宇宙大尺度结构和星系形成与演化

宇宙的形成与演化论文

宇宙的形成与演化论文。前言：这学期我们选修了宇宙的形成与演化这门课程，在这一个学期的时间里，我们跟随徐老师进行学习，了解了宇宙的形成过程，星系的组成，宇宙的演化过程等很多知识，同时，徐老师也经常给我们播放相关的视频，使一些宇宙相关理论变得更加生动和易于理解。我对天文学向来报有一种强烈的好奇与好感，选择这门课程我感到很开心。接下来，我会结合老师的讲课以及自己的课外拓展，谈一谈我对宇宙的了解和认识。（一）宇宙的起源目前关于宇宙的起源的理论影响较大的便是大爆炸理论。老师在课堂上给我们放过宇宙起源的主题教育片，给我影响比较深刻的便是其中几位美国学者的那种独特的思想观点。大爆炸理论是目前人们普遍认可的一种理论。这种理论是这样解释的，宇宙在爆炸之后开始不断膨胀，导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子，并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们如今所看到的宇宙。现在宇宙物理学的几乎所有研究都与宇宙大爆炸理论有关，或者是它的延伸，或者是进一步解释，例如大爆炸理论下星系如何产生，大爆炸时发生的物理过程，以及用大爆炸理论解释新观测结果等。这个理论首先是建立了两个基本假设：物理定律的普适性和宇宙学原理。同时也比较自然地说明了许多观测现象，而且理论和观测结果能较好地相符。具有很强的科学性。该理论最直接的证据来自对遥远星系光线特征的研究。在课堂上，我们了解了星系谱线红移这个新的知识概念。根据哈勃定律。天文学家通过观测星系的谱线红移量，就能求出星系的视向速度，进而能得出它们的距离。大爆炸理论的科学性令人信服，但它也存在一些问题，比如视界问题，均匀度问题和重子不对称等，其中最突出的是“原始火球”是从哪里来的? 而目前另一种理论是定宇宙永恒说。这种理论认为宇宙是处于一种稳定的状态，这就是说，一些星体湮没了，在另一处会有新的星体产生。宇宙只是在局部发生变化，在整体范围内是稳定的。我相信，随着科学的发展和研究的深入，这两种理论将不断地接受新的考验。可能会被新的理论证实，也可能被新的疑点推翻。当然也有可能产生更加科学的新的理论。不断怎样，我相信，我们对宇宙的起源的了解，会不断的更新，不断地接近最终实际。星系的形成与分类在宇宙中，我们把由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系。目前，我们对星系形成演化过程比较流行的看法就是：在原始星系云收缩过程中，第一代恒星出现，在原星系的中心区，收缩快，密度高，恒星形成率也高，形成漩涡星系的星系核或形成椭圆星系整体。漩涡星系和椭圆星系内部所包含的能量是经常会发生物理变化，用自身的自传离心力阻止赤道的进一步收缩。因而让它们的扁率各不相同，气体的随机运动和恒星辐射加热等因素，使部分气体未结合成成星胚，并因碰撞作用而沉向赤道面，从而形成旋涡星系和不规则星系，结果使星系从形成之初就已经定形并保持下来，不再显著变化。在几亿年期间，由原星系形成的为年轻星系最终变成了我们现在所熟悉的宇宙星系。美国天文学家哈勃是研究现代宇宙理论最著名的人物之一，同时也是河外天文学的奠基人。他把宇宙中的星系按其形态或叫结构类型划分成了四类：（1）、椭圆星系。椭圆星系是从圆球星系发展演化而成的（2）、旋涡星系。旋涡星系在宇宙中也有多种形态，而且也有一个发展演化的过程。一开始从不规则的形态向规则形态逐步发展演化（3）、不规则星系。不规则星系也能逐渐发展演化为规则星系。

论星系的形成与演化

论星系的形成与演化摘要：宇宙演化是通过大爆炸形成各种天体，与宇宙随后在万有引力作用下收缩，引发新宇宙再生的脉动循环方式进行。同时，要研究恒星的起源，就必须首先解决星系起源问题，因为恒星是在星系演化过程形成的。不首先解决星系的起源与演化问题，恒星起源模式就是空中楼阁，镜中水月，根本不能认为具真正可信的基础。关键词：大爆炸宇宙星系恒星引言：学习了现代自然科学技术概论，我深深的了解到了宇宙的奥妙，宇宙中的星系更是我们我们无法预料的。尤其是对于我这样一个男生来说，能够真真切切的了解星系是多么令人心驰神往的事情。人类正在逐渐的探索其中的秘密，我相信这将会给我们带来无限的惊喜与期待。一、宇宙起源与演化的真正正确模式（一）宇宙的起源关于宇宙的起源，虽已提出了不少不同理论模式，并且有的模式还被十分人们推崇，但这些被推崇的模式，其实许多都是具有不合理性的。例如爱因斯坦宇宙模式，认定万有引力只在很小距离有效，一旦天体间距离大于一定数值后，引力就变斥力，就完全是一种根本不合理的假定。因为有谁能为这种随距离增加。就会引力消失与斥力产生，真正提出一种可信机制？又有谁至少可从纯理论上说明，万有引力为何就只在近距离内才有效？所以这种模式虽然从表面上看，似乎建立在非常严谨数学模式上，但模式本身其实根本没有任何科学性可言。大爆炸理论认定宇宙是由一奇点大爆炸产生。但这一奇点又怎么产生？不首先解决这一问题，就认定宇宙是这一奇点大爆炸后的演化产物，同样也很难让人觉得真正可信。另外在一般大爆炸理论中，也同样存在忽视万有引力存在的问题。而一旦认定有万有引力存在时，大爆炸后产生的宇宙，就决不会是一直进行膨胀了……。其它的一些宇宙演化模式，在此不一一进行评论，但这些宇宙演化模式，同样也都存在一些这样那样的问题。事实上万有引力，是以客观存在的物质性引力作用粒子作基础的，并且这种引力作用粒子，是一种即可吸收到与之接近天体物质内，对天体产生引力，又可随原子对同样具物质粒子性的光电辐射的发射与吸收，而进出物质原子，因而是一种的实实在在的客观存在物质粒子。并且这种物质性引力作用粒子，也同样可由于光电等辐射粒子，在空间内的运动，而散布到无限远的宇宙空间。所以万有引力即使对无限远的天体，也同样是存在作用的，绝不会因空间距离变远，引力就变为斥力，而要建立真正正确的宇宙及星系的起源与演化模式，就绝对不可忽略万有引力的作用问题。其实要建立正确的宇宙起源与演化模式，就必须以客观存在的宇宙空间内已知天体特征作为基础，任何不以客观存在天体特征作为基础，而去假定一些根本不具客观合理性的条件，作为建立宇宙起源与演化模式的基础条件，全都不可能建立真正正确合理的模式。那么根据现有宇宙内的各种天体特征，要建立正确的宇宙起源与

