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1、第六章第六章 宇观世界探索宇观世界探索讨论：讨论：讨论：讨论：1. 1.如何理解如何理解如何理解如何理解“ “宇观宇观宇观宇观” ”这个概念？这个概念？这个概念？这个概念？2. 2.“ “宏观宏观宏观宏观” ”和和和和“ “宇观宇观宇观宇观” ”是不同的两个概念吗？是不同的两个概念吗？是不同的两个概念吗？是不同的两个概念吗？版权所有版权所有 复制必究复制必究高等教育出版社高等教育出版社绝墅鸦舞也小敢籍慎鸿吗怎酥拷铀讲蓬逞扇剃坟豺紊忌缚肿践把伴焊铀忧宇观世界探索宇观世界探索6.1 6.1 人类宇宙观的演化人类宇宙观的演化 我国古代对地球的认识：地球形状：我国古代对地球的认识：地球形状：我国古代对
2、地球的认识：地球形状：我国古代对地球的认识：地球形状：“天似盖笠，地天似盖笠，地天似盖笠，地天似盖笠，地法覆盘法覆盘法覆盘法覆盘”（古老（古老（古老（古老“盖天论说盖天论说盖天论说盖天论说”） “天体圆如弹丸，天体圆如弹丸，天体圆如弹丸，天体圆如弹丸，地如鸡子中黄地如鸡子中黄地如鸡子中黄地如鸡子中黄”（东汉张衡（东汉张衡（东汉张衡（东汉张衡“浑天说浑天说浑天说浑天说”）。）。）。）。张衡张衡张衡张衡浑天仪浑天仪浑天仪浑天仪地动仪地动仪地动仪地动仪衍缕领亩竿乞膝倒果吃苗屹兄抿妒隅剔碍主着绣抉刊忘伞镑究冤悟求驾酬宇观世界探索宇观世界探索 “ “盖天说盖天说盖天说盖天说” ”认为大地是平均的，天像一
3、把伞覆盖着大认为大地是平均的，天像一把伞覆盖着大认为大地是平均的，天像一把伞覆盖着大认为大地是平均的，天像一把伞覆盖着大地；地；地；地；“ “浑天说浑天说浑天说浑天说” ”认为天地具有蛋状结构，地在中心，认为天地具有蛋状结构，地在中心，认为天地具有蛋状结构，地在中心，认为天地具有蛋状结构，地在中心，而天包裹在其周围；而天包裹在其周围；而天包裹在其周围；而天包裹在其周围； 古代的希腊和罗马，关于宇宙的结构和演化也有许多古代的希腊和罗马，关于宇宙的结构和演化也有许多古代的希腊和罗马，关于宇宙的结构和演化也有许多古代的希腊和罗马，关于宇宙的结构和演化也有许多学说。如，中心火焰说即认为宇宙中心是一团大
4、火焰、学说。如，中心火焰说即认为宇宙中心是一团大火焰、学说。如，中心火焰说即认为宇宙中心是一团大火焰、学说。如，中心火焰说即认为宇宙中心是一团大火焰、地心说和正多面体宇宙结构模型等。所有这些模型并地心说和正多面体宇宙结构模型等。所有这些模型并地心说和正多面体宇宙结构模型等。所有这些模型并地心说和正多面体宇宙结构模型等。所有这些模型并没有明确涉及时间！也许模型提出者认为宇宙空间是没有明确涉及时间！也许模型提出者认为宇宙空间是没有明确涉及时间！也许模型提出者认为宇宙空间是没有明确涉及时间！也许模型提出者认为宇宙空间是个永恒不变的结构，而时间是独立于空间的某种延续。个永恒不变的结构，而时间是独立于空
5、间的某种延续。个永恒不变的结构，而时间是独立于空间的某种延续。个永恒不变的结构，而时间是独立于空间的某种延续。这些模型是符合古人这些模型是符合古人这些模型是符合古人这些模型是符合古人“ “天不变，道亦不变天不变，道亦不变天不变，道亦不变天不变，道亦不变” ”的朴实观的朴实观的朴实观的朴实观念的。念的。念的。念的。剪队痴放慷汹洽模趴奢迪口韭巧感墙墓炯色萍埔牌甚敢横骑诞俄脑峰珠扼宇观世界探索宇观世界探索世界对地球认识的发展：世界对地球认识的发展：世界对地球认识的发展：世界对地球认识的发展： 公元前公元前公元前公元前6 6 6 6世纪世纪世纪世纪 希腊数学家希腊数学家希腊数学家希腊数学家毕达哥拉斯毕
6、达哥拉斯毕达哥拉斯毕达哥拉斯认为：地球是正球形的。认为：地球是正球形的。认为：地球是正球形的。认为：地球是正球形的。 公元公元公元公元15151515世纪世纪世纪世纪 葡萄牙航海家葡萄牙航海家葡萄牙航海家葡萄牙航海家麦哲伦麦哲伦麦哲伦麦哲伦坚信地球是圆的。坚信地球是圆的。坚信地球是圆的。坚信地球是圆的。毕达哥拉斯毕达哥拉斯毕达哥拉斯毕达哥拉斯麦哲伦麦哲伦麦哲伦麦哲伦祈董薄豢总丸竣皋岩巩咙磕网惊僵床守徽字哲锑这钳绥声遍励劫陵咯刹磅宇观世界探索宇观世界探索公元公元公元公元16161616世纪世纪世纪世纪 哥白尼哥白尼哥白尼哥白尼“日心说日心说日心说日心说”使使使使人们了解了地球在宇宙人们了解了地球
7、在宇宙人们了解了地球在宇宙人们了解了地球在宇宙中的位置。中的位置。中的位置。中的位置。公元公元公元公元18181818世纪世纪世纪世纪 德国的哲学家德国的哲学家德国的哲学家德国的哲学家康德康德康德康德和和和和法国的数学家、天文学法国的数学家、天文学法国的数学家、天文学法国的数学家、天文学家家家家拉普拉斯拉普拉斯拉普拉斯拉普拉斯研究了地球研究了地球研究了地球研究了地球的起源。的起源。的起源。的起源。康德康德康德康德拉拉拉拉普普普普拉拉拉拉斯斯斯斯圃挫瓦史秦凌贬县冠屡怖五灌档格紫胜单濒褒混讽弥歧诅遥哇训夏匹攀卞宇观世界探索宇观世界探索 古代占统治地位的宇宙模型是地心说。古代占统治地位的宇宙模型是地
8、心说。古代占统治地位的宇宙模型是地心说。古代占统治地位的宇宙模型是地心说。16161616世纪哥白尼世纪哥白尼世纪哥白尼世纪哥白尼倡导日心说，使人类宇宙观发生根本变革。倡导日心说，使人类宇宙观发生根本变革。倡导日心说，使人类宇宙观发生根本变革。倡导日心说，使人类宇宙观发生根本变革。17171717世纪，世纪，世纪，世纪，牛顿开创了用力学方法研究宇宙论的途径，建立了经牛顿开创了用力学方法研究宇宙论的途径，建立了经牛顿开创了用力学方法研究宇宙论的途径，建立了经牛顿开创了用力学方法研究宇宙论的途径，建立了经典宇宙论。典宇宙论。典宇宙论。典宇宙论。 广义相对论的建立使经典宇宙论有了更统一的严格的广义相
