1.2热大爆炸宇宙模型（课件）- 【上好课】2024-2025学年九年级科学下册同步精品课堂（华东师大版）

第2节 热大爆炸宇宙模型 九年级科学下册 •华东师大版 第1章——宇宙的起源与演化 教学目标 一 02 热大爆炸证据——微波背景辐射 01 宇宙的起源 03 宇宙的演化 宇宙的将来 教学引入 二 宇宙起源于热大爆炸，从大爆炸到现在已经过去了约137亿年。在这137亿年中，从无到有，先后产生了各种化学元素，出现了星系、恒星、行星；在地球这样的行星上还出现了生命和智慧生物——人类。宇宙从大爆炸起就始终在膨胀，现在正在加速膨胀。 宇宙的将来会怎样，目前的观测证据还不能给出非常令人信服的答案，也许你长大后会揭开宇宙未来命运的秘密。 教学引入 二 宇宙 加速膨胀 将来会怎样？ 大爆炸 现在 137亿年 宇宙的起源 三 根据宇宙正在膨胀的观测事实，你能不能推测宇宙有一个开端？说说你的理由 根据宇宙正在膨胀的观测事实，可以推断现在的膨胀是过去膨胀的继续，在遥远的过去的某一时刻，宇宙中所有的物质挤压在一起，密度极大，温度极高。 宇宙的起源 三 热大爆炸 科学家把宇宙从密度和温度都是极大的时刻开始的膨胀，称为 ，距现在已经过去了约 亿年。 热大爆炸 137 宇宙大爆炸是没有中心的爆炸 开创热大爆炸宇宙学的物理学家伽莫夫 宇宙的起源 三 我们推测宇宙起源于热大爆炸，还有其他证据吗？ 微波背景辐射 20世纪 年代，科学家在一架原本用来接收 的天线上接收到了来自宇宙的 信号。 60 通信卫星信号 微波段电磁波 宇宙的起源 三 宇宙各处都存在这样的微波辐射！ 这一辐射相当于热力学温度3 K（相当于-270℃）的热辐射 这3 K就是热大爆炸留下的余温！ 该辐射只有与物质之间相互作用才能形成 现今宇宙空间的物质密度极低，相互作用过小 辐射必定起源于很久以前物质相互作用很强(物质密度高)的时候 宇宙的演化 四 1、大爆炸后约3分钟宇宙中出现了复合原子核。 2、大爆炸后100万年宇宙中出现了原子。 3、大爆炸后10亿年宇宙中出现了星系和恒星。 4、大爆炸后100亿年左右太阳和地球诞生。 从大爆炸起就始终在演化着 宇宙的演化 四 宇宙的未来会怎么样？ 宇宙的将来由现在观测到的宇宙中 (宇宙密度)决定。密度越大，引力就越 。 物质的多少 强 宇宙的演化 四 2、如果宇宙密度小于或等于4.5×10-27千克·米-3，宇宙将永远膨胀下去，宇宙的温度也将越来越低，最终消亡在接近绝对零度的冷寂世界中。 1、如果宇宙密度大于4.5×10-27千克·米-3（大约每立方米三个中子或质子)，宇宙的膨胀会由于引力的作用而停下来，转而开始收缩，最终回到高温高密的状态。 宇宙的演化 四 3、现在还无法给出宇宙密度的确切数值。现在观测到的宇宙密度虽然不大，但是宇宙中还存在我们无法看见的各种各样暗物质，所以宇宙密度的数值可以比目前测量值大。 4、科学家在20世纪的最后两年里发现，宇宙不仅在膨胀，而且是在加速膨胀，因此宇宙很有可能永远膨胀下去。 宇宙的演化 四 目前我们能测出确切的宇宙密度吗？ 科学家还无法给出宇宙密度的确切数值。 宇宙密度虽然不大，但是宇宙中还存在我们无法看见的各种各样暗物质，所以宇宙密度的数值可以比目前测量值大。 宇宙的演化 四 宇宙的加速膨胀 在20 世纪的最后两年里，科学家发现宇宙不仅在 ，而且是在 ，因此宇宙很有可能永远 下去。 膨胀 加速膨胀 膨胀 宇宙的演化 四 活动：了解人类对宇宙认识的发展 （1）在古代人的心目中宇宙是怎样的？ 