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1、,第13课 宇宙的未来,作者:史蒂芬霍金,2,走进神秘的宇宙,2012/6/16 酒泉“神舟九号”,“火星全球”可以看到“水手谷”约4000公里,深度约8 公里,火星表面,火星表面的景色,远处可见名为“双子峰”火星的山峰,俗称“猫眼星云”距地球约3000光年,沙漏星云” 距地球约8000光年。它是一个年轻的行星状星云,“指环星云”,“蛋形星云”。其中央的恒星与太阳类似,它成为一颗“红巨星”还不到一百年。,“蟹状星云”,神秘 魔幻 璀灿的宇宙,我们家园,传 奇 作 者,称誉:“轮椅上的传奇科学家”和“继爱因斯坦之后最杰出的物理学家”“引力物理科学巨人” 生平:1942年,牛津,“牛津大学”和“剑
2、桥大学” 病症:“肌萎缩性侧索硬化症”和“肺炎(穿气管手术)” 理论:“黑洞蒸发理论”和“量子宇宙论” 目标:“第一推力” 著作:时间简史 职位:卢卡逊数学讲座最高教授之职 精神:不向厄运低头的精神,霍金,2002/8江泽民会见霍金,总结霍金,科学家、物理学家,不仅敬重理论物理方面的贡献,更在于他在身患绝症、全身瘫痪的情况下所作出的贡献。,从“身残志不残”的霍金身上,能感受到他高尚的人格魅力,战胜自我、挑战极限、追求科学的顽强品质。,字词过关,模棱两可,尴尬,混沌,衍射,隘道,坍缩,暴涨,迄今,恍惚,(lng),(i),(tn),(q),(gn g),(hn dn),(yn),(bo zhng
3、),(hung h),告罄,(qng),第一部分(1):说明本文主题,强调科学家对预言宇宙未来充满信心。,内容探究,波希战争,第2段:巫师们的模棱两可而真正技巧在于解释。 第3段:预言家对自己预言的失败。 第4、5段:近代末日预言者不设定日期,为失败找借口。,第二部分(2-5):述说古代巫师的预言模棱两可,技巧在于解释,为后文作铺垫。,这篇讲演的主题是预言宇宙的未来,为什么开 篇(1-5)先罗列了一些巫师们预言屡屡失败 的尴尬的事件?,通过对比说明巫师们的预言缺乏科学根据, 只是一些模棱两可的判断,而真正的技巧 在于解释。这与科学家的预言有很大的区别。,科学并非都可预言,但是在大尺度下,可以预
4、言宇宙的未来。,第三部分(6),第7段:科学定律不影响宇宙的未来演化。 第8段:宇宙会呈现出混沌的性质 。 第9段:在不稳定或混沌系统中,一般存在一个时间尺度 。 第10段:对大脑的预言、对社会生活的预言是很难的,因其具有混沌行为 。,第四部分(7-10):地球上的科学会呈现混沌性质,有很多方面无法预言。,第11段:宇宙正在膨胀,星系间的距离随时间在增加,所们预言的误差越来越大。 第12段:宇宙的膨胀是平滑而非混沌的。 第13段:宇宙的行为在非常大尺度下是简单的,表明我们可以预言宇宙遥远的未来。,第五部分(1113):论证宇宙的行为在大尺度下是简单的,因此我们可以预言宇宙的未来。,第14段:宇
5、宙平均密度 临界值 第15段:宇宙平均密度 临界值 第16段:宇宙的未来,关键在于:平均密度是多少?,第六部分(14-16):对于宇宙的未来关键在于:平均密度是多少? 这是本文探讨的核心。,第17段:什么是暗物质?暗物质的一个证据来自螺旋星系 。 第18段:暗物质另一个证据来自星系团。,第七部分(1718):宇宙中存在许多暗物质,因此不能根据可见天体的质量判断宇宙的平均密度。,红巨星,白矮星,第19段: 太阳的未来: 太阳红巨星白矮星,中子星,黑洞,银河系,第20段:黑洞的形成(恒星黑洞),暗物质,恒星被黑洞吞噬,黑洞吞噬恒星,宇宙膨胀,第21段:粒子逃离黑洞,宇宙如果膨胀, 黑洞最终会蒸发。
6、,粒子,第八部分(1921) 依观测可预言宇宙会无限膨胀,第九部分(22-23):,论述也许存在足够的暗物 质,那么宇宙就会坍缩。,第22段:,还有未被我们探测到的暗物质,第23段:,也许存在足够的暗物质,使宇宙坍缩。,宇宙收缩,第十部分(24-25):,介绍宇宙必须刚好具有 临界密度的两种解释,第24段:,人择原理,第25段:,暴涨理论,第十一部分(26段),总结全文,再次阐明对宇宙未来 的观点宇宙的未来可能继续 膨胀也可能开始收缩。,整体感知,然后请用一句话 简要地概括出本文的主要内容是什么?,本文要讲的是宇宙的未来问题,作者预测了宇宙的两种结局:或者永远膨胀,或者停止膨胀开始收缩,并最终
7、坍缩成一点。,霍金对预言宇宙未来的主要观点?,宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关, 如果平均密度小于某个临界值,它就会永远 膨胀。如果平均密度大于临界值,宇宙就会 坍缩,时间本身就会终结。(16段),在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质,它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住,不至于使这些星系或星系团飞散开去。(17段),如果宇宙继续膨胀下去,五十亿年后, 太阳将耗尽它的核燃料,变成一颗白 矮星。在大约一百亿年后,具有太阳 质量的恒星将变成白矮星或中子星, 具有更大质量的恒星会变成黑洞。 (1920段),黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞,只要有足够长的时间,巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。(21段),不是时间在流逝, 而是我们自己在流逝。 霍 金,