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1、天文知识 宇宙,天文知识 宇宙,新泰市金斗中学校本课程教学课件,张光彩,漫天星斗曾经激起多少美丽的梦想？,同学们你有哪些猜想和梦想呢？,天空的星星上有没有外星人类？,我们人类能上去吗？,星星是怎样演化和形成的？,人类探索宇宙的历程,用肉眼观察 （在地球上）,用望远镜观察 （在地球上）,用火箭运载 （在地球上）,用航天器观察 （在太空中）,航天人观察 （在太空中）,伽利略在演示如何 用望远镜观察天空,“哈勃”望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜。它上面的广角行星照相机可拍摄上百个恒星的照片，其清晰度是地面天文望远镜的倍以上，.万公里以外的一只萤火虫都难逃它的“法眼”。它创造了一个个太空观测奇
2、迹，包括发现黑洞存在的证据，探测到恒星和星系的早期形成过程，观测到迄今为止人类已发现的最遥远、距离地球亿光年的古老星系。,哈勃太空望远镜,哈勃太空望远镜拍摄的宇宙照片,中国 LAMOST(郭守敬)望远镜,光纤光谱天文望远镜（LAMOST）它口径达4米，在焦面上可放置四千根光纤，将遥远天体的光分别 传输到多台光谱仪中，同时获得它们的光谱，成为世界上光谱获取率最高的望远镜，居于国际领先地位。,元朝的天文学家郭守敬授时历推算出的一个回归年为365.2425天，即地球绕太阳一周的时间。,世界最大单口径射电望远镜FAST,贵州射电望远镜FAST是世界最大射电望远镜，直径达500米，领先世界二三十年，20
3、16年9月25日FAST正式投入使用，已经接收到来自1351光年的脉冲星信号，FAST将可搜寻到更多的奇异天体，用来观测脉冲星，探索宇宙起源和演化、星系与银河系的演化等，搜索星际通讯信号，开展对地外文明的探索。帮助人们揭开暗物质和暗能量之谜。,宇宙概念,历史中 尸子：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。” 宇”：无限空间，“宙”：无限时间。把“宇宙”的概念与时间和空间联系在一起，宇宙是有层次结构的、不断膨胀、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。层次结构是宇宙最基本的天体系统。,太阳系图,太阳系中共有八颗行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 除水星和金星外，其他行星都有卫星绕
4、其运转，地球有一个卫星月球，就如今的数据来看，木星的卫星数量最多。截止到2013年，已经发现的木星卫星为68颗，而土星为62颗，木卫三是太阳系中最大的卫星，其直径大于水星，质量约为水星的一半。,行星、小行星、彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转，构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%，其直径约140万 千米，最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米（以冥王星作边界）。,太阳系外也存在其他行星系统。约2000亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内，正如一个中间隆起的大圆盘，从侧面看很像一个“铁饼”， 四
5、周还有巨大的旋臂 ，正面看去则呈旋涡状。银河系的直径约10万光年，太阳位于银河系的一个旋臂中，距银心约2.5万光年。,银河系,太阳太阳位于人马座臂和英仙座臂之间的猎户座臂上，相对于银心的旋转，其速度为250km/s，绕转周期为2.5亿年；,银河系,银河系是由众多恒星及星际物质组成的一个庞大的天体系统。,银河系有120亿年历史，银河系只是宇宙中无数星系中的一个星系是恒星最主要集合，中等大的星系也有1000亿颗恒星，银河系中有2000亿颗恒星，许多恒星周围都有行星系和卫星系。人原来认为宇宙中只有银河系叫宇宙岛，,仙女星系,仙女座星系M31直径20万光年，距离地球220万光年，是一个比我们银河系更大
6、的河外星系，也是本星系群的成员之一。,1924年哈勃用2.5米口径望远镜在威尔逊山观测宇宙，观察到了恒星群，宇宙中的星系远不止银河系，而是有许多星系组成。,棒旋星系NGC4314。距离地球4000万光年，核区外围绕有恒星形成环。,距离6000万光年，大小与银河系相似，中心的核球部分包含着许多老年的黄星，旋臂上包含着年轻的兰星和暗的星际尘埃，这些星际尘埃孕育着恒星的形成。,后发座中的旋涡星系NGC4414。,猎犬座旋涡星系M51。旋臂清晰可见，在一条旋臂的末端连接着一个小的伴星系。,M87星系是一个巨大的椭圆星系，该星系的恒星发出金黄色的光芒。,草帽星系有一个庞大的发光核，周围有一圈像猫瞻一样的
7、气体和尘埃。星系巨大无比。银河系的直径超过10万光年在宇宙中沧海一栗，离银河系最近的仙女系直径超过20万光年，是银河系的两倍。M87星系是银河系附近星系中最大的椭圆星系比仙女座星系大得多。IC1011星系的直径为600万光年，比银河系大60倍是至今为止人类发现的最大星系。,不同星系之间大小比较,星系是恒星的摇篮，恒星在此诞生，也在此消亡，星系中的恒星在星云中诞生，星云由尘埃和气体构成，鹰状星云是银河系中恒星的巨型“孵化场”,“鹰状星云”(M16)里的巨大分子云柱，云柱中孕育着许多初生的恒星。位于七千光年外的天蛇座。,猎户座大星云,这是猎户座大星云,星云a,著名的马头星云。星云局部不透光，在明亮
