宇宙的起源与演化共43页文档
第1篇第1章宇宙的起源与演化
• 是先有鸡呢，还是先有蛋? • 何物创生宇宙，又是何物创生该物呢？ • 宇宙演化的问题是问宇宙是恒定不变的，还 是永恒变化的呢？
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
宇宙
泛指天地万物，亦即在浩瀚的空间中运 动和变化着的全部物质世界的总称。 迄今人们对宇宙的认识，已经从地球到 太阳系，再由太阳系扩展到银河系、河外星 系、星系团、乃至观测所及的宇宙深处。
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
火 箭 发 射 全 过 程
火 箭 进 入 轨 道
启 动 太 空 舱
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
航天员的太空活动
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
第一节 宇宙概观
• 哥白尼的“太阳中心说”使自然科学从神学 中解放出来，牛顿创立了天体力学，而量子 力学、相对论、高能物理学奠定了现代宇宙 学的基础。 • 大口径天文望远镜的落成，光子计数照相机 和电荷耦合探测器的使用，天文光谱测量技 术的发展，空间飞行器的天文探测等等，使 人类对宇宙的认识逐渐深化和日臻完善。
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
一、宇宙概观
• 我们×108km。 • 而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧； • 而银河系，在宇宙所有星系中，也许很不起眼 … … • 宇宙是由数十亿个类似银河系的庞大天体系统所 组成。
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
现代科学技术导论-第1篇第1章宇宙的起源和演化
• 《齐物论》中说：四维上下曰宇，古往今来 曰宙。然而它们又不绝对，含有包容和流转 的意义，故宇宙可指时空中所含变化的万有。 又“宇之表无极，宙之端无穷”(张衡《灵宪 》) • 西方的“宇宙”基本上是个空间概念，有两 个重要词表达，一是Cosmos来自希腊文， 本意是秩序，意指作为秩序体系的整个宇宙； 二是Universe，来自拉丁文，本意是万有， 意指包罗万象的宇宙。
宇宙的起源和演化
宇宙的起源和演化引言宇宙的起源和演化一直是人类探索的重要课题之一。
随着科学技术的不断进步，我们对宇宙的认知也在不断深化。
本文将从宇宙的起源、大爆炸理论、星系的形成、恒星的演化等方面来介绍宇宙的起源和演化过程。
宇宙的起源关于宇宙的起源，有许多不同的理论。
其中最为广泛接受的是“大爆炸理论”。
根据这个理论，宇宙起源于约138亿年前的一次巨大爆炸，即所谓的“大爆炸”。
大爆炸释放了巨大的能量和物质，宇宙开始膨胀并逐渐冷却。
这个理论得到了大量的观测证据支持，如宇宙微波背景辐射和星系红移等。
大爆炸理论大爆炸理论认为，在初始的宇宙中，所有的物质都集中在一个极小且极度高温的点上，称为“奇点”。
在大爆炸发生后，宇宙开始膨胀并不断冷却，物质逐渐形成。
最初的宇宙是非常炽热和致密的，由于高温和高能量，只有轻子（如电子、质子）和光子等基本粒子存在。