宇宙起源和恒星演化测试鲁教版

宇宙起源和恒星演化测试鲁教版 LEKIBM standardization office【IBM5AB- LEKIBMK08- LEKIBM2C】

第一单元浩瀚的宇宙宇宙起源和恒星演化同步测试 1、关于人类目前观察到的宇宙的说法不正确的是 ( ) A. 称为“可见宇宙” B.半径约140亿光年 C．最远约9. 408 1012千米 D.总星系 2、下列说法不正确的是 ( ) A.离太阳最近的恒星的光到到达地球约需年。 B.太阳的质量占整个太阳系质量的% C.星云是类似于银河系的天体系统。 D.银河系有2000多颗恒星，直径约8万光年，太阳距离银河系中心约万光年年，大规模流星雨现象发生在 ( ) A.小熊座 B.大熊座 C.狮子座 D.天鹰座年，当时一个14岁的中学生曾观测到哈雷彗星的回归，如果它再次观测到这颗彗星时年龄该是 ( ) 岁岁岁岁 5.由气体和尘埃物质组成的呈云雾状外表的天体是 ( ) A.星云 B.流星体 C.行星 D.彗星 6. 天体系统的层次，由小到大排列顺序正确的是 ( ) A、太阳系→银河系→地月系→总星系 B、银河系→河外星系→太阳系→总星系 C、地月系→银河系→总星系→河外星系

D、地月系→太阳系→银河系→总星系 6. 质量较大的恒星在核燃料用完、核反应停止后，演化为（） A. 白矮星 B. 中子星 C. 红巨星 D. 主序星 7.下列各组行星均属类地行星的是 ( ) A、金星、地球、火星 B、水星、木星、土星 C、地球、天王星、木星 D、火星、水星、冥王星 9.有关哈雷彗星的叙述正确的是 ( ) ①彗星是在扁长轨道上绕地球运行的一种质量很小的天体 ②彗星呈云雾状的独特外貌 ③哈雷彗星的公转周期是76年 ④彗星绕日公转的方向与行星绕日公转的方向相同 A、①② B、③④ C、②③ D、①④ 10、太阳系九大行星中离地球最远的是 ( ) A、水星 B、金星 C、木星 D、冥王星 (二)综合题 1.读“地球在太阳系中的位置”图，回答下列问题：（1）图中字母表示地球的是；与其相邻的两颗大行星，按距离太阳由近及远的顺序排列依次是、，它们都属于行星。（2）图中字母表示的行星中，质量和体积都很大的是、（填字母），它们都属于行星。（3）图中共包括级天体系统，图中天体系统的成员除图中反映出来的以外，还包括、、和行星际物质等。

第一篇第四章宇宙的结构层次与物质的基本单元

第一篇第四章宇宙的结构层次与物质的基本单元（p78-79）第一节宇宙的宇观、宏观和微观三个层次构成物质的基本单位是夸克、轻子和传播子。宇宙按其空间尺度和质量大小可分为宇观、宏观和微观三个层次。一、微观层次（弱、强相互作用和电磁相互作用是支配微观层次的决定性因素）微观层次通常又分为粒子亚原子和原子分子两个层次。随着原子核增大，质子间静电排斥逐渐增大，最终超过核力的约束，就不存在稳定的原子核，强相互作用与电磁相互作用的平衡条件决定原子大小的上限。二、宏观层次（电磁相互作用是支配宏观层次的决定性因素）宏观物质是由大量原子分子形成的凝聚体系，其稳定条件是电子受原子核的为库伦吸引与电子之间因泡利不相容而有的排斥之间的平衡。密度随体积或质量的增加而略有增加，万有引力逐渐增强并开始起作用。三、宇观层次（万有引力相互作用则是支配宇观层次的决定性因素。）在这个系列中，随着尺度和质量的增加，密度逐渐减小。万有引力作用与电磁相互作用不同，它不能屏蔽和中和，随着质量的增加，万有引力逐渐占支配地位的相互作用。弱强相互作用和电脑相互作用是支配微观层次的决定性因素，电磁相互作用是支配宏观层次的决定性因素，而万有引力相互作用则是支配宇观层次的决定性因素。

1661年，英国科学家玻意耳提出了化学元素概念，为科学地研究化学奠定了基础。 1803年，英国化学家和物理学家道尔顿用原子的概念阐明化合物的组成及其所服从的定量规律，并通过实验来测定不同元素的原子质量之比。这种始于化学的原子假说叫做“化学原子论”。 1811年，意大利科学家阿伏伽德罗提出了分子假说，弥补了道尔顿原子学说中忽视了原子和分子区别的缺陷，两者结合成为“原子——分子学说”。 1869年，俄国科学家门捷列夫发现了元素的周期性递变规律并制成了元素周期表。在人类认识物质结构的进程中，这是一个重大的成就。第三节物质结构的基本单元 1964年，盖尔曼提出了夸克模型，认为强子，包括质子和中子，都是由夸克组成的。一、第一粒子——电子的发展 1897年，汤姆孙发现阴极射线粒子称为“电子”。电子有一种运动属性，叫做自旋，自旋是微观世界粒子特有的属性，电子是人类发现体现这种特性的第一个粒子。只参与电磁相互作用和弱相互作用，电子是质量很小的粒子，成为轻子。电子的Q=-1，轻子数L=+1。汤姆孙1906年获诺贝尔物理学奖，被誉为“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”。二、质子的发现

