天文奥秘

天津市南开区教师团队

目录

  • 1 我们的太阳系
    • 1.1 太阳系概述
    • 1.2 地月系——我们的家
    • 1.3 地球——蓝色天体
    • 1.4 昼夜和四季
    • 1.5 月球之谜
    • 1.6 太阳系的中心:恒星——太阳
    • 1.7 太阳之谜
    • 1.8 类地行星:水星
    • 1.9 类地行星:金星
    • 1.10 类地行星:火星
    • 1.11 巨行星:木星
    • 1.12 巨行星:土星
    • 1.13 远日行星:天王星
    • 1.14 远日行星:海王星
    • 1.15 矮行星:谷神星、冥王星、阋神星、鸟神星、妊神星
    • 1.16 小行星带和星际间物质
    • 1.17 彗星
  • 2 浩渺银河,浩瀚宇宙
    • 2.1 观测恒星
    • 2.2 最强大的恒星
    • 2.3 恒星的一生
    • 2.4 宇宙大爆炸
    • 2.5 黑暗物质和黑暗能量
    • 2.6 银河系
    • 2.7 北极星与北斗七星
    • 2.8 星座与星象
    • 2.9 河外星系
  • 3 不尽的探索
    • 3.1 前人对宇宙的观察
    • 3.2 何处是中心
    • 3.3 望远镜的发展
    • 3.4 外太空生存
    • 3.5 月球之谜
    • 3.6 霍金与他的宇宙
    • 3.7 寻找新家园
    • 3.8 中国古代对气象天文的观测
    • 3.9 中国宇宙航天的中国梦
    • 3.10 宇宙的未知谜题
宇宙大爆炸
  • 1 名师讲坛
  • 2 章节测试



一、 宇宙从何而来?——大爆炸 

每当你抬头仰望星空,是否思考过 宇宙从何而来?宇宙的年龄是? 宇宙里有什么?我们到底在哪? 千百年来,这些问题不断地困扰着我们 的祖先,引发了全世界无数的智者先贤 上下求索,也由此引发了宇宙学术史上 的一场——大爆炸。

同学们,今天就让我们一起回到宇宙的起源,来见证一场宇宙大爆炸!


二、 宇宙的诞生——大爆炸理论的介绍

大爆炸宇宙论”认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。宇宙起源于一个单独的无维度的点,即一个在空间和时间上都无尺度但却包含了宇宙全部物质的奇点。至少是在120150亿年以前,宇宙及空间本身由这个点爆炸形成。

 

大爆炸开始时约137亿年前,此次爆炸有三个特点,简称三个极:

极小体积,

极高密度,

极高温度。

就在这样的极端环境中,宇宙诞生了。但此时的宇宙还只是一个呱呱坠地的孩子,并未形成我们今天所见到的样子,而随后发生的一系列变化,更加令人叹为观止,接下来就让我们一起走进大爆炸后的世界!

三、宇宙的形成——大爆炸的过程

1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来,通过几十年的努力,宇宙学家们为我们勾画出这样一部宇宙历史

宇宙从“奇点”开始,奇点以前“什么也没有”从“什么也没有”里“Bang”的一声,然后有了时间,有了空间,有了巨大的能量……这时候还没有原子,原子要等到38万岁后,宇宙直径长到现在的千分之一,温度则冷却到大概三千度,电子和原子核形成原子,光子挣脱束缚开始穿行,宇宙变得透明,氢氘氦锂聚成恒星。恒星再煅烧上至少几千万年的漫长岁月,才在垂死中释放出它造出的碳氧等新元素。有了这些宇宙尘埃,才有行星凝成,也才能渐渐演化出生命和人类,形成一个个来自恒星的你。

这便是科学界公认的“标准宇宙模型”,不过,这个模型并不是一生下来便口含金汤匙直接加冕,而是花了几十年跟稳态宇宙等各种其他理论搏斗厮杀,才在观测数据的帮助下一步步登临王座。

当一群天文物理学家在南极守着望远镜苦捱八年,测量宇宙微波背景辐射中造成的千万分之一的温度差。2014317日,他们终于有资格骄傲地向全世界宣告,“看见”了宇宙诞生后“暴胀”留下的涟漪。


说到这,大家可能会很好奇?这么恢弘伟大的理论是怎么提出的?由谁提出的呢?有什么证据可以证明呢?

 

四、宇宙大爆炸理论的发展历程

1916年爱因斯坦从数学上预言了宇宙的膨胀。

 

1927年,比利时天文学家和宇宙学家勒梅特首次提出了宇宙大爆炸假说

1929年,埃德温·哈勃作出了一个具有里程碑意义的发现,即不管你往哪个方向看,远处的星系正急速地离你而去。

1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论,认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。

1950年前后,伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。这个创生宇宙的大爆炸不是发生在地球上一个确定的点,然后向四周的空气传播开去的那种爆炸,而是一种在各处同时发生,从一开时就充满整个空间的那种爆炸,爆炸中每一个粒子都离开其它每一个粒子飞奔。事实上应该理解为空间的急剧膨胀。"整个空间"可以指的是整个无限的宇宙,或者指的是一个就象球面一样能弯曲地回到原来位置的有限宇宙。


在一代代科学家们的努力下,宇宙大爆炸理论最终趋于完善,但这么伟大的理论是否在民众中具有说服力呢?是否有实际天文现象为依托呢?下面我们就一起前往浩瀚的宇宙中去寻找有关大爆炸的蛛丝马迹!

五、宇宙大爆炸的观测事实

 最直接的证据来自对遥远星系光线特征的研究。20年代,天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)注意到,远星系的颜色比近星系的要稍红些。他发现,星系离我们越远,它就显得越红。

 

空间可以伸长这一事实看上去似乎离奇古怪,不过这却是1915年爱因斯坦广义相对论发表以来科学家们早就熟知的概念。广义相对论认为,引力实际上是空间(严格地说是时空)弯曲或变形的一种表现。以上两个例子都是宇宙大爆炸曾经发生过的有力证据。


六、结语:


 人类对宇宙的探索是没有止境的,宇宙大爆炸理论的发现只是人类翻开宇宙这本书中短短的一页,要想真正读懂这本书还需要我们大家更多的探索和钻研,最后给大家推荐几本相关书籍,有兴趣的同学可以读一读。