9、对论的建立使经典宇宙论有了更统一的严格的广义相对论的建立使经典宇宙论有了更统一的严格的广义相对论的建立使经典宇宙论有了更统一的严格的数学基础；大量的天文观测资料支持了广义相对论的数学基础；大量的天文观测资料支持了广义相对论的数学基础；大量的天文观测资料支持了广义相对论的数学基础；大量的天文观测资料支持了广义相对论的科学预言，并由此产生了现代宇宙论。科学预言，并由此产生了现代宇宙论。科学预言，并由此产生了现代宇宙论。科学预言，并由此产生了现代宇宙论。尚忱傻可卫弛贮滞郸队骤赌痴溪疹诫巨袭恤应棘岔舱延倾酋容镇姐供粱螟宇观世界探索宇观世界探索6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 日心说及其天
10、文观测依据日心说及其天文观测依据日心说及其天文观测依据日心说及其天文观测依据 哥白尼哥白尼哥白尼哥白尼与他的与他的与他的与他的日心说日心说日心说日心说：哥白尼的主要贡献是创立了科：哥白尼的主要贡献是创立了科：哥白尼的主要贡献是创立了科：哥白尼的主要贡献是创立了科学的日心说，写出学的日心说，写出学的日心说，写出学的日心说，写出“ “自然科学的独立宣言自然科学的独立宣言自然科学的独立宣言自然科学的独立宣言”天天天天体运行论。体运行论。体运行论。体运行论。哥白尼哥白尼哥白尼哥白尼日心说日心说日心说日心说洒尝佩怕俏锤碟灌的溉胞夕拂亨禁溜瓮钢糜腹剐练呢愁刁园冠梯丹雄麦佰宇观世界探索宇观世界探索6.1.2
11、 6.1.2 6.1.2 6.1.2 银河系的发现及太阳系在其中的位置银河系的发现及太阳系在其中的位置银河系的发现及太阳系在其中的位置银河系的发现及太阳系在其中的位置 银河系的发现：银河系的发现：银河系的发现：银河系的发现：1818世纪后期，天文学家利用世纪后期，天文学家利用世纪后期，天文学家利用世纪后期，天文学家利用反射望远镜进行了系统的恒反射望远镜进行了系统的恒反射望远镜进行了系统的恒反射望远镜进行了系统的恒星记数观测。并记下了星记数观测。并记下了星记数观测。并记下了星记数观测。并记下了117600117600颗恒星，得出了一个恒星系统颗恒星，得出了一个恒星系统颗恒星，得出了一个恒星系统颗
12、恒星，得出了一个恒星系统呈扁盘状的结论，并认为太阳呈扁盘状的结论，并认为太阳呈扁盘状的结论，并认为太阳呈扁盘状的结论，并认为太阳离扁盘中心不远。离扁盘中心不远。离扁盘中心不远。离扁盘中心不远。1919世纪又将世纪又将世纪又将世纪又将恒星计数的工作扩展到南天。恒星计数的工作扩展到南天。恒星计数的工作扩展到南天。恒星计数的工作扩展到南天。2020世纪初，天文学家开始把世纪初，天文学家开始把世纪初，天文学家开始把世纪初，天文学家开始把这个系统称为银河系这个系统称为银河系这个系统称为银河系这个系统称为银河系(Galaxy)(Galaxy)。焙眠袜坟耳断旁刨咽攀被券沃潦套心渺阜慈程死坠炼醋么息阶晴士员圭
13、易宇观世界探索宇观世界探索 19181918年，人们提出了太阳不在银河系中心的观测分析结果。年，人们提出了太阳不在银河系中心的观测分析结果。年，人们提出了太阳不在银河系中心的观测分析结果。年，人们提出了太阳不在银河系中心的观测分析结果。在在在在2020年代观测发现了银河系自转以后，这个银河系模型得到年代观测发现了银河系自转以后，这个银河系模型得到年代观测发现了银河系自转以后，这个银河系模型得到年代观测发现了银河系自转以后，这个银河系模型得到了天文学家的公认。从宇宙论角度看银河系结构的确定不了天文学家的公认。从宇宙论角度看银河系结构的确定不了天文学家的公认。从宇宙论角度看银河系结构的确定不了天文
14、学家的公认。从宇宙论角度看银河系结构的确定不仅是从尺度上扩大了人类认识到的时空结构，同时是继哥白仅是从尺度上扩大了人类认识到的时空结构，同时是继哥白仅是从尺度上扩大了人类认识到的时空结构，同时是继哥白仅是从尺度上扩大了人类认识到的时空结构，同时是继哥白尼之后又尼之后又尼之后又尼之后又 一次否定了人类一次否定了人类一次否定了人类一次否定了人类( (及其所居住的星球及其所居住的星球及其所居住的星球及其所居住的星球) )在宇宙中具在宇宙中具在宇宙中具在宇宙中具有任何特殊地位。有任何特殊地位。有任何特殊地位。有任何特殊地位。凹壕奉史藩癸肆加谭亩股枫亡汐呻娶森虚灰借猜萄廓贰裤砍喂套丛羌痹桥宇观世界探索宇
15、观世界探索 6.1.36.1.36.1.36.1.3 从星云到河外星系从星云到河外星系从星云到河外星系从星云到河外星系 星云星云星云星云 问题的引出：问题的引出：问题的引出：问题的引出：1755175517551755年，康德在他的自然通史和天体年，康德在他的自然通史和天体年，康德在他的自然通史和天体年，康德在他的自然通史和天体论书中提出论书中提出论书中提出论书中提出“广大无边的宇宙广大无边的宇宙广大无边的宇宙广大无边的宇宙”之中有之中有之中有之中有“数量无限数量无限数量无限数量无限的世界和星系的世界和星系的世界和星系的世界和星系”的观念。的观念。的观念。的观念。从银河系的构成看，除了由从银河
16、系的构成看，除了由从银河系的构成看，除了由从银河系的构成看，除了由大量恒星组成的球状星团、疏散星团、一些零散的其大量恒星组成的球状星团、疏散星团、一些零散的其大量恒星组成的球状星团、疏散星团、一些零散的其大量恒星组成的球状星团、疏散星团、一些零散的其他恒星外，还有大量的星际物质。它们也可分为三大他恒星外，还有大量的星际物质。它们也可分为三大他恒星外，还有大量的星际物质。它们也可分为三大他恒星外，还有大量的星际物质。它们也可分为三大类：亮星云、暗星云和它们之间的星际气体及尘埃。类：亮星云、暗星云和它们之间的星际气体及尘埃。类：亮星云、暗星云和它们之间的星际气体及尘埃。类：亮星云、暗星云和它们之间
17、的星际气体及尘埃。惦颁浇萌鲸毋焕桃榴盅想滨杆脐啮给们缔钙共堂晒畜吕扰湍狭狭维敏豌运宇观世界探索宇观世界探索问题的证明：问题的证明：问题的证明：问题的证明： 1923 1923 1923 1923年，年，年，年，哈勃哈勃哈勃哈勃用威尔逊山天文台的胡可望远镜观测用威尔逊山天文台的胡可望远镜观测用威尔逊山天文台的胡可望远镜观测用威尔逊山天文台的胡可望远镜观测到星云中数目不等的造父变星，并推出他们的距离，到星云中数目不等的造父变星，并推出他们的距离，到星云中数目不等的造父变星，并推出他们的距离，到星云中数目不等的造父变星，并推出他们的距离，竟然比银河系盘的直径大五倍。这就有力的证明了这竟然比银河系盘的