宇宙的基本结构天体的演化

宇宙的基本结构天体的演化宇宙的基本结构 1、地月系（一）、地球：是一颗直径约为12756km 、质量约为6.0*1024 kg 的行星，以约30km/s 的平均速率绕太阳高速旋转。 ⑴地球球形的证明： ①船只出海时渐渐没入地平线，最后完全消失在地球的弧线下方。 ②人们向南旅行和向北旅行时所见的星空是不同的 ③月食时观察到地球投到月球上的影子，正好符合地球与月球两者都是球状时所预期的形状 ④1519至1522，葡萄牙航海家麦哲伦率领的船队第一次环球航行成功，实践证明了地球是球形的。 ⑤现代，外太空拍摄的地球照片证实地球是球形的 ⑵北极星附近的星星经长时间曝光摄得的照片说明什么？由于地球的自转，星星在天极附近画出美丽的弧线每隔1h 或15min 观察一次星星。看到星星和月球一样在东方升起，西方落下，不同的星星彼此相对位置不变而成群地穿越天空，而北极星几乎不动，它周围附近的星星环绕着它做圆周运动。（二）月球：月球走径约为3476km ，质量约为地球的1/81，平均密度几乎和地球地壳的密度相等。1609年伽俐略第一次用自己发明的望远镜看到了月球表面的环形山、高地和月海。 ⑴从地球上看，我们总是看到同样的一些月海，因此我们推断月球总是以同一个面来对着地球。 ⑵月球对地球的影响——潮汐 ①潮汐现象产生的原因：由于月球对地球同同部分施加不同的万有引力而产生的 ②潮汐： A 点是离地球最近的点。在这一点上，月球对地表水的引力要大于它对地球其他部位的引力，于是水流向A 点，形成高潮。B 点是离月球最远的点。在这一点上，月球对地表水的引力要小于它对地球其他部位的引力，加上地球本身的运动，水被抛在其后，这些被抛在身后的水形成另一个高潮。C 点和D 点为两个低潮点。 *⑶月球的成因：碰撞论的假说 2、恒星和行星（一）太阳系 ⑴太阳：太阳是一颗自己能发光发热的气体星球。太阳的直径约为1.4*106 km ，总质量约为 2*1030 kg 。太阳的能源为：内部的热核反应（轻核聚变） ⑵太阳系的结构：行星在太阳的引力作用下，几乎在同一平面内绕太阳公转。距离太阳越近的行星，公转速度越大。行星的分类：常按照行星离太阳的远近及其结构对行星进行分类ＢＣＤ

宇宙的起源与演化知识提纲

宇宙的起源与演化知识提纲-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1. 我们的宇宙（1）宇宙中的天体系统：宇宙中存在着各种各样的天体。这种天体按照它们的体积大小和质量大小，可以排列为行星、恒星、星团、星系等不同层次。（2）星系是由几亿至上万亿颗恒星和星际气体以及尘埃物质构成的天体系统，星系是宇宙的基本组成部分，银河系是星系的一员。由数十个星系组成的星系集团称为星系群，由几百到几千个星系组成的星系集团称为星系团，另外，还发现了由大量星系团组成的超星系团。（3）宇宙在大尺度上的结构是均匀的，各向同性的，宇宙是无边的。（4）用多普勒效应可以来解释河外星系的谱线红移现象，并可以推断星系之间正在相互退行远离，宇宙正在膨胀，宇宙的膨胀是没有中心的膨胀。（5）通过活动：气球表面上圆点之间的距离在膨胀中相互增大来体验没有中心的膨胀。 2. 热大爆炸宇宙模型（1）宇宙起源于热大爆炸，从大爆炸到现在已经过去了约150亿年。（2）宇宙微波背景辐射是宇宙起源于热大爆炸的有力证据，3K就是热大爆炸留下来的余温。（3）宇宙从大爆炸起就始终在演化着，大爆炸后3分钟出现了复合原子核，大爆炸后100万年出现原子，大爆炸后10亿年出现恒星和星系，大爆炸后100亿年太阳和地球诞生。（4）宇宙物质密度的大小是决定宇宙将来究竟继续膨胀还是收缩的唯一条件。不过，20世纪的最后两年里，科学家发现宇宙不仅在膨胀，而且是在加速膨胀，因此，宇宙很有可能永远膨胀下去。 3. 恒星的演化（1）恒星的演化经历了形成中的恒星——主序星——红巨星——白矮星、中子星（脉冲星）、黑洞。（2）主序星是稳定的恒星，使它发光发热的能源是核能，太阳就是一颗主序星。红巨星是大多数恒星一生中必定要经历的一个阶段，太阳在50亿年后将成为红巨星。白矮星和中子星都是恒星演化的晚期，其中白矮星是由质量不太大的恒星演化来的，中子星是由质量较大的恒星演化过来的。质量更大的恒星将演化成黑洞。（3）形成中的恒星依靠引力势能发光发热；主序星是依靠氢核聚变来发光发热，红巨星依靠氦核聚变来发光发热，白矮星和中子星依靠冷却发光。（4）超新星爆发是大质量恒星演化到晚期形成中子星或黑洞时发生的能量巨大的爆炸。超新星爆发是一些恒星诞生的直接动力，也是各种元素形成的原因。 4. 星际航行和空间技术（1）人类对星际航行的渴望和面临的困难：地球引力是人们星际航行面临的第一个障碍。还面临如何保证星际航行的安全、如何避免受到星际空间致命辐射的袭击、如何保证星际旅行中人类生存所必须的供给等。（2）1957年10月4日苏联成功地发射了第一颗人造卫星。（3）航天器可分为无人航天器和载人航天器两大类。无人航天器有人造卫星、无人航天飞船、空间探测器等，载人航天器有载人航天飞船、航天飞机和空间站等。此外还有把各种航天器送入空间的运载火箭。（4）人造卫星的主要功能是依靠它的高位置优势对地面进行观测或作为微波通信的中继站。按照使用功能的不同可以分为通信类卫星和对地观测类卫星两大类。例如各种通信

