宇宙学简介-精品学案

宇宙学简介

【学习目标】

1．初步了解宇宙学的发展史。

2．关注宇宙学研究的新进展。

【学习重难点】

了解宇宙学的发展史。

【学习过程】

知识要点

1.1929年，美国天文学家哈勃通过观测发现一些星系在彼此退行和远离，这说明宇宙正在膨胀着。

2.20世纪40年代，美籍苏联科学家伽莫夫提出了宇宙大爆炸学说。

3.目前，科学家们已经计算出了宇宙的大小和年龄分别是1.0×1010年＜年龄＜2.5×1010年、1.0×1026 m＜半径＜2.0×1026 m。

4.一般说来，太阳系和银河系大约起源于宇宙开始后的50亿年，而地球则产生于47亿年前。

要点剖析

大爆炸宇宙学：大爆炸宇宙学成功地解决了许多观测事实，但无法预言宇宙的未来。

基础达标

1.(基础理论辨析题)关于广义相对论和宇宙的起源，下列说法正确的是( )

A.在广义相对论中，爱因斯坦把狭义相对性原理发展到了非惯性系

B.一切物体的惯性和引力是两个相同的属性

C.匀加速参考系中的惯性力场与均匀引力场是不可区分的

D.在引力场中引力越强，时钟变得越快

E.我们的宇宙将一直膨胀下去

F.黑洞的问题科学家还未探索清楚

2.关于广义相对论，下列说法正确的是( )

A.广义相对性原理是广义相对论的基本原理之一

B.广义相对论不能应用到非惯性参考系中

C.等效原理是广义相对论的基本原理之一

D.广义相对论与实验事实不符

3.关于广义相对论的实验检验，下列说法中正确的是( )

A.物质的引力使光线弯曲

B.光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用

C.在强引力的星球附近，时间进程会变慢

D.广义相对论可以解释引力红移现象

4.如图所示是黑洞的示意图，黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片。那么关于黑洞，下列说法正确的是( )

A.内部也是漆黑一片，没有任何光

B.内部的光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出

C.所有中子星都会发展为黑洞

D.如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去

5.支持宇宙大爆炸理论的事实是( )

A.水星近日点的进动

B.光线在引力场中的弯曲

C.哈勃发现，遥远恒星发出的光谱与地球上同种物质的光谱相比，波长变长

D.长度缩短效应

6.宇宙飞船在星际飞行时，宇航员发现从手中自由释放的小球能够自由落下，已知小球没有受到明显的引力作用，下列说法正确的是( )

A.飞船可能正在向上加速运动

B.飞船可能正在向上减速运动

C.飞船可能正在向下加速运动

D.惯性力使小球向下加速运动

7.关于广义相对论的基本原理，下列说法中正确的是( )

A.在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理

B.在不同的参考系中，物理规律是不同的，如牛顿定律仅适用于惯性参考系

C.一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理

D.一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理

1.在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法正确的是( )

A.船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的

B.船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的

C.航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的

D.航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的

2.关于宇宙的起源，下列说法中正确的是( )

A.宇宙是固定不变的

B.“大爆炸”模型是宇宙起源中获得观测事实支持的模型

C.哈勃发现的红移现象支持宇宙“大爆炸”模型

D.宇宙膨胀到极大值后再收缩为一个新的奇点

3.关于广义相对论，下列说法中正确的是( )

A.万有引力可以用广义相对论作出正确的解释

B.惯性质量和引力质量不相等，它们遵从不同的规律

C.广义相对论是惯性参考系之间的理论

D.万有引力理论无法纳入广义相对论的框架

4.(能力挑战题)若宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系，当他发现飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底时，由此，他作出的如下判断中，正确的是( )

A.此飞船一定是停在某个星球的表面上

B.此飞船一定是正在远离任何天体的空间加速飞行

C.此飞船可能是停在某个星球的表面上，也可能是正在远离任何天体的空间加速飞行

D.此飞船可能是在远离任何天体的空间中匀速飞行

5.哪些实验观测支持广义相对论?

基础达标

1.解析：选A、C、F。在广义相对论中，爱因斯坦把狭义相对性原理发展到了非惯性系，A项正确；一切物体的惯性和引力是两个完全不同的属性，B项错误；匀加速参考系中的惯性力场与均匀引力场不可区分，C项正确；在引力场中，引力越强，时钟变得越慢，D项错；无法确定我们的宇宙是否将一直膨胀下去，E项错；黑洞的问题有待科学家进一步去探索，F项正确。

2.解析：选A、C。广义相对论有两个基本原理——广义相对性原理和等效原理，A、C正确；广义相对论可以应用到非惯性参考系中，与实验事实相符，B、D错误。

3.解析：选A、C、D。根据广义相对论的几个结论可知，选项A、C、D正确，B错误。

4.解析：选B、D。少数中子星会发展成为黑洞。黑洞之所以黑是因为光不能从其中射出，而不是内部没有光线。由于引力的作用，其光线弯曲程度很大，不能射出。当有一个小的星体经过黑洞时，由于黑洞质量很大，对小星体有很强大的引力，把小星体吸引进去。因此正确选项是B、D。

5.解析：选C。大爆炸理论的主要观点是宇宙起源于一个“奇点”，发生大爆炸后，宇宙不断膨胀，温度不断降低。根据多普勒效应，如果恒星离我们而去，光的颜色偏红。哈勃的发现，表明不管往哪个方向看，远处的星系正急速远离我们而去，所以C正确。

6.解析：选A、D。根据相对性原理，小球能够自由落下，飞船可能正在向上加速运动，故选项A、D正确，B、C错误。

7.解析：选A、D。根据广义相对性原理和等效原理可知，选项A、D正确，B、C错误。

能力提升

1.解析：选A、D。飞船做匀加速直线运动，在光传播的同时，飞船的速度也在不断增加，因此飞船上观察者看到的光的径迹是一条曲线，故选项C错误，D正确。而飞船外的观察者看到光是一条直线，故选项A正确，B错误。

2.解析：选B、C。哈勃发现的红移现象支持宇宙“大爆炸”模型，故A错，B、C对。现在还不能确定宇宙的发展类型，D错。

3.解析：选A。万有引力可以纳入广义相对论的框架，可以用广义相对论作出正确的解释，A对、D错；惯性质量和引力质量相等，遵从相同的规律，B错；广义相对论是非惯性参考系之间的理论，C错。

