物理宇宙学-----基础知识共102页文档
宇宙相关知识点总结
宇宙相关知识点总结一、宇宙的起源和演化1. 大爆炸理论宇宙的起源可以追溯到约138亿年前的一次大爆炸，这就是宇宙大爆炸理论。
在大爆炸之前，宇宙是一个极端高温、高密度的状态，所有物质都被压缩在一个极小的空间内。
而大爆炸后，宇宙开始膨胀和扩张，渐渐形成了我们所见到的宇宙。
2. 宇宙的膨胀根据宇宙膨胀的速度和规律，科学家提出了“宇宙膨胀理论”，即宇宙在大爆炸之后一直处于膨胀状态。
随着时间的推移，宇宙的膨胀速度还在不断加快，这一发现是由观测宇宙微波背景辐射的数据得出的。
3. 宇宙邻域和拓扑结构宇宙是一个无限广阔的空间，我们所在的地球和太阳系只是宇宙中微不足道的一部分。
根据宇宙的膨胀速度和观测数据，科学家们认为宇宙可能是一个平坦的、无限大的空间，或者是一个有限但无边界的空间。
4. 宇宙的早期演化在宇宙大爆炸之后，宇宙经历了漫长的演化过程，包括宇宙背景辐射的产生、宇宙微波背景辐射的形成、星系的形成和演化等一系列过程。
这些都是了解宇宙早期演化的重要指标和证据。
5. 宇宙结构和暗物质宇宙中的结构形成和演化是一个复杂的过程，其中暗物质起着至关重要的作用。
暗物质是宇宙中普遍存在的一种物质，它不与光产生相互作用，因此在观测上很难直接探测到。
然而，暗物质在宇宙结构形成和星系演化中扮演了关键的角色。
6. 宇宙进化的命运科学家们对宇宙的未来命运也有着各种不同的推测和假设。
根据宇宙的膨胀速度和密度参数，有人认为宇宙会持续膨胀并最终“热寂”，即一切情况下万物都会停止运动，温度趋向绝对零度。
还有人认为，宇宙可能会在未来重新收缩，并发生另一次大爆炸，这是关于宇宙的未来前景的两种主要观点。
二、宇宙中的天体物理现象1. 恒星和星系恒星是宇宙空间中最为普遍的物体，它们是光和能量的主要来源。
在恒星的内部，核聚变反应不断进行，产生了大量的能量。
燃烧过程中的恒星会逐渐消耗内部的燃料，最终发生超新星爆炸或者坍缩成黑洞。
星系是由大量的恒星、星际物质和星系间的暗物质所组成的巨大天体系统。
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物理宇宙学-----基础知识
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
宇宙基础知识(1)
宇宙基础知识（1）胡经国《宇宙基础知识》全文目录一、前言二、宇宙的基本概念三、宇宙的组成与结构四、宇宙的年龄五、宇宙大爆炸起源概说六、宇宙大爆炸学说七、大爆炸宇宙模型八、宇宙大爆炸理论的论据九、宇宙有中心吗？十、宇宙大爆炸学说评价十一、十大可能外星生命发源地下面是正文一、前言1、关于宇宙微波背景辐射图的报道据《每日邮报》2010年报道，欧洲科学家利用“普朗克”天文望远镜完成了首张全天域宇宙微波背景辐射图。
该图成功地捕捉到了宇宙大爆炸起源的遗留痕迹，对于宇宙起源和演化过程的研究具有巨大的科学价值。
宇宙微波背景辐射，又称3K背景辐射，是一种充满整个宇宙的电磁辐射，是宇宙大爆炸产生的残余电磁辐射。
其特征与绝对温标2.725K的黑体电磁辐射相同；其频率属于微波范围。
绝对温标亦称开氏温标，用符号K表示。
它也是一种热力学温标。
该温标规定：摄氏零下273.15℃，为绝对温标的零点，称为绝对零点或绝对零度。
其分度法与摄氏温标相同，即绝对温标上相差1K时，摄氏温标上相差1℃；所不同的只是，绝对温标上水的冰点定为273.15K，沸点定为373.15K。
绝对零度等于零下273.15℃，约等于零下273℃。
上述历时6个月完成的宇宙微波背景辐射图，全景展示了孕育人类的银河系的现状，同时提供了宇宙形成之初的珍贵信息。
图像上遍布于整个银河的宇宙尘埃网络，是正在形成或已经开始其生命历程的新星的摇篮。
宇宙微波背景辐射图，为人类勾画出一张137亿年前大爆炸后新生宇宙的蓝图。
图片上颜色的深浅变化代表了温度和密度的细微差别。
从某种程度上说，恰恰是这些细微差别，使最初的宇宙的某些区域密度加大，最终演化成为今天的各大星系。
宇宙微波背景辐射覆盖整个宇宙。
但是，在这张图像上，许多部分都被银河掩盖了。
科学家将通过精密的数据分析，剥离出全宇宙的微波背景辐射信息，并希望能够从中得出大爆炸后宇宙膨胀的详细过程。
2、“普朗克”天文望远镜2009年5月14日，在法属圭亚那库鲁航天中心，欧洲阿丽亚娜5-ECA型火箭发射升空。