道教的宇宙结构是怎样的

道教的宇宙结构是怎样的浩瀚宇宙，无边无际，无穷无尽。在道教人看来，宇宙星空就像是一个有效的模型，只要将其建立，便一切都在他们的掌握之中。道教的教义算是一种哲学，他们认为宇宙是由“道”演变而成的，“道生一，一生二，二生三，三生万物。” 道教人嘴里所说的“道”，是阴与阳未被判定之前的无极，是混沌的，他们用无极的图案来代表“道”。它无处不在，遍布各地，没有任何的形象与声音，它的数量永恒，没有增减。它没有名字，但却是最真实的存在。道教人把它称之为道。概括为：“道”是宇宙与天地的主宰者，是万物之始的演化者，这是宽泛的概念，没有对世界万物有一定认知的人是无法体会的。道教人对“道”的理解除了上述原理之外，还有关于“道”是神灵，而始祖为太上老君。“道”是存在于自然之中，精气、元气并存，灵气逼人、精神抖擞。它无处不在，无所不艳情，是虚无之体，造化的根本，是万物的本原与宇宙的主宰者。太上老君的一化三清说体现了道即为太上老君，是神灵的始祖。他们认为，宇宙的形成过程经历了许多世纪，包括：洪元、太初、太始。他们的有这样

想法的依据在于道生万物。在世界没有天地时分，没有阴阳也没有任何形状的时候，只有太上老君独存于玄虚之中。这时候的万物无法识别，无法遇见，若是遇见，也无法看见是怎样的形状。之后，世界开始渐渐分明，从而出现洪元世纪，是道都创世纪的第一世纪。洪元世纪为一，在此之后，世界经历了万劫，从而形成百成，在百成之后的八十一万年后，形成了太初，太初，是第二大世纪，为二。太上老君(文自简单购中国,谢谢欣赏) 在第二大世纪过后的不久，便迎来了第三大世纪，太始。这时候的太上老君，已经下凡，在民间为师，并口诉《太始经》，教人们如何置立于天下，这样的世纪以及之前的所经历的世纪被道教人称为“上古”。而之后的中古形成于最为混沌之时，用一句话来形容当时的情况：“天生五气，地生五昧，人民食之，乃得延年”。虽然混沌，但是人们的一些沿用至今的生产关系得到确认，是关键的环节。道教人认为，在之后的世纪里，太上老君先后下凡为师，教人们以生产、生活，医学、文学等各种学问。综上所述，太上老君为世界的创世主，是道教创世纪的主要线索以及基本内容，是万物之始，是道教宇宙结构的根基。

人教版高中地理选修1《第一章宇宙第三节恒星的一生和宇宙的演化》_2

恒星的一生和宇宙的演化（教案）教学目标: 1、知识目标：（1）知道恒星的不同发展阶段：红巨星、超巨星、中子星、白矮星、暗矮星和黑洞；（2）了解大质量恒星的演变过程。（3）知道宇宙膨胀的现象和证据。（4）了解大爆炸宇宙论的主要观点。 2、情感目标：树立科学的宇宙观，以及热爱科学勇于探索的精神。教学重点与难点知道恒星的不同发展阶段。了解大爆炸宇宙论的主要观点学情分析学生在宇宙方面的基础知识是很缺乏的，教学过程中也很难找到直观的实验和真实的模型支持，学生理解起来比较困难，但同时学生对未知的宇宙充满了好奇。这节课开始带领学生进入神秘的宇宙，为学生发展想象力和创新精神，提供了广阔的空间。学法点拨学生在课前应阅读有关宇宙的书籍，如霍金的《果壳中的宇宙》和《时间简史》等，了解一些关于宇宙的信息，激发学生对探索宇宙的兴趣，同时为课堂的发言和提问做好准备。学生通过交流了解人类对宇宙认识的历程，小组讨论，认识到人类对自然界的认识水平是和当时的科学技术发展水平相适应。做好“气球膨胀和黑点运动”实验有助于学生对星系运动的正确理解，如果学生讨论后没有的结论时，教师可以适当提示，帮助学生建立假说——大爆炸宇宙论。教前准备一人一机学习环境，（黑马教学软件组织教学）。《宇宙起源》网络课件一个，课前在网络教室的服务器上调试好。教学方法多媒体演示、网络协作式学习、讲述法教学过程一、复习旧知提出问题 1、教师通过多媒体回顾恒星的形成，展示各种各样的恒星。

在地球上遥望夜空，宇宙是恒星的世界。恒星诞生于太空中的星际尘埃（星云），恒星是在熊熊燃烧着的星球。一般来说，恒星的体积和质量都比较大，只是由于距离地球太遥远的缘故，星光才显得那么微弱。恒星发光的能力有强有弱，恒星表面的温度也有高有低。一般说来，恒星表面的温度越低，它的光越偏红；温度越高，光则越偏蓝。 2、学生欣赏的过程中，课件出示问题。（1）各种恒星诞生后，会发生变化吗？（以上是恒星不同演变阶段的实物照片。）（2）图片中哪张是红巨星？它有什么特点？（3）图片中的白矮星在哪里？为什么看不到？这说明它的亮度大还是小？（4）图片是想象黑洞是个空洞吗？你能想象看不到它有原因吗？（5）图片中哪张是超新星大爆炸？ 3、学生讨论讲述新知 1、恒星不同发展阶段的特点和它们之间转化的关系。（教师总结学生的回答，在对应的图片旁边出示说明。）（1）红巨星：红色直径比太阳大10～100倍，亮度比类似太阳的恒星大得多。（2）白矮星：密度很大，体积和亮度很小，由红巨星转变而来。（3）黑洞：质量更加大的恒星爆炸形成的，密度非常巨大，任何物质，甚至光线都无法逃脱它的吸引。（4）超新星：超新星在超红巨星的爆炸中诞生，密度巨大。（5）中子星：超新星爆炸后形成，体积很小，密度极大的星核二、自然过渡，接着讲授宇宙的起源（一）教师展示课件，播放新闻。新华网浙江频道8月13日电依靠手指拨动着轮椅机器前行的霍金，“拨动”了杭州城，“拨动”了长江三角洲，甚至轰动了整个中国——在他到达杭州之前，他的科普名著《时间简史》和《果壳中的宇宙》已在当地连续畅销了好几个星期；印有霍金头像的文化衫，风靡了杭城的大街小巷；8月9日，当他从上海浦东国际机场转道杭州时，媒体热情的“长枪短炮”再一次对准了他；昨天，霍金召开记者见面会，来自沪浙两地的数十家媒体蜂拥而至；8月15日他关于“膜的新奇世界”的公众演讲，成为杭州市民眼下最为期盼的盛事…… 1、请学生谈谈关于霍金的事迹和他的著作，或者谈谈关于宇宙的话题。（学生自由谈话，可以说说你知道的东西，也可以说说你想知道的东西；教师鼓励学生大胆想象，对学生的发言