4.解题指南：解答本题的关键是认真领会广义相对论的等效原理，即匀加速参考系中的惯性力场与均匀引力场不可区分。

解析：选C。根据等效原理，可知可能是由于飞船处于某个星球的引力场中，也可能是飞船正在远离任何天体的空间加速飞行。故选项C正确。

5.解析：水星近日点的进动、光线在引力场中的弯曲、引力红移现象和雷达回波延迟都支持广义相对论。

答案：见解析

科学知识大全

科学知识大全(审精) 夜晚的天空为什么是黑的 夜晚的天空为什么是黑的？这是经典宇宙学中的一个著名的问题．自古以来，人们就不断地对宇宙进行种种猜测．古代的人们曾经认为星星是镶嵌在一个透明球面上的．中国最古老的宇宙结构学说盖天说的基本观点是天圆地方．托勒政的地心宇宙体系和哥白尼的日心地动宇宙体系中都包括恒星天球的内容．中世纪的思想家尼古拉认为宇宙是无限的．牛顿把空间和时间的无限性作为他的理论的基本原理．他还推断：星星的数目必定是无限的，而且相当均匀地分布在空间．观测上，英国著名的天文学家威廉·赫歇耳和约翰·赫歇耳父子宣布至少某些可观测星云是与银河系具有相同尺度和结构的由分立的恒星组成的系统．这些星系居于整个宇宙之中．19世纪天文学家普遍认为可观测宇宙必须是静态、无限的和均匀的．而对静态、无限、均匀的宇宙的一个著名反对意见即夜黑问题，也称奥伯斯佯谬．这个样谬是说，若恒星发出的光不变且都相同，而空间又是欧几里得的（平直的），则在此种宇宙中整个天空的亮度看起来是均匀的，且与太阳一般亮．因为无论从哪一个方向观看天空，视线都会碰到一个星星．这一点可以用一个简单的几何论证说明：现考虑进入人眼的一束细长的锥形光线．虽然恒星表面的视亮度与距离平方成反比，但锥体的截面积（或恒星的数目）随距离平方而增加，则集中在锥体内的光与它从什么地方发出没有关系，因而整个天空就要亮得像太阳一样，实际上夜空却是黑的．如何才能消除观测与理论之间的矛盾呢？ 奥伯斯的推导基于以下的宇宙学观点： 1．宇宙物质是均匀分布的． 2．宇宙是静态的． 3．宇宙是无限的． 4．宇宙存在的时间已经无限长．为了避免夜晚的天空像太阳那么亮的结论，我们必须重新考察上述观点．一个平均密度随观测距离的增大而减小，并以零为极限的等级式宇宙模型可以消除佯谬，但要付出失去均匀性的代价．但迄今为止的观测结果是：宇宙物质在大尺度空间内的分布是均匀和各向同性的．这个观点称为宇宙学原理，是现代宇宙学理论所必须依据的公理．上述第一点符合宇宙学原理，应予保留．这样等级式宇宙模型应该放弃．由于奥伯斯假定恒星发光不变，这一点今天看来最成问题．如果假定恒星并不是永远那么亮，而是在有限的过去才开始发光，由于远处恒星的光线尚未到达我们这儿，这也可以避免整个天空像太阳那么亮的结论．这使我们面临着是什么首次使恒星发光的问题．如此看来一个具有有限过去的宇宙可避免奥伯斯样谬．此时宇宙在时间上有个开端．另外一个有足够大膨胀速率的宇宙也能避免奥伯斯佯谬，即使它具有无限的过去．因为根据量子理论的观点，光子的能量正比于其频率．远距离高速追行光源的光线将产生非常大的红移，因而其能量将相应减小，使其总和保持有限，甚至可忽略不计．由于观测上尚无放弃宇宙学原理的理由，第一条观点应该 接受，而第二、第四条应该重新考虑． 20世纪初，爱因斯坦创立了广义相对论，这就为研究宇宙的整体结构提供了理论基础．宇宙的整体性质由引力场方程决定．荷兰物理学家德西特首先获得了引力场方程的一个宇宙解，但它是动态的而不可能是静态的：宇宙要么是膨胀的，要么是收缩的．观测上，哈勃发

现代天文学的发展

现代天文学的发展 天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时候，人们为了指示方向，确定时间和季节，就自然会观察太阳、月亮和星星在天空中的位置，找出它的随时间变化的规律，并在此基础上编制历法，用于生活和农牧业生产活动。从这一点上来说，天文学是最古老的自然科学学科之一。早期天文学的内容就其本质来说就是天体测量学。 从十六世纪中哥白尼提出日心体系学说开始，天文学的发展进入了全新的阶段。在这之前，受到宗教神学的严重束缚。哥白尼的学说使天文学摆脱宗教的束缚，后来一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学，向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。十八、十九世纪，经典天体力学达到了鼎盛时期。同时，由于分光学、光度学和照相术的广泛应用，天文学开始朝着深入研究天体的物理结构和物理过程发展，诞生了天体物理学。二十世纪现代物理学和技术高度发展，并在天文学观测研究中找到了广阔的用武之地，使天体物理学成为天文学中的主流学科，同时促使经典的天体力学和天体测量学也有了新的发展，人们对宇宙及宇宙中各类天体和天文现象的认识达到了前所未有的深度和广度。 天文学就本质上说是一门观测科学。天文学上的一切发现和研究成果，离不开天文观测工具——望远镜和望远镜后端的接收设备。在十七世纪之前，人们尽管已制作了不少天文观测仪器，如在中国有浑仪、简仪等，但观测工作只能靠人的肉眼。在此后的近400年中，人们对望远镜的性能不断加以改进，并且越做越大，以期观测到更暗的天体和取得更高的分辨率。目前世界上最大光学望远镜的口径已达到10米。 二十世纪后50年中，随着探测器和空间技术的发展以及研究工作的深入，天文观测进一步从可见光、射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个波段，形成了多波段天文学，并为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段，天文学发展到了一个全新的阶段。 在望远镜后端的接收设备方面，十九世纪中叶，照相、分光和光度技术广泛应用于天文观测，对于探索天体的运动、结构、化学组成和物理状态起了极大的推动作用，可以说天体物理学正是在这些技术得以应用后才逐步发展成为天文学的主流学科。 二十世纪天文学进入了黄金时代，正在为阐明地球、太阳和太阳系的来龙去脉、星系的起源和星系的演化、宇宙的过去和未来、地外生命和地外文明等重大课题作出贡献。六十年代，航天时代的到来，使天文学冲破了地球大气的禁锢，到大气外去探测宇宙；天文学开始成为全波段的宇宙科学，使我们得以考察大到150亿光年空间深度的天象。

