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3.3人类对宇宙的探索
宇宙有多大？最初人们认为地球是宇宙的中心，太阳、月球、5颗行星和6000多颗静止不动的恒星构成了宇宙。后来，人们认识到宇宙由银河系等星系组成，银河系由几千亿颗像太阳一样的恒星组成。那么，银河系有多大？它的中心在哪里？地球位于银河系的何处？
宇宙由银河系等星系组成
星系是由单颗恒星、恒星系统、星团、尘埃和气体在引力作用下聚集在一起形成的大型天体系统。
旋涡星系
椭圆星系
不规则星系
旋涡星系
银河系是哪一种星系？
星系
银河系
从侧面看，银河系呈扁圆盘状；
从上往下看，银河系呈旋涡结构。
我们无法在地球上看到银河系的旋涡结构，因为太阳系位于银河系的一条旋臂上。
1.银河系的形状
银河系
银河系是由众多恒星及星际物质组成的一个巨大星系，所有的恒星都围绕银河系的中心旋转。
2.银河系的组成
3.银河系的大小
银河系的直径约为1.0×105光年，
中心厚度约为1.2×104光年，
自中心向边缘逐渐变薄。
在银河系中，像太阳这样的恒星有几千亿颗。
太阳与银河系的中心相距约 2.6×104光年。
恒星彼此相距很远，离太阳最近的恒星是比邻星，与太阳相距4.22光年。
银河系
银河系很大，但在整个宇宙中，银河系也是微不足道的。
目前，人们观测到的类似于银河系的天体系统，
就有千亿个左右，这些天体系统被称为河外星系。
所有的星系构成了广阔无垠的宇宙。
宇宙
　
　
宇宙
银河系
河外星系
太阳系
其他恒星系
地月系
其他行星系
地球
月球
宇宙
1919年，哈勃用当时最大且最先进的天文望远镜，测定了仙女座大星云（星系）的距离，发现这个距离远大于银河系的直径。
因此，哈勃推断仙女星系一定位于银河系之外。
宇宙
宇宙
天文学家估计，北斗七星范围内存在100多万个星系。今天，我们对宇宙的理解已跨越浩瀚的星际空间，延伸到了我们所见的整个宇宙。然而，这些发现，无论大小，都是无数科学家努力探索的成果，是一代代科学家智慧的结晶。
宇宙
宇宙
太阳
太阳是一颗恒星（正在发光发热的球状天体）。
太阳是银河系内一颗相当普通的恒星。
每一颗恒星都有其诞生、演化和死亡的过程，这是一个十分缓慢的过程。
恒星的演化
随着宇宙的膨胀，温度不断降低，出现了由中性原子构成的宇宙尘埃。宇宙尘埃在引力作用下，会变得更加密集，并越聚越大，形成气体状态的星云团。
宇宙发生了大爆炸
恒星的演化
随着星云团的收缩，温度不断升高，当温度变得非常炽热，星云团就开始发光。于是恒星诞生了。
当这颗恒星继续收缩升温，温度超过1×107℃时，将引发恒星内部的氢核发生聚变反应，生成氦并向外释放出能量，恒星就稳定下来，进入主序星阶段。
太阳的主序星阶段可持续约100亿年。太阳已存在约50亿年，它的主序星阶段还有50亿年。
今天的太阳正处在它的鼎盛时期。
恒星约90%的生命周期都处于主序星阶段。
恒星的演化
约130亿年
约30亿年
一颗恒星寿命的长短取决于它的质量大小。
质量越大，寿命越短；质量越小，寿命越长。
恒星的演化
阅读课本P126页
总结太阳未来的演变阶段
如果恒星的质量是1～8倍太阳质量，它会演变成红巨星，最终演变成白矮星，即体积很小、质量不太小的恒星；
星云→主序星（现在的太阳）→红巨星→行星状星云→白矮星→黑矮星
恒星的演化
如果恒星的质量是太阳质量的 10～20 倍，会形成红超巨星，随后爆发成超新星，最终演变成体积极小、密度极大的中子星。
当恒星的质量更大时，其内部将产生巨大压力，物质被“压”成了更为神奇的天体——黑洞。
黑洞的密度非常大，强大的引力使任何物质，甚至光都无法逃脱它的吸引。因此，远处的观测者无法看到来自黑洞的光。
恒星的演化
恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。这些物质自由地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。
恒星的演化
2019年，我国天文学家依托自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜，发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞。
2016年，科学家宣布探测到黑洞的存在。
2022年5月，天文学家向人们展示了位于银河系中心的超大质量黑洞的首张照片。银河系中心黑洞距离地球约2.7×104光年之遥。
恒星的演化
恒星的演化
1．如图是我们熟悉的北斗七星10万年前、现在和10万年后的演变图，看了演变图后，我们可以得到的启示是(　　)
A．它们离地球太远了　　　　B．它们是会运动的行星
C．恒星也在运动　　 　　D．它们会变成小熊星座
C
小练习
2.直径比太阳大数十倍、亮度比太阳大得多的红色恒星是（ ）
A.超新星 B.超巨星 C.白矮星 D.黑洞
3.有关黑洞的描述，正确的是（ ）
A.黑洞是宇宙空间中某些黑色区域，这里什么物质也没有
B.黑洞不是恒星 C.黑洞的密度非常大
D.黑洞不断地向外面抛射着物质
B
C
4．“神舟”十号于2024年4月25日发射，我国对宇宙的探索又向前迈进了一大步。下列对宇宙的认识正确的是(　　)
A．月球表面有山、空气，但没有水
B．宇宙的大小结构层次为：宇宙→太阳→银河系→地月系
C．现在有许多证据证明宇宙是有边的、膨胀的
D．太阳是一颗能自行发光、发热的气体星球
D
小练习

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