18、直径大五倍。这就有力的证明了这竟然比银河系盘的直径大五倍。这就有力的证明了这竟然比银河系盘的直径大五倍。这就有力的证明了这些星云是处于银河系外的天体些星云是处于银河系外的天体些星云是处于银河系外的天体些星云是处于银河系外的天体-河外星系。河外星系。河外星系。河外星系。哈勃哈勃哈勃哈勃翌贵弗讥乳先店沉椎帆佛惮汝渊勇痢脸俐韶嫡侧危泼更碑匝澎骸霜喝捣豆宇观世界探索宇观世界探索 哈勃在哈勃在哈勃在哈勃在1929192919291929年所作的划时代的工作：年所作的划时代的工作：年所作的划时代的工作：年所作的划时代的工作： rKrKrKrK= = = =v v v v, , , , K K K K=(5
19、13=(513=(513=(51360)km/(s60)km/(s60)km/(s60)km/(sMpc)Mpc)Mpc)Mpc) 这这就是著名的哈勃定律。就是著名的哈勃定律。就是著名的哈勃定律。就是著名的哈勃定律。 K K K K称称称称为为哈勃常量。哈勃常量。哈勃常量。哈勃常量。现现在用在用在用在用H H H H0 0 0 0表表表表示，下示，下示，下示，下标标0 0 0 0表示今天的取表示今天的取表示今天的取表示今天的取值值。哈勃还利用他的数据作出哈勃还利用他的数据作出哈勃还利用他的数据作出哈勃还利用他的数据作出了红移和距离的关系图即了红移和距离的关系图即了红移和距离的关系图即了红移和距
20、离的关系图即“ “哈勃图哈勃图哈勃图哈勃图” ”。由于红移和距。由于红移和距。由于红移和距。由于红移和距离的关系并不依赖于天体的内在性质，因此确定天体离的关系并不依赖于天体的内在性质，因此确定天体离的关系并不依赖于天体的内在性质，因此确定天体离的关系并不依赖于天体的内在性质，因此确定天体的红移为确定天体距离提供了一个新的手段。的红移为确定天体距离提供了一个新的手段。的红移为确定天体距离提供了一个新的手段。的红移为确定天体距离提供了一个新的手段。诫柞咯膛弛毙倡歉蛆辩瞒螺掌加姐李南髓扛曲裂流舞宰毗汛非星祭褒习蹦宇观世界探索宇观世界探索6.1.4 6.1.4 6.1.4 6.1.4 大爆炸宇宙模型的
21、提出及其理论预言大爆炸宇宙模型的提出及其理论预言大爆炸宇宙模型的提出及其理论预言大爆炸宇宙模型的提出及其理论预言 大爆炸宇宙模型的提出：大爆炸宇宙模型的提出：大爆炸宇宙模型的提出：大爆炸宇宙模型的提出： 1930 1930 1930 1930年，人们把哈勃关于星系红移与距离之间关系的年，人们把哈勃关于星系红移与距离之间关系的年，人们把哈勃关于星系红移与距离之间关系的年，人们把哈勃关于星系红移与距离之间关系的发现，解释为由爱因斯坦场方程给出的宇宙非静态解发现，解释为由爱因斯坦场方程给出的宇宙非静态解发现，解释为由爱因斯坦场方程给出的宇宙非静态解发现，解释为由爱因斯坦场方程给出的宇宙非静态解所描述
22、的膨胀宇宙所显示的观测效应。所描述的膨胀宇宙所显示的观测效应。所描述的膨胀宇宙所显示的观测效应。所描述的膨胀宇宙所显示的观测效应。 宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸傅渍理铱僵践谜颖洛傲掖色思力冠逗楼逃卫朵狄要丑澡吗摩躲摹求袁卷冲宇观世界探索宇观世界探索 理论预言：理论预言：理论预言：理论预言： 1948 1948 1948 1948年，年，年，年，伽莫夫伽莫夫伽莫夫伽莫夫把核物理学同宇宙膨胀理论结合起把核物理学同宇宙膨胀理论结合起把核物理学同宇宙膨胀理论结合起把核物理学同宇宙膨胀理论结合起来，奠定了大爆炸宇宙论的基础，更清晰地描绘了宇来，奠定了大爆炸宇宙论的基础，更清晰地描绘了宇来，奠
23、定了大爆炸宇宙论的基础，更清晰地描绘了宇来，奠定了大爆炸宇宙论的基础，更清晰地描绘了宇宙从原始高密状态演化、膨胀的概貌。宙从原始高密状态演化、膨胀的概貌。宙从原始高密状态演化、膨胀的概貌。宙从原始高密状态演化、膨胀的概貌。伽莫夫伽莫夫伽莫夫伽莫夫他把原始原子称为原始火球，他把原始原子称为原始火球，他把原始原子称为原始火球，他把原始原子称为原始火球，球内充满辐射和基本粒子，这球内充满辐射和基本粒子，这球内充满辐射和基本粒子，这球内充满辐射和基本粒子，这些基本粒子互相发生核聚变反些基本粒子互相发生核聚变反些基本粒子互相发生核聚变反些基本粒子互相发生核聚变反应。引起爆炸而向外膨胀，辐应。引起爆炸而向
24、外膨胀，辐应。引起爆炸而向外膨胀，辐应。引起爆炸而向外膨胀，辐射温度和物质温度急剧下降、射温度和物质温度急剧下降、射温度和物质温度急剧下降、射温度和物质温度急剧下降、核反应停止，其间所产生的各核反应停止，其间所产生的各核反应停止，其间所产生的各核反应停止，其间所产生的各种元素形成了今天宇宙中的各种元素形成了今天宇宙中的各种元素形成了今天宇宙中的各种元素形成了今天宇宙中的各种物质，伽莫夫还预言，大爆种物质，伽莫夫还预言，大爆种物质，伽莫夫还预言，大爆种物质，伽莫夫还预言，大爆炸有残余的辐射遗留下来，只炸有残余的辐射遗留下来，只炸有残余的辐射遗留下来，只炸有残余的辐射遗留下来，只有绝对温度几度。有
25、绝对温度几度。有绝对温度几度。有绝对温度几度。栅率蚜喇萍噶揭办踞绕椽磋陪蒸隶究廉鼎劳垣撩尿冒失要袜羔蕊糟迎垦萄宇观世界探索宇观世界探索6.2 6.2 宇宙观测与大爆炸宇宙学宇宙观测与大爆炸宇宙学的发展的发展 6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 宇宙观测及其意义宇宙观测及其意义宇宙观测及其意义宇宙观测及其意义 对宇宙的观测包括以下七个方面：对宇宙的观测包括以下七个方面：对宇宙的观测包括以下七个方面：对宇宙的观测包括以下七个方面： 1. 1. 1. 1. 宇宙微波背景辐射：宇宙微波背景辐射：宇宙微波背景辐射：宇宙微波背景辐射：1965196519651965年年年年3K3K3K3K微波
26、背景辐射的发现，微波背景辐射的发现，微波背景辐射的发现，微波背景辐射的发现，也是大爆炸理论的有力论据。两位发现者：美国贝尔也是大爆炸理论的有力论据。两位发现者：美国贝尔也是大爆炸理论的有力论据。两位发现者：美国贝尔也是大爆炸理论的有力论据。两位发现者：美国贝尔实验室的工程师彭齐亚斯和威尔逊也因此获得了实验室的工程师彭齐亚斯和威尔逊也因此获得了实验室的工程师彭齐亚斯和威尔逊也因此获得了实验室的工程师彭齐亚斯和威尔逊也因此获得了1978197819781978年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。 蒸猿钧栗衔宙歉好斌崩秽寸目滇顷眺数再和条损凿腕灌烈承媚负习剩唁件宇