随着宇宙的膨胀和冷却，原子核开始形成，并最终形成了氢、氦等元素。
星系的形成在宇宙膨胀的过程中，物质开始聚集形成了星系。
星系是由数以百亿计的恒星、行星、气体、尘埃等组成的巨大天体系统。
根据观测数据，我们发现星系具有不同的形态，如螺旋星系、椭圆星系和不规则星系等。
螺旋星系通常由一个中心的球状核心和两个或多个旋臂组成，而椭圆星系则呈现出类似椭圆形的结构。
星系的形成是一个复杂的过程。
在宇宙早期，由于初始的微小扰动，物质开始聚集形成了密度略高于周围的区域，这些区域最终演化为星系。
引力起到了关键的作用，它使得物质相互吸引并逐渐聚集形成恒星和星系。
在星系形成的过程中，恒星的诞生也是一个重要的环节。
恒星的演化恒星是宇宙中最基本的天体，它们通过核聚变反应将氢转化为氦，并释放出巨大的能量。
恒星的演化经历了多个阶段，从年轻的主序星到老年的红巨星或超新星。
在恒星的演化过程中，最初的阶段是由于引力作用使得气体云坍缩而形成原恒星。
原恒星开始核聚变反应，将氢转化为氦，并释放出能量和光线。
这个阶段被称为主序星阶段，恒星会在主序星上停留数十亿年甚至更长时间。
作文《宇宙的起源与演化》
宇宙的起源与演化篇一宇宙的起源与演化：大爆炸？还是个意外？宇宙是怎么来的？这问题问得我脑壳都大了，小时候我妈问我这个问题，我一本正经地回答：肯定是上帝创造的！现在想想，真是幼稚得可以。
现在科学界的主流说法是大爆炸理论，宇宙起源于一个奇点，然后“砰”的一声，就炸开了，形成了我们现在看到的宇宙。
听起来是不是很酷？像放鞭炮一样，不过这鞭炮可炸出了整个宇宙，想想就觉得壮观。
记得有一次，我在家做实验，用我爸珍藏的（他不知道）高压气泵往一个气球里充气，充到快爆炸的时候，我突然想到宇宙大爆炸，那感觉，简直一模一样！气球鼓得像个紫红色的癞蛤蟆，表面绷得紧紧的，泛着危险的光泽，我屏住呼吸，生怕它在我手里炸开。
我小心翼翼地把气泵拿开，手指头都捏得发白。
然后“砰”的一声，气球炸开了，吓了我一跳，碎片飞得到处都是，紫红色的橡胶屑黏在我的手上，像宇宙尘埃一样。
那瞬间，我感觉自己仿佛亲身体验了一次宇宙大爆炸的缩小版，虽然没有创造什么星系，但那种冲击力，那种膨胀感，绝对是刻骨铭心的！收拾残局的时候，我还在想：宇宙大爆炸之后，会不会也像我这样，到处都是“宇宙垃圾”需要清理呢？篇二宇宙的演化：膨胀，冷却，然后呢？大爆炸之后，宇宙就开始了漫长的演化过程。
它先膨胀，然后冷却，慢慢形成了星系、恒星、行星…… 听起来简单，但这过程得有多久啊？简直是天文数字，以亿年为单位计算。
我们人类的历史跟宇宙历史相比，简直是沧海一粟，连个小芝麻粒都不算。
想起我养的金鱼，那缸水，就是我小小的宇宙。
开始的时候，鱼儿小得像米粒，慢慢长大，越来越活泼，在水里游来游去，那感觉就像宇宙中星系的运动，虽然规模差距巨大，但那种生机勃勃的感觉还是挺相似的。
有一次，我忘了换水，水质变差了，鱼儿就蔫了，游不动了，那感觉就好像宇宙中某个星系衰亡了一样，让人有点伤感。
我赶紧换水，加了氧气泵，鱼儿才重新活蹦乱跳起来，这让我感觉到，宇宙的演化，或许也像这样，需要不断地“更新换代”，才能保持生机。
宇宙的起源和演化PPT课件
第二节 人类宇宙观的历史演变
早期 宇宙图景 地心说
哥白尼 日心说
康德-拉普拉斯 星云假说
牛顿 无限宇宙理论模型
爱因斯坦
静态有限无界宇宙模型
弗里德曼 膨胀与缩小交替进行
