？宇空间150亿 光年 宙时间 100多亿 年 宇宙的起源1.宇宙的传说：1)盘古开天辟地 2)女娲补天3)上帝创造天地和万物一.宇宙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。1.哈勃望远镜的记录：宇宙中的伽玛射线大爆发美国航空航天局科学家们通过测算发现，宇宙中的星系正在以加速度离我们远去.2.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，运动的速度越快；星系间的距离在不断地扩大。星系在膨胀的宇宙中就好比在气球表面上的紅色标记。当气球膨胀时，两个星系远离对方的速度与它们之间的距离成正比。实验：星系运动模型。气球充气后，两点的变化3.大爆炸学说： “大爆炸学说”认为：宇宙的起源于一次大爆炸. 大约150亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球” 中。宇宙就是在这个火球的大爆炸中诞生的。 大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。大爆炸后物质膨胀，冷却形成星系示意图2)我们银河诞生 (50亿年)1)星星出现(10亿年)3)恒星、银河并演化成我们今日所知的宇宙4)现在宇宙持续膨胀中(150亿年)5)大胆猜测：宇宙的将来 永远膨胀下去，不断地扩大，我们将看到所有星系的星球老化、死亡，剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。 史蒂芬霍金 史蒂芬·霍金是英国物理学家，他用毕生精力研究黑洞普通物理学定理不再适用的时空领域)和宇宙起源大爆炸原理。他提出黑洞能发射辐射(现在叫霍金辐射)的预言现在已是一个公认的假说。他的研究工作在科学界远不及他的畅销书《时间简史》出名。他这本销售量达2,500万份的畅销书对量子物理学和相对论作了大量介绍。 1942年1月8日，出生于英国的牛津。1962年，在牛津大学完成物理学学位课程，搬到剑桥大学攻读研究生。霍金被诊断患有运动神经元疾病。
1965年，被授予博士学位。他的研究表明：用来解释黑洞崩溃的数学方程式，也可以解释从一个点开始膨涨的宇宙。1970年，霍金研究黑洞的特性。他预言，来自黑洞(现在叫霍金辐射)的射线辐射及黑洞的表面积永远也不会减少。1974年，被选为皇家学会会员。他继续证明，黑洞有温度，黑洞发出热辐射，以及气化导致质量减少。1980年，任剑桥大学数学鲁卡斯教授(艾萨克·牛顿曾任此职)。1988年，出版《时间简史》，成为关于量子物理学与相对论最畅销的书。1996年至今，继续在剑桥大学工作。思考无论地球上观察，还是在其它星球上观察，都 可以观察到其它星球都在远离观察点而去，这是宇宙膨胀的结果。其实，大爆炸而产生宇宙的理论也不能确定起始爆炸中心。在地球上观察到宇宙中的星系都在远离地球而去，能否说明地球是宇宙大爆炸的中心？为什么？小视窗黑洞理论黑洞的基本原理(1) “黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 我们所处的环境便是这样。 等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的。黑洞的基本理论(2) 当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。根据牛顿的万有引力公式,在恒星表面任何一个物质所受到的恒星引力的大小,与这个物质到恒星中心距离成反比。由此可知,恒星越是塌缩,恒星表面物体受到的引力就越大。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与恒星引力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。
这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径)，正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。 星
云课件34张PPT。第三章 第七节
探索宇宙探测器
正在探测木星的“伽利略”号探测器北京古观象台哈勃空间望远镜火星探索的漫游者国际空间站太阳系
银 河 系旋涡星系旋 涡 星 系椭圆星系不规则星系1.银河系由众多恒星及星际物质组成的一个庞大的天体系统。
2.银河系中象太阳这样的恒星有2000多亿颗。
3.天文学上常用“光年”作距离单位。1光年约为94605亿千米。
4.银河系的直径约10万光年，太阳与银河系的中心相距约3万光年。 银河系宇宙 目前，人们观测到的类似于银河系的天体系统，就有10亿个左右。这些天体系统被称为星系。所有的星系构成了广阔无垠的宇宙。地月系太阳系银河系宇宙总 星 系 （宇宙）{其它恒星系（ ）太阳系{其它行星系（ ）地月系{（ ） （ ）地 球月 球宇宙空间结构层次{河外星系（ ）银河系让我们欣赏“哈勃”拍摄的深空天体照片？人类为何要探索茫茫宇宙人类对宇宙的探索有何负面影响(1)空间资源:高真空、强辐射、失重状态
(2)太阳能资源
(3)太空矿产资源
产生了大量的太空垃圾
处理（1）推到其它地方
（2）进行回收美国航空航天局专家宣布，根据1977年9月5日升空 的“旅行者1号”探测飞船传回来的数据，它26年飞行135亿公里即将冲出太阳系，将成为有史以来第一艘探访太阳系外星际空间的“人类使者”。它将在浩渺的宇宙中一路航行，冲入一个与太阳系完全不同的未知领域，不断向人类传递回此前从未探索过的陌生外太 空的信息，直到2020年耗尽它的最后能量为止。探索的足迹科学动态 航 天 器 太空中的宇航员人类探索宇宙的历程2004年1月25日 火星探测器成功登陆火星表面神州一号飞船发射升空 南京紫金山天文台 我国的第一颗人造卫星——“东方红”一号
2003年10月15日，我国在酒泉卫星发射中心进行首次载人航天飞行。9时整，“神州”五号载人飞船发射升空 “神州”五号载人飞船成功着陆，航天员杨利伟在返回舱舱内用“V”字手势示意胜利“神州”五号载人飞船成功着陆，航天员杨利伟自主出舱后挥手致意中国航天事业的发展2006年 中国“神州”六号飞船发射成功
