1、浩瀚的宇宙浩瀚的宇宙一一.宇宙概观宇宙概观 1.宇宙的中心宇宙的中心（1）地心说）地心说日心说（哥日心说（哥白尼）白尼）？（2）宇宙的构成：）宇宙的构成：2.太阳系3.银河系银河系银河系里大约有1000亿个太阳系4.河外星系河外星系 河外星系，是位于银河系之外、由几十亿河外星系，是位于银河系之外、由几十亿至几千亿颗恒星、星云和星际物质组成的至几千亿颗恒星、星云和星际物质组成的天体系统。目前已发现大约天体系统。目前已发现大约10亿个河外星亿个河外星系。银河系也只是一个普通的星系。人们系。银河系也只是一个普通的星系。人们估计河外星系的总数在千亿个以上，它们估计河外星系的总数在千亿个以上，它们如同辽
2、阔海洋中星罗棋布的岛屿，故也被如同辽阔海洋中星罗棋布的岛屿，故也被称为称为“宇宙岛宇宙岛”。一个著名的河外星系一个著名的河外星系银河系的友邻星系四四.宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸理论 1.宇宙正在扩张宇宙正在扩张 宇宙的扩张在不断地加快。科什那教授向宇宙的扩张在不断地加快。科什那教授向我们展示的扩张宇宙模型是现代科学不能我们展示的扩张宇宙模型是现代科学不能完美解释的。根据这个模型推算，宇宙由完美解释的。根据这个模型推算，宇宙由70%暗能量，暗能量，25%暗物质，暗物质，5%普通物质普通物质(如如恒星和行星恒星和行星)构成。而且，宇宙扩张加速开构成。而且，宇宙扩张加速开始于仅仅数十亿年前，并不是宇宙
3、诞生之始于仅仅数十亿年前，并不是宇宙诞生之 五五.人类对宇宙的探索人类对宇宙的探索 1.1961年年4月月12日，首次载人航天发射即将日，首次载人航天发射即将开始。当时，谁也没有把握这次能成功。开始。当时，谁也没有把握这次能成功。苏联曾有人建议让尚未生儿育女的宇航员苏联曾有人建议让尚未生儿育女的宇航员戈尔德戈尔德季托夫来执行这次任务。当时负责季托夫来执行这次任务。当时负责载人航天研究工作的苏联宇航专家谢尔载人航天研究工作的苏联宇航专家谢尔盖盖科罗列夫却坚持选用经验更为老道的尤科罗列夫却坚持选用经验更为老道的尤里里加加林，尽管他已是两个孩子的父亲了。加加林，尽管他已是两个孩子的父亲了。临飞前，科
4、罗列夫安慰加加林说：临飞前，科罗列夫安慰加加林说：“尤拉，尤拉，你不要紧张。你不要紧张。不论你着陆到哪个角落，我们不论你着陆到哪个角落，我们都能找到你。都能找到你。”这话丝毫没能减少加加林这话丝毫没能减少加加林108分钟太空之旅的分钟太空之旅的险情：飞船气密传感器发生故障，发射前数险情：飞船气密传感器发生故障，发射前数分钟内不得不重新拧紧舱盖上的分钟内不得不重新拧紧舱盖上的32个螺栓；个螺栓；通信线路一度中断，跳出个表示飞船失事的通信线路一度中断，跳出个表示飞船失事的数字数字“3”；第三级火箭脱离后飞船急剧旋转；第三级火箭脱离后飞船急剧旋转；返回时，飞船胡乱翻滚返回时，飞船胡乱翻滚然而，加加林
5、绝然而，加加林绝处逢生，奇迹般地完成人类首次太空之旅。处逢生，奇迹般地完成人类首次太空之旅。2.通过不断总结经验，通过不断总结经验，1969年年7月月21日格林尼日格林尼治时间治时间12时时56分，美国宇航员阿姆斯特朗走分，美国宇航员阿姆斯特朗走出阿波罗出阿波罗11号的登月舱，终于在月球上印下号的登月舱，终于在月球上印下人类第一个脚印，迈出了人类第一个脚印，迈出了“人类巨大的一人类巨大的一步步”。至此，人类探索太空的旅程翻开了新。至此，人类探索太空的旅程翻开了新的一页。的一页。阿波罗登月视频.MPG新建文件夹8嫦娥二号发射成功.3gp新建文件夹7嫦娥探月动画演示：嫦娥二号飞行过程.3gp新建文