哈勃 发现河外星系 星系退行
勒梅特 膨胀宇宙模型
第三节 宇宙的膨胀和大爆炸理论
射电天文望远镜
20世纪天文学四项重大发现:
质子:中子=1:1
10亿
质子:中子=1:6 类似氢弹
100万
质子、中子、电子、光子 及较轻的原子核
3000
核与电子生成原子
几十
中性原子凝聚为原星系
3
各种天体
大爆炸理论的检验
1、 天体谱线红移 2、 宇宙年龄推算 3、宇宙背景微波辐射 4、宇宙氦丰度测算
彭齐亚斯和威尔逊在调试巨大喇叭形天线时探测到 来自太空的微波背景辐射，获得1978年的诺贝尔奖。
第四节 恒星的形成和演化
赫罗图
恒星的诞生和演化
1．引力收缩阶段
2．主序星阶段
3．红巨星阶段
4．红巨星后阶段
超新星爆炸
（ 1 ） 白矮星（小于1.44倍太阳质量 ） （ 2 ） 中子星（大于1.44倍、小于2.4倍太阳质量） （ 3 ） 黑 洞（大于2.4倍太阳质量 ）
白矮星
中子星
科学家观测到的距离 地球25000光年的中 子星爆炸之前的表面
1、类星体 2、星际分子 3、脉冲星 4、3K宇宙背景辐射
多普勒效应 红移 哈勃定律 V = H D 宇宙膨胀 伽莫夫宇宙大爆炸理论
大爆炸后的时间 10-2秒 1秒 3分钟 50年 70万年
几十亿年 现在
大爆炸时间表
温度（K）
宇宙的起源与星系演化
宇宙的起源与星系演化宇宙的起源一直是科学界和哲学界热议的话题。
随着观测技术和理论模型的发展，我们对于宇宙的起源和星系演化有了更深入的了解。
本文将结合宇宙大爆炸理论和星系形成理论，探讨宇宙的起源与星系演化的过程。
一、宇宙的起源根据宇宙大爆炸理论，宇宙的起源是从一个极其高密度和高温的奇点开始。
在这个奇点的爆炸过程中，宇宙开始膨胀，空间和时间的概念也由此形成。
宇宙的起源可以追溯到约138亿年前，也就是我们所称的宇宙诞生。
宇宙大爆炸之后，宇宙物质开始冷却凝聚，并形成了原子、星云等基本物质。
这些物质的不均匀性成为未来星系形成的基础。
此外，宇宙背景辐射也是宇宙起源的重要证据之一。
宇宙背景辐射是宇宙大爆炸的余辉，其存在及特性也为我们提供了宇宙起源和进化过程的重要线索。
二、星系演化的过程星系是由星际物质和恒星组成的巨大天体系统。
根据宇宙大爆炸理论和星系形成理论，星系的演化过程经历了一系列的阶段。
1. 原初星系形成阶段在宇宙大爆炸之后，物质开始扩散并不断冷却。
密度稍高的区域由于引力作用开始聚集，形成了原初星系。
原初星系主要由氢、氦和微弱的金属元素组成，这些元素是宇宙起源的产物。
2. 星系的聚合和演化随着时间的推移，原初星系以及星系间的相互作用导致了更大规模的星系的形成。
这个阶段称为星系的聚合和演化阶段。
在这个过程中，一些星系合并，形成更大更复杂的星系结构。
3. 星系的星际物质形成与进化除了恒星，星系中还包含大量的星际物质，如气体、尘埃和星云等。
这些星际物质是恒星形成的母质，同时也是星系演化的重要组成部分。
星系中的恒星会释放出气体和尘埃，形成新的星际物质，而星系的引力也会使星际物质重新聚集和凝聚，使新的恒星继续形成。
4. 星系的特殊演化现象在星系演化的过程中，还出现了一些特殊的现象，如星系合并和活动星系核等。
星系合并是指两个或多个星系由于引力相互作用而融合在一起。
而活动星系核是由于超大质量黑洞的存在，在星系中心形成了强烈的星系核活动，射出大量的高能辐射和喷流。
学习宇宙的起源和演化