九年级科学下册 第一章 第1节 人类对宇宙的认识教案 浙教版

第1节人类对宇宙的认识 1教学目标 （1）认知目标：知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的。 了解大爆炸宇宙论的主要观点。 （2）技能目标：能利用气球建立星系运动模型来类比宇宙的膨胀 （3）情感和价值观：知道从地心说到日心说的发展以及宇宙起源的多种学说，领悟科学家追求真理的精神。 2学情分析 学生在学习了地球与宇宙之后，来进一步探究宇宙的过去、现在和未来的结局，内容比较抽象，难度比较大，但为学生的想象力和创新力发展提供了广阔的空间 3重点难点 教学重点：宇宙大爆炸理论 教学难点：宇宙的起源证据---------星系运动模型的建立 4教学过程 教学活动 活动1【导入】人类对宇宙的认识 引入： [师]宇宙是什么？《淮南子·原道训》注：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。也就是宇宙=时间+空间+物质（能量） [师]那么宇宙从哪里来，它的过去、现在、将来的结局如何？ 活动2【讲授】1、古代人类对宇宙的认识 学生阅读了解宇宙起源的有关神话传说。1、盘古开天辟地；2、上帝创造宇宙万物；3、盖天说；4、浑天说；5、宣夜说……

思考讨论1：说说你所了解的关于宇宙起源的神话故事。 2：古代人为什么会对宇宙的起源形成这样的认识？ （古代观察天空的工具仅仅是眼睛，而现代科学家能借助更先进的科技手段对宇宙的起源进行更深入的研究，才发现了许多关于宇宙起源的证据。所以说人类对自然界的认识水平是和当时的科学技术发展水平相适应的。） 活动3【讲授】2、从的“地心说”到“日心说” 学生阅读托勒密的宇宙体系 让学生讨论说说，地心说的主要观点，它有哪些是值得肯定的？ [师]“地心说”是亚里士多德的首创。而集大成者是公元2世纪古希腊最伟大的天文学家托勒密-------创立了历史上第一个完整的宇宙体系！“地心说”的核心是大地是宇宙的中心，太阳和其它天体都是绕地球转动的。 学生阅读哥白尼的宇宙体系 让学生说说，日心说的主要观点，它有哪些不足之处呢？ [师]16世纪，波兰天文学家哥白尼建立了“日心说”宇宙体系。核心是“太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳转动的” 思考讨论3：为什么人们会感觉到太阳是东升西落，而地是静止不动的呢？ 4：日心说中有关宇宙以太阳为中心的提法也是不正确的，用你所知道的相关知识加以解释。 [师]不能因为地心说的错误抹杀托勒密的历史功绩。不能因为地心说被占统治地位的教廷利用而贬低地心说。不能因为“日心说”反宗教而过分地迷信。那么，宇宙有中心吗？宇宙的中心在哪里？ 活动4【讲授】3、现代宇宙学说 让学生阅读美国天文学家哈勃的发现

2、现代宇宙学中的几个问题解析

断膨胀吗？宇宙真的是由一次热大爆炸中形成的吗？如果真的是，那么大爆炸之前的所谓 数学奇点是什么东西？它是怎么形成的？大爆炸前一秒钟的激发机制又是什么？有证据表 明，在最初的时刻，宇宙经历了又一次的巨大爆炸，称为膨胀，这样宇宙中的最大星体就 起源于亚原子量子态的绒毛微细结构。这一膨胀的根本物理原因是个谜。 项目是利用美国新墨西哥州的 ApachePoint 观测站 2.5 米的天体望远镜来观测可见宇宙的 实验。该项目完成对整个天空四分之一的系统测绘任务后，产生详细的图像，确定一亿个 以上的天体的位置和绝对亮度，将在某种程度上阐明膨胀之谜。该实验还将测量距 像。最后，使我们前所未有地了解到可见宇宙边缘的物质分布情况。这会提供质量密度中 表现为不同形式的一种力，那么大爆炸时期温度极高、密度极大的宇宙中，重力、强力、 粒子和反粒子之间就没有什么区别了，爱因斯坦的物质和时空理论是以更普通的水准点为 基础，因此无法解释宇宙初始时炙热的弹丸之地是如何膨胀成今天我们看到的景象的，我 、现代宇宙学中的几个问题 在所有科学学科中，宇宙学是最吸引公众的学科之一。康德说过： 有两种事物，我 们愈是沉思， 愈感到它们的崇高和神圣， 愈是增加虔诚与信仰， 这就是头上的天空和心中的 道德律。”古代天文学，以天体测量为主，主要研究天体在空间的位置及其运动；至牛顿时 代，牛顿创立牛顿力学， 使天文学出现了一个新的分支 -- 天体力学， 这是天文学发展历史上 的一个巨大飞跃； 以爱因斯坦提出广义相对论为标志， 天体物理学自此诞生并一跃成为天文 学研究的主流…。 现代宇宙学从整体上研究大尺度的时空性质, 物质运动的规律。 它是当代 天文学中最活跃的前沿阵地之一。 现代宇宙学的最大特征是必须尊重观测到的客观事实， 须能在理论物理学的基础上给予科学的说明。 它涉及到恒星的起源和演化， 星系的起源和演 化，元素的起源和演化等多方面的基础理论问题。 1、量子引力如何帮助解释宇宙起源？ 现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论．前者利用量子力学来描述亚原子 粒子以及它们所服从的作用力，而后者是有关引力的理论．很久以来，物理学家希望合二 为一，得到一种“万物至理” -- 即量子引力论，以便更深入地了解宇宙，包括宇宙是如何 随着大爆炸自然地诞生的．实现这种融合的首要候选理论是超弦理论，或者叫 M 理论--这 是其名称的最新"升级版”， M 代表“魔法” (magic)、"神秘” (mystery 或“所有理论之母” (mother of all theories).宇宙真的是在不 Sloan 数字寻天 100 万 多个最近星系的距离，通过一个比我们到目前探索大 100 倍的体积，给出宇宙一个三维图 原始波动情况，膨胀的结果应该是这样。如果自然界的 4 种力量事实上是在几百万度以下