第三章宇宙的起源与演化

第三章宇宙的起源与演化教学目的要求：了解宇宙基本构成和人类宇宙观的历史演变；了解天文领域的重大成就，理解宇宙大爆炸理论的基本观点；掌握恒星诞生、演化、结局的规律。教学重点：宇宙大爆炸理论、恒星的演化。教学难点：宇宙大爆炸理论。教学具体内容：宇宙的起源和演化、宇宙概观；人类对宇宙的认识和探索；宇宙的起源和演化；星系；恒星；太阳和太阳系；第一节人类探索宇宙的历程一、古人对宇宙的认识古代自然哲学家们对宇宙问题的探讨，大多是在大地和天空的相互关系问题上。随着科学的发展，后来又进入到地球和太阳之间的关系上。古代各民族都有自己对宇宙的认识和想象。它们带有深刻的民族特点。比如，中国古代就逐渐形成“天圆如张盖，地方如棋局”；古代埃及人认为大地是漂浮在水上的；古希腊人则认为大地下有支柱支撑着；古印度想象大地是驮在大象背上的；……。地心说：公元2世纪，古希腊天文学家托勒密在总结前人对宇宙认识的基础上，提出“地球中心说”的宇宙模式。日心说：1543年，波兰天文学家哥白尼又建立了“太阳中心说”的宇宙模式。二、人类的探索当人类还处于原始社会时期，就注意到天象与周围环境的变化关系，日升日落，月缺月圆，寒来暑往，斗转星移，形成了人们最初的日、月、季节、年的时间概念，并由此开始了对天的观测，专门观测天空的场所——天文台和各种观测仪器也随之建立和发明。从古老的观天遗址到现代的天文台，从最初的目视观测到现在巨大的光学天文望远镜和射电天线阵，这期间经历了几千年的漫长历程。伴随着天文观测工具的发明和不断改进，以天文观测为基础的古老天文学，得到了飞速的发展。用现代科学技术装备起来的现代天文台和太空探测器，为人类打开了一个个崭新的宇宙窗口，借助于这些现代化的观测工具，人类正在探索茫茫宇宙的奥秘。三、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

沪科版物理高二年级第二学期第四篇第十三章B宇宙的基本结构_学案设计(无答案)

宇宙的基本结构【学习目标】 1．知识与能力（1）知道自己生活的地球的情况。（2）知道太阳系的基本结构和特征。（3）知道银河系的大致结构，知道宇宙的基本结构。 2．过程与方法（1）以“宇宙的结构”为专题，以地球到宇宙为主线，通过自主学习的过程，经历了收集、整理资料，并进行交流的过程。（2）通过观察图表、图片，经历分析问题、归纳总结的过程。（3）通过建立地月系模型，描绘太阳系和银河系及猜想宇宙的大致图景，体验建立物理模型的过程。 3．情感态度价值观（1）通过对问题的探索与交流，增强主动参与意识和集体协作意识。（2）通过查阅资料、归纳交流、大胆猜想的过程，体验成功，激发探索宇宙的兴趣，建立科学的宇宙观。（3）通过本节内容的学习，体验宇宙的奥秘是通过人类的长期观察和探索并逐步被人们所认知的。（4）通过宇航员的视角来发现地球上我们的家园的景象，增强环保意识。【学习重难点】重点：阐明宇宙不同层次结构的特征及人类探索宇宙的方法。难点：本节内容难点是如何通过我们观察到的事实和证据来推断宇宙的结构，并建立物理模型。【学习过程】一、知识回顾 1．两个物体间的引力F的大小，跟___________________成正比，跟_______________成反比，这条规律叫做万有引力定律。万有引力可用公式表示为__________。 2．万有引力公式中的G称为_______常量，由精确实验测量可知G=________________。

___________利用扭秤验证了万有引力定律，并测出了_________常量。二、新课教学思考： 1．如果“旅行者”2号这个太空“漂游瓶”在某一天被天外的智慧生命发现，他们能理解我们的音乐、思想和感情吗？ 2．如果你有机会向太空中的其他智慧生命族群说明你已掌握的最重要的物理知识，你会如何表达？问题：科学家们是怎样发现宇宙结构的？ 1．地球和月亮（1）在地面上我们如何知道大地是球状的？常识：地球是一颗直径为_________km、质量为______kg的行星，以30km/s的平均速度绕太阳公转。（2）从北极星附近的星星长时间曝光照片，你知道什么？（3）月球的存在对地球有什么影响？伽利略第一次用自己发明的望远镜看到了月球表面有许多环形山、高地和月海。从地球上看，我们总是看到同样的一些月海，因此我们推断月球总是以______对着地球。月球的存在对地球产生了许多影响，比如潮汐现象主要就是由于月球对地球的_____影响而产生的。常识：月球的平均直径为____km。质量约为地球的____。图中显示的是月球背向地球那一面的地貌，为什么月球背对地球的那一面比面向地球那一面更加粗糙不平？潮汐主要是由于月球对地球的______造成的，但太阳的引力也对地球上的潮汐产生影响。图中描述了地球、月亮和太阳的相对位置的两种情况，请判断哪种情况下，地球上的潮汐更大一些？为什么？（4）月亮是怎样形成的？目成前，在有关月球因的所有假设中，证据比较充分的是一种被称为_____的假设。 2．太阳和行星（1）太阳的能量是如何产生的呢？（2）太阳系有怎样的结构？水星、金星、地球、火星称为______，也被称为“_________”它们的外壳是由坚硬的岩石构成的，核心都是铁等金属。 (小行星带外侧的行星)是指离地球距离较远的行星，也称为______。如：木星、土星、天王星、海王星，都是体积巨大的气态行星，没有坚固的外壳