学习宇宙的起源和演化随着科学技术的发展和人类对宇宙的探索深入，我们对于宇宙的起源和演化有了更加深入的了解。
本文将从宇宙起源的大爆炸理论、星系和行星的形成以及宇宙的未来演化等几个方面进行论述。
一、宇宙起源的大爆炸理论宇宙起源的大爆炸理论是目前对宇宙起源的主流理论之一。
据该理论，宇宙起源于约138亿年前的一次无与伦比的大爆炸，从而诞生了时间、空间和物质。
在大爆炸之后，宇宙经历了一系列的演化，不断扩张和冷却。
二、星系和行星的形成随着宇宙的演化，物质逐渐凝聚形成了星系和行星。
星系是由恒星、行星、星际物质等组成的巨大天体系统。
它们以引力为驱动力相互作用，形成不同的结构和形状。
其中最为著名的是我们所处的银河系。
银河系是一个庞大的星系，内部包含了数百亿颗恒星以及大量星际物质。
行星则是绕恒星运行的天体，它们的形成与恒星形成的过程密切相关。
在恒星形成的原始星云中，围绕着中心恒星的物质开始逐渐聚集并形成了行星。
这些行星在太阳系中扮演着重要的角色，给地球等行星提供了适宜的生存环境。
三、宇宙的演化与未来除了宇宙起源和星系、行星的形成外，我们还对宇宙的演化和未来有一定的了解。
据现有的观测和理论，宇宙正在不断地扩张。
在过去10亿年左右的时间里，宇宙扩张的速度有所加快，这种加速扩张的原因仍然是一个科学难题。
此外，关于宇宙的未来演化，有一种理论称为大冲撞理论。
根据这一理论，当宇宙扩张到一定程度时，不同的宇宙会相互碰撞，从而形成全新的宇宙。
这种演化的周期会一次又一次地重复，形成了宇宙的周期性演化。
总结学习宇宙的起源和演化是一项重大的科学任务，它不仅需要我们运用现有的观测和理论成果，还需要进一步深入研究和探索。
通过了解宇宙的起源和演化，我们可以更好地认识自身的存在，深化对宇宙奥秘的理解，进一步推动人类的科学进步。
随着技术的不断发展，相信我们对宇宙的了解将会更加全面和深入。
宇宙的起源与进化
夸克 物质 形态 大爆炸 开始
宇宙大爆炸理论
温度降到 了大约 6000K 3分钟 38万年 光子退耦 合，不再 和别的粒 子相互作 用，独立 在宇宙中 传播。 地球上出 现分子形 式的生命 地球上出 现更“高 等”生命 温度降到 了大约 3000K
当今
出现其它 各种原子 、分子。 从大的范 围来说， 已经开始 形成星体 ，并出现 星云系。
（2）微波背景辐射：1964~1965 年，美国贝尔实验室物理学家彭齐亚斯和威尔逊
发现，在太空中总有一些各向同性的不能消除的微波噪声，称为微波背景辐射。微波 背景辐射相当于一定温度的热辐射，反映了宇宙演化的温度进程。经过进一步测量和 计算。得出辐射温度是2.7K，一般称3K为宇宙微波背景辐射。 （3）氦丰度：天文学家观测到宇宙质量的25%是由氦元素提供的。但宇宙存在得 还不够长，还不足以使恒星产生出如此多的氦。对这一异常现象的最好解释是：过去, 整个宇宙曾经经历过一个热大爆炸阶段, 在这一阶段, 核反应从氢中锻造出绝大部分氦. 计算表明, 在这个热大爆炸阶段, 大约能将宇宙质量的25%转化成氦。
宇宙大爆炸理论
不完善的大爆炸理论
多数星团 的 速度超 光速
“爆炸时” 和 “爆炸前”
氦丰度
02
红移 的 产生
04
微波背景 辐射 数学模型 6K 2.7K
数学模型
01
03
05
02
宇宙恒稳态理论
宇宙恒稳态理论
恒稳态理论认为宇宙在时间和空间上都是无限的。它主张宇宙从 未有过开始，或者更确切地说，宇宙乃是处于连续的创造过程之中。
