中国科技大学地球科学概论2.ppt

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1、第二章 宇宙演化,宇宙,尸佼的宇宙：四方上下，宇 古往今来，宙民歌的宇宙：天似穹庐，笼罩四野霍金的宇宙：无边界有限宇宙马克思的宇宙：时空无限,1.盘古开天，创世纪与无中生有,传说与神话宗教将神话加工成教义 圣经开宗明义：“起初，神创造天地，地是空虚混沌，渊面黑暗。”“神说要有光就有了光，神看光是好的，就把光暗分开了。神称光为昼，暗为夜。有晚上，有早晨，这是头一日。”空气，海，地，太阳，众星，大鱼，飞鸟 牲畜，昆虫和野兽，第七日 人,易,关于宇宙我们都知道了 阴阳两仪变化阐释宇宙万物的变化法则：无极生太极，太极生两仪两仪生四象，四象生八卦，以至无穷（见下页图）,我什么都知道了,程伊川：阴阳分离就

2、不再有道，形成阴阳 的因才是正道。阴阳是气 形而下；道是形成阴阳的理 形而上。朱熹：无极而太极。太极是阴阳的因，是无极。老子：无，以无为有道；“无”中生有 裂变 演化,2.宇宙观与宇宙学的两类时空,假定：宇宙是有起源的，是有限的问题：？回答：宇宙是无限的，在时空两个方面 被打击的教会和教会的打击 如哥白尼，伽利略，布鲁诺,上帝在科学的宇宙中找到了自己的地盘“无产阶级”将宇宙学当成了活靶子 它与奥德斯丁站在了一起。科学的傲慢不能校正常识的偏见。*我的宇宙观：宇宙是时空无限的*我们目及的宇宙：有限无边？宇宙学家可以把目及的宇宙一直追溯到时间的地点，把全部的物质反演回这个起点所在的空间。,3.科学对

3、宇宙的认识过程,宇宙或创世以来没有改变过 无限的宇宙从来都是如此“变”证据在积累，19世纪以来 地质学证明：岩石的形成，化石 Boltzmann的热力学第二定律：“宇宙中无序度的总量（由熵测量）随时间增加”，宇宙只能运行有限的时间。否则：无序！恒温-稳衡态宇宙的提法,稳衡态宇宙论,宇宙空间中，由连续产生的物质将会形成新的星系，每5千亿年在一升体积内将创造出一个氢原子。困难：1.万有引力-引力佯缪 牛顿的哲学思考：一个无限的恒星集合不会落到一起。因为不存在可供它们落下去的中心。2.光度佯缪（奥尔勃斯佯缪）恒定不变的宇宙存在很多困难，但是直到二十世纪初叶，谁也没有想过：“宇宙也许是随时间演化的”。

4、牛顿，爱因斯坦也不例外。,牛顿的引力场:空间爱因斯坦（1905）狭义相对论：时间空间（背景），时空中的宇宙事件。1915年，广义相对论引入一个新概念：“引力不仅仅是在一个固定的时空背景里作用的力，引力还是由在时空中物质和能量引起的时空畸变。”“物质的运动可以弯曲时空”。时空中的炮弹，行星，光线；宇宙弯曲-宇宙失衡 宇宙中项-永远持续下去的静态宇宙模型,弗里德曼证明了：相对论 膨胀的宇宙哈勃的发现，大爆炸宇宙模型,4.哈勃发现了非稳衡宇宙,红移（见图）,多普勒效应1929年，24个星系，d已知 V=Kd;V=Hod Ho=150km/秒.千万光年,5.2.7K的发现,1925年，贝尔实验室 央斯

5、基 最大的无线电干扰-射电辐射源 射电天文学 3万个射电源“类星体，脉冲星，3K，星际有机分子谱线”普：R.H迪克60年代寻找5K.1962年，彭齐亚斯，威尔逊 1964年，排除噪声 1965年 1978年获诺贝尔物理学奖,“他们的发现是一项根本性的发现，它使人们很有可能得到关于很久以前-在宇宙形成时-所发生的宇宙变化过程的信息。”意外-偶然-必然,6.He的丰度,预言：天体He丰度为宇宙 成分的26%7.天体年龄,8.宇宙事件,宇宙的时间历程,9.宇宙的结局,“凡是形成的东西都是要灭亡的。”宇宙有起源，宇宙有终结；“杞人忧天”预言并非都是骗局 关键是宇宙的平均密度 取决于将行星系拉回来的引力的大小 引力取决于：宇宙中物质总量，宇宙半径,宇宙也会衰老,哥白尼原理,宇宙中没有任何一点具有优越性，所有的位置都是平权的。有限的无边宇宙没有中心。,