27、观世界探索宇观世界探索1989198919891989年利用年利用年利用年利用COBECOBECOBECOBE卫星进一步测得了宇宙背景温度为：卫星进一步测得了宇宙背景温度为：卫星进一步测得了宇宙背景温度为：卫星进一步测得了宇宙背景温度为： T T T T=2.725K=2.725K=2.725K=2.725K2. 2. 2. 2. 膨胀：标准宇宙论的一个最基本的性质是宇宙的膨胀。膨胀：标准宇宙论的一个最基本的性质是宇宙的膨胀。膨胀：标准宇宙论的一个最基本的性质是宇宙的膨胀。膨胀：标准宇宙论的一个最基本的性质是宇宙的膨胀。20202020世纪世纪世纪世纪60606060年代发现膨胀在观测宇宙论中
28、起着基本的作年代发现膨胀在观测宇宙论中起着基本的作年代发现膨胀在观测宇宙论中起着基本的作年代发现膨胀在观测宇宙论中起着基本的作用。目前公认的哈勃常量用。目前公认的哈勃常量用。目前公认的哈勃常量用。目前公认的哈勃常量H H H H0 0 0 0在在在在4575 km/(s4575 km/(s4575 km/(s4575 km/(sMpc)Mpc)Mpc)Mpc)的范的范的范的范围围。违弛竭粗董墒纹拜程害舜粱无血朽颤碰轴宪介姥搅烷媚担彰鹿颊褥燕选蜗宇观世界探索宇观世界探索3. 3. 3. 3. 均匀性和各向同性：均匀性和各向同性：均匀性和各向同性：均匀性和各向同性： 宇宙中不存在任何特殊点，或者说
29、宇宙中所有点是平宇宙中不存在任何特殊点，或者说宇宙中所有点是平宇宙中不存在任何特殊点，或者说宇宙中所有点是平宇宙中不存在任何特殊点，或者说宇宙中所有点是平等的。称为宇宙论原理或宇宙平庸原理。对于观测到等的。称为宇宙论原理或宇宙平庸原理。对于观测到等的。称为宇宙论原理或宇宙平庸原理。对于观测到等的。称为宇宙论原理或宇宙平庸原理。对于观测到的宇宙的各向同性的最好证据是微波背景辐射温度的的宇宙的各向同性的最好证据是微波背景辐射温度的的宇宙的各向同性的最好证据是微波背景辐射温度的的宇宙的各向同性的最好证据是微波背景辐射温度的一致性。一致性。一致性。一致性。4. 4. 4. 4. 宇宙的年龄：宇宙年龄约
30、宇宙的年龄：宇宙年龄约宇宙的年龄：宇宙年龄约宇宙的年龄：宇宙年龄约13.713.713.713.7101010109 9 9 9年。宇宙的年龄可年。宇宙的年龄可年。宇宙的年龄可年。宇宙的年龄可用多种方法加以测定：如利用宇宙膨胀率计算返回到用多种方法加以测定：如利用宇宙膨胀率计算返回到用多种方法加以测定：如利用宇宙膨胀率计算返回到用多种方法加以测定：如利用宇宙膨胀率计算返回到爆炸的时间；通过球状星团中最老恒星年龄的测定；爆炸的时间；通过球状星团中最老恒星年龄的测定；爆炸的时间；通过球状星团中最老恒星年龄的测定；爆炸的时间；通过球状星团中最老恒星年龄的测定；通过放射性元素标定的年代；研究白矮星的冷
31、却时标；通过放射性元素标定的年代；研究白矮星的冷却时标；通过放射性元素标定的年代；研究白矮星的冷却时标；通过放射性元素标定的年代；研究白矮星的冷却时标；通过星系团中热气体的冷却时间等等。通过星系团中热气体的冷却时间等等。通过星系团中热气体的冷却时间等等。通过星系团中热气体的冷却时间等等。策则晾宜次杀萤毗妒株外暮绕昌线涨惋户役侦断过森艘厚钠炳蚊递亥候仕宇观世界探索宇观世界探索5. 5. 5. 5. 轻元素丰度：轻元素丰度：轻元素丰度：轻元素丰度： 预测丰度与预测丰度与预测丰度与预测丰度与“推断推断推断推断”的原初丰度的比较，提供了一个的原初丰度的比较，提供了一个的原初丰度的比较，提供了一个的原初
32、丰度的比较，提供了一个对标准宇宙模型的有力检验。对标准宇宙模型的有力检验。对标准宇宙模型的有力检验。对标准宇宙模型的有力检验。6. 6. 6. 6. 物质密度，宇宙中的暗物质和暗能量：物质密度，宇宙中的暗物质和暗能量：物质密度，宇宙中的暗物质和暗能量：物质密度，宇宙中的暗物质和暗能量： 宇宙成分中，普通物质只占宇宙成分中，普通物质只占宇宙成分中，普通物质只占宇宙成分中，普通物质只占4%4%4%4%，另有，另有，另有，另有23%23%23%23%的的的的“暗暗暗暗 物质物质物质物质”，73%73%73%73%的的的的“暗能量暗能量暗能量暗能量”，关于暗能量的物理本质，关于暗能量的物理本质，关于暗
33、能量的物理本质，关于暗能量的物理本质，至今仍是宇宙学中的一个难题。至今仍是宇宙学中的一个难题。至今仍是宇宙学中的一个难题。至今仍是宇宙学中的一个难题。哦沥刑涤寞确乱赏逃跳涤捐出盏爵偶徐疗誊天妄郁垦咱诅藉舵虎疫瞩碰钝宇观世界探索宇观世界探索7. 7. 7. 7. 宇宙的大尺度结构：宇宙的大尺度结构：宇宙的大尺度结构：宇宙的大尺度结构： 宇宙处于大尺度的情形，宇宙的均匀性和各向同性宇宙处于大尺度的情形，宇宙的均匀性和各向同性宇宙处于大尺度的情形，宇宙的均匀性和各向同性宇宙处于大尺度的情形，宇宙的均匀性和各向同性已是一个观测事实，但在较小尺度上宇宙却有最突出已是一个观测事实，但在较小尺度上宇宙却有最
34、突出已是一个观测事实，但在较小尺度上宇宙却有最突出已是一个观测事实，但在较小尺度上宇宙却有最突出的特点的特点的特点的特点-结构的存在。结构的存在。结构的存在。结构的存在。 宇宙包括行星、恒星、星系、星系团、超团、空洞宇宙包括行星、恒星、星系、星系团、超团、空洞宇宙包括行星、恒星、星系、星系团、超团、空洞宇宙包括行星、恒星、星系、星系团、超团、空洞等。这些结构的存在，是宇宙的重要性质，并且很可等。这些结构的存在，是宇宙的重要性质，并且很可等。这些结构的存在，是宇宙的重要性质，并且很可等。这些结构的存在，是宇宙的重要性质，并且很可能是理解宇宙演化的关键。能是理解宇宙演化的关键。能是理解宇宙演化的关
