《宇宙概论课程》PPT课件.ppt

从牛顿 到爱因斯坦,探索宇宙,主要内容：,宇宙起源太阳系、太阳结构及太阳的未来地球和月亮之谜星座与希腊神话银河系以及河外星系有关恒星演化佯谬（白矮星、中子星、黑洞）,课程定位：对非专业学生普及天体物理科普知识,授课方式：,宇 宙 概 论,课程将以教师介绍和影片放影两种方 式，每次课结束学生须上交对介绍内容的简要评论,上下四方曰宇往古来今为宙,战国尸佼,何谓“宇宙”,英语：,Universe,包罗万象,Cosmos,宇宙、和谐、秩序,中国：,与爱因斯坦时空观不谋而合,对宇宙的认识过程：,西方：,中国：,与之相关的故事：,杞人忧天,典型：,战国末期楚国人天问,孔子（儒学）：,两小儿辩日远近,柳宗元（唐）：,天对,没什么可问的，天是无穷，地也是无穷，天地之间弥漫着无穷的气,朱熹：（南宋理学家、思想家、哲学家）,天地之化，阴阳而已,儿戏之谈，不足答也,典型：,亚里士多德：,自问自答地心说 物理学,伽利略：,遭软禁,布鲁诺（宇宙无中心、无限）：,钉于十字架上烧死,哥白尼：日心说,开普勒,牛顿,爱因斯坦,霍金-宇宙有限无界，只不过N维，虫洞,世界上有两件东西能够深深震撼人们的心灵，内心崇高的道德准则，头顶灿烂的星空,辽阔而深邃、庄严而圣洁、自由而宁静、壮丽而光辉,多仰望星空,温家宝：,康德：,屈原：,托勒密：地心说,嫦娥奔月、,夸父追日,女娲补天、,屈原：天问,遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？斡维焉系？天极何加？九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？,哥白尼和他的宇宙观,太阳系,开普勒的宇宙,牛顿物理学的贡献,时空 描述物质运动的背景框架动力学方程 物质世界的因果联系守恒定律 物理规律的不变性与对称性物理世界的统一 迈出了第一步,中世纪的典型宇宙观,宇宙阶梯,探测引力波,上帝创造 之说,宇宙起源的几种说法,宇宙大爆炸 假说,宇宙永恒 假说,宇宙层次 假说,美天文学家：伽莫夫,基本粒子形成阶段（1s）,辐射阶段：近1万年,实物阶段：炸后1万年，温度下降,不是动荡不定，而是处于稳定状态，物质在大尺度范围内处于一种力和物质的平衡状态，宇宙只是在局部发生变化，在整体范围内则是稳定的,宇宙结构是分层次的：比如恒星是一层次，恒星组成星系是一个层次，许多星系结合在一起组成星系团又是一层次,实验依据：红移现象,理论依据：广义相对论,数学依据：,苏联数学家弗利德曼应用不加宇宙场方程，得到一个膨胀或脉动的宇宙模块,哈勃定律：V=H*D,西方基督教有上帝创世的说法,中国古代有盘古开天辟地之说,宇宙的寿命及未来,说法一：基于一直膨胀的爆炸论,星系中心有一黑洞,黑洞引力辐射使恒星轨道慢慢颓坏,轨道向星系中心靠近,逐渐被黑洞吞没,逃逸者变成太空中暂时漂泊者,黑洞向外发出幽暗的光（温度低）,低温的黑洞与较高温的宇宙背景相互作用,形成黑洞的动力,T背景T黑洞时,黑洞吸热缓慢增大,不断吞噬靠近自己的一切物质,T背景T黑洞时,黑洞收缩,越缩越小，变得很热（几十亿年）,最后很可能爆炸，变成一些伽马射线（往昔的存在残迹都不留）,重新孕育生机，看来还不是完全绝望，只是那时的生命是否象人类一样的形态？,宇宙的寿命及未来,说法二：基于膨胀速度降低，总有一天停下来观念,由宇宙引力大小决定,引力又是由物质密度决定,然而宇宙物质包含看不见的物质（中微子、黑洞）和看不见的能量（引力波）,假如膨胀真停下来,不会保持静止,开始收缩,起初是缓慢的，几万年后收缩会加快,各星系相互靠近,收缩到现有的1%时,温度达到水的沸点,星系融合,天空变成为火炉,宇宙内爆炸（大崩塌）,沸腾,爆炸,宇宙的年龄,（没有一种方法是绝对准确的）,1.同位素年代法测量,地球：4050亿年,月球：46亿年,太阳：5060亿年,宇宙：120亿年,2.球状星团测定法（借恒星演化理论测算）,宇宙年龄：80亿180亿,总而言之：宇宙年龄与计算宇宙末日的工作仍继 续，确切的回答还要依赖更好的测量,