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(共24张PPT)
第1节 人类对宇宙的认识
1.概念：
宇宙是广漠空间和存在的各种天体以及弥漫物质的总称。
2.包括：
宇宙中有上千亿的星系，平均每个星系又有上千亿的恒星和各类天体。
思考：
宇宙从哪里来？它的过去是怎样的呢
宇宙
古代人的宇宙观
在很久很久以前，没有天，没有地，没有万物，也没有人类，渺茫中惟有盘古。不知过了多久，盘古醒了，恍恍惚惚，满目混沌，不辨东西，此时南北未分，上下一体，盘古感到非常困惑和压抑。他舒展四肢，伸张躯体，站立起来！用神斧把这一团混沌气劈开，轻的上升为天，重的下降为地，这就形成了天地。然而“天”和“地”之间强大的引力牢牢地互相吸引，眼看天地又要重合，盘古用力支撑，脚踩大地，手举苍天，使劲把天地分开，如此反复，不知坚持了多久，天地终于分开了，盘古却因劳累而死了，盘古死后，眼睛化为日月，其息为风，其声为雷，须发为星辰，骨骼牙齿为金银铜铁玉石宝藏，手脚四肢变成山脉，血液化为江河，汗水化为雨露，皮肉为土壤，筋脉为道路，其毫毛变为草木等植物，其精灵化为鱼虫鸟兽等动物，于是万物开始生长。
天圆地方
从地心说到日心说
人类历史发展到公元前6 世纪，人类文明进入了理性思考的时代。中国战国时期的早期盖天说认为，天圆如张盖，地方如棋盘。
早期的古希腊学者也有类似的看法。盖天说这种宇宙观，虽然已经摆脱了神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。
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，运用数学方法，创立了“地心说”。
托勒密的宇宙体系
托勒密的地心说
托勒密认为，地球处于宇宙的中心位置静止不动。日、月、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转，而恒星位于最外面的天球上，它们之间的相对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动。
这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好吻合，得到了占统治地位的教廷的竭力支持。因而，“地心说”长期居于统治地位。“地心说”不仅成为禁锢人们思想的工具，而且也阻碍了天文学的发展。
16 世纪，哥白尼用自制的简陋仪器经过20 年的天文观测与研究，建立了“日心说”。他在不同的时间、不同的距离从地球上观察行星，发现每一颗行星运行情况都不相同，而且发现日地距离始终不变。因此他否定了地球是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动的，月球围绕着地球转动，而最外层的恒星天球则与地心说并无本质区别。
“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇，因此遭到了教会势力的残酷镇压。为了捍卫这一学说，不少仁人志士与神权统治势力进行了前仆后继的斗争，甚至付出了生命的代价。
古代人为什么会对宇宙有这样的认识，这说明了什么？
人类的认识范围是有限的，不同历史条件下提出的假说也不同。
古代观察天空的工具是眼睛，现在的科学家呢？
天文望远镜
哈勃太空望远镜在离地球表面580千米高空的轨道上运行，质量达1.1万千克，镜面直径达240厘米。
灿然的星空——哈勃眼中的宇宙
哈勃观察宇宙太空，发现遥远星系光谱存在普遍红移，且红移与距离成正比，称为哈勃红移。
当火车向你驶来时，火车汽笛声的音频要升高, 你会听到汽笛声越来越尖锐刺耳；而当火车呼啸而过后，汽笛声又越来越低沉。哈勃就类推到远离地球的星球发出的光，谱线要向红端移动（简称红移），即光波波长变长。
现代宇宙学说
哈勃的惊人发现：
发现1：所有的星系都在远离我们而去。
发现2：星系离我们越远，运动的速度越快。
发现3：星系间的距离在不断地扩大。
按照哈勃的说法，所有的星系都在离我们而去，那是否说明地球就是整个宇宙的中心呢？你同意这样的说法吗？
如果不，那么你是怎样理解哈勃关于星系运动的特点？
建立星系运动模拟实验
活动：
1、准备一只气球 ，在其表面画上一些小圆点。
2、用嘴持续地向气球充气，使气球不断地胀大。
3、观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离 的变化。
4、如果将这些小圆点代表星系，那么，这些原先靠得很近的星系之间的距离增大了吗？
根据刚才我们建立的星系运动模拟实验，你能想象出宇宙中的星系在怎样运动吗？
如果我们把气球比作宇宙的话，那么你能想象现在的宇宙处在怎样的状态之中？
我们的宇宙处在不断的膨胀当中
大爆炸宇宙论
最初的宇宙没有空间和时间，温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。全部的物质和能量集中在一点 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，并仍将延续下去。
大约137亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球” 中。
大爆炸理论主要观点
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。
美籍俄裔著名的物理学家和天文学家乔治·伽莫夫。1946 年与他的两个学生—拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼一道，首次将相对论和化学元素生成理论引入宇宙学，提出了热大爆炸宇宙学模型。伽莫夫认为：宇宙最初开始于高温高密度的原始物质，温度超过几十亿度，那时的宇宙中充满的是辐射和基本粒子；随着宇宙膨胀，温度逐渐下降，物质逐渐凝聚成星云，再演化成今天的各种天体。
宇宙的将来
永远膨胀下去，不断地扩大，我们将看到所有星系的星球老化、死亡，剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。或者会塌缩而在大挤压处终结。
霍金的宇宙无边界设想：
宇宙是无边的
宇宙不是一个可以任意赋予初始条件或边界的一般系统
霍金预言宇宙有两种结局：
它可以永远的膨胀下去，或者它会塌缩而在大挤压处终结
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 我们所处的环境便是这样。
等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的。
小结
人类对宇宙的认识
1、有关宇宙起源的神话传说
2、星系运动特点：
4、宇宙大爆炸理论
所有的星系都在远离我们而去
星系离我们越远，运动的速度越快
星系间的距离在不断地扩大
目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说.
3、现在的宇宙处于不断的膨胀之中
1、下列关于大爆炸宇宙论的说法正确的是（ ）
A.一种已经被证明是正确的科学理论
B.一个比较合理的科学假说
C.一个著名的神话故事
D.一段现代科普作品里有趣的描写
2、宇宙起源的证据是　　　　　　　（　　）
　A.哈勃定律 B.旧约“创世纪”
　C.盘古开天辟地的神话 D.女娲补天的传说
A
B
3.如果小气球上有图※，在气球膨胀过程中，每一个点间的距离都在不断地_____，每一条线条都不断在_____。
4.宇宙中星系间的距离在不断地 ,说明宇宙处在不断
地 之中,这为 论提供了有力的证据。该学说认为，大约在 年前，我们所处的宇宙全部被挤压在一个“ ”中，宇宙就是在这个大火球的爆炸中产生。
扩大
增长
扩大
膨胀
大爆炸宇宙
137亿
原始火球
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