宇宙探索与发现标准

写在前面的话： ●本文档选择题默认A对B错。 ●建议使用查找功能 ●实际网页测试中选项顺序可能会变，要注意 ●第一章和第二章由于没能及时存，所以内容不全 第一章 1 单选(2分) ( )较正确地反映了太阳系的实际，为以后开普勒总结出行星运动定律，伽利略、牛顿建立 经典力学体系铺平了道路，从根本上动摇了“人类中心论”的神话。 得分/总分 ? A. 托勒密的地心说 ? B. 哥白尼的日心说 正确答案 ? C. 银河的系发现 ? D. 广阔恒星世界的发现 2 单选(2分) 18-19世纪中期，（）兄妹及父子，通过数遍天上星星等大量观测事实提出“银河是一个星系”的观点，第一次为人类确定了银河系的盘状旋臂结构，把人类的视野从太阳系伸展到10 万光年之遥，树立了继哥白尼以后开拓宇宙视野的第二个里程碑。 得分/总分 ? A. 伽利略 ? B. 哈雷 ?

C. 威廉·赫歇尔 正确答案 ? D. 哈勃 3 单选(2分) 1718年，（）将自己的观测数据同1000多年前托勒玫（Claudius Ptolemaeus，约90-168）时代的天文观测结果相比较，发现有几颗恒星的位置已有了明显变化，首次指出所谓恒星不 动的观念是错误的。 得分/总分 ? A. 哈雷 正确答案 ? B. 哈勃 ? C. 斯特鲁维 ? D. 勒维特 第二章

? C. 100亿年 ? D. 120亿年 2 单选(2分) 根据目前的观测与对哈勃常数的计算，宇宙的年龄大约（）。 得分/总分 ? A. 137亿年 正确答案 ? B. 150亿年 ? C. 180亿年 ? D. 200亿年 3 单选(2分) （）给出，宇宙物质产生后氢和氦的质量丰度比约为75/25，这一比值一直保持下来。 今天实测的氢、氦丰度和这一理论值完全相符。 得分/总分 ? A. 宇宙大爆炸理论 正确答案 ? B. 广义相对论 ? C.

质量管理学复习提纲宇宙超级无敌究极进化完整版 南通大学

《质量管理学》复习提纲 一、名词解释： 1、产品质量：过程的结果所具有一组固有特性满足要求的程度。 2、产品：某一活动和过程的结果 3、质量职能：是指在质量形成全过程中，为实现质量目标所必须发挥的质量管理功能及其相应的质量活动。 4、质量螺旋：是一条螺旋式上升的曲线，该曲线把全过程中各质量职能按照逻辑顺序串联起来，用以表征产品质量形成的整个过程及其规律性，通常称之为朱兰质量螺旋。 5、全面质量管理：一个组织以质量为中心，以全员参加为基础，目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。 6、质量改进：质量管理的一部分，致力于增强满足质量要求的能力。 7、缺陷：为满足与预期或规定用途有关的要求，并指出与不合格有关联关系。 8、质量：一组固有特性满足要求的程度。 9、质量认证：用合格证书或合格标志的方法证明某一产品或服务符合特定的标准或技术规范的活动。 10、控制图：是控制生产过程状态保证工序质量的主要工具。 11、6sigma管理：一项以顾客为中心、以质量经济性为原则、以追求完美无瑕为目标的管理理念。 12、第二方审核：是顾客对供方开展的审核。 13、控制图第一类错误：因虚发信号而造成的错误判断。 14、抽样检验：是按照根据数理统计原理预先设计的抽样方案，从待检总体取得一个随机样本，对样本中每一个体逐一进行检验获得质量特性值的样本统计值，并和相应的标准比较，从而对总体质量作出判断。 15、合格质量水平：是供需双方共同认为可以接收的连续交验批的过程平均不合格率的上限值。 16、质量成本：为了确保和保证满意的质量而发生的费用以及没有达到满意的质量所造成的损失。 17、质量机能展开：是将顾客需求转化为产品开发和生产中各个阶段的技术需求，并通过这些技术需求的实现和协调保证产品的最终质量，从而真正满足顾客需求的一种有效技术。18、卓越绩效评价准则：通过综合的组织绩效管理方法，是组织和个人得到进步和发展提高组织的整体绩效和能力，为顾客和其他相关方创造价值，并使组织持续获得成功。 二、解答题 1、简述统计质量控制阶段的主要进步和存在问题。 （1）主要进步：将质量管理中的“事后把关”变为事先控制、预防为主、防检结合，并开创了把数理方法应用于质量管理的新局面。 （2）存在问题：因为是运用概率统计分析方法，不可能百分百确定合格以否，存在PR（α）、CR（β）二类风险； 2、简述全面质量管理的含义及基本特点。P41 （1）全面质量管理是指一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。 （2）其基本特点有：

现代天文学发展

天外有天 ——现代宇宙学的兴起与发展王远谋101170067 匡亚明学院（大气科学学院基地班）

20世纪的天文学，天体物理学是其主流。最引人瞩目的成就是诞生了将整个宇宙作为研究对象的现代宇宙学。以爱因斯坦的相对论为理论基础，以大尺度的天文观测，特别是河外星系的普通红移和宇宙背景辐射为事实依据，宇宙学展示了宇宙整体的物理特征，将人类对宇宙的探索提升到了一个新的高度。本文就现代宇宙学的几大重要成果——宇宙的诞生（宇宙大爆炸理论的提出），宇宙的年龄（哈勃定律的提出），以及暗物质，暗能量的提出叙述现代宇宙学的兴起与发展。 关键词：宇宙年龄；大爆炸理论；宇宙膨胀；哈勃定律；暗物质，暗能量

