首先我们来看第一个问题，人类对宇宙的认识。究竟什么是宇宙呢？现代天文学家告诉我们，宇宙是一个极其宏大的概念，它是所有时间空间和物质的总和，是我们这个物质世界的整体。简单来说，宇宙就是一切，它包含了古往今来的所有时间，上下四方的所有空间，以及存在于其中的万事万物。当然，人类的认知是有边界的，天文学家把我们目前已经观测到的有限的这部分宇宙叫做可观测宇宙或已知宇宙，它的范围有多大呢？科学家们估算这个可观测宇宙的半径大约是137亿光年。注意这里说的是光年，它不是时间单位，而是距离单位，指的是光在真空中一年内走过的距离，大约是94000 605亿公里。所以137亿光年是一个难以想象的巨大数字。接下来我们来认识一下宇宙中都有哪些主要的居民。宇宙中的星际空间物质我们统称为天体，它们形态各异，种类繁多，这些天体主要分为两大类，第一类是自然天体，比如星云、恒星、行星、卫星、流星体、彗星等，这些都是宇宙中自然形成的物质形态。除了自然形成的天体，人类也在不断探索和改造宇宙，这就是第二类天体，人造天体主要包括人造卫星、宇宙飞船、空间站、星际探测器等，接下来我们逐一了解一下主要的天体，第一种是星云，请大家看屏幕上的这张图片，是不是像一座美丽的彩色云朵？星云确实是由稀薄的气体或尘埃构成的天体，它们的主要成分是氢，其次是氦，还含有一定比例的金属元素和非金属元素。别看它看起来轻飘飘的，实际上星云的密度虽然很小，但体积和质量都非常巨大。一个普通的星云半径一般在十光年以上，它的质量至少相当于上千个太阳那么大。第二种是我们最熟悉的恒星，恒星是由发光等离子体，主要是氢、氦和微量的焦重元素构成的巨型球体。在天气晴好的晚上，夜幕中总镶嵌着无数的光点。这其中除了少数行星，其他的绝大多数都是恒星。它们像一个个巨大的核聚变反应堆，自身就能够发出强烈的光和热。我们地球上最重要的能量来源太阳就是离我们最近的一颗恒星。第三种是行星，行星通常自身不发光，它们围绕着恒星运转。在我们的太阳系里，行星的公转方向通常和太阳的自转方向是一致的。一颗合格的行星质量要足够大，外形要接近圆球形。在古代，人类用肉眼就能看到5颗行星，水星、金星、火星、木星和土星。直到16世纪，日心说取代了地心说，人类才认识到，原来我们脚下的地球本身就是一颗行星。第四种是流星体。流星体是太阳系内的小碎片，小到沙尘，大到聚力，成为颗粒状的碎片，但这些流星体进入地球或其他行星的大气层之后，会因为剧烈的摩擦而燃烧发光，这就是我们看到的流星。如果许多流星来自相同的方向，并在一段时间内相继出现，那就形成了壮观的流星雨。第五种是彗星，彗星是指进入太阳系内，亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状的独特外貌，也是中国神话传说中的扫帚星，最有名的哈雷彗星大约每76年绕太阳一圈。认识了这些宇宙中的居民后，我们再来看一个重要的概念，天体系统。宇宙中的天体并不是孤立的，他们在运动中相互吸引，相互扰断，从而形成了一个个有层次的系统。下面我们来梳理一下地球所在的各个层级的天体系统。首先最小的系统是地月系，顾名思义，它由地球和月球组成，地球是地月系的中心天体，月球作为地球唯一的天然卫星，一刻不停地围绕着地球运动，它们之间的距离大约是38点4万千米。然后我们把视野扩大，地月系属于更大的系统太阳系。太阳系的核心是太阳，它周围有八大行星，它们的卫星、小行星、彗星以及行星系物质等等。太阳的质量占据了整个太阳系质量的99.86%，是当之无愧的老大。我们地球是距离太阳较近的一颗行星，日地距离大约是1点5亿千米，在这个距离下，地球接收到太阳热量恰到好处，既不太热也不太冷。那么太阳系又是谁的成员呢？答案是银河系。银河系是一个由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统在银河系中有1000亿颗以上的恒星，银河系的直径约十万光年，太阳与银河系中心的距离约2点6万光年。最后银河系也只是可观测宇宙中千千万万个星系中的一个，在银河系之外还有数不清的星系，我们称之为和外星系，所以我们来总结一下地球在宇宙中的位置，地球位于地月系，地月系属于太阳系，太阳系又位于银河系之中，而银河系是个观测宇宙的一部分，宇宙是如此浩瀚，而我们目前所知，只有地球是适宜人类生存的唯一星球，那么为什么偏偏地球成为了我们的家园呢？为什么不是离太阳更近的金星或者更远的火星呢？接下来我们就通过一个活动探究来分析一下地球具备哪些得天独厚的条件。请大家看屏幕上的这个表格，我们先比较一下地球与金星，火星的表面平均温度。金星离太阳最近，它的表面平均温度超过了400摄氏度，简直是一个高温地狱。火星离太阳离地球远的多，表面平均温度低至0下63摄氏度，是一个寒冷的冰封世界。而我们的地球表面平均温度是舒适的15摄氏度左右，这说明了地球拥有适宜的温度。正是因为有这样的温度，地球上才有了第二个关键词，条件存在。液态水的分布。水是生命之源，而液态水是大多数生命存在的必要条件。那么为什么地球能有这么合适的温度呢？原因主要有两点，第一是日地距离四周，地球离太阳不远不近，接收到太阳辐射量刚刚好。如果像金星那样太近，水就会被蒸发，如果像火星那样太远，水就会结成冰。第二是地球的自转和公转周期适当，这让地球上的昼夜交替和四季变化有了一个合理的节奏，不至于让温差变得过于极端。接下来我们再来看第二个表格，这次我们要关注的是大气条件，从这个表格里我们可以看到地球的邻居们的大气环境都不太理想，水星质量太小，几乎没有大气层，金星和火星的大气都很薄，而且主要成分是二氧化碳，没有可供我们呼吸的氧气。至于木星、土星这些巨行星，它们的大气层倒是非常厚，但成分主要是氢气和氦气，同样不适合我们。唯独地球拥有一层厚度适中的大气层，而且大气中含有丰富的氧气，这就为我们提供了第三个关键条件，存在适宜生物呼吸着大气，包括厚度和成分两个方面。那么为什么地球能拥有这么完美的大气层呢？主要原因在于地球的质量和体积适中。因为质量适中，地球就有了足够的隐秘，能把大气牢牢的吸附在自己周围，不会让他逃逸到太空中去。如果质量太小，比如像水星，大气就跑光了。如果质量太大，又会像木星那样吸住太多氢气，岂能厚重有毒的大气？同时，适中的体积也为生命的繁衍提供了广阔的空间。