《宇宙的起源》课件1

1、一一.宇宙宇宙宇宙是广漠空间和存在的各种宇宙是广漠空间和存在的各种天体以及弥漫物质的总称。天体以及弥漫物质的总称。2.包括：包括：1.概念：概念：宇宙中有上千亿的星系，平均宇宙中有上千亿的星系，平均每个星系又有上千亿的恒星和每个星系又有上千亿的恒星和各类天体。各类天体。3.宇宙的传说：宇宙的传说：1)盘古开天辟地盘古开天辟地 2)女娲补天女娲补天宇宙的起源 宇宙起源学说有几种。在当代，占主导地位的看法是：我们的宇宙诞生于150亿200亿年前的一次打爆炸，宇宙空间，时间，物质以及物理规律从那时开始。爆炸之后，物质的各种成份组合、演化。逐步形成星系团，这就是所谓的“大爆炸宇宙论”这种奇妙的观点是怎

2、样提出来呢？这种奇妙的观点是怎样提出来呢？1929年，著名的天文物理学家哈勃研年，著名的天文物理学家哈勃研究一些星系的光谱时，发现大多数天究一些星系的光谱时，发现大多数天体的光谱都出现红移现象。根据光学体的光谱都出现红移现象。根据光学知识，这意味着观察的星体远离我们知识，这意味着观察的星体远离我们而去。进一步证明，星体离我们越远，而去。进一步证明，星体离我们越远，飞离的速度越快。据此推论：宇宙中飞离的速度越快。据此推论：宇宙中的星体在彼此远离，宇宙正在膨胀之的星体在彼此远离，宇宙正在膨胀之中。中。 哈勃对20世纪天文系作出许多贡献，被尊为一代宗师。其中最重大者有二：一是确认星系是与银河系相当的

3、恒星系统，开创了星系天文学，建立了大尺度宇宙的新概念；二是发现了星系的红移-距离关系，促使现代宇宙学的诞生。 望远镜被命为哈勃，以纪念在20世纪初期发现宇宙膨胀的天文学家艾德温哈勃。 宇宙的起宇宙的起源于一次源于一次大爆炸大爆炸. . 大约大约150亿年前，我们所处的宇宙全亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个度，被挤压在一个“原始火球原始火球” 中。宇中。宇宙就是在这个火球的大爆炸中诞生的。宙就是在这个火球的大爆炸中诞生的。 大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相

4、继出现断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。渐形成的。大爆炸的整个过程是：n 在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由纯在的条件，质子结合成重氢，等元素。 当温度进一步下降到100万度后，早期形成化学元素的过程结束。当温度降到几千度时，宇宙间主要是气态物

5、质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看见的宇宙。白矮星、中子星、黑洞白矮星白矮星(White Dwarf)是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小，因此被命名为白矮星。白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论，白矮星是在红巨星的中心形成的。白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。比如天狼星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积和地球相当，但质量却和太阳差不多，它的密度在1000万吨/立方米左右。定义白矮星1：也称为简并矮星。一种由电子之间不相容原理排斥力所支持的稳定恒星，是由电子简并物质构成的小恒星。n

6、中子星中子星n中子星的前身一般是一颗质量比太阳大8倍的恒星。它在爆发坍缩过程中产生的巨大压力，使它的物质结构发生巨大的变化。在这种情况下，不仅原子的外壳被压破了，而且连原子核也被压破了。原子核中的质子和中子便被挤出来，质子和电子挤到一起又结合成中子。最后，所有的中子挤在一起，形成了中子星。显然，中子星的密度，即使是由原子核所组成的白矮星也无法和它相比。在中子星上，每立方厘米物质足足有一亿吨重甚至达到十亿吨。 史蒂芬霍金史蒂芬霍金 史蒂芬霍金是英国物理学家，他用毕生精力研究黑洞普通物理学定理不再适用的时空领域)和宇宙起源大爆炸原理。他提出黑洞能发射辐射(现在叫霍金辐射)的预言现在已是一个公认的假