在近代自然科学产生以前，传统的观点（亚里士多德）认为，宇宙是一个有边有界的的世界，宇宙的最外层是由恒星天构成，恒星天是宇宙的边界。 在牛顿的无限无边的宇宙图景中，宇宙是一个三维的欧几里得空间，在任何一个方向均可无限延展下去。在这个无限大的“箱子”中，布满了无限多的天体，这些天体在万有引力作用下按牛顿定律运动。然而，这种宇宙图景在解释经验事实上遇到了困难，出现了“引力佯谬”“光度佯谬”等。 “光度佯谬”由奥尔柏斯在1826年提出，表达如下。 按照牛顿的宇宙图景可以作以下推论： 1.在无限的空间中，充满了无限多的星体。 2.每颗星星虽然有生有灭，但从整体上看，可以认为宇宙的物质密度保持常数。 3.时间是无限的，从整体上讲，星体可以无限期存在。 4.无限远处星体的光，总可以通过无限长的时间传到地面。 5.在地面上，黑夜将像白天一样光亮。 这显然是荒谬的。 1.哈勃定律 1929年，哈勃发表了《河外星系距离与视向速度的关系》一文，提出了闻名于世的“哈勃定律”，给出了简明的哈勃公式—— 河外星系离我们越远，它逃离的速度也越快，且二者成正比关系。 这表示我们所在的宇宙是在不断地向外膨胀，这种膨胀是一种全空间的均匀膨胀。因此，在任何一点的观测者都会看到完全一样的膨胀，从任何一个星系来看，一切星系都以它为中心向四面散开，越远的星系间彼此散开的速度越大。 早在1912年，施里弗(Slipher)就得到了“星云”的光谱，结果表明许多光谱都具有多普勒(Doppler)红移，表明这些“星云”在朝远离我们的方向运动。随后人们知道，这些“星云”实际上是类似银河系一样的星系。1929年哈勃(Edwin Hubble)对河外星系的视向速度与距离的关系进行了研究。当时只有46个河外星系的视向速度可以利用，而其中仅有24个有推算出的距离，哈勃得出了视向速度与距离之间大致的线性正比关系。现代精确观测已证实这种线性正比关系 v d H 其中v为退行速度，以千米／秒为单位，d为星系距离，以百万秒差距为单位, H为比 例常数，称为哈勃常数,这就是著名的哈勃定律。 哈勃定律有着广泛的应用，它是测量遥远星系距离的唯一有效方法。只要测出星系谱线的红移，再换算出退行速度，便可由哈勃定律算出该星系的距离。哈勃定律中的速度和距离不是直接可以观测的量。直接观测量是红移和视星等。因此，真正来自观测、没有掺进任何假设的是红移-视星等关系。在此基础上再加上一些假设，才可得到距离-速度关系。 哈勃这一发现的意义真是无可估量，使人类对于宇宙的认识产生了飞跃的、质的提高，他因而也被人们尊称为“星海将军”、“宇宙边疆开拓者”、“星系天文学之父”。可以说，没有哈勃一系列的开创性工作，就不会有后来的“大爆炸”学说。

“天文学”简介含义起源 历史与发展

天文学 翻开人类文明史的第一页，天文学就占有显著的地位。巴比伦的泥碑，埃及的金字塔，都是历史的见证。在中国，殷商时代留下的甲骨文物里，有丰富的天文记录，表明在黄河流域，天文学的起源可以追溯到殷商以前更为古远的世代。 几千年来，在人类社会文明的进程中，天文学的研究范畴和天文的概念都有很大的发展。为了说明我们今天对天文这门学科的理解，本文将在第一节里首先介绍一下天文研究的特点。本文的第二节──星空巡礼，是对目前所认识的天文世界的几笔速写。在第三节里，我们举出伽利略-牛顿时代天文学的一次飞跃，来对照当前天文研究的形势，希望借此探讨天文学发展的规律，并强调说明一次新的飞跃正近在眼前。 我们不准备、也不可能用这篇短文囊括天文学悠久的历史和丰富的内容（这是本书这一整卷的任务），而只是对它的特征、现状和趋向作一个概括性的描述。为使读者对天文学的轮廓有一个认识，本文的第四节，用简单的图解方式介绍当前天文学科各分支之间的相互关系。 天文学研究的特点 天文学是一门古老的学科。它的研究对象是辽阔空间中的天体。几千年来，人们主要是通过接收天体投来的辐射，发现它们的存在，测量它们的位置，研究它们的结构，探索它们的运动和演化的规律，一步步地扩展人类对广阔宇宙空间中物质世界的认识。 作为一颗行星，地球本身也是一个天体。但是，从学科的分野来说，“天”是相对于“地”的。地面上实验室里所熟悉的那些科学实验方法，很多不能搬到天文学领域里来。我们既不能移植太阳，也无法解剖星星，甚至不可能到我们所瞩目的研究对象那边，例如，到银河系核心周围去看一看。从这个意义上来说，天文学的实验方法是一种“被动”的方法。也就是说，它只能靠观测（“观察”和“测量”）自然界业已发生的现象来收集感性认识的素材，而不能像其他许多学科那样，“主动”地去影响或变革所研究的对象，来布置自己的实验。