尔雅通识课-天文学新概论-作业考试问题详解综合

2013年下学期城建大学网络通识课考试（天文学新概论）选择题 1、以下不属于特殊变星特点的是： A.光谱全部为发射线 B.大约一个太阳质量 C.对外有强烈的显峰损失 D.B和C 2.2008年11月发射的了（）空间望远镜。 A.钱德拉 B.哈勃 C.费米 D.勇气号 3.探测黑洞，研究暗物质以及探索星系形成和演化的有力工具是什么? A.多普勒效应 B.哈勃定律 C.质能方程 D.引力透镜效应 4室女座SDSSPJ1306存在着巨型黑洞质量是： A．9亿个太阳质量 B．8亿个太阳质量 C．10亿个太阳质量 D．11个太阳质量 5.星系分为两大类，分别是（）。 A．亮星系和暗星系 B．星系团和单星系 C．大星系和小星系 D．椭圆和漩涡 6.短时伽马暴持续时间小于（）。 A．200毫秒 B．100毫秒 C．2秒 D．1秒 7.（）证明了奇点是广义相对论的必然推论。) A．爱因斯坦 B．史瓦西 C．拉普拉斯

D．罗斯和霍金 8.类星体的中心是： A.氢 B.氦 C.黑洞 D.尘埃 9.属于重子的物质是 A．暗物质 B．中子 C．电子 D．光子 10、如果宇宙密度小于理论上的临界密度，那么宇宙会如何演化？A．收缩 B．膨胀 C．维持现状 D．都有可能 11、月球的昼夜温差是多少？ A．127℃ B．183℃ C．310℃ D．400℃ 12、第一个发现放射性元素的是哪个科学家？ A．费米 B．艾新德 C．居里夫人 D．贝克勒尔 13、万有引力的发现者是： A．爱因斯坦 B．普朗克 C．麦克斯韦 D．牛顿 14、不属于暗物质的性质的是（）。 A．寿命长 B．质量大 C．作用弱 D．磁场强 15、1935年5月武仙座新星爆发时它的亮度增加了多少倍？

宇宙演化史1

宇宙演化史(课前教育)：江西、南昌、青山湖、南钢学校：蔡林我们的宇宙产生之前，有一个巨大的原始黑洞，黑洞里面密度极大，温度极高，并不断吸收周围的能量；黑洞中有许多平行宇宙，由于黑洞不断吸收能量，体积越来越大，当能量达到超载时，黑洞就会释放能量，被称为“霍金射线”，产生虫洞，释放奇点，并产生大爆炸，形成今天的宇宙。大约在137亿年前，宇宙由一个奇点大爆炸形成，（这是科学家根据大量星系快速远离我们而去的逆向思维得出的理论。）爆炸到0.1秒时，产生了1000亿度的高温，这时宇宙中什么也没有，但时间开始了，空间也不断膨胀。136.5亿年前，宇宙温度先快后慢的冷却，宇宙中出现了最早的元素：氢和氦，氢和氦是构成宇宙最基本、也是最重要的元素；136亿年前，宇宙中产生了许多大质量的恒星，由于大质量的恒星消耗能量多，灭亡得也快，经过了几十亿年后，大质量恒星不断毁灭，在宇宙中产生了许多星云、星团和生命元素。135亿年前，宇宙中产生了最早的星系及银河系，110亿年前，宇宙中产生了氮、氧、铁等元素，90亿年前，产生了大量星云、星团，70亿年前，产生了大量恒星。星云、星团、星系、黑洞、恒星、超新星、中子星、黑矮星、白矮星、红巨星、行星、矮行星、卫星、小行星、流星、彗星、暗物质、暗能量等物质，是逐渐并不断产生的。人类进化史可以追溯到太阳系的产生。大约在45亿年前，距银河系中心（黑洞）三万光年的地方产生了太阳系，44亿年前，在太阳系中产生了地球，43.7亿年前，一颗像火星大小的行星撞击在地球的太平洋处，使之飞出去一块，形成了地球的卫星——月球。地球最早是一个火球，逆时针旋转很快，40亿年前，宇宙中的冰陨石带着生命元素到达地球，并形成海洋；36亿年前，海洋中的水、火山温度、海底火山喷发出来的少量的氧，激活了海水中的生命元素——氨基酸，形成了地球上最早的生命——蓝藻，29亿年前，最早的植物：藻类植物产生，23亿年前，最早的动物：史前海母产生，15亿年前，史前海洋生物达到了繁荣时期。那么，我们人类是怎样进化来的呢？大约在5亿年前，棘鱼（史前鲨鱼）产生，被科学家认为是迄今为止所知的最早的人类祖先。3亿年前，史前鲨鱼进化成了史前三角鱼，2亿年前，又进化成了两栖动物——史前螈鲵鱼，1亿年前，进化成了爬行动物——似鸡龙，6500万年前，一颗直径十千米的小行星撞击在墨西哥的尤卡坦半岛，地球环境变得异常恶劣，引起了地球物种大灭绝，4500万年前，人类进化成了啮齿类动物——史前地波鼠，1500万年前，进化成了哺乳动物——猿猴，700万年前，进化成了直立动物——智人，500万年前，进化成了高智商生物——现代人。目前人类可以用射电望远镜观测到150亿光年以内的宇宙，已经发现了1000亿个像银河系这样的星系，但还没有发现宇宙的边缘。宇宙还在像吹气球那样不断膨胀。宇宙膨胀是先快、（爆炸能量大于暗能量）后慢、（爆炸能量等于暗能量）再快。（暗能量大于爆炸能量）最后宇宙会发生大撕裂。黑洞是大质量的恒星超新星爆发形成的，形成后会吞噬周围的星际物质，连光也不放过，然后，大黑洞吞并小黑洞，大约在550亿年后，宇宙将回到原始平行宇宙，一切终结后又会从新开始。三年级科学上复习植物 1、在大树前看到了什么？树瘤、果实、小动物、鸟巢、小草、藤蔓等。 2、观察：就是带着目的用眼睛、感觉、仪器去看去想。 3、感觉：包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉，还有错觉、直觉、幻觉、预感、灵感、通