7、说。他的研究工作在科学界远不及他的畅销书时间简史出名。他这本销售量达2,500万份的畅销书对量子物理学和相对论作了大量介绍。 1942年1月8日，出生于英国的牛津。1962年，在牛津大学完成物理学学位课程，搬到剑桥大学攻读研究生。霍金被诊断患有运动神经元疾病。 1965年，被授予博士学位。他的研究表明：用来解释黑洞崩溃的数学方程式，也可以解释从一个点开始膨涨的宇宙。1970年，霍金研究黑洞的特性。他预言，来自黑洞(现在叫霍金辐射)的射线辐射及黑洞的表面积永远也不会减少。1974年，被选为皇家学会会员。他继续证明，黑洞有温度，黑洞发出热辐射，以及气化导致质量减少。1980年，任剑桥大学数学鲁卡斯

8、教授(艾萨克牛顿曾任此职)。1988年，出版时间简史，成为关于量子物理学与相对论最畅销的书。1996年至今，继续在剑桥大学工作。牛顿是杰出的物理学家、天文学家和数学家，是经典力学体系的创始人。 天文学上的成就：发现了万有引力定律。 光学上的成就：牛顿用棱镜进行试验，把白光分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光带，数学上的成就：牛顿创立二项式定理，并和德国的莱布尼茨几乎同时而独立的完成了微积分. 力学上的成就：他总结了三个定律：迈克尔法拉第世界著名的自学成才的科学家，英国物理学家，发明家即发电机和电动机的发明者。 职职 业业发明家、物理学家、机械工程师、电气工程师主要成就主要成就交流电系统

9、、无线电系统、无线电能传输、雷达、放大发射机人物头衔人物头衔交流电之父、无线电之父毕业院校毕业院校剑桥大学主要成就主要成就创建英国第一个专门的物理实验室建立了麦克斯韦方程组创立了经典电动力学预言了电磁波的存在提出了光的电磁说。代表作品代表作品电磁学通论、论电和磁职职 业业物理学家毕业院校毕业院校 浙江大学 （学士），芝加哥大学（硕士，博士） 因发现弱作用中宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。 第一排坐着的都是当时老一辈的科学巨匠，中间那位当然谁都认识，那就是爱因斯第一排坐着的都是当时老一辈的科学巨匠，中间那位当然谁都认识，那就是爱因斯坦。左起第二位则是量子论的奠基者普朗克。左起第三位那个白头发老太

10、太就是居坦。左起第二位则是量子论的奠基者普朗克。左起第三位那个白头发老太太就是居里夫人。左起第四位老者是真正的物理学元老级人物洛伦兹，电动力学里的洛伦兹里夫人。左起第四位老者是真正的物理学元老级人物洛伦兹，电动力学里的洛伦兹力公式是他最先提出的。力公式是他最先提出的。第二排右起第一人是尼尔斯第二排右起第一人是尼尔斯玻尔，第一个提出量子化的氢原子模型。玻尔旁边是德玻尔，第一个提出量子化的氢原子模型。玻尔旁边是德国物理学家玻恩，他提出了量子力学的概率解释。再往左，是法国国物理学家玻恩，他提出了量子力学的概率解释。再往左，是法国“革命王子革命王子”德德布罗意，他确立了物质的波粒二象性。德布罗意左边，是因发现了原子的康普顿效布罗意，他确立了物质的波粒二象性。德布罗意左边，是因发现了原子的康普顿效应而著称的美国物理学家康普顿。再左边，则是狄拉克，他创立了量子电动力学。应而著称的美国物理学家康普顿。再左边，则是狄拉克，他创立了量子电动力学。第三排右起第三人，就是量子力学的矩阵形式的创立者海森堡。他的左边是泡利，第三排右起第三人，就是量子力学的矩阵形式的创立者海森堡。他的左边是泡利，他是他是“泡利不相容原理泡利不相容原理”的创始人。右起