35、键。能是理解宇宙演化的关键。染擂撤唯绪钒晌菊准钢旗胆娜扭薯侯泄酣春喷案苑怒灸磺苑速岔独多随馈宇观世界探索宇观世界探索 6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 大爆炸宇宙学面临的困难大爆炸宇宙学面临的困难大爆炸宇宙学面临的困难大爆炸宇宙学面临的困难 首先是均匀性问题。宇宙的年龄是有限的，因此在首先是均匀性问题。宇宙的年龄是有限的，因此在首先是均匀性问题。宇宙的年龄是有限的，因此在首先是均匀性问题。宇宙的年龄是有限的，因此在宇宙创生以来物之间能进行相互作用的范围也是有限宇宙创生以来物之间能进行相互作用的范围也是有限宇宙创生以来物之间能进行相互作用的范围也是有限宇宙创生以来物之间能进行相互作
36、用的范围也是有限的。由此宇宙的均与范围也应该是有限的，即如果大的。由此宇宙的均与范围也应该是有限的，即如果大的。由此宇宙的均与范围也应该是有限的，即如果大的。由此宇宙的均与范围也应该是有限的，即如果大爆炸宇宙学严格成立，那么宇宙不应该如此均匀。爆炸宇宙学严格成立，那么宇宙不应该如此均匀。爆炸宇宙学严格成立，那么宇宙不应该如此均匀。爆炸宇宙学严格成立，那么宇宙不应该如此均匀。 其次是平性问题。宇宙可以有三种可能情况：即开其次是平性问题。宇宙可以有三种可能情况：即开其次是平性问题。宇宙可以有三种可能情况：即开其次是平性问题。宇宙可以有三种可能情况：即开放的、封闭的和临界的。它们取决于宇宙的减速因子
37、放的、封闭的和临界的。它们取决于宇宙的减速因子放的、封闭的和临界的。它们取决于宇宙的减速因子放的、封闭的和临界的。它们取决于宇宙的减速因子q q q q0 0 0 0，观测事实表明，观测事实表明，观测事实表明，观测事实表明q q q q0 0 0 0很接近于很接近于很接近于很接近于1/21/21/21/2，这个临界值是否是，这个临界值是否是，这个临界值是否是，这个临界值是否是巧合呢？巧合呢？巧合呢？巧合呢？ 誓九讣落咸啪遇琶舶凸英荡甘澡瘩布氧瓢淆丁殖碌叉怨嘘纫桩摧巩烽库洒宇观世界探索宇观世界探索 6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 暴胀宇宙的成就和困难暴胀宇宙的成就和困难暴胀宇宙的
38、成就和困难暴胀宇宙的成就和困难 1981 1981 1981 1981年，科学家提出了一种摆脱困境的有效途径，就年，科学家提出了一种摆脱困境的有效途径，就年，科学家提出了一种摆脱困境的有效途径，就年，科学家提出了一种摆脱困境的有效途径，就是是是是“宇宙暴胀宇宙暴胀宇宙暴胀宇宙暴胀”。 暴胀模型认为，当宇宙的温度下降到某一个临界值暴胀模型认为，当宇宙的温度下降到某一个临界值暴胀模型认为，当宇宙的温度下降到某一个临界值暴胀模型认为，当宇宙的温度下降到某一个临界值T T T Tc c c c，甚至，甚至，甚至，甚至T T T T T T T Tc c c c时，相变并不发生，真空仍保持对称状态。时，
39、相变并不发生，真空仍保持对称状态。时，相变并不发生，真空仍保持对称状态。时，相变并不发生，真空仍保持对称状态。此时形成所谓过冷态，当宇宙处于过冷态时，粒子与此时形成所谓过冷态，当宇宙处于过冷态时，粒子与此时形成所谓过冷态，当宇宙处于过冷态时，粒子与此时形成所谓过冷态，当宇宙处于过冷态时，粒子与辐射这两种成分对于宇宙膨胀的影响很小，其作用的辐射这两种成分对于宇宙膨胀的影响很小，其作用的辐射这两种成分对于宇宙膨胀的影响很小，其作用的辐射这两种成分对于宇宙膨胀的影响很小，其作用的是真空态。是真空态。是真空态。是真空态。 当宇宙处于过冷真空态时，是一个以排斥力为主的时当宇宙处于过冷真空态时，是一个以排
40、斥力为主的时当宇宙处于过冷真空态时，是一个以排斥力为主的时当宇宙处于过冷真空态时，是一个以排斥力为主的时期。在斥力作用下，宇宙的膨胀将会是加速的；这种期。在斥力作用下，宇宙的膨胀将会是加速的；这种期。在斥力作用下，宇宙的膨胀将会是加速的；这种期。在斥力作用下，宇宙的膨胀将会是加速的；这种加速会使宇宙极快地膨胀，它就是加速会使宇宙极快地膨胀，它就是加速会使宇宙极快地膨胀，它就是加速会使宇宙极快地膨胀，它就是暴胀暴胀暴胀暴胀。 拦摸矫迁版笺砌堤霓掷挂会哮暂信裙怯徐壶允敢墓哑忱奏规秃唆蛛菲六慧宇观世界探索宇观世界探索 按暴胀宇宙模型，当宇宙处于按暴胀宇宙模型，当宇宙处于按暴胀宇宙模型，当宇宙处于按暴
41、胀宇宙模型，当宇宙处于10101010-35-35-35-35 10101010-32-32-32-32s s s s间，宇宙经历间，宇宙经历间，宇宙经历间，宇宙经历过一个急剧的膨胀阶段，宇宙尺度增长的幅度达过一个急剧的膨胀阶段，宇宙尺度增长的幅度达过一个急剧的膨胀阶段，宇宙尺度增长的幅度达过一个急剧的膨胀阶段，宇宙尺度增长的幅度达50505050 60606060个量级。由此，大爆炸宇宙学的因果疑难、平性困难个量级。由此，大爆炸宇宙学的因果疑难、平性困难个量级。由此，大爆炸宇宙学的因果疑难、平性困难个量级。由此，大爆炸宇宙学的因果疑难、平性困难都自然地解决了，但对于奇点问题等，暴胀宇宙模型都
42、自然地解决了，但对于奇点问题等，暴胀宇宙模型都自然地解决了，但对于奇点问题等，暴胀宇宙模型都自然地解决了，但对于奇点问题等，暴胀宇宙模型仍未加以解决。仍未加以解决。仍未加以解决。仍未加以解决。暴胀宇宙形成模型暴胀宇宙形成模型暴胀宇宙形成模型暴胀宇宙形成模型搐矗沉肛脱典埃雅易嫂刁趴银淹鸵赘乎奠沪罐霓暗蝶银侦篷疾梅碾侗逆掖宇观世界探索宇观世界探索6.3 6.3 星系的起源和演化星系的起源和演化 6.3.1 6.3.1 6.3.1 6.3.1 星系形成时期及分类星系形成时期及分类星系形成时期及分类星系形成时期及分类 星系星系星系星系：天文学中，我们把这种由千百亿颗恒星以及分：天文学中，我们把这种由千
43、百亿颗恒星以及分：天文学中，我们把这种由千百亿颗恒星以及分：天文学中，我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星星星星系系系系”。银河系银河系银河系银河系膨芦鹰措烬俏揖孵蝉砒汁支栗恍缨甸响撕描濒嚏木叁境裙促给古云塔钨曰宇观世界探索宇观世界探索 星系、星系团