2.3-星系形成和演化

§2.3 星系形成和演化星系形成和演化也是天体物理研究一个基本问题, 同时星系作为宇宙的基本单元在了解宇宙的物质分布、化学演化等方面起独特的作用。在暗物质晕基础之上的星系形成理论框架已经建立, 近年来随大规模的星系巡天开展以及大望远镜的深入观测,人们对星系中主要的物理过程有了更为深入的认识。在本篇的第一小节我们首先介绍基于暗物质晕模型的星系形成与演化的图像，截止目前，这个图像已经取得了巨大的成功，对我们理解宇宙中的星系形成与演化的过程起着至关重要的指导性作用。然而，一方面，对理论的检测与验证直接依赖于对星系的观测结果；另一方面，星系的形成与演化的过程中牵涉到的物理过程远比目前的理论计算所能包含的更为复杂，对这些复杂具体物理过程的研究需要更为细致的观测与分析,以及观测与理论研究之间的进一步相互促进。鉴于此，我们在本篇将花费更多的笔墨介绍星系和形成与演化领域观测方面的进展。实际上这方面的研究范围非常广泛，受限于撰稿人的视野和篇幅，我们只能选取有限的研究领域进行介绍。我们在第二小节简单介绍原初（第一代）星系的形成以及宇宙再电离观测给出的限定；随后介绍高红移星系的探测，这方面的观测使得我们可以直接获得宇宙不同时期星系形成与演化的图像；之后的三小节中，针对星系形成与演化过程中的一些关键物理过程，我们覆盖了星系中的恒星形成与演化，星系形态的形成与演化，以及星系的化学演化等研究领域的内容。 2.3.1 星系形成理论从3.2节我们了解到，宇宙中占主导的物质是冷暗物质，冷暗物质结构形成是等级成团。暗物质在红移z～20-30左右塌缩最先形成较小（百万到千万太阳质量）的维里化的结构--暗物质晕（参见 2.2）；这些暗晕经历并合、吸积等过程形成更大的暗晕结构。重子和暗物质在线性增长阶段很好混合，而在非线性塌缩阶段重子由于存在耗散过程而与暗物质分布出现偏差。暗晕先维里化，重子在暗晕的引力场中冷却、进一步下落最后形成星系。在这种图像中, 首先星系形成也是等级式, 在红移z~20-30是形成小星系, 这些小星系之后通过并合、吸积形成大星系; 其次星系形成过程可以分二个阶段考虑, 暗晕的形成和演化以及与重子相关的星系形成过程。如3.2.2所述，对暗物质的纯引力作用过程现在已经有相当好的理解，任何红移的暗晕结构和演化可以从数值模拟给出，这样就可以把主要精力放在目前还没有很好理解的重子物理过程上。暗晕的性质和演化在星系的形成和随后的演化中扮演极其重要角色。每个暗晕包含的气体质量和气体性质由暗晕性质决定；其次暗晕之间的巨大吸引力促进它们之间并合，在暗晕中的星系随后也会并合，产生增大星系同时产生星系形态的变化；最后，暗晕的引力场也决定星系从周围吸积气体的过程。联接暗晕和星系一个重要概念是暗晕占据数分布P(N|M,z), 它描述一个特定红移z和质量M的暗晕中，找到N个一定性质星系的概率。这个概念最早由Jing et al. (1998)等

宇宙起源和演化学说简史

宇宙起源和演化学说简史王为民（四川南充龙门中学）今天我本想在帖吧转发我的“宇宙大爆炸的缺陷”一文，因为这篇文章刚刚见报，其兴奋之情溢于言表。人类从牛顿时代习惯万有引力主宰宏观宇宙的现象，却对于宇宙三大力学(电磁力、强核力、弱核力)的电荷、色荷、弱荷中性视而不见。人们习惯于上帝的安排，很少去问上帝，这样安排宇宙秩序的原因是什么? 我们知道，原子是电中性的，原子核中的质子数总是等于核外电子数。问题是我们的宇宙质子数为什么也等于电子数，我们的宇宙也是电中性的。如若不然，电力比万有引力强一万亿亿亿亿倍是不容许万有引力支配天体运动的。但事实是，牛顿万有引力和爱因斯坦的时空弯曲理论却能够很好地解释行星围绕太阳运动的轨迹。完全不需要电磁力来帮忙。宇宙大爆炸学说好像不屑于这种解释，它的理由就是宇宙本来就是如此，甚至前一个收缩宇宙死亡以后，再次爆发都是如此，没有理由来解释这个质子数等于电子数的理由。质子有反质子，电子有正负电子之分，每一个基本粒子都有其反粒子，光子的反粒子是它自身。宇宙大爆炸最初正反粒子数是相等的，如果永远保持正反粒子数相等，那么正反粒子将湮灭为2～3个光子，宇宙只是光子的海洋，不会出现物质粒子。但事实是，我们的宇宙主要是由质子、中子、电子等物质组成的，反物质的反质子、反中子、正电子在宇宙射线中有极少数来自强烈的恒星内部核聚变过程，它们遇到物质可以湮灭物质的质子、中子、电子等，并不能湮灭宇宙，因为，我们的宇宙是物质的，而不是反物质的。在正负电子对撞机中，科学家将正电子和电子分别加速到接近光速，然后进行对撞。由于对撞能量非常高，激发真空产生更多的正负电子，同时还产生了正反π介子、正负μ子，正反质子，正反中子等。对于带电粒子，科学家用磁场将它们进行分离。我提出的“正反王为民粒子白洞创生正反宇宙定律”能够解释所有这些问题。所以，我感到非常高兴。按照“正反王为民粒子白洞创生正反宇宙定律”应该是正反物质的宇宙大分离。就像人类的起源。为什么我们大中华全是黄种人，欧洲是白人，非洲是黑人，东南亚是棕色种人?这就是人类起源大分离。 1922年，弗里德曼根据宇宙学原理，宇宙天体在大尺度空间分布均匀，各向同性，将罗伯逊——沃克度规代入爱因斯坦含宇宙项的引力方程得到弗里德曼方程，在此基础上，科学家建立了宇宙膨胀、收缩或震荡的各种宇宙流体演化模型。根据“科普中国”介绍:“大爆炸宇宙论”（The Big Bang Theory）认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年，比利时天文学家和宇宙学家勒梅特（Georges Lema?tre）首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末，对Ia超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，因为宇宙可能大部分由暗能量组成。