6、件夹嫦娥一号发射点火升空瞬间.wmv从时间上倒溯到过去，估计在100亿到 200亿年以前曾经发生过一桩开天辟地的大事件，宇宙从一个极其紧致、极热的奇点处大爆炸而产生。故事都有开始，宇宙的故事也一样。大约在100亿到200亿年以前，一件神秘的事导致了宇宙的发展。大爆炸是宇宙进化理论，说明了宇宙的演变。这个理论现在已经是基础理论，普遍被人们所接受。过去过去一个空间上无边缘、时间上无始无终、并且造物主无所事事的宇宙观。那么宇宙的中心在哪里？在一个空间上无边缘、时间上无始无终的宇宙，每一点都可以认为是中心，因为在它的每一边都有无限颗恒星。宇宙在公元前5000年被创生。创世纪文明在进步，我们将记住创造这
7、些业绩和发展技术的人们。这样子，也许宇宙，不可能已经存在了太长的时间。圣奥古斯丁上帝之城沧海桑田，斗转星移，静态的，无限的宇宙观已在人们的议论中变得遥遥欲坠现在现在地球是宇宙的中心。地球是宇宙的中心。亚里士多德亚里士多德 论天论天地球处于正中心，包围着它的是八个天球，这八地球处于正中心，包围着它的是八个天球，这八个天球分别负载着月亮、太阳、恒星和五个当时个天球分别负载着月亮、太阳、恒星和五个当时已知的行星：水星、金星、火星、木星和土星。已知的行星：水星、金星、火星、木星和土星。托勒密的地心模型托勒密的地心模型太阳是静止地位于中心，而地球和其他行星绕着太阳是静止地位于中心，而地球和其他行星绕着太
8、阳作圆周运动。太阳作圆周运动。尼古拉尼古拉哥白尼的日心模型哥白尼的日心模型行星不是沿圆周而是沿椭圆运动。行星不是沿圆周而是沿椭圆运动。开普勒开普勒不同重量的物体以相同的速度下落。不同重量的物体以相同的速度下落。伽利略的质量与速度问题伽利略的质量与速度问题自然定律自然定律 牛顿牛顿 数学原理数学原理将电力和磁力的部分理论统一起来，从将电力和磁力的部分理论统一起来，从此才有了光传播的真正的理论。此才有了光传播的真正的理论。詹姆士詹姆士马克斯韦马克斯韦 (马克斯韦方程马克斯韦方程)狭义相对论和广义相对论狭义相对论和广义相对论 阿尔贝特阿尔贝特爱因斯坦爱因斯坦从爱因斯坦广义相对论可推断出，宇宙必从爱因
9、斯坦广义相对论可推断出，宇宙必须有个开端，并可能有个终结。须有个开端，并可能有个终结。几乎所有星系都远离我们而去。从星系光谱的红移几乎所有星系都远离我们而去。从星系光谱的红移可以推断出，越远的星系以越快的速度远离我们而可以推断出，越远的星系以越快的速度远离我们而去，这表明整个宇宙处于膨胀的状态。宇宙不可能去，这表明整个宇宙处于膨胀的状态。宇宙不可能像原先人们所想像的那样处于静态，这是一个动态像原先人们所想像的那样处于静态，这是一个动态的过程。哈勃的发现暗示着存在一个叫做大爆炸的的过程。哈勃的发现暗示着存在一个叫做大爆炸的时刻，当时宇宙的尺度无穷小，而且无限紧密。时刻，当时宇宙的尺度无穷小，而且
10、无限紧密。埃得温埃得温-哈勃哈勃(红移定律红移定律)哈勃的发现促成了现代宇宙观的诞生哈勃的发现促成了现代宇宙观的诞生古老的关于基本上不变的、已经存在并将继续存在古老的关于基本上不变的、已经存在并将继续存在无限久的宇宙的观念，已被运动的、膨胀的并且看无限久的宇宙的观念，已被运动的、膨胀的并且看起来是从一个有限的过去开始并将在有限的将来终起来是从一个有限的过去开始并将在有限的将来终结的宇宙的观念所取代结的宇宙的观念所取代。大爆炸：宇宙的基础就是膨胀，倒回去，就大爆炸：宇宙的基础就是膨胀，倒回去，就是又热又密的宇宙。是又热又密的宇宙。宇宙就在大爆炸中诞生了，闪光中东西全都宇宙就在大爆炸中诞生了，闪光