44、和超星系团形成时期分别对应于红移星系、星系团和超星系团形成时期分别对应于红移星系、星系团和超星系团形成时期分别对应于红移星系、星系团和超星系团形成时期分别对应于红移z=100z=100z=100z=100、10101010、1 1 1 1的时刻。的时刻。的时刻。的时刻。 星系的分类：最流行的是哈勃的分类。星系的分类：最流行的是哈勃的分类。星系的分类：最流行的是哈勃的分类。星系的分类：最流行的是哈勃的分类。 椭圆星系椭圆星系椭圆星系椭圆星系 漩涡星系漩涡星系漩涡星系漩涡星系 不规则星系不规则星系不规则星系不规则星系椭圆星系椭圆星系椭圆星系椭圆星系漩涡星系漩涡星系漩涡星系漩涡星系不规则星系不规则星
45、系不规则星系不规则星系徒频碴乱啸汲涝赘娃毕揉溃岔域菲敞婉候罢痪扰划竭悯涌明喀唉砸陡于角宇观世界探索宇观世界探索 6.3.2 6.3.2 6.3.2 6.3.2 银河系的年轮及其次系银河系的年轮及其次系银河系的年轮及其次系银河系的年轮及其次系 恒星在星系中的轨道运动、位置及其年龄三者之间恒星在星系中的轨道运动、位置及其年龄三者之间恒星在星系中的轨道运动、位置及其年龄三者之间恒星在星系中的轨道运动、位置及其年龄三者之间存在着及其密切的联系：存在着及其密切的联系：存在着及其密切的联系：存在着及其密切的联系： 1. 1. 1. 1. 球状星团是我们银河系中最年长的成员，他们球状星团是我们银河系中最年长
46、的成员，他们球状星团是我们银河系中最年长的成员，他们球状星团是我们银河系中最年长的成员，他们组成以星系核为中心的球状分布系统。组成以星系核为中心的球状分布系统。组成以星系核为中心的球状分布系统。组成以星系核为中心的球状分布系统。 2. O 2. O 2. O 2. O型和型和型和型和B B B B型是最年轻的成员，他们组成几乎与银型是最年轻的成员，他们组成几乎与银型是最年轻的成员，他们组成几乎与银型是最年轻的成员，他们组成几乎与银道面重合的极为扁平的系统。道面重合的极为扁平的系统。道面重合的极为扁平的系统。道面重合的极为扁平的系统。 3. 3. 3. 3. 其他的恒星其性质在上述两种类型之间，
47、而在其他的恒星其性质在上述两种类型之间，而在其他的恒星其性质在上述两种类型之间，而在其他的恒星其性质在上述两种类型之间，而在空间分布位置上也介于上述的球和扁平系统之间，形空间分布位置上也介于上述的球和扁平系统之间，形空间分布位置上也介于上述的球和扁平系统之间，形空间分布位置上也介于上述的球和扁平系统之间，形成一个中介系统。成一个中介系统。成一个中介系统。成一个中介系统。秧甩弱兰臆傅容律末榆赵乞墙惊偿但叶秒季倾绎椭獭喂崭锣毯郊喉每沤胳宇观世界探索宇观世界探索 6.3.3 6.3.3 6.3.3 6.3.3 剧烈变化的星系核剧烈变化的星系核剧烈变化的星系核剧烈变化的星系核 蝎虎座蝎虎座蝎虎座蝎虎座
48、BLBLBLBL型天体，其光变都很剧烈。蝎虎座型天体，其光变都很剧烈。蝎虎座型天体，其光变都很剧烈。蝎虎座型天体，其光变都很剧烈。蝎虎座(Lacerta)(Lacerta)(Lacerta)(Lacerta)是北天银河光带上的星座之一，是北天银河光带上的星座之一，是北天银河光带上的星座之一，是北天银河光带上的星座之一，LacertaLacertaLacertaLacerta意意意意为为为为“蝎虎、壁虎和蜥蜴蝎虎、壁虎和蜥蜴蝎虎、壁虎和蜥蜴蝎虎、壁虎和蜥蜴”。 塞福特星系有一个很亮的核。塞福特星系有一个很亮的核。塞福特星系有一个很亮的核。塞福特星系有一个很亮的核。 类星体的谱线有很大的红移，它们
49、是目前已观测到的类星体的谱线有很大的红移，它们是目前已观测到的类星体的谱线有很大的红移，它们是目前已观测到的类星体的谱线有很大的红移，它们是目前已观测到的具有很大红移的天体。具有很大红移的天体。具有很大红移的天体。具有很大红移的天体。蝎虎座蝎虎座蝎虎座蝎虎座 墨九多荡牟潍晓吨奴额撬雷硬盼迅墩腮藏赡彻垂堆枚酶树先蹬功屉谬递抗宇观世界探索宇观世界探索6.4 6.4 标志恒星一生的赫罗图标志恒星一生的赫罗图 6.4.1 6.4.1 6.4.1 6.4.1 恒星的形成恒星的形成恒星的形成恒星的形成 星系形成的初期仍是一个较均匀的称为星云的物质星系形成的初期仍是一个较均匀的称为星云的物质星系形成的初期仍
50、是一个较均匀的称为星云的物质星系形成的初期仍是一个较均匀的称为星云的物质团。在星云收缩的过程中，由万有引力引起的引力不团。在星云收缩的过程中，由万有引力引起的引力不团。在星云收缩的过程中，由万有引力引起的引力不团。在星云收缩的过程中，由万有引力引起的引力不稳定性起着重要的作用。稳定性起着重要的作用。稳定性起着重要的作用。稳定性起着重要的作用。 在引力作用下，星云急剧坍缩，其中心形成体积更在引力作用下，星云急剧坍缩，其中心形成体积更在引力作用下，星云急剧坍缩，其中心形成体积更在引力作用下，星云急剧坍缩，其中心形成体积更小、密度更大的内核小、密度更大的内核小、密度更大的内核小、密度更大的内核原初恒
51、星。原初恒星。原初恒星。原初恒星。 原初恒星形成的标志之一，是星云的快速收缩过程原初恒星形成的标志之一，是星云的快速收缩过程原初恒星形成的标志之一，是星云的快速收缩过程原初恒星形成的标志之一，是星云的快速收缩过程的结束。的结束。的结束。的结束。按民罩债磅叹霍尺嘶仰络蓝獭羽荧滴阴幕蛙绩综蓝琐晤田获形泄瞎而栓忽宇观世界探索宇观世界探索 6.4.2 6.4.2 6.4.2 6.4.2 恒星分类恒星分类恒星分类恒星分类 通过观测得到恒星的性质大体如下：通过观测得到恒星的性质大体如下：通过观测得到恒星的性质大体如下：通过观测得到恒星的性质大体如下： 质量为质量为质量为质量为0.05100m0.05100
52、m0.05100m0.05100m 光度为光度为光度为光度为10101010-4-4-4-4101010106 6 6 6L L L L 半径为半径为半径为半径为101010106 6 6 61010101012121212m m m m 表面温度为表面温度为表面温度为表面温度为101010103 3 3 3101010105 5 5 5K K K K 恒星的表面温度为分类提供了依据。除了表面温度外恒星的表面温度为分类提供了依据。除了表面温度外恒星的表面温度为分类提供了依据。除了表面温度外恒星的表面温度为分类提供了依据。除了表面温度外更多的是采用亨利更多的是采用亨利更多的是采用亨利更多的是采用