宇宙物理与宇宙学
宇理图〔实测宇宙〕 人类 地球 月地系 太阳 太阳系 银河系 超星团 宇宙 0 7 8 12 13 23 24 28 米/量级
一、太阳系
二、星系
银河系
拍摄到的星系图
三、星系团
102亿光年外的星系 团
四、超星系团 星系团碰撞
五、整个宇宙 宇宙全景图
23－2 宇宙天体运动规律*
一、万有引力规律
1. 成认惯性系的特殊地位。
2. 不能建立令人满意的引力理论。
广义相对论 (general relativity)：
惯性系
相对性原理
非惯性系
物质
引力场
时空弯曲
去除了以太绝对空间，仅适用于惯性系，而自然界不存在
严格惯性系，实际参照系都是非惯性系。爱因斯坦认为非惯 性系与惯性系应处同等地位，应同样有效描述物理定理。
1967年剑桥的Hewish和他的研究生Bell发现脉冲星。
形成
对质量超过钱德拉塞卡极限德恒星，在核燃料耗尽后，电 子简并压无法与引力抗衡，将继续坍塌，密度增加，开始发 生逆 衰变，产生中子，在其内部，中子简并压与引力平衡 到达稳定结构。
特点 Oppenheimer极限：质量为太阳的2-3倍； 质量越大，半径越小，半径为10-20km； 平均密度：1013－1015 g/cm3。
不多，大小于地球相仿
平均密度：105－108 g/cm3。 钱德拉塞卡极限：
Subramanyan Chandrasekhar
1910-1995
1933年印度Chandrasekhar提出白矮星的质量上限为太阳质 量的1.44倍。
太阳也将变成白矮星
二、中子星 〔neutron star〕 中子星：主要由中子组成的恒星。
基础物理课本_宇宙学简介
高中基础物理课本宇宙学简介1宇宙学简介9-1 宇宙构造的认识及哈伯定律9-2 宇宙发源本章教课理念人们对宇宙的研究已经有很长的一段历史﹐宇宙学是对宇宙整体的研究﹐并且延长商讨至人类在宇宙中的地位。
目视所见的夜空，只见闪耀的星星镶嵌在黑绒般的背景上，仿佛安宁而安静。
但若以高倍数的望远镜察看，却可看到更多采多姿的世界。
事实上，宇宙出生于一百多亿年前的一次大爆炸，经历强烈的演化和连续的膨胀后才成为今日的样子。
9-1 教课理念知识性介绍人类对星体的观察以及宇宙中各样构造的尺度。
由哈伯定律能够推论星系间之距离向来在增添﹐得悉我们生活在一个正在膨胀的宇宙中。
9-1宇宙构造的认识及哈伯定律按古籍所载﹕“四方上下曰宇﹐往古来今曰宙”。
因此“宇宙”一词原指我们生活于此中的时空﹐但今日通用的涵意则仅指空间的部分。
宇宙不单浩大无涯﹐现代的天文察看技术更揭露了这其中各样漂亮而绚烂的构造（图9-1）。
图 9-1望远镜下的蟹状星云一﹑宇宙中的各样构造万有引力是一种远程力﹐而以引力相联合的天体也形成各样不一样层次的构造。
与我们的日常生活经验对比﹐这些天体构造的大小都是“天文数字”。
事实上﹐真空中的光速约为每秒三十万公里﹐任何速度都不会超出它；但即即是光波﹐在天体间流传也需要很可观的时间。
跟我们最亲密有关的天体构造就是太阳系﹐它是一个典型的行星系（planetary system）﹐大致由太阳﹑行星﹑彗星﹑及各行星的卫星所构成﹐而地球不过太阳系中一颗平庸的行星。
光从太阳扺达地球约需500 秒﹐或许也能够说﹐太阳跟地球的距离约等于 500“光秒。
”恒星之间的距离远大于行星系的大小﹐这时较合用的天文距离单位是光年（ly ）﹐定义为真空中光在一年内所前进的距离。
比如在北半球夜空最光亮的天狼星﹐是较靠近我们的恒星﹐它跟太阳的距离即约为8.7 光年。
一群周边的恒星会构成星团（star cluster）﹐顾名思义即是恒星的公司。
分散星团（ open cluster）一般由较年青的恒星所构成。
高中宇宙物理学知识点总结
高中宇宙物理学知识点总结高中宇宙物理学知识点总结一、引言宇宙物理学是研究宇宙起源、演化、性质和结构的科学学科。
在高中阶段，宇宙物理学是物理学的一个重要分支，它使我们能够更深入地了解宇宙的奥秘。
本文将对高中宇宙物理学的主要知识点进行总结和解析，以帮助读者更好地理解这一领域的知识。
二、宇宙物理学基础知识1. 宇宙的起源与演化：宇宙大爆炸理论是目前广为接受的关于宇宙起源的理论，宇宙在大爆炸中诞生，并以不断膨胀的方式发展至今。
演化过程中，宇宙经历了星系的形成与壮大、恒星的诞生与死亡、黑洞的形成与演化等现象。
