个人介绍
怎样认识宇宙

主讲教师:

教师团队:共1

  • 陆埮
学校: 南京大学
开课院系: 天文系
专业大类: 天文学
开课专业: 天体物理

 宇宙(Universe)是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。是一切空间和时间的综合。一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件。宇宙根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约138.2亿年。

宇宙形状还是未知的,人类在大胆想象。有的人说宇宙其实是一个类似人的这样一种生物的一个小细胞,而也有人说宇宙是一种拥有比人类更高智慧的电脑生物所制造出来的一个程序或是一个小小的原件。还有人猜想,宇宙其实就是一个电子,宇宙是一个比电子更小得多的东西,宇宙根本就不存在,或者宇宙是无形的。也有人猜想,我们的宇宙生活在一个大的空间里,叫做“超空间”。在超空间里,有很多宇宙,而超空间的能量是守恒的,而且非常巨大。每当一个宇宙的能量上升时,他邻近的宇宙的能量就会下降。 每一个宇宙的每个地方,能量都不一样,有正能量,也有暗能量,也有没有能量的地方。 

教师团队

陆埮

职称:院士

单位:​南京大学

部门:天文系

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陆埮院士

陆埮院士长期从事教学和科研。已发表学术论文240余篇,得到了国际同行的广泛引用和好评。培养学生的成才率、优才率非常高,并建立了一支有很好国际影响的高能天体物理科研队伍。他和他的学生,在伽玛射线暴余辉刚发现不久就研究并发现了一些伽玛射线暴具有星风环境或致密介质环境,有力地支持了伽玛射线暴起源于大质量恒星塌缩的观点;并且克服了前人理论模型只适用于极端相对论情形的缺点,提出了伽玛射线暴余辉动力学演化的统一模型,可描述从早期极端相对论到晚期非相对论阶段的整个演化过程;另外,早在1984年他和他的学生发现,夸克非轻子弱过程对奇异星的径向振荡有非常强的阻尼效应,表明奇异物质的体粘滞性比普通核物质要高许多个量级,是奇异物质最重要的动力学特征之一;在研究脉冲星辐射时,提出了一个很有创意的“代参数”新概念,可以作为脉冲星的一个新的特征量。

院士风采

“几十年的工作和生活,我深深体会到,无论做什么,首先在于做人。品德高尚,作风正派,做事认真,待人诚恳等等,都是首要的要求。我是非常幸运的。尽管遇到过动荡和不安,但毕竟获得了几十年从事科研和教学的安定环境。我有许多很好的老师、同事和朋友,也有许多很好的学生。无论我到什么地方,他们帮助我、关心我,带给我很多欢乐和宽慰。也曾遇到过一些人为的障碍,带给我不少困难和麻烦,但我把它们看作是激励奋斗的动力,让我一直保持着奋发的心态。人生总是在不断地奋斗,不断地进取。真是活到老,学到老,奋斗到老。”

                                                     ——《陆埮:半个多世纪的学习与工作》

何为宇宙?

宇宙(Universe)是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。是一切空间和时间的综合。一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件。

起源

宇宙是如何起源的?空间和时间的本质是什么?这是从2000多年前的古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。经过了哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲,宇宙学已经不再是幽深玄奥的抽象哲学思辩,而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。

一般认为,宇宙产生于140亿年前一次大爆炸中。大爆炸后30亿年,最初的物质涟漪出现。大爆炸后20亿—30亿年,类星体逐渐形成。大爆炸后90亿年,太阳诞生。38亿年前地球上的生命开始逐渐演化。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。

河外星系

星系

星系,是宇宙中庞大的星星的“岛屿”,它也是宇宙中最大、最美丽的天体系统之一。到目前为止,人们已在宇宙观测到了约一千亿个星系。它们中有的离我们较近,可以清楚地观测到它们的结构;有的非常遥远,目前所知最远的星系离我们有将近一百五十亿光年。

河外星系

它们是与银河系类似的天体系统,距离都超出了银河系的范围,因此称它们为“河外星系”。仙女座星系就是位于仙女座的一个河外星系。河外星系与银河系一样,也是由大量的恒星、星团、星云和星际物质组成。我们能观测到的河外星系有100亿个之多。