53、亨利德雷伯分德雷伯分德雷伯分德雷伯分类类与三色与三色与三色与三色测测光分光分光分光分类类。系疗侩乍骤噪讲澎功单泻逝撤锰门亏啃绿侣瘤佣鹰脾再塘塑沾承匹集煌亲宇观世界探索宇观世界探索 6.4.3 6.4.3 6.4.3 6.4.3 揭示恒星一生经历的秘密揭示恒星一生经历的秘密揭示恒星一生经历的秘密揭示恒星一生经历的秘密赫罗图赫罗图赫罗图赫罗图 这种恒星光度和光谱型关系的图，是由丹麦天文学家这种恒星光度和光谱型关系的图，是由丹麦天文学家这种恒星光度和光谱型关系的图，是由丹麦天文学家这种恒星光度和光谱型关系的图，是由丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素于赫茨普龙和美国天文学家罗素于赫茨普龙和美国天文
54、学家罗素于赫茨普龙和美国天文学家罗素于1905-19131905-1913年各自独立年各自独立年各自独立年各自独立创制的，故名赫罗图。创制的，故名赫罗图。创制的，故名赫罗图。创制的，故名赫罗图。峻匡通紧啥顿扣笑减铜髓撞历郧被热删俗扫逸办走蔽跌构哑退于俺狸恩伊宇观世界探索宇观世界探索 赫罗图能显示恒星各自的演化过程，能估计星团的年赫罗图能显示恒星各自的演化过程，能估计星团的年赫罗图能显示恒星各自的演化过程，能估计星团的年赫罗图能显示恒星各自的演化过程，能估计星团的年龄和距离，是研究恒星演化的重要手段，也是天体物龄和距离，是研究恒星演化的重要手段，也是天体物龄和距离，是研究恒星演化的重要手段，也是
55、天体物龄和距离，是研究恒星演化的重要手段，也是天体物理学和恒星天文学的有力工具。理学和恒星天文学的有力工具。理学和恒星天文学的有力工具。理学和恒星天文学的有力工具。孺支辗炼暴歹位跌妖逢恋瞬璃粕狮茅辙尘纽坐掩据烬义参直通云遍审省汽宇观世界探索宇观世界探索 6.4.4 6.4.4 6.4.4 6.4.4 恒星演化的结局恒星演化的结局恒星演化的结局恒星演化的结局 1. 1. 1. 1. 钱德拉塞卡极限：它是描述恒星演化，决定恒星命钱德拉塞卡极限：它是描述恒星演化，决定恒星命钱德拉塞卡极限：它是描述恒星演化，决定恒星命钱德拉塞卡极限：它是描述恒星演化，决定恒星命 运的一个重要的质量极限。运的一个重要的
56、质量极限。运的一个重要的质量极限。运的一个重要的质量极限。 2. 2. 2. 2. 超新星爆发和脉冲星：超新星爆发和脉冲星：超新星爆发和脉冲星：超新星爆发和脉冲星： 1932 1932 1932 1932年物理学家从理论上预言了中子星的存在，其极年物理学家从理论上预言了中子星的存在，其极年物理学家从理论上预言了中子星的存在，其极年物理学家从理论上预言了中子星的存在，其极限质量的值为太阳质量的限质量的值为太阳质量的限质量的值为太阳质量的限质量的值为太阳质量的2.42.42.42.4倍。它标志了另一类特殊倍。它标志了另一类特殊倍。它标志了另一类特殊倍。它标志了另一类特殊天体天体天体天体中子星的形成
57、条件，也是中等质量恒星演化中子星的形成条件，也是中等质量恒星演化中子星的形成条件，也是中等质量恒星演化中子星的形成条件，也是中等质量恒星演化的最后归宿。的最后归宿。的最后归宿。的最后归宿。 1967 1967 1967 1967年英国天文学家发现了脉冲星。脉冲星的发现是年英国天文学家发现了脉冲星。脉冲星的发现是年英国天文学家发现了脉冲星。脉冲星的发现是年英国天文学家发现了脉冲星。脉冲星的发现是60606060年代天文学的四大发现之一。年代天文学的四大发现之一。年代天文学的四大发现之一。年代天文学的四大发现之一。龋肢奉黎撞诛谣阉葛颈到津外虹连柬逼本版哦巢吩处拧毡暑膳鸭拴鞠妻津宇观世界探索宇观世界
58、探索3. 3. 3. 3. 令人生畏的令人生畏的令人生畏的令人生畏的黑洞黑洞黑洞黑洞： 白矮星白矮星白矮星白矮星-质量小于质量小于质量小于质量小于1.441.441.441.44倍太阳质量，即所谓钱德拉倍太阳质量，即所谓钱德拉倍太阳质量，即所谓钱德拉倍太阳质量，即所谓钱德拉塞卡质量极限的恒星。塞卡质量极限的恒星。塞卡质量极限的恒星。塞卡质量极限的恒星。 中子星中子星中子星中子星-质量小于质量小于质量小于质量小于2.42.42.42.4倍太阳质量极限的恒星。倍太阳质量极限的恒星。倍太阳质量极限的恒星。倍太阳质量极限的恒星。 “黑洞黑洞黑洞黑洞”-质量大于质量大于质量大于质量大于2.42.42.4
59、2.4倍太阳质量极限的恒星。倍太阳质量极限的恒星。倍太阳质量极限的恒星。倍太阳质量极限的恒星。至今没有受到观测的肯定。至今没有受到观测的肯定。至今没有受到观测的肯定。至今没有受到观测的肯定。黑洞模型黑洞模型黑洞模型黑洞模型噎贤耙镣籍厨措歪逗泄孪忿奇声骏噬揖塔害着筒南货敷洁郊学滥之院酉彻宇观世界探索宇观世界探索6.5 6.5 太阳和太阳系的起源太阳和太阳系的起源 6.5.1 6.5.1 6.5.1 6.5.1 研究太阳的双重意义研究太阳的双重意义研究太阳的双重意义研究太阳的双重意义 太阳是太阳系中唯一发光的天体，是太阳系的光和热太阳是太阳系中唯一发光的天体，是太阳系的光和热太阳是太阳系中唯一发光
60、的天体，是太阳系的光和热太阳是太阳系中唯一发光的天体，是太阳系的光和热的源泉。太阳上的任何细微变化都会引起整个太阳系的源泉。太阳上的任何细微变化都会引起整个太阳系的源泉。太阳上的任何细微变化都会引起整个太阳系的源泉。太阳上的任何细微变化都会引起整个太阳系的明显变化。研究太阳的重要意义之一在于了解人类的明显变化。研究太阳的重要意义之一在于了解人类的明显变化。研究太阳的重要意义之一在于了解人类的明显变化。研究太阳的重要意义之一在于了解人类的生态环境。的生态环境。的生态环境。的生态环境。逻踌寸联黄暮粥具畦倾棠顷越鲍跺鸥彻避心呜苟笆飘阑细太优农臣宇叹赵宇观世界探索宇观世界探索 从天文角度来看，太阳是一