11、中东西全都炸了出来，再经过一百几十亿年的膨胀，就炸了出来，再经过一百几十亿年的膨胀，就成了我们现在的宇宙。成了我们现在的宇宙。虽然大爆炸理论已经确立，但理论本身仍存虽然大爆炸理论已经确立，但理论本身仍存在着一些问题让我们去探究在着一些问题让我们去探究大爆炸之前的宇宙是什么样的？大爆炸之前的宇宙是什么样的？大爆炸之前存在时间的概念吗？还是时间是大爆炸之前存在时间的概念吗？还是时间是在大爆炸之后才产生的？在大爆炸之后才产生的？为什么会在那一刻发生爆炸？为什么会在那一刻发生爆炸？上帝真的存在吗？上帝真的存在吗？广义相对论：广义相对论：“宇宙是从奇点处开始的。在宇宙是从奇点处开始的。在奇奇点处，广义相
12、对论和点处，广义相对论和所有其他所有其他物理定律都将物理定律都将失效。失效。”阿尔阿尔贝特贝特爱因斯坦爱因斯坦大约在大约在100到到200亿年以前，在这被我们称之为大亿年以前，在这被我们称之为大爆炸的那一时刻，在该奇点处所有理论自动失效。爆炸的那一时刻，在该奇点处所有理论自动失效。这表明，即使在大爆炸之前存在事件，人们也不可这表明，即使在大爆炸之前存在事件，人们也不可能用之去确定之后所要发生的事件，因为理论的可能用之去确定之后所要发生的事件，因为理论的可预见性在大爆炸处失效了。正是如此，我们即使知预见性在大爆炸处失效了。正是如此，我们即使知道在大爆炸后发生的事件，我们也不能确定在这之道在大爆炸
13、后发生的事件，我们也不能确定在这之前发生的事件。也就是说，发生于大爆炸之前的事前发生的事件。也就是说，发生于大爆炸之前的事件都不会有后果。时间的存在就没有了意义。件都不会有后果。时间的存在就没有了意义。所以我们宣称时间是从大爆炸处开始的。所以我们宣称时间是从大爆炸处开始的。有时候，人们可以想像有时候，人们可以想像，上帝，上帝是在大爆炸的瞬间创是在大爆炸的瞬间创造宇宙，或者是在造宇宙，或者是在更晚的时刻，更晚的时刻，以便它看起来就像以便它看起来就像以发生过大爆炸以发生过大爆炸似的方式创造似的方式创造。所以大爆炸模型并。所以大爆炸模型并没有排斥造物主，没有排斥造物主，只不过对只不过对他何时从事这项
14、工作加他何时从事这项工作加上时间限制而已！上时间限制而已！而有些问题似乎已经解决了，但一些还没有而有些问题似乎已经解决了，但一些还没有科学的世界总是日新月异，大爆炸的余波仍未停科学的世界总是日新月异，大爆炸的余波仍未停息，人们又发现了一个新的理论。息，人们又发现了一个新的理论。当我们将量子力学和广义相对论相结合，似当我们将量子力学和广义相对论相结合，似乎产生了以前从未有过的新的可能性：空间乎产生了以前从未有过的新的可能性：空间和时间在一起可以形成一个有限的、四维的和时间在一起可以形成一个有限的、四维的没有奇点或边界的宇宙。没有奇点或边界的宇宙。未来爱因斯坦广义相对论本爱因斯坦广义相对论本身预言
15、了：宇宙在大爆炸奇身预言了：宇宙在大爆炸奇点处开始，并会在大挤压奇点处被毁灭。而点处开始，并会在大挤压奇点处被毁灭。而这个奇这个奇点点很可能在黑洞中存在。任何抛进黑洞的东很可能在黑洞中存在。任何抛进黑洞的东西都会西都会在奇点处被毁在奇点处被毁灭。灭。似乎世间万物最终的道路都是走向毁灭，无论是人似乎世间万物最终的道路都是走向毁灭，无论是人类，还是宇宙类，还是宇宙事实上宇宙中每一件东西要形成一套完整统一的事实上宇宙中每一件东西要形成一套完整统一的理论是非常困难的。理论是非常困难的。如果有一天我们确实发现了一套完整的理论。那如果有一天我们确实发现了一套完整的理论。那时，我们所有人，包括哲学家、科学家以及普普通时，我们所有人，包括哲学家、科学家以及普普通通的人，都能参加到通的人，都能参加到“为何我们和宇宙会存在为何我们和宇宙会存在”的问的问题的讨论中去。要是我们对此找到了答案，那么将题的讨论中去。要是我们对此找到了答案，那么将会是人类理智最终极的胜利。会是人类理智最终极的胜利。科学的终极目的在于提供一个简单的理论去描述科学的终极目的在于提供一个简单的理论去描述整个宇宙。整个宇宙。
