内容正文:
第一章 演化的自然
一.古代人的宇宙观
1.中国古代对宇宙起源有各种传说。古代神话有盘古开天辟地的传说
2.中国古代的盖天说与浑天说
3.印度的龟背驮地球
4.欧洲认为上帝创造地球
二.从地心说到日心说
1.中国战国时期的早期盖天说认为,天圆如张盖,地方如棋盘。
2.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的认识的基础上,经过几十年的观测,运用数学的方法,创立了“地心说”。
3.这个学说与基督教关于天堂、人间、地狱的说法刚好吻合,得到了占统治地位的教廷也竭力支持。到了16世纪,“地心说”不仅成了禁锢了人们思想的工具,而且也阻碍了天文学的发展。
托勒密及其宇宙体系
4.哥白尼提出的“日心说”,差不多经过一个世纪才被人们接受。其间,伽利略利用自制的天文望远镜,发现了可以支持日心说的天文现象,日心说才逐渐得到认可。哥白尼的“日心说”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。
5.布鲁诺在1600年支持日心说被烧死,伽利略在17世纪对哥白尼的日心说表示支持。
哥白尼及其宇宙体系
三.现代宇宙学说
1.1929年,哈勃根据自己的测量数据,分析了24个星系的速度和距离,发现距离越大的河外星系,对应的运动速度也越大。也就是说,所有的星系都在远离我们而去,星系离我们越远,它的退行速度越快;星系间的距离在不断地扩大。哈勃的发现告诉我们,星系一直在运动,一直在变化,宇宙在不断地膨胀。
2.我们可以进行这样的推理:如果能将时间倒退,宇宙中的星系之间的距离必然缩小,最终会聚在一个点上。大爆炸宇宙论认为,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,现在的宇宙比100亿年前增大了100多亿倍,爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今,大爆炸宇宙模型将延续下去。宇宙的膨胀有观测事实的支持,又得到众多科学家的理论阐释,因此,大爆炸宇宙论已成为目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。
四.太阳系的形成
1.18 世纪,德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯通过对行星运动特点和星云的研究,迈出了第一步,提出了“康德一拉普拉斯星云说" 。该学说认为太阳系是一块星云收缩形成的。星云是由气体和人尘埃物质组成的巨大云雾状天体,它的直径大多可达十几光年。
2.原始的太阳星云是一个扁平的、自转的气体尘埃圆盘。大阳星云不断收缩,周围物质也不断地落入环绕原太阳而形成的盘,引力势能转化为热能; 圆盘内的元素通过衰变释放出能量,这些能量贮存在圆盘深处,新生的太阳于是有能力辆射出能量并加热盘的表面各层。离中心几个天文单位之内的内级,温度高达 2000oC以上,在这个区域,尘埃粒子蒸发了,以至于内盘完全是气体,圆盘中心的气体崩塌收缩形成太阳。剩余的星云物质进一步收缩演化,形成地球等行星。
3.星云学说推论的重要依据是:只有太阳和太阳系的行星形成于同一个旋转的星云云盘,太阳的自转方向和太阳系的行星的公转方向才会一致;形成太阳系的行星的物质来源于同一个扁平的星云云盘,才导致太阳系的行星的公转轨道几乎位于同一平面上。
4.除了“星云说”,关于太阳系的形成还有其他假说。例如,“灾变说”认为地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变(如另一颗恒星接近太阳或与太阳相撞)而从太阳中分离出来。
五.恒星的演化
1.恒星是在相对小的体积内积聚大量的气体而构成的。恒星的演化就是一颗恒星诞生、成长、成熟到衰老、死亡的过程,是一个十分缓慢的过程。
2.恒星是不会永久存在的。一颗恒星寿命的长短取决于它的质量大小:质量越大,寿命越短;质量越小,寿命越长。
3.根据对红巨星和白矮星的研究,科学家描绘出了未来太阳的演变过程
4.宇宙中还有许多比太阳质量大得多的恒星,它们将会怎样演化呢?
(1)有质量低于8倍太阳质量的恒星最终会演化为红巨星,
(2)大于8倍太阳质量的大质量恒星进入晚年后体积会急剧变大,形成超红巨星,随后爆发成超新星。
(3)超新星在球核爆炸后形成中子星。
六.地球的演化
1.地球的年龄约为46亿年。太阳系在大约50亿年前诞生后,大约经过了5亿年,地球开始形成。地球是由原始的太阳星云坍缩、凝聚而形成的。
2.由于陨石的轰击、地球不断收缩等原因,温度逐渐升高,地球内部出现熔融现象。同时又在地球自转、重力作用下,发生了物质分异现象,外部密度较大的物质和元素向内部逐渐下沉,内部较轻的物质逐渐上升,最后地球就逐渐形成了现在的地壳、地幔和地核等结构。
3.地球在形成之初是一个由岩浆构成的炽热的球。随着地球温度的不断下降,固态的地壳逐渐形成。由高温岩浆不断喷发而释放的水蒸气、二