8、的背景下显得较黑暗。 。距离地球大约1500光年。,星云b,猎户座中的马头星云B33，它是个暗星云。,星云c,马头星云的局部。它由寒冷、黑暗的尘埃和气体组成。在其顶端有一颗仍包裹在云团中的新星。,星系视频链接,了解宇宙如何运行4星系,星系团,银河系外还有许多类似的天体系统，称为河外星系，常简称星系。现已观测到大约有10亿个。我们已知的宇宙有2000亿个星系，每个星系都独一无二，浩瀚无边。星系是恒星的摇篮，恒星在此诞生，也在此消亡，星系也聚集成大大小小的集团，叫星系团。,本星系群。,大麦哲伦星云,银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。,小麦哲伦星云,平均而言，每个星系团约有百余个星
9、系，直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。银河系的位置较接近本超星系团的边缘，离质量中心约3000-4000万光年。,若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形，其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团，只有少数超星系团拥有几十个星系团。,星系（大量恒星）星系群（几十个星系组成、银河系所在为本星系群）星系团（几百到几千个星系）总星系（10亿个星系）。 总星系：比星系团更高一级的天空世界为总星系。它包括现有观测工具所能涉及的全部宇宙空间和已被觉察的10亿个星系。其中，最遥远的星
10、系超过100亿光年。 科学宇宙：指总星系,总星系,银河系,河外星系,其他恒星系 星云,太阳系,太阳 八大行星及其卫星,小天体,地月系,地球,月球,天体系统层次,宇宙,多普勒效应,奥地利物理学家多普勒发现声波的频率因声源和观测者的相对运动而变化，当一列火车（汽车）快速驶远时，它的汽笛声听来会沉闷很多，因为声波相对于我们的频率变低、波长变长了，这就是多普勒效应。反之，当火车（汽车）快速驶近时，它的汽笛声听来会声调高很多，因为声波相对于我们的频率变高、波长变短了。,恒星的多普勒效应,光也是一种波，把声波换成光产生的效果就是红移,美国天文学家哈勃的重大发现宇宙膨胀,从1924年美国天文学家埃德温哈勃观
11、测到星系“红移现象”,天体的谱线红移,1929年，哈勃发现不同距离的星系发出的光，颜色上稍稍有些差别。远星系的光要比近星系红一些，即波长要长一些，它说明各星系正以很高的速度彼此飞离。它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的。埃德温哈勃总结出从星系光谱的红移可以推断出，不管你往哪个方向看，几乎所有星系都远离我们而去。越远的星系以越快的速度远离我们而去，这表明整个宇宙处于膨胀的状态。,宇宙不可能像原先人们所想像的那样处于静态，这是一个动态的过程。这意味着，在早先星体相互之间更加靠近。在大约100亿至200亿年之前的某一时刻，它们刚好在同一地方，所以哈勃的发现暗示存在一个叫做
12、大爆炸的时刻，当时宇宙无限紧密。哈勃发现了银河系以外星系存在及宇宙不断膨胀，是银河外天文学的奠基人和提供宇宙膨胀实例证据的第一人。,千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的， 1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸论，直到今天，科学家们才确信，宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。在爆炸发生之前，宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大，之后发生了大爆炸。 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，后来相继出现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渐形成的。,宇宙膨胀视频链接 宇宙与
13、人_星系与宇宙膨胀baofeng.mp4,练习反馈,1、中国最大全球最大单口径射电望远镜(FAST)在哪里？ （ ） A陕西 B北京 C贵州 D江苏,2、 光年是什么的单位？（ ） A时间 B距离 C速度 D质量,3、从大到小排列，正确的是（ ） A银河系、太阳系、星系团、地月系 B星系团、银河系、太阳系、地月系 C星系团、太阳系、银河系、地月系 D星系团、银河系、地月系、太阳系,4、 银河系大约有多少颗恒星( ) A 2000亿颗 B 5000多亿颗 C 100亿颗 D 100亿亿颗,5、银河系的大小约（ ）光年。 A不足10 B1000 C10万 D大于1000万,C,B,B,A,C,6、天文学家如何得知遥远的星系正以高速远离我们而去？ （ ） A星系光谱显示红位移 B星系角直径明显变小C可见的星系数量明显减少 D星系的分布位置有明显的改变,
