内容正文:
第1节 人类对宇宙的认识
1、 古代人的宇宙观
世界不同的民族和文化,形成了许多有关宇宙创始的神话传说,例如,盘古开天辟地、女娲补天、上帝创造万物等。
一些描述宇宙结构的学说:
(1)中国古代描述宇宙结构的学说:“盖天说”“浑天说”等。
(2)其他国家的学说:古代巴比伦人的说法;古代印度人的说法;古希腊人的说法;托勒密的“地心说" ;哥白尼的“日心说”;等等。
2、 从地心说到日心说
1、“地心说”宇宙体系学说
(1)创立人和时间:公元2世纪,希腊科学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙认识的基础上,经过几十年的观测,运用数学方法,创立了“地心说"。
(2)主要内容:地球处于宇宙中心静止不动,日、月、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转,而恒星位于最外面的天球上,它们之间的相对位置保持不变.同时作为一个整体在天空中转动。
(3)“地心说”的进步性与局限性
①进步性:首先,它肯定了地球是一个悬空着的、没有支柱的球体;其次,从众多天体中区分出行星和日、月是离我们较近的一群天体,这是把太阳系从众星中识别出来的关键一步。
②局限性:随着观察仪器的不断改进,科学家们经过仔细观测发现,用托勒密的宇宙体系推算出来的行星运行规律与实际天象的观测结果不吻合,因此把地球当作宇宙的中心是错误的。
2、“日心说”宇宙体系学说
(1)创立人和时间:16世纪.天文学家哥白尼依据大量的观测资料,提出了“日心说"。
(2)主要内容:太阳是宇宙的中心,地球和行星是绕太阳做圆周运动的。
(3)日心说的进步性与局限性
①进步性:阐明了天体运行的规律,为人类认识太阳系,进而认识地球的起源奠定了基础。
②局限性:太阳是太阳系的中心,太阳系位于银河系中,银河系中有很多像太阳一样的恒星,银河系以外还有若千个和银河系类似的河外星系。所以,“日心说”中关于太阳是宇宙中心的说法是错误的。“日心说"沿用了行星在圆形轨道上做圆周运动的旧观念,但实际上行星的运行轨道是椭圆的,其运动速度的大小也是变化的。
3、 现代宇宙学说
1、星系的运动特点
(1)美国天文学家哈勃通过对星系光谱的研究,发现星系的运动有如下规律:①所有的星系都在远离我们而去;②星系离我们越远.它的退行速度越快;③星系间的距离在不断地扩大。
(2)哈勃定律的重大意义:宇宙中星系之间的距离在不断扩大,说明宇宙在不断地膨胀。如果能将时间倒退,宇宙中的星系就会聚在一个点上,这也给大爆炸宇宙论提供了最有力的证据。
2、星系运动模型的建立
根据星系运动的特点,我们可以通过实验来建立星系运动模型:气球充气后,上面的点随气球的膨胀而远离。
(1)实验步骤
①准备一只气球,在其表面画上一些小圆点。
②用打气筒持续地向气球充气,使气球不断地胀大。
③观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。
(2 )实验结果:在气球胀大的过程中,对气球表面上任何一个小圆点而言,其他的小圆点都在不断地离它而去,离得越远,远离速度越快。
(3) 实验结论:星系在宇宙中就好比气球表面的小圆点,在宇宙膨胀的过程中,星系之间都在不断地远离,而且相距越远的星系,远离速度越快。
4、 大爆炸宇宙论
1、大爆炸宇宙论的内容
大约137亿年前,我们所处的宇宙被挤压在一-个“原始火球”中,那时的宇宙极小、极热,又有极大的密度,宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。大爆炸后,宇宙迅速膨胀,并在宇宙中诞生了时间和空间、质量和能量,宇宙中的小微粒物质聚集成大团的物质,最终形成星系、恒星和行星等。爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今 ,并仍将延续下去。
2、大爆炸宇宙论的证据
宇宙中星系之间的距离在不断地扩大,说明字宙正处在不断地膨胀之中。如果时间能倒退,宇宙中的星系最终会聚在一个点上,而宇宙是在这个点发生大爆炸中诞生的。
3、大爆炸宇宙论的意义和不足
大爆炸宇宙论很好地解释了星系之间的距离在不断扩大、宇宙在不断膨胀的事实,但是它无法回答现在的宇宙在大爆炸发生之前到底是什么样的、发生这次大爆炸的原因是什么、宇宙中心在哪里等一系列问题。
学科网(北京)股份有限公司
$