物理——宇宙学说教案.pptVIP

宇宙学说 严奕鹏 宗国创 宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。  宇宙是物质世界，它处于不断的运动和发展中。千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天，科学家们才确信，宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。  在爆炸发生之前，宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大，之后发生了大爆炸。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，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。  然而，大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释，“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西？ 日心说是一个学说，在证明地球是围绕太阳转的同时，也有错误： 1.太阳并非宇宙中心，而是太阳系的中心。 2.地球并非是引力的中心。 3.天空中看到的任何运动，不全是地球运动引起的。 4.地球和其他行星的运行轨道是椭圆而不是圆，不做圆周运动。 因为这些错误，所以日心说只能算是学说，而较地心说，却相对好一些。因为它证明了地球是围绕太阳进行公转。 ? 在中世纪的欧洲，托勒密的地心说一直占有统治地位。因为地心说符合神权统治理论的需要，它与基督教会所渲染的“上帝创造了人，并把人置于宇宙中心”的说法不谋而合。如果有谁怀疑地心说，那就是亵渎神灵，大逆不道，要受到严厉惩罚。日心说把地球从宇宙中心驱逐出去，显然违背了基督教义，为教会势力所不容。为了捍卫这一学说，不少仁人志士与黑暗的神权统治势力进行了前仆后继地斗争，付出了血的代价。意大利思想家布鲁诺，为了维护日心说，最终被教会用火活活烧死；意大利科学家伽利略，也因为支持日心说而被宗教法庭判处终身监禁；开普勒、牛顿等自然科学家，都为这场斗争作出过重要贡献。  仅仅是一种学说，是根据天文观测研究后得到的一种设想。 大约在150亿年前，宇宙所有的物质都高度密集在一点，有着极高的温度，因而发生了巨大的爆炸。 大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，就形成了今天我们看到的宇宙。大爆炸的整个过程是复杂的，现在只能从理论研究的基础上，描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质，形成了当今的宇宙形态，人类就是在这一宇宙演变中诞生的。 从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来，通过几十年的努力，宇宙学家们为我们勾画出这样一部宇宙历史： ※ 大爆炸开始时， 约137亿年前，极小体积，极高密度，极高温度。 ※ 大爆炸前10-43秒， 宇宙从量子背景出现。 ※ 大爆炸前10-35秒， 同一场分解为强力、电弱力和引力。 ※ 大爆炸前10-5秒， 10万亿度，质子和中子形成。 ※ 大爆炸后0.01秒， 1000亿度，光子、电子、中微子为主，质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度不断下降。 ※ 大爆炸后0.1秒后， 300亿度，中子质子比从1.0下降到0.61。 ※ 大爆炸后1秒后， 100亿度，中微子向外逃逸，正负电子湮没反应出现，核力尚不足束缚中子和质子。 ※ 大爆炸后13.8秒后， 30亿度，氘、氦类稳定原子核（化学元素）形成。 ※ 大爆炸后35分钟后， 3亿度，核过程停止，尚不能形成中性原子。 ※ 大爆炸后30万年后， 3000度，化学结合作用使中性原子形成，宇宙主要成分为气态物质，并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块，直至恒星和恒星系统。 “天圆地方”——古人把天地未分、浑沌初起之状称为太极，太极生两仪，就划出了阴阳，分出了天地。古人把由众多星体组成的茫茫宇宙称为“天”，把立足其间赖以生存的田土称为“地”，由于日月等天体都是在周而复始、永无休止地运动，好似一个闭合的圆周无始无终；而大地却静悄悄地在那里承载着我们，恰如一个 方形的物体静止稳定，于是 “天圆地方”的概念便由此产 生。 “盘古开天地”——在天地开辟之前，宇宙不过是混混沌沌的一团气，里面没有光，没有声音。这时候，出了一个盘古氏，用大斧把这一团混沌劈了开来。轻的气往上浮，就成了天；重的气往下沉，就成了地。以后，天每天高出一丈，地每天加厚一丈，盘古氏本人也每天 长高了一丈。这样过了一万八千年，天就 很高很高，地就很厚很厚，盘古氏当然也 成了顶