关于宇宙科学史以及最新前沿发展报告

关于宇宙科学史以及最新前沿发展报告 2003级土木茅以升班姓名：王石磊学号：20030360 至月明星星稀之夜，当我们徘徊在校园的幽径的时候，抬首昂望茫茫星空，低头观那水中之皎洁明月，你是否知道人类的观念就是在这抬头和低头之间得到了改写？人类从原始带来的那份愚昧和野性得到了洗涤？于是历史不在寂寞、时间的长河也因此不再风平浪静，这是因为我们人类在那抬头和低头之间投入了思维的灵性、展开了思考的空间。关于宇宙，我们的古人即有“四方上下曰宇，古往今来曰宙。”（《尸子?君治》）的时空观念，东汉时伟大的科学家张衡在《灵宪》中就写到“过此而往者，未知或知也。未知或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷。”我们暂且抛开从现代科学角度出发他们的论断确切与否，就值那个年代而论，这绝对代表着当时的先知。如果能够得到很好宣传的话，无论其于今人开来有多么的荒谬和好笑，其影响力绝对不下与爱因斯坦的相对论。人类从愚昧中走出来的历史就是被这样一次次的探索和创新谱写的。 历史是谁、又是在哪里最先开始试图描绘宇宙的轮廓呢？有人说是某一个中国人；有人说是某个巴比伦人，他们的后代居住在今天的伊拉克。没有人确切的知道，但是我们知道的是在人类的历史上一直都有人在不断的研究这个问题。巴比伦的宇宙观就是天圆地方之说，就是说宇宙就管诸神创造像海平面上耸起的高山，而天空就像在头顶上的一个大圆盖。而太阳每天从一个门口近来然后晚上从另一个门口出去。古希腊人还坚信，不管诸神创造的惊涛骇浪和暴风骤雨有多么的可怕他们总是让宇宙的机制以一种有规律和可以预见的方式运行。而且古希腊人在他们永不满足的好奇心的驱使下，通过他们的敏锐的洞察力来努力探索这种机制是如何工作的。当然人们对宇宙的最原始的想法若以今天的科学的方法来评断的话，总难免带有一丝浪漫和幻想的色彩。人类开始一种富含理性的思维去认识宇宙还要从古希腊人埃拉托西尼的立竿见影说起，是他以一种数学的思维去重新考虑这个世界的形状。利用两枝处于不同地理位置的立杆在一天的同一时刻而在太阳下的影子的不同长度，模糊地推出地球应该是个圆形球体。这一点在现在来说好像有点轻易而举，但是在人们当时的认识水平和理解力下这简直就像天方夜谭，比我们理解爱因斯坦都难。后来由于希腊人不断的对行星的观察使得他们能够描绘出行星运动的轨迹。基于这些观察的结果，圆形，即对称的和谐在人们的思维中深深的扎了根。像柏拉图这样的人物都曾经对希腊的哲学界发出呼吁，希望人们注意怎么样才可以能用一个完美的圆周系统来解释行星的奇怪的运动轨迹。这于亚里士多德所设想的完全相符。后来一位天才的天文学家托勒密在轨道中套有轨道的启发（即本轮和均轮）下创造了统治整个中世纪的宇宙模型。在托勒密的思想里认为太阳、月亮、其他行星围绕地球运动，它们的基本轨道为圆形，然后在它们轨道上附加了复杂的本轮。作为一个对有勇气对旧思想和教会作出反抗的人终于诞生了，他就是哥白尼。他对托勒密的宇宙模型进行了彻底的变革，他认为处于宇宙中心的不是地球而是太阳，这无疑是在向统治阶级———教会作出挑战。正如处在自己如火如荼的夏天犹如一下子被迫赶来冬天，一时不知所措。不过让教会更为闹弄还在后者，一个极具叛逆心理而又富有坚韧不让的精神的伟人，那就伽利略。他是一个多才多艺的科学家。他为了测定运动定律，曾亲自跑到了比萨斜塔上做两球同时下抛的实验。得出了我们至今还痴至不逾的定理。同时又用自制的望远镜观测行星的运动来支持哥白尼的日心说。如果说哥白尼的学说是异端邪说的话，那么伽利略的所作所为可以说十足是一个虔诚的教徒和该邪说的饯行者。伽利略腾空出世却为自己的悲剧埋下了伏笔，终于在教会强大的势力的逼迫下轰轰烈烈的在大火中伴着自己灵魂永生。 宇宙学从此开始了它飞速的发展。首先是约翰尼斯?开普勒天体运动规律的出世。第谷?

科普宇宙天文学的基本知识

【科普】宇宙天文学的基本知识! ! 宇宙是如何形成的 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大 爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。 宇宙是什么宇宙有多大宇宙年龄是多少 宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过

130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。 宇宙有多少个星系每个星系有多少颗恒星 在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。 太阳和地球的年龄 据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年，而通过放射性计年，地球的年龄是45亿年，因此太阳的年龄是亿年。 银河系简介 是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状，有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看，银河系像一个体育锻炼用的大铁饼，大铁饼的直径有“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测

现代天文学

现代天文学及空间技术展望 在具体的了解天文学之前，对气的了解只限于世界各民族都有自己的神话传说，内容不一，但几乎都有“开天辟地”或“创世”的故事。说来并不奇怪，只有在开天辟地之后，才能演出一幕幕“女娲补天”、“嫦娥奔月”、“夸父逐日”的戏剧来。“天地”、“世界”都是通俗的说法，，其实指的就是“宇宙”。《淮南子，齐俗训》说：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”。就是说，“宇”表示空间，“宙”表示时间，而“宇宙”既表示空间和时间，又是自然界万物的总称。任何客观存在的具体物质都有自己的结构，都在运动和变化；同样，“宇宙”这个客观存在也应该有结构，也要不断地演化。结构就是形态和组成，演化通俗地讲就是指生长老死。研究宇宙结构和演化的科学叫宇宙学。在外国，对宇宙结构也有各种各样的说法和理论。古代巴比伦人认为，大地犹如拱起的乌龟，天空乃是半球形的穹庐。古代印度人认为，大地驮在象背上，大象站在龟身上，海龟浮在海洋上。古希腊对于宇宙结构有不同的学说，有人认为地球是一个浮在水面的扁盘；有人认为地球是一个球，居于世界的中央，这大概是“地球中心说”的雏形；也有人认为，地球绕轴旋转分昼夜，绕日旋转成周岁，这大概可算是“太阳中心说”的前驱了。”制造科学根据。 天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的. 在宇宙结构问题上带革命性的学说，是十六世纪波兰天文学家哥白尼提出的“太阳中心说”。它认为，太阳是宇宙的中心，地球和水星、金星、火星、木星、土星等绕太阳旋转天穹的视运动只不过是地球自旋的反映而已。这个学说冲破了教会的重重阻力，打破了中世纪黑暗的沉闷空气，把科学从僧侣统治下解放出来，功绩是伟大的。它推翻了日动地静的说法，在太阳系范围内，符合实际情况。但是，它认为太阳是宇宙的中心，这显然是不正确的。在哥白尼身后，布鲁诺；伽利略等人把哥白尼的学说朝前发展，认为宇宙是无限的；天上无数个星星就是无数个世界，所以太阳并不是宇宙的中心。对无限的宇宙来讲，根本无所谓中心，或者说，处处是中心. 哥白尼的学说第一次把宇宙学放在科学的基础上。其后，开普勒根据他的老师第谷的大量观测资料，总结出行星运动的三大定律；特别是牛顿发现了万有引力定律和总结出动力学三大定律后，经典的现代宇宙学形成了。从二十世纪爱恩斯坦的广义相对论到二十一世纪霍金的黑洞理论学说，现代天文学对宇宙的起源有了新的理解和定义。 进入新世纪以后我国的航天事业发展越来越快，神州飞船不断发射，在中国的载人航天“三步走”计划中，中国最终要建设的是一个基本型空间站，它的规模不会超过现有的“和平号”或国际空间站。基本型空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱，总重量在100吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。具备了20吨以上运载能力的火箭，才有资格发射核心舱。为此，我国在海南文昌新建继酒泉、太原、西昌之后的第四个航天发射场，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。同时，我国还在天津新建总装场。 在最近我国神州八号成功发射，“神八”升空，神舟八号无人飞行器，是中国“神舟”系列飞船的第八个，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。神八已于2011年11月1日5时58分10秒由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空。升空后，“神八”将与此前发射的“天宫一号”实现交会对接，并和此后的神舟九号、十号一起组成中国首个空间实验室。2011年11月16日18时30分，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功分离，返回舱已于11月17日19时许返回地面，标志着中国人有了自己独立研发的空间站。此举不仅意味着中国的技术与产业链已经延伸到当今世界的科技高端，同时也标志着中国的市场能量与潜在机会又有了新的拓展，中国不仅有条件在高科技市场中占有一席之地，还将在更广泛的市场上获得更多话语权。中国的空间活动,运载火箭和卫星。我国50年代末开始发展空间技术，建立了一些实验室并开展基础研究。1965年我国开始搞人造卫星，第一颗人造卫星于1970年发射成功。其重量为173公斤，