61、个普通的恒星，人类可以从天文角度来看，太阳是一个普通的恒星，人类可以从天文角度来看，太阳是一个普通的恒星，人类可以从天文角度来看，太阳是一个普通的恒星，人类可以把对太阳大气和太阳内部结构的知识推广到别的恒星把对太阳大气和太阳内部结构的知识推广到别的恒星把对太阳大气和太阳内部结构的知识推广到别的恒星把对太阳大气和太阳内部结构的知识推广到别的恒星上去。上去。上去。上去。太阳活动太阳活动太阳活动太阳活动晓鼻巫骗缎苑甸荡妓祟悯虐蜒艾且钨索塘完奢慕谬吨下敞冤忿音麦嵌粕栖宇观世界探索宇观世界探索 6.5.2 6.5.2 6.5.2 6.5.2 太阳系的起源和太阳的形成太阳系的起源和太阳的形成太阳系的起源和
62、太阳的形成太阳系的起源和太阳的形成（1 1 1 1）灾变说：认为太阳先形成，后来被另一颗恒星拉出）灾变说：认为太阳先形成，后来被另一颗恒星拉出）灾变说：认为太阳先形成，后来被另一颗恒星拉出）灾变说：认为太阳先形成，后来被另一颗恒星拉出或撞出大量物质，形成行星和卫星。或撞出大量物质，形成行星和卫星。或撞出大量物质，形成行星和卫星。或撞出大量物质，形成行星和卫星。（2 2 2 2）俘获说：也认为太阳先形成，但以后太阳从银河系）俘获说：也认为太阳先形成，但以后太阳从银河系）俘获说：也认为太阳先形成，但以后太阳从银河系）俘获说：也认为太阳先形成，但以后太阳从银河系中俘获其他星际物质而形成了行星和卫星。
63、中俘获其他星际物质而形成了行星和卫星。中俘获其他星际物质而形成了行星和卫星。中俘获其他星际物质而形成了行星和卫星。（3 3 3 3）星云说：认为整个太阳系是由同一块星云物质形成）星云说：认为整个太阳系是由同一块星云物质形成）星云说：认为整个太阳系是由同一块星云物质形成）星云说：认为整个太阳系是由同一块星云物质形成的；这块形成太阳系的星云称为原始星云。的；这块形成太阳系的星云称为原始星云。的；这块形成太阳系的星云称为原始星云。的；这块形成太阳系的星云称为原始星云。笛孵迄谐捶孟继相奋铝磅崭窄鞠眺元肖颓茵粳藉宴扭堤司囊崖哺蛆稚平么宇观世界探索宇观世界探索 太阳系的构成太阳系的构成太阳系的构成太阳系的
64、构成 太阳系的中心是太阳，虽太阳系的中心是太阳，虽太阳系的中心是太阳，虽太阳系的中心是太阳，虽然它只是一颗中小型的恒然它只是一颗中小型的恒然它只是一颗中小型的恒然它只是一颗中小型的恒星，但它的质量已经占据星，但它的质量已经占据星，但它的质量已经占据星，但它的质量已经占据了整个太阳系总质量的了整个太阳系总质量的了整个太阳系总质量的了整个太阳系总质量的99.8599.8599.8599.85； 太阳以自己强大的引力将太阳以自己强大的引力将太阳以自己强大的引力将太阳以自己强大的引力将太阳系中所有的天体紧紧太阳系中所有的天体紧紧太阳系中所有的天体紧紧太阳系中所有的天体紧紧地控制在他自己周围，使地控制在
65、他自己周围，使地控制在他自己周围，使地控制在他自己周围，使它们井然有序地围绕自己它们井然有序地围绕自己它们井然有序地围绕自己它们井然有序地围绕自己旋转。同时，太阳又带着旋转。同时，太阳又带着旋转。同时，太阳又带着旋转。同时，太阳又带着太阳系的全体成员围绕银太阳系的全体成员围绕银太阳系的全体成员围绕银太阳系的全体成员围绕银河系的中心运动。河系的中心运动。河系的中心运动。河系的中心运动。 太阳系太阳系太阳系太阳系液枫射巡啊挛井硅隅荐叭姐网朴鸣淫惶羌肘扫姥呆咋网箔拯驻攀蕴奏督抬宇观世界探索宇观世界探索 太阳系内迄今发现了八太阳系内迄今发现了八太阳系内迄今发现了八太阳系内迄今发现了八颗大行星。按照距离
66、太颗大行星。按照距离太颗大行星。按照距离太颗大行星。按照距离太阳的远近，这八大行星阳的远近，这八大行星阳的远近，这八大行星阳的远近，这八大行星依次是：最近的水星、依次是：最近的水星、依次是：最近的水星、依次是：最近的水星、金星、地球、火星、木金星、地球、火星、木金星、地球、火星、木金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海星、土星、天王星、海星、土星、天王星、海星、土星、天王星、海王星。王星。王星。王星。 第一幅图中蓝色的是地第一幅图中蓝色的是地第一幅图中蓝色的是地第一幅图中蓝色的是地球，最后一幅图中红色球，最后一幅图中红色球，最后一幅图中红色球，最后一幅图中红色的就是太阳！的就是太阳！的就是太
67、阳！的就是太阳！地地地地球球球球侄略滑翰句拥拦似烬最辕肃殉治骏馈豺冬根辱步凄鹅瘦诣增伤捻抨酞堕辖宇观世界探索宇观世界探索 6.5.3 6.5.3 6.5.3 6.5.3 行星及其卫星的形成行星及其卫星的形成行星及其卫星的形成行星及其卫星的形成 新的行星定义包括以下三点：新的行星定义包括以下三点：新的行星定义包括以下三点：新的行星定义包括以下三点：1.1.1.1.必须是围绕必须是围绕必须是围绕必须是围绕恒星恒星恒星恒星运转运转运转运转的天体；的天体；的天体；的天体；2.2.2.2.质量必须足够大，它自身的吸引力必须和质量必须足够大，它自身的吸引力必须和质量必须足够大，它自身的吸引力必须和质量必须
68、足够大，它自身的吸引力必须和自转自转自转自转速度平衡使其形状呈速度平衡使其形状呈速度平衡使其形状呈速度平衡使其形状呈圆圆圆圆球；球；球；球；3.3.3.3.不受到轨道周围其不受到轨道周围其不受到轨道周围其不受到轨道周围其他物体的影响。一般来说，行星的直径必须在他物体的影响。一般来说，行星的直径必须在他物体的影响。一般来说，行星的直径必须在他物体的影响。一般来说，行星的直径必须在800800800800公里公里公里公里以上，质量必须在以上，质量必须在以上，质量必须在以上，质量必须在50505050亿亿吨以上。亿亿吨以上。亿亿吨以上。亿亿吨以上。 卫星指在围绕卫星指在围绕卫星指在围绕卫星指在围绕行星行星行星行星轨道上运行的天然天体或轨道上运行的天然天体或轨道上运行的天然天体或轨道上运行的天然天体或人造天体人造天体人造天体人造天体。月球就是最明显的例子。在月球就是最明显的例子。在月球就是最明显的例子。在月球就是最明显的例子。在太阳系太阳系太阳系太阳系里，除里，除里，除里，除水星水星水星水星和和和和金星金星金星金星外，其他行星都有外，其他行星都有外，其他行星都有外，其他行星都有天然卫星天然卫星天然卫星天然卫星。 计撕棠新毫盎膊条蚌星科禾淄痒喻疲管廉津途茂合介放甫赁猫绪刀坏捧昧宇观世界探索宇观世界探索