尸佼：“四方上下曰宇，往古来今曰宙” 张衡：宇之表无极，宙之端无穷” 邓牧：“天地大也，其在虚空中不过一粟而已耳” “天圆如张盖，地方如棋局” “盖天说” 宇宙的演化 四 （2）牛顿时代人们对宇宙的认识是怎样的？ 牛顿力学诞生后，很快以它的精确性，以它对自然现象的解释和实际应用中的成功成为科学家们普遍采用的科学理论 英国天文学家赖特、德国哲学家康德、法籍德国科学家朗伯特先后按照自己对天体运动现象的理解，给出了各自的宇宙图景 英国天文学家威廉•赫歇尔发现在轨道上彼此围绕旋转的双星恪守着和太阳系中行星 一样的规律 宇宙在时间上是无限的，空间上是无限的，星体的分布是均匀的。 宇宙的演化 四 （3）爱因斯坦提出过什么宇宙模型？ 封闭而静态的宇宙模型： 主张宇宙是一体积有限没有边界的静态弯曲封闭体。 一是假设宇宙物质的分布在空间上是均匀和各向同性的 二是宇宙物质的分布不随时间变化 宇宙的演化 四 （4）热大爆炸宇宙理论给出了怎样的宇宙图景？ a.宇宙是运动的，因为是“热”爆炸。 d.宇宙能量流动的方向性。 c.宇宙是有界无限的，爆炸是一个瞬间扩张的过程，时空无限延展。 b.宇宙是循环的，爆炸是一个开始，任何事物开始总会有终结。 课堂练习 五 1、下列关于宇宙的认识正确的是（　C　） A. 银河系是宇宙的中心 B. 地球等行星源自太阳的大爆炸 C. 宇宙是不断膨胀和演化的 D. 质量越大的恒星寿命越长 C 课堂练习 五 2、关于宇宙的将来，下列说法中正确的是（　C　） A. 宇宙的将来一定是永远膨胀下去 B. 宇宙的将来一定是收缩塌陷的 C. 宇宙的将来可能是永远膨胀下去，也可能是收缩塌陷的 D. 宇宙的将来和现在一样没有什么变化 C 课堂练习 五 3、关于宇宙起源，根据大多数科学家的认定，你认为下列说法中正确的 是（　D　） ① 宇宙诞生于距今约137亿年前的一次热大爆炸。② 热大爆炸是整体 的，涉及宇宙的全部物质及时间和空间。③ 热大爆炸导致宇宙空间处 处膨胀，温度则相应下降。④ 宇宙温度下降至一定程度，逐步形成超 星系团、星系团、星系、恒星、行星等。 A. ①②③ B. ①③④ C. ②④ D. ①②③④ D 课堂练习 五 4、20世纪末，对Ⅰa型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀。面对这个出人意料的发现，科学家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀。如果真是这样，那么标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄的关系，大致是下列图像中的（　C　） A B C C D 课堂练习 五 5、如表所示为关于部分星系移动的数据。 星　系 与地球间的距离/百万光年 速度/（千米·秒－1） 处女座 80 5000 大熊座 600 13000 牧夫座 2100 37000 长蛇座 4000 61000 课堂练习 五 （1） 根据表中数据，你发现星系的距离和运动速度之间有什么规 律？ ⁠。 （2） 根据表中数据，你认为宇宙可能处于 ⁠状态，并猜想宇宙 的过去： ⁠ ⁠ （需列举猜想的依据）。 星系离我们越远，运动速度越快（合理答案均可）　 膨胀　 据表中数据知，星系离我们越远，运动速度越快，则若干亿 年前这些星系可能彼此离得非常近或聚于一点，即宇宙大爆炸的起点　 课堂小结 六 宇宙的将来：与宇宙密度有关 热大爆炸宇宙模型 宇宙的起源 宇宙于密度和温度都是极大的时刻开始膨胀 宇宙热大爆炸是没有中心的爆炸 热大爆炸的证据——微波背景辐射 3K的微波辐射 各向同性的辐射 膨胀的宇宙 宇宙的演化：不断进行 $$