新课程标准地理(选修)1-宇宙与地球第一章《宇宙》

新课程标准地理（选修）1-宇宙与地球第一章《宇宙》 新课程标准对学习本章内容的要求 1．简述“宇宙大爆炸”假说的主要观点。 2．根据图表，概括恒星演化的主要阶段及其特点。 3．举例说出人类探索宇宙的历程、意义。 4．运用天球坐标系简图，确定主要恒星的位置。 5．运用星图进行星空观察，说出星空季节变化的基本规律。 本章学习的重点和难点 重点： 1．星空随季节变化的基本规律和不同日期观测的星空特点。 2．“宇宙大爆炸”假说的主要观点。 难点： 天球坐标系的建立及利用星图观测星空。 知识清单 本章的知识梳理网络

要点精析 重难点解析 理解本章的新课程标准要求以及它们之间的联系 1．简述“宇宙大爆炸”假说的主要观点 A.“宇宙大爆炸”假说是现代宇宙学中最有影响的一种学说。宇宙学研究的对象是整个可观测时空范围的宇宙。目前，已探测到的最大距离为150亿光年，最长的时间尺度是100亿年，其间约包含有1亿个星系。因此，在“宇宙大爆炸”学说中所说的，相当于总星系，而并不是整个宇宙（因为截至目前，总星系外的“宇宙”，由于受目前的科技水平的限制，

还不能观测到）。也就是说，“宇宙大爆炸”假说的与通常所说的“宇宙”是两个不同的概念。 通常所说的“宇宙”，《中国大百科全书》中是这样定义的：“广漠空间和其存在的各种天体即弥漫物质的总称。宇宙是物质世界。它处于不断的运动和发展中，在空间上无边无界，在时间上无始无终。宇宙是多样而统一的。它的多样性在于物质的表现形态，它的统一性在于其物质性。” 《剑桥百科全书》则是这样解释宇宙的：“宇宙”是指“所有存在于世界并能通过物理力作用力作用于人类事物的总和”；但不包括“原则是不能用物理方法探测到的事物”。很显然，“宇宙大爆炸”假说的“宇宙”只是通常所说的“宇宙”中的一部分，即目前人类所能观察到的宇宙部分。 B．“宇宙大爆炸”假说的主要观点是：我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断的膨胀，物质密度从密到稀的演化，有如一次大爆炸。为使同学们能较好的理解“宇宙大爆炸”假说的主要观点，有必要对大爆炸的过程作较为详细的描述。由于“宇宙大爆炸”假说关于大爆炸过程的阐述相当复杂，涉及到物理学的许多概念、理论，根据高中学生的认知水平，本《课程标准》仅要求学生对“宇宙大爆炸”有一概要的了解，因此，我们可将大爆炸过程简化为如下几个时期： 宇宙创生时期：宇宙整体由一个不存在时间和空间的量子状态（“无”状态），自发跃迁（即所谓“大爆炸”）到具有空间、时间的量子状态。在这个时期，物质场的量子涨落导致时空本身发生量子涨落并不断的膨胀，空间和时间以混沌的方式交织在一起，时空没有连续性和序列性（此时的时空为虚时空），可谓是早晚不分、上下莫辨、因果难明、不可测量。 时空形成和化学元素形成时期：时空形成，同时产生离子，那时的宇宙的温度为1032K。及至宇宙产生的最早的1秒（宇宙时间），温度降至1010K，进入了辐射时期，宇宙间只有光子、中子、电子、质子等一些基本粒子。由于整个体系在不断膨胀，温度继续迅速下降。到3分钟（宇宙时间）时，温度降至108K，氦等轻核开始形成；约又经近30分钟（宇宙时间），氦核的质量约占整个宇宙质量的1/4（氦丰度）。到宇宙形成20000年时，温度降至4000K，出现了稳定的氢、氦等轻原子，物质密度与辐射密度基本相等。 星系时代：这个阶段，宇宙内的等离子气体逐渐演化为气态物质。随着宇宙进一步膨胀和温度下降，气体逐渐凝聚成气云，形成原始星系，并进而形成星系团，然后再从中分化出星系。 恒星时代：这一时期，星系内的星云进一步凝聚成亿万颗恒星。 C．为什幺说“宇宙大爆炸”假说是现代宇宙学中最有影响的一种学说，是因为，“宇宙大爆炸”假说能较好的解释下列一些观测事实： ①大爆炸理论认为所有恒星度是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自

【科普】宇宙天文学必须知道的基本知识

【科普】宇宙天文学必须知道的基本知识 ! ! 2019-07-15 21:07 宇宙是如何形成的? 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。 宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少? 宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。

宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星? 在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。 太阳和地球的年龄? 据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年，而通过放射性计年，地球的年龄是45亿年，因此太阳的年龄是45.1亿年。 银河系简介? 是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状，有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看，银河系像一个体育锻炼用的大铁饼，大铁饼的直径有10万光年，相当于946080000亿公里。中间最厚的部分约3000～12000光年。银河系整体作较差自转，太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上，距离银河系中心约2.5万光年。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质，指出银河系中心的能源应是一个黑洞，但是由于目前对大质量的黑洞还没有结论性的证据。

