高中物理沪科技版（2020）必修第二册第三节 宇宙的起源与演化优秀课件ppt

这是一份高中物理沪科技版（2020）必修第二册第三节 宇宙的起源与演化优秀课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了银河系和河外星系，星系按外形分类，宇宙是有限的，宇宙的传说，宇宙的起源，哈勃的发现，哈勃定律VHr，讨论交流，宇宙大爆炸理论，宇宙发展梗概等内容，欢迎下载使用。

人类史上首张黑洞照片发布
2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）国际合作组织在全球六地同步召开新闻发布会，宣布他们已经捕获了首张黑洞照片。
宇宙是广漠空间和存在的各种天体以及弥漫物质的总称。
星系、星云、星际气体、星际尘埃、星际磁场、宇宙射线等。
有了广义相对论，才有了真正的宇宙学
行星在太阳的引力作用下,几乎在同一平面内绕太阳公转。
离太阳越近的行星，公转速度越大。
八大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
星系是由宇宙中一大群运动着的恒星、大量的气体和尘埃组成的系统。宇宙中的星系约1000亿个以上，银河系是其中一个；银河系中至少有3000多亿颗恒星。银河系以外的星系叫河外星系。
牛顿认为，宇宙是无限的，空间无限、时间无限。
德国天文学家奥尔伯斯提出宇宙是有限的! 因为如果无限，且恒星在空间中的分布均匀，则任意方向上都会有无限多颗恒星，这些恒星的星光叠加起来后将足以达到太阳的光度，即不应该有黑夜。这就是奥尔伯斯详谬。
所有的星系都在远离我们而去。星系离我们越远，运动的退行速度越快；星系间的距离在不断地扩大。
如果某个点上有一只无知的细菌，看到所有的点离他而去，能说明它处在中心位置吗？
如果你是某个点上的聪明的细菌，当看到所有的点和你的距离变大时，你能得出什么结论？
在日常生活中，除重力外，其它物体间的万有引力是完全可以忽略。但是在宇宙范围内，由于星体的质量巨大，时空弯曲就十分明显，而必须用广义相对论加以研究。实际的观测和理论研究，已经产生了一些惊人的成果，其中之一是宇宙演化的膨胀理论，即宇宙大爆炸理论。 20世纪20年代，天文观测已发现远处的许多星系正在离开我们向远处退行，而且越远的星系退行的速率越大。这一结果使得天文学家推论出宇宙是在膨胀着的。
20世纪40年代末，物理学家伽莫夫（如图）把宇宙膨胀与粒子反应理论结合起来，提出宇宙大爆炸假说。
（1）宇宙起始于一次大爆炸，那时它的温度极高，密度极大，时间从此开始，空间从此扩大。
（2）10-43s时，宇宙的密度是1093kg/m3，温度是1032K。宇宙是混沌一团。
（3）10-35s时，宇宙发生一次暴涨，直径在10-32内膨胀了1050倍，温度降到1027K。宇宙中出现了各种各样的粒子，包括光子，它们不断通过相互作用而相互转化。
（4）10-36s时，温度降到1013K ，出现了电子、正电子。
（5）10s时，温度为109K ，质子和中子结合成氢核。
（6）约38万年时，温度降到3000K，开始出现各种原子，宇宙变成透明。
（7）约2亿年时，形成第一批恒星。
（9）约40亿-90亿年时，出现我们的银河系、太阳和行星。
（10）约120亿年时，地球上出现了生命。
（8）约10亿年时，出现第一批星系。
（11）约137亿年时出现了人类，百万年后出现了现代文明。宇宙温度降到了约3K。
（12）至今宇宙的年龄估计为137亿年。膨胀速率按最大速率光速计，现今宇宙的“直径”约为137亿光年，即约为1.3×1023km。
大爆炸后物质膨胀，冷却形成星系示意图
天文观测站拍摄到由一颗巨大恒星爆炸毁灭。它残余就是“N63A”，位于大麦哲伦星云中。
微波背景辐射为宇宙起源于大爆炸提供了证据，3K（-270℃ ）就是大爆炸留下的余温。彭齐亚斯和威尔逊1965年发现微波背景辐射；1978年因此获诺贝尔物理学奖。
宇宙形成早期曾出现过“漫天雪花” （“氢雪”）
瑞士日内瓦大学的丹尼尔·普芬宁格和苏黎世大学的丹尼斯·普尤经计算得出，在恒星和行星出现之前，宇宙中可能也曾“下过雪”（“氢雪”）
根据恒星的物理特征：体积、温度、亮度
一颗恒星的寿命取决于它的质量。
当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星将要度过它光辉的一生了。
它极为明亮，肉眼看到的最亮的星中，许多都是红巨星。表面温度比太阳低，但红巨星的体积很大，它的半径一般比太阳大100倍。
　　质量大于太阳质量1.4倍，外围的气体及冰粒便会以每秒数十公里的速度向外膨胀，外貌像土星的光环一样，天文学家叫行星状星云，而剩下的核心的光度会暗淡下去。
　　质量体积比太阳大，但亮度较暗。
白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。白矮星是一颗已死亡的恒星，中心的热核反应已停止。
超新星是大恒星在死亡前的一次大爆发，所释放的能量，发出的亮光相当于十亿颗太阳。
　　质量约是太阳1.44－2倍的恒星在超新星爆炸的过程，遗留下来的核心变成一颗体积很小，质量却很大的中子星，由中子构成，仅1cm3的质量就有全球人类那么重，直径仅为30km。
　　质量更大的恒星，在超新星爆炸后会形成“黑洞”。黑洞会把附近所有的物质都吸进去，就连光线也会被吞没，所以我们是看不见黑洞的。但是如果黑洞附近有另外一颗恒星，我们可以从这颗邻近恒星的物质被吸入黑洞时的情形，证明黑洞的存在。
史蒂芬·霍金是英国物理学家，他用毕生精力研究黑洞普通物理学定理不再适用的时空领域和宇宙起源大爆炸原理。他提出黑洞能发射辐射(现在叫霍金辐射)的预言现在已是一个公认的假说。他的研究工作在科学界远不及他的畅销书《时间简史》出名。他这本销售量达2500万份的畅销书对量子物理学和相对论作了大量介绍。