当宇宙膨胀之时，总密度减少，但会创造出更多的物质来使密度升 高。因此当宇宙不断地膨胀时，新的物质便连续地在星体中创造出来以 填补空隙。 时空是统一的，宇宙物质在空间分布是均匀且各向同性的，宇宙 在时间上也应是均匀不变的，这就是所谓的“完全宇宙学原理”。 解释了星系产生问题，避开了大爆炸理论的“奇点”困扰。 恒稳态理论尚不能清楚地说明，物质在哪里、以何种方式产生，以 什么形态出现
宇宙的起源与进化
宇宙的起源与进化宇宙是人类永恒的追求之一，我们渴望了解宇宙的起源与进化，探索宇宙的奥秘。
本文将从大爆炸理论、星系形成、恒星演化以及行星形成等方面，深入探讨宇宙的起源与进化。
首先，我们来谈谈宇宙的起源。
大爆炸理论是目前被广泛接受的宇宙起源理论。
据该理论，宇宙起源于约138亿年前的一次巨大爆炸，初始物质以极高的温度和密度存在，然后迅速膨胀，形成了我们所看到的宇宙。
大爆炸之后，宇宙开始了漫长的进化过程。
随着宇宙的膨胀，物质开始聚集形成星系。
星系是由数以百亿计的恒星、气体、尘埃等物质组成的庞大系统。
星系的形成是宇宙进化的重要过程之一。
根据观测数据，我们知道星系可以分为椭圆星系、螺旋星系和不规则星系等几种类型。
椭圆星系是由老年恒星主导，呈现出椭圆形状；螺旋星系则由年轻恒星和尘埃组成，呈现出螺旋状结构。
而不规则星系则没有明显的对称性。
星系的形成是通过引力作用，使得物质逐渐聚集形成密度较高的区域，然后在这些区域内形成恒星。
恒星是宇宙中最基本的构成单位，它们通过核聚变反应产生能量，并且持续燃烧数十亿年。
恒星的演化经历了不同的阶段，从气体云核坍缩形成原恒星，然后进一步演化为主序星，最后可能演化为红巨星或超新星。
恒星的演化过程与其质量有关，质量较小的恒星会演化得更慢，而质量较大的恒星则会更快地耗尽核燃料并发生超新星爆发。
超新星爆发释放出巨大的能量，同时也将丰富的重元素喷射到宇宙中，为后续的星系和行星形成提供了重要的物质基础。
行星的形成是宇宙进化中的另一个重要过程。
根据目前的理论，行星形成是由星际云中的尘埃颗粒逐渐聚集形成的。
当恒星形成时，其周围的尘埃盘会逐渐凝聚成行星。
这些行星可能是类地行星，也可能是类似于木星的巨大气体行星。
行星的形成需要经历数千万年的时间，而且在宇宙中只有少数恒星周围会形成行星。
总结起来，宇宙的起源与进化是一个复杂而精彩的过程。
大爆炸理论为我们提供了宇宙起源的基本框架，而星系形成、恒星演化和行星形成则是宇宙进化的重要组成部分。
宇宙是如何形成和演化的？
宇宙是如何形成和演化的？宇宙的起源和发展历程，是人类对于世界认知的重大问题。
下面我们将围绕宇宙起源、演化和展望三个方面展开阐述，以期为读者带来更为深入、丰富的了解。
一、宇宙起源：大爆炸理论宇宙起源大约在138亿年前，那时的宇宙处于超高温、超高密度的状态，被认为是一种高度浓缩的物质。
而现代宇宙学的标志性理论——大爆炸理论，正是描述这种状态的。
大爆炸理论认为，宇宙是由一个极小、极热、极密的“原初火球”爆炸产生的，并在之后的漫长时间里不断发生膨胀。
在这个过程中，物质逐渐冷却，原子核和电子逐渐结合，进而形成了我们今天所熟知的原子。
那么大爆炸现象是如何被揭示出来的呢？物理学家通过测量宇宙中微波辐射背景，观察到了一些譬如宇宙背景辐射等等现象，得出了大爆炸理论。
二、宇宙演化：暗能量与大科技宇宙并不是一个静态的存在，它在不断演化、变化。