2. 天体观测方法：天文望远镜是天体观测的主要工具，包括光学望远镜、射电望远镜、X射线望远镜等。
它们通过接收和分析天体发出的各种电磁波来获取信息。
3. 星系与星系团：星系是由数十亿颗星体组成的集群，主要有螺旋星系、椭圆星系和不规则星系等类型。
星系团是由若干个星系组成的大型结构，它们通过引力相互吸引形成。
三、宇宙物理学研究内容1. 星体的结构与性质：恒星是宇宙中最基本的天体单位，由气体组成。
恒星的结构包括核心、辐射区、对流区和色球等部分。
恒星的性质与质量、半径、光度等相关，通过观测和计算可以确定恒星的演化轨迹。
2. 行星与行星系：行星是围绕恒星运行的天体，主要有类地行星和巨大气体行星两类。
行星系是由行星和恒星组成的天体系统，目前已发现许多类似于太阳系的行星系。
3. 星系结构与演化：星系的结构包括盘状结构和球状结构。
根据星系的形态、亮度和其他特征，可以将星系划分为埃菲勒型、棒旋型、椭圆型等不同类型。
研究星系的演化可以帮助我们了解宇宙的演化历程。
4. 天体物理现象：超新星爆炸是宇宙中最为剧烈的爆发现象之一，它们释放出巨大的能量。
伽马射线暴是宇宙中最为强大的电磁辐射，它们的能量远超其他类型的辐射。
四、宇宙背景辐射和暗物质1. 宇宙背景辐射：宇宙背景辐射是宇宙中最早的辐射，具有均匀的分布和微小的温度差异。
它是宇宙大爆炸后残留下来的辐射，对研究宇宙演化和宇宙学参数具有重要意义。
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▪ 宇宙年龄的测定 ▪ 宇宙距离的测定 ▪ Hubble 常数 ▪ 宇宙物质的测定 ▪ 宇宙中的物质组成
在固化过程中，各种元素分开。对于同一种元素， D/Di 为常数
水平线表示零年龄 D / Di
P / Di
随着时间的演化，P元素衰变产生D元素
不同，因此各样品
❖ 球状星团的年龄 球状星团：引力束缚系统，103—106恒星 大小：几十-----200 光年 年老的恒星，低金属丰度
星团中的恒星 同时诞生； 金属丰度均匀。
大质量恒星主序星 寿命短 星团的颜色随着时间的 推移而变红
根据主序星演化理论，可以计算残存主序星最大绝对 光度 (turnoff point)。 它与星团的年龄，金属丰度 相关。通过测量 turnoff point的视星等，星团的距离， 金属丰度，便可估计球状星团的年龄。
D/ Di
的组成仍在一条直线上。
直线的斜率随时间增大。
P / Di
P/ Di
很明显，直线的斜率为
斜率=新增加的（D /Di)/ 剩余的(P/Di)
新产生的D= Pori[g 12t/1/2]
剩余的P=
P 2t/1/2 orig
于是：斜率=
[1 2t /1/ 2 ] 2t /1/ 2
关于宇宙的知识
宇宙（Universe）在物理意义上被定义为所有的空间和时间（统称为时空）及其内涵，包括各种形式的所有能量，比如电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等，其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。
宇宙还包括影响物质和能量的物理定律，如守恒定律、经典力学、相对论等。
大爆炸理论是关于宇宙演化的现代宇宙学描述。
根据这一理论的估计，空间和时间在137.99±0.21亿年前的大爆炸后一同出现，随着宇宙膨胀，最初存在的能量和物质变得不那么密集。
最初的加速膨胀被称为暴胀时期，之后已知的四个基本力分离。
宇宙逐渐冷却并继续膨胀，允许第一个亚原子粒子和简单的原子形成。
暗物质逐渐聚集，在引力作用下形成泡沫一样的结构，大尺度纤维状结构和宇宙空洞。
巨大的氢氦分子云逐渐被吸引到暗物质最密集的地方，形成了第一批星系、恒星、行星以及所有的一切。
空间本身在不断膨胀，因此当前可以看见距离地球465亿光年的天体，因为这些光在138亿年前产生的时候距离地球比当前更近。
虽然整个宇宙的大小尚不清楚，但可以测量可观测宇宙的大小，估计其直径为930亿光年。
在各种多重宇宙论中，一个宇宙是一个尺度更大的多重宇宙的组成部分之一，各个宇宙本身都包括其所有的空间和时间及其物质。
随着巡天观测技术水平的逐步提高，人类不断尝试绘制整个宇宙的全貌。
2021年1月14日，国家天文台北京-亚利桑那巡天(BASS)团队和暗能量光谱巡天(DESI)团队联合发布最新巨幅二维宇宙地图。