    为了能够在浩繁的群星当中顺利地找到仙女座大星云,我们需要首先熟悉一下秋夜星空。

    秋夜的银河已转到东北方,可以看见在银河中的仙后座,它有5颗相当明亮的恒星排列成英文字母W的形状,很容易辨认。仙后座的西面为仙王座,东面是英仙座。

    仙女座大星云的总星等为4等,单位面积的亮度平均为6等,晴朗无月的夜晚用肉眼依稀可见,像一小片白色的云雾。通过一架小型天文望远镜就能看出它那柔和的银白色椭圆形状。仙女座大星云是一个典型的旋涡星系,但是由于它是侧面朝向我们,所以不容易看出它的一条条的旋臂。通过口径大一些的天文望远镜,可以看出它的一些结构,比如它的核心特别明亮,并且越往中心部分越明亮,还可以看出一部分旋臂、黑色的尘埃线、球状星团和恒星云等。另外还可以看到它的两个矮星系伴侣,一个小的、呈圆形的、很密集的椭圆星系M32在M31核心的南面,另一个略微暗弱一点儿但比M32更大且长的椭圆星系M110在M31的西北边。还有许多银河系内的比较暗弱的恒星充满了这一天区,更为仙女座大星云增添了迷人的色彩。 

宇宙学

宇宙学(cosmology),就是从整体的角度来研究宇宙的结构和演化的天文学分支学科。牛顿力学创立以后,建立了经典宇宙学。到了20世纪,在大量天文观测资料和现代物理学的基础上产生了现代宇宙学。

宇宙学的由来

 宇宙学(cosmology),就是从整体的角度来研究宇宙的结构和演化的天文学分支学科。自古宇宙的结构就是人们关注的对象,历史上曾出现过各种各样的宇宙学说。中国的如浑天说、盖天说和宣夜说。其他国家的如古希腊阿利斯塔克的日心说、统治中世纪欧洲1000多年的地心说、16世纪波兰哥白尼的日心说等。牛顿力学创立以后,建立了经典宇宙学。到了20世纪,在大量天文观测资料和现代物理学的基础上产生了现代宇宙学。

宇宙学译自英文Cosmology。宇宙学是对宇宙整体的研究,并且延伸探讨至人类在宇宙中的地位。虽然宇宙学这个词是最近才有的,人们对宇宙的研究已经有很长的一段历史,牵涉到科学、哲学、神秘学以及宗教。

天体物理学

天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论,研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。

    利用理论物理方法研究天体的物理性质和过程的一门学科。1859年﹐基尔霍夫根据热力学规律解释太阳光谱的夫琅和费线﹐断言在太阳上存在著某些和地球上一样的化学元素﹐这表明﹐可以利用理论物理的普遍规律从天文实测结果中分析出天体的内在性质﹐是为理论天体物理学的开端。理论天体物理学的发展紧密地依赖于理论物理学的进步﹐几乎理论物理学每一项重要突破﹐都会大大推动理论天体物理学的前进。二十世纪二十年代初量子理论的建立﹐使深入分析恒星的光谱成为可能﹐并由此建立了恒星大气的系统理论。三十年代原子核物理学的发展﹐使恒星能源的疑问获得满意的解决﹐从而使恒星内部结构理论迅速发展﹔并且依据赫罗图的实测结果﹐确立了恒星演化的科学理论。1917年爱因斯坦用广义相对论分析宇宙的结构﹐创立了相对论宇宙学。1929年哈勃发现了河外星系的谱线红移与距离间的关系﹐以后人们利用广义相对论的引力理论来分析有关河外天体的观测资料﹐探索大尺度上的物质结构和运动﹐这就形成了现代宇宙学。

    从公元前129年古希腊天文学家喜帕恰斯目测恒星光度起,中间经过1609年,伽利略使用光学望远镜观测天体,绘制月面图。1655~1656年惠更斯发现土星光环和猎户座星云,后来还有哈雷发现恒星自行,到十八世纪老赫歇耳开创恒星天文学,这是天体物理学的孕育时期。

    十九世纪中叶,三种物理方法——分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究以后,对天体的结构、化学组成、物理状态的研究形成了完整的科学体系,天体物理学开始成为天文学的一个独立的分支学科。

微课堂

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参考教材


课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 宇宙中的“星”
视频
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2013-11-13 31.60MB
1.2 宇宙学原理
视频
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2013-11-13 9.08MB
2.1 哈勃红移
视频
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2013-11-13 24.60MB
2.2 哈勃年龄
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2013-11-13 41.31MB
3 大爆炸宇宙学的提出
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3.1 复合时代
视频
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2013-11-13 18.85MB
3.2 微波背景辐射简介
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2013-11-13 33.25MB
3.3 微波背景辐射高度各向同性
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2013-11-13 37.78MB
3.4 微波背景辐射其他研究成果
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2013-11-13 46.61MB
4 测量宇宙物质的方法
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2013-11-13 16.52MB
5 宇宙的膨胀:加速还是减速?
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6.1 宇宙中的三种物质
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6.2 暗能量
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2013-11-13 32.72MB
7 国际上关于宇宙学的研究奖项
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视频
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2013-11-13 30.68MB
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