就像从大爆炸后的爆炸残骸逐渐演化成我们现在所熟知的宇宙。
作为现代宇宙的重要特征，暗能量对于宇宙演化的推动是非常重要的。
在宇宙大爆炸之后，宇宙情况发生了巨大改变。
随着宇宙的不断膨胀，原子核结合成原子、星云的形成、恒星的出现，宇宙向着更加稳定的方向演变。
而暗能量则是驱动宇宙膨胀的重要原动力之一。
值得一提的是，人类通过不断的观察和探索，也在不断认识和了解宇宙。
人类在科技的发展下建立了天文望远镜、空间站，向外空间发掘。
通过这些高科技手段，人类已经发掘了数以亿计的星系和星系群，并且观察到了宇宙的多个重要标志。
三、宇宙展望：人类探究和前沿科技宇宙的未来是充满了未知与挑战。
人类通过科技的不断发展，已经可以更好的了解宇宙，探究宇宙。
而未来的宇宙探索更应注重科学理论与应用，并加强新技术新手段的发展应用。
未来的宇宙探索需要强大的技术支持。
随着技术的发展，太空探测强度和效率将不断提高，互联网、先进计算等技术也将为宇宙撑起重要的“数字支撑”系统。
人类探究宇宙的过程会越来越深入，因此“人造”宇宙可能会成为现实，未来的宇宙可能更多的依靠人工智能和机器人探索。
宇宙的起源与演化
宇宙的起源与演化说到宇宙可能我们的第一印象就是浩瀚无垠，正是由于宇宙的存在才让一切生物的起源与生存有了载体，然而宇宙总是那么神秘，我们看不到宇宙的尽头，关于宇宙的起源与演化一直都着几种不同的说法，除了我们所熟知的大爆炸说其实最早的宇宙起源学就是说盖天说。
“天圆地方说”虽然符合当时人们粗浅的观察常识，但却很难自圆其说。
比如方形的地和圆形的天怎样连接起来就是一个问题。
于是天圆地方说又修改为天并不与地相接而是像一把伞高悬在大地上空，中间有绳子缚住它的枢纽，四周还有八根柱子支撑着。
但是问题又去了这八根柱子牵在什么地方以及天盖的伞柄挂在哪里，又或是扯着大帐篷的绳子又拴在哪里，这些问题也都就是天圆地方说道无法回答的。
至了战国末期代莱盖天说问世了，崭新盖天说指出天像全面覆盖着的斗笠，地像全面覆盖着的盘子，天和地并不平行天地之间距离8万里，盘子的最高点就是北极。
太阳围绕北极旋转，太阳落下并不是落到地下面，而是到了我们看不见的地方。
我们不得不承认新盖天说不仅在认识上比天圆地方说前进了一大步，而且对古代教学和天文学的发展产生了重要的影响。
盖天说是一种原始的宇宙认识论，它对许多宇宙现象不能作出正确的解释同时本身又存在许多漏洞。
至了唐代天文学家一行等人通过准确的测量，彻底否定了盖天说中“日影千里高一寸”的观点后盖天说从此便宣告破产了。
浑天说日月星辰东升西落，它们从哪里去，又至哪里回去了，日月在东升以前和西落以后究竟逗留在什么地方？这些问题一直并使古人困惑不解。
直到东汉著名的天文学家张衡提出了完整的“浑天说”思想才使人们对这个问题的认识前进了一大步，宣夜说是我国历史上最有卓见的宇宙无限论思想，它最早出现于战国时期，到汉代则已明确提出。
“宣夜”是说天文学家们观测星辰常常喧闹到半夜还不睡觉，据此推想，宣夜说是天文学家们在对星辰日月的辛勤观察中得出的。
另外就是我们比较熟识的地心说，它就是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说道，它最初由古希腊学者欧多克斯明确提出，后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐创建和健全出来。