现代科技成就

现代科技成就 20世纪中后期5大科学成就30年代以来，物质基本结构、规范场、宇宙大爆炸、遗传物质分子双螺旋结构、大地构造板块学说以及信息论、控制论、系统论等理论的创建，使人类的视野进一步拓展到更为宇观、宏观和微观的领域，成为人类文明进步的巨大推动力。1、物质的基本结构从远古时代开始，人们就在探讨物质是由什么组成的，有没有公共的基本单元。直到19世纪末，人们都认为这种共同的基元就是原子。1911年，卢瑟福发现原子内部有一个核；1913年，玻尔指出放射性变化发生在原子核内部，于是研究原子核的组成、变化规律以及内部结合力的核物理学应运而生。1932年，查德威克发现了中子。从此，人们认识到各种原子都是由电子、质子和中子组成的，于是把这三种粒子和光子称为基本粒子。但是，基本粒子并不“基本”。一方面，正电子、中微子、介子等新的基本粒子相继发现；另一方面，基本粒子还有其内部结构。60年代以来，出现了基本粒子结构的“夸克模型”、“层子模型”等，使40年代末诞生的一门新的独立学科——基本粒子物理学（又称高能物理学）至今方兴未艾，成果累累。2、宇宙大爆炸理论现代宇宙学的研究发端于爱因斯坦。他在1915年创立广义相对论后，用它来考察宇宙的结构问题，于1917年提出有限无边的宇宙模型。1922年，弗里德曼提出的非静态宇宙模型，认为宇宙是可能膨胀的。1929年，哈勃确定了星系红移（即退行速度）和距离之间的线性关系，证实了宇宙膨胀理论。1932年，勒梅特提出了宇宙爆炸说。1948年，伽莫夫把核物理学的知识同宇宙膨胀理论结合起来，发展了大爆炸理论，并用它来说明化学元素的起源。这一宇宙大爆炸理论在1965年发现的宇宙背景辐射现象和1998年哈勃望远镜探测到距地球120亿光年之遥的星系中得到了有力的支持。3、DNA分子双螺旋模型1953年4月25日，英国《自然》杂志刊登了25岁的沃森和37岁的克里克合作研究的成果——DNA双螺旋结构的分子模型，这一成就后来被誉为20世纪生物学方面最伟大的发现，也被认为是分子生物学诞生的标志。DNA是遗传基因的物质载体——脱氧核糖核酸的英文简称。1915至1928年间，摩尔根通过果蝇实验，证明了坐落在细胞核内染色体上的基因决定着生物性状，从而创立了基因理论。染色体是由蛋白质和DNA组成的。过去生物学界一直认为蛋白质是遗传信息的载体，直到1944年埃弗里等人通过实验才证明了遗传载体不是蛋白质，而是DNA。1953年DNA分子结构双螺旋模型的建立是打开遗传之谜的关键。60年代尼伦柏格等人破译了遗传密码，证明地球上所有生物的遗传密码都是相同的——DNA的4种核苷酸碱基的序列代表了基因的遗传信息，决定着蛋白质的20种氨基酸的组成和排列顺序。作为基因载体的DNA是生命的后台指挥者，生命的一切性状通过受DNA决定的蛋白质来表现。4、大地板块构造学说1912年，魏格纳提出大陆漂移说，认为在地质历史上的古生代，全球只有一块巨大陆地，周围是一片大洋；中生代以来，这块古陆开始分裂、漂移，逐渐成为现在的几个大陆和无数岛屿，原来

宇宙学标准模型

宇宙学标准模型 宇宙模型指的是对宇宙的大尺度时空结构、运动形态和物质演化的理论描述。所谓标准宇宙模型是指以弗里德曼宇宙模型为基础，伽莫夫将其运用于早期宇宙的演化而形成的一种宇宙模型。它是一种结合核物理、粒子物理、相对论、量子力学知识对宇宙起源和演化的一种解释，是目前主流的宇宙模型。 1.标准宇宙模型： 1922年，弗利德曼提出了宇宙在膨胀的假设。1927年，勒梅特利进一步指出，当时已发现的星系谱线红移现象，可能就是宇宙膨胀的表现。这些预言，被1929年发现的哈勃定律所证实。这就是著名的弗利德曼宇宙模型，它是现代宇宙学的基础。 如果宇宙在长时间内一直在膨胀着，那么物质密度就一直在逐渐变稀。往前追溯至宇宙尺度为今天的百分之一时，宇宙密度将达到今天的106倍，超过了星系的密度(约为今天宇宙平均密度的105倍)，于是星系将挤在一起，实际上它们不能存在。由此可见，宇宙的结构在某一时间之前是不存在的，它只能是演化的产物。 在没有结团之前，宇宙一大片由微观粒子构成的均匀气体，在热平衡下有均匀的温度，称为宇宙温度。气体的绝热膨胀将使宇宙温度降低，反之往前追溯，越早的宇宙就有越高的温度。这样，甚早期的宇宙就应当是温度很高、密度很大的气体，它以很大的速率膨胀着。这正是宇宙热大爆炸观念的基本看法。1950年前后，伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。他假设宇宙的历史可以追溯到温度1010K以上，这时粒子之间的热碰撞足以使原子核瓦解。因此，原子核作为微观性结团，也只能是宇宙演化的产物。伽莫夫等人成功地解释了氦的宇宙平均丰度高达1/4的事实。可是，他的初步理论并没能赢得当时人们的信任。直到最近20多年来，这一理论才发展得比较成熟。 可以设想，宇宙诞生的时候，物质密度为无限大。这时，空间是高度弯曲的，能量集中为引力能。随着宇宙的膨胀，引力能逐渐转化为粒子能，从而产生出各种各样的粒子来。宇宙继续膨胀，温度继续下降，就会演出一幕幕生动真切的演化画面来。这个大爆炸宇宙学由于只用了已知的物理学规律，非常简单地描述了宇宙的性质、运动和演化，并得到了观测事实的支持，现在已为大多数学者所认可，称之为宇宙学的标准模型。 2.宇宙标准模型的观测证据： 1）宇宙背景辐射： 宇宙背景辐射的发现和热谱的验证，历来被视为证实了标准宇宙的一项重要预言。标准模型认为充满宇宙的背景辐射产生于宇宙的早期，且随着宇宙的膨胀而冷却，COBE卫星的观测