1、第第1 1节节 人类对宇人类对宇宙的认识宙的认识一、宇宙一、宇宙宇宙是广漠空间和存在的各种宇宙是广漠空间和存在的各种天体以及弥漫物质的总称。天体以及弥漫物质的总称。2.包括：包括：1.概念：概念：宇宙中有上千亿的星系，宇宙中有上千亿的星系，平均每个星系又有上千亿平均每个星系又有上千亿的恒星和各类天体。的恒星和各类天体。3.宇宙的传说：宇宙的传说：1)盘古开天辟地盘古开天辟地 2)女娲补天女娲补天3)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？为什么古代人会对宇宙有这样的认识？我们看到太阳周而复始地东升西落，我们看到太阳周而复始地东升西落，好像是太阳在绕地球旋转好像是太
2、阳在绕地球旋转公元世纪，希腊科学家托勒密在前人基公元世纪，希腊科学家托勒密在前人基础上创立了地心说。础上创立了地心说。1 1、托勒密托勒密的地心说的地心说为什么人们会感觉到太阳是东升西落，而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？大地是静止不动的？为什么人们会感觉到太阳是东升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？西落，而大地是静止不动的？地球绕太阳公转，因为运动是相对的，地球绕太阳公转，因为运动是相对的，所以地上的人们选地球为参照物时，所以地上的人们选地球为参照物时，地球是静止不动的，而太阳是运动的。地球是静止不动的，而太阳是运动的。同时地球也以一定的速度绕地轴自
3、西同时地球也以一定的速度绕地轴自西向东转，人们选择地球为参照物，则向东转，人们选择地球为参照物，则太阳是自东向西转，所以人们以为太太阳是自东向西转，所以人们以为太阳从东边升起，西边落下。从运动的阳从东边升起，西边落下。从运动的相对性的角度来看这并没有本质上的相对性的角度来看这并没有本质上的错误。错误。2、哥白尼的日心说、哥白尼的日心说 16 16世纪波兰天文学家哥白尼依据大量精世纪波兰天文学家哥白尼依据大量精确的观测资料建立了日心说。确的观测资料建立了日心说。太阳太阳是宇宙的中心是宇宙的中心 随着现代技术的发展，随着现代技术的发展，现代的科学家们利用先进的科现代的科学家们利用先进的科学技术，对
4、宇宙起源做了深入学技术，对宇宙起源做了深入的研究，发现了许多关于宇宙的研究，发现了许多关于宇宙起源的证据。起源的证据。证据之一：星系的运动证据之一：星系的运动二二.大爆炸学说大爆炸学说1.哈勃哈勃的发现：的发现：所有的星系都在远离我们而去。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。方的速度与它们之间的距离成正比。：
5、星系运动模型。：星系运动模型。气球充气后，两点的变化气球充气后，两点的变化哈勃望远镜的记录：哈勃望远镜的记录：宇宙中的伽玛射线大爆发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，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，宇宙中的星系正在以加速度离我们远去，也就是说，宇宙的确在加速膨胀。也就是说，宇宙的确在加速膨胀。150宇宙的起源宇宙的起源于一次大爆炸于一次大爆炸.大约大约150亿年前，我们所处的宇宙全亿年前，我们所处的宇宙全部以部以粒子的形式粒子的形式、极高的温度极高的温度、极大的密极大的密度度，被挤压在一个，被挤压在一个“原始火球原始火球”中。宇中
6、。宇宙就是在这个火球的宙就是在这个火球的大爆炸大爆炸中诞生的。中诞生的。大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断断膨胀膨胀，温度也相应下降温度也相应下降，后来相继出现，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生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命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。渐形成的。大爆炸后物质膨胀，冷却形成星系示意图大爆炸后物质膨胀，冷却形成星系示意图大爆炸宇宙产生示意图大爆炸宇宙产生示意图2)2)我我们银们银河河诞生诞生 (50(50亿亿年年)1)1)星星出星星出现现(10(10亿亿年年)3)恒星、银河并
7、演化成我们今日所恒星、银河并演化成我们今日所知的宇宙知的宇宙4)4)现在宇宙持续膨胀中现在宇宙持续膨胀中(150(150亿年亿年)大胆猜测：宇宙的将来大胆猜测：宇宙的将来或者会塌缩而在大挤压处终结或者会塌缩而在大挤压处终结 永远膨胀下去永远膨胀下去，不断地扩大，不断地扩大，我们将看到所有星系的星球老化、死亡，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。剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。史蒂芬史蒂芬.霍金霍金 史蒂芬史蒂芬霍金，广泛尊崇为继爱因斯坦之霍金，广泛尊崇为继爱因斯坦之后最杰出的科学家。黑洞理论和后最杰出的科学家。黑洞理论和“大爆炸大爆炸”理理论的创立人，著名的
8、论的创立人，著名的时间简史时间简史的作者。的作者。17岁的霍金患病后只能永远坐在轮椅上岁的霍金患病后只能永远坐在轮椅上并且失去了语言能力，这位全身只有三个手指并且失去了语言能力，这位全身只有三个手指能动的残疾人，却依靠惊人的毅力完成了一系能动的残疾人，却依靠惊人的毅力完成了一系列惊人的关于大爆炸和黑洞的理论。列惊人的关于大爆炸和黑洞的理论。霍金预言宇宙的两种结霍金预言宇宙的两种结局局1、会永远的膨胀下去。、会永远的膨胀下去。2、或者会塌缩而在大、或者会塌缩而在大挤压处终结挤压处终结 1942 1942年年1 1月月8 8日，出生于英国的牛津。日，出生于英国的牛津。19621962年，在年，在牛
9、津大学完成物理学学位课程，搬到剑桥大学攻读研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。究生。霍金被诊断患有运动神经元疾病。19651965年，被授予博士学位。他的研究表明：用来年，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。始膨涨的宇宙。19701970年，霍金研究黑洞的特性。他预年，霍金研究黑洞的特性。他预言，来自黑洞言，来自黑洞(现在叫霍金辐射现在叫霍金辐射)的射线辐射及黑洞的表的射线辐射及黑洞的表面积永远也不会减少。面积永远也不会减少。19741974年
10、，被选为皇家学会会员。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。化导致质量减少。19801980年，任剑桥大学数学鲁卡斯教年，任剑桥大学数学鲁卡斯教授授(艾萨克艾萨克牛顿曾任此职牛顿曾任此职)。19881988年，出版年，出版时间简时间简史史，成为关于量子物理学与相对论最畅销的书。，成为关于量子物理学与相对论最畅销的书。19961996年至今，继续在剑桥大学工作。年至今，继续在剑桥大学工作。宇宙中某些恒星能产生巨大宇宙中某些恒星能产生巨大的引力，使得即使光也无法向的引力，使得即使光也无法向外射出，从而切断
11、了恒星与外外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系，界的一切联系，“黑洞黑洞”诞生诞生了。了。黑洞是怎样产生的呢？黑洞是怎样产生的呢？无论地球上观察，无论地球上观察，还是在其它星球上观察，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。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其实，大爆炸而产生宇宙的理论 也不能确定起始爆炸中心。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？是宇宙大爆炸的中心？为什么？总结：总结：1 1、星系运动的特点：、星系运动的特点：所有的星系都在离我们而去，所有的星系都在离我们而去，星系离我们越远，运动的速度越快，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。星系间的距离在不断地扩大。2 2、现在的宇宙处于、现在的宇宙处于 不断的膨胀之中不断的膨胀之中3 3、目前被人们广为接受的、目前被人们广为接受的 一种宇宙起源学说是一种宇宙起源学说是大爆炸宇宙论大爆炸宇宙论