天体物理学和宇宙演变

天体物理学和宇宙演变世界是物质的，宇宙是物质的，宇宙中物质颗粒是客观存在的，物质颗粒的运动出现扩散、溶合、碰撞三种结果，使得在宇宙空间物质颗粒产生各种分布。其中溶合在一起的颗粒渐渐溶合增长，依次形成星子、行星、恒星、星团、类星体、星系。当星系形成时，使杂乱无章的宇宙中星体的无规则运动变化成有规则运动，星体结束了碰撞期，星系又以自身的运动特点运动下去，它们同样会出现碰撞、溶合和扩散。这便是宇宙的演变。天体物理学属于应用物理学的范畴，是研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。由于天体物理学是一门很广泛的学问，天文物理学家通常应用很多不同学术领域的知识，包括力学、电磁学、统计力学、量子力学、相对论、粒子物理学等。本书作者Leonard S Kisslinger是美国卡内基梅隆大学教授，他意在使任何学科的学生对于近几十年天体物理学取得的那些令人兴奋和感到神秘的发展有一些了解。本书解释了宇宙从早期到现在的演化过程，运用通俗易懂的讲述方式使任何一个拥有高等数学基础的大学生都能够理解。全书由10章组成：1.天体物理学的物理概念：速度、

加速度、动量和能量的基本概念，温度（作为一种能量形式），力和牛顿运动学定律；2.力和粒子：基本粒子的标准模型，原子、原子核、重子等；3.哈勃定律―宇宙膨胀：首先定义和讨论了光的多普勒频移和红移，然后从星系中光的多普勒频移的测量回顾了哈勃定律，最后讨论了宇宙的膨胀；4.恒星、星系等：地球怎样绕着太阳旋转，太阳（作为一个熔炉）的特性，大质量恒星由于引力坍塌导致脉冲星和黑洞形成的过程；5.中微子振荡、对称性和脉冲星冲击：称为中微子振荡的中微子相互转化的三种标准模型的重要属性，怎样利用中微子振荡来测量宇称性、电荷共轭和时间演化对称性，通过中微子发射来解释脉冲星冲击的可能原因；6.爱因斯坦狭义和广义相对论：狭义相对论中的重要假设，以及由此产生的长度收缩和时间膨胀，由洛伦兹变换得到的附加速度的爱因斯坦方程与假设的相一致性，利用相对动量和张量简单讨论了广义相对论；7.从广义相对论得到的宇宙的半径和温度：宇宙的弗里德曼方程、宇宙膨胀的引力辐射和重力波，以及引力量子场理论；8.宇宙微波背景辐射：宇宙微波背景辐射相关的一些概念，重点是温度和时间的相关性；9.电弱相变（Electroweak phase Transition）：定义了量子力学的相变和潜伏热，重点讨论了电弱理论和电弱相变，电弱相变和其产生的重力波间磁场的建立过程；10.量子色动力学相变：量子色动力学相变和银河系和星系团之间磁场的关

宇宙的基本结构

宇宙的基本结构一、星系 1.星系是由宇宙中一大群运动着的恒星、大量的气体和尘埃组成的物质系统。银河系以外的星系统称为河外星系。 2.太阳系是银河系中的一小部分，地球是太阳系中的一颗行星，月球是地球的卫星。二、太阳系 1.太阳系由太阳和八大行星组成，这八大行星在太阳引力作用下，几乎在同一平面内绕太阳公转，距离太阳越近的行星，公转速度越大。

宇宙银河系河外星系太阳系其它恒星系地月系其它行星 2.太阳太阳是恒星，是一颗自己能发光发热的气体星球。直径约为1.4×106Km，体积是地球的130万倍，质量的为2×1030Kg是地球的33万倍。太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，称太阳辐射（光），太阳每秒辐射的能量达到4×1026J，太阳的能量来自内部的核聚变。 3.八大行星水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。其中水星、金星、地球、火星离太阳较近称内行星，木星、土星、天王星、海王星离太阳较远称外行星。内行星有坚硬的外壳，外行星无坚硬的外壳，体积巨大。八大行星的运动特征：共面性：轨道面之间的倾角小于4°，几乎在同一平面上。同向性：都是自西向东运动。

近圆性：轨道的偏心率接近0，近似圆轨道。三、地月系 1. 地球与月球组成一个双星系统称地月系。 2.地球地球是一颗直径约为12756Km、质量约为6.0×1024Kg的行星，以约30Km/s的平均速率绕太阳公转，它自转周期为24小时。地球上生命存在的条件：地球与太阳的距离适中，平均温度15度，大部风地区分布着液态水，非常适合生物的生长。体积、质量适中，吸引住较多的大气和水。经过漫长的演化形成的大气，非常适合生物的呼吸。地球自转和公转周期适中，地球上昼夜更替和季节轮回适中，适合生物的生存。