【新教材精创】5.3 探索宇宙的奥秘 课件（2）-鲁科版高中物理必修第二册（共29张PPT）

鲁科版 必修第二册 5.3 探索宇宙的奥秘 第五章 科学进步无止境 人类目前观测到的宇宙 空间 时间 一.宇宙的起源 自古以来，人们通过对日月星辰及周围事物的观察，设想着宇宙的模样。 1.古人对宇宙的认识 “天圆如张盖，地方如棋局” 中国古人的宇宙观 “浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄，孤居于内，天大而地小，天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。” 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 古印度想象大地是驮在大象背上的 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 在古希腊，德谟克利特提出了“天体演化说”，即在原子碰撞等原因形成的原始旋涡运动中，较大的原子被赶到旋涡的中心相互聚集形成地球，较小的原子被赶到外围环绕地球做旋转运动，变得干燥后燃烧，形成各个天体。 德国哲学家康德则提出了“星云假说”， 用引力和斥力的观点描述天体的形成和运动。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1929 年，哈勃（E. Hubble，1889—1953）做了一个具有里程碑意义的观测：遥远的恒星发出的光谱与地球上同种物质的光谱相比，波长变长，即向红光方向偏移。这一现象说明：不管往哪个方向看，远处的星系都正在急速地远离我们而去，并且距离我们越远的星系离开我们的速度越快。 2.大爆炸宇宙模型 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 哈勃空间望远镜 1990年4月发射 口径：2.4米 截至2015年4月，12800篇 重要成果：黑洞，暗物质，宇宙年龄等等等等 最新成果：2016年3月4日：宇宙距离之最：134亿光年 NGC7742星云 哈勃眼中的宇宙 发现1、所有的星系都在远离我们而去。 哈勃的惊人发现： 发现2、星系离我们越远，运动的速度越快； 发现3、星系间的距离在不断地扩大 按照哈勃的说法，所有的星系都在离我们而去，那是否说明地球就是整个宇宙的中心呢？你同意这样的说法吗？ 如果不，那么你是怎样理解哈勃定律中关于星系运动的特点？ 美国科学家伽莫夫（G.Gamow，1904-1968）将微观的核物理、化学元素的起源与宏观的膨胀宇宙联系在一起，提出了描述宇宙起源和演化的大爆炸宇宙模型，认为宇宙从图5一个温度无限高、物质密度无限大的“奇点”爆炸而成。大爆炸宇宙模型不仅能解释宇宙光谱的红移现象，而且预言在大爆炸的特殊宇宙背景下产生的微波辐射至今存在于宇宙空间中。 1965年，威尔森和彭齐亚斯观测到了宇宙背景微波辐射，大爆炸宇宙模型得到了有力的支持。 大爆炸宇宙产生示意图 大约150亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球” 中。 大爆炸理论主要观点 大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。 大胆猜测：宇宙的将来 或者会塌缩而在大挤压处终结 永远膨胀下去，不断地扩大，我们将看到所有星系的星球老化、死亡，剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。 史蒂芬.霍金 史蒂芬·霍金，广泛尊崇为继爱因斯坦之后最杰出的科学家。黑洞理论和“大爆炸”理论的创立人，著名的《时间简史》的作者。 17岁的霍金患病后只能永远坐在轮椅上并且失去了语言能力，这位全身只有三个手指能动的残疾人，却依靠惊人的毅力完成了一系列惊人的关于大爆炸和黑洞的理论。 霍金预言宇宙的两种结局： 1、会永远的膨胀下去。 2、或者会塌缩而在大挤压处终结 二.宇宙的演化 根据爱因斯坦广义相对论的预言，宇宙的未来在很大程度上依赖于宇宙中的物质分布（宇宙物质的平均密度）。如果宇宙物质的平均密度大于某个临界值，星系间的引力将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩，最终坍缩；如果宇宙物质的平均密度小于该临界值，宇宙将会继续膨胀。但对宇宙物质平均密度的观测非常困难，因为宇宙中除了可见的发光天体之外，还有大量的暗物质和暗能量。 暗物质是一种不能释放任何电磁辐射的物质. 1998年，科学家索尔·珀尔马特（S.Perlmutter）、布莱恩·施密特（B.Schmidt）和亚当·里斯（A.Riess）通过观测遥远的超新星，发现宇宙正在加速膨胀，并且证明了暗能量的存在，因而获得2011年诺贝尔物理学奖。 通过观测和理论分析，科学家推测宇宙的大部分都是由暗物质和暗能量组成的，但人类对暗物质和暗能量的本质至今仍不了解，现有的天文观测资料还不能确定宇宙的未来将走向何处，这有待于人类的进一步探索。 伽利略在演示如