天文学及现代宇宙观

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1、第二讲天文学及现代宇宙观世界上最浩瀚的是海洋比海洋还浩瀚的是星空世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵，一件是我们心中崇高的道德准则，另一件是我们头顶上灿烂的星空。仅仅是抬头看看那深蓝色镶满宝石的穹庐，已足能让我们的心灵深感震撼，并让我们开始对人生进行思考。________康德微观介观宏观宇观量子力学经典力学天体物理第二讲天文学及现代宇宙观1天文学概述一、几个重要概念1、天文学——研究宇宙及其中各种天体的位置、运动、结构和演化规律的科学。2、宇宙——时间、空间、物质与运动的统一体。《淮南子》：“四方上

2、下曰宇，往古来今曰宙。”3、天体——星云、恒星、行星、彗星和人造天体4、光年——长度单位，1光年=1016米意义：①表征天体间的空间距离；②表征携带信息的时间历史。光1秒钟可以绕地球运行7圈，光从太阳传到地球只需要约8分钟。我们懂得天外有天，还有许多和我们地球相似的星球住有居民，受到崇拜，我们就不会对地球上称之为伟大的东西赞不绝口，也就会藐视大多数凡夫俗子所津津乐道的区区小事。——惠更斯假若升上地球之颠，从高往下观察，就可以明白，造物主究竟把我们这小小寰球变成了什么模样。这样，就像要远足旅行的人一样，我

3、们就会更加清楚出发前该做些什么准备，也就会更准确地估计和评价旅途中的一切。此外，假如天体系统尺度：天体系统质量：1、太阳系——以太阳为中心，以及由它的引力支配而绕它运动的天体所构成的系统。太阳系中的天体定义为三类，即：行星、矮行星和“太阳系小天体”。（1）太阳——银河系中一颗普通恒星直径约1.5´10-7光年，表面温度6000K,中心温度1.5´107K,质量相当于33.3万个地球日珥、太阳黑子、米粒组织太阳黑子黑子的重要特性是它们的磁场强度，黑子越大，磁场强度越高，大黑子的磁场强度可达4000高斯太阳

4、黑子活动呈周期出现，在黑子群周围常出现耀斑，发出的辐射和粒子同地球磁场和电离层相互作用会使地球上的短波无线电通讯中断并出现极光。太阳黑子其实并不黑，只不过由于它比周围的温度低，看起来显得黑些罢了。“日出黄，有黑气，大如钱，居日中“《汉书·五行志》太阳风——地球的磁场盾牌被吹扁了。（2）水星（mercury）-神行太保1年=88天，1天=58.6天水星无大气，与月球相似，表面有环形山，没有卫星。水星近日点的进动：勒威耶-——水星内侧有一颗行星？爱因斯坦——广义相对论。R=0.37R地、M=(1/19)M地

5、、r=5.8g/cm3、V=0.056V地T=180~430度（3）金星（Venus）——美（爱）神金星凌日——测量日地距离启明星——东升长庚星——西落金星大气稠密（地球的90倍）——96%二氧化碳（温室效应480°C），3.5%氮，二氧化硫、一氧化碳、……气压——8.9´106帕太阳从西边出来，1年=225天，1天=247天R=6052公里、M=0.81M地、r=5.1g/cm3、V=0.88V地T=180~430度地球的内部结构:地球的半径：平均6370千米地球的外衣：地壳（平均厚度33千米）地球中

6、间层：地幔（平均厚度2800多千米）地球的核心：地核（内核、外核）（4）地球:一颗大行星,年龄约40~50亿年人类起源：~100万年中华文明史：5000年以上月球——离地球最近的天体，地球唯一的卫星表面无大气，布满环形山，本身不发光，直径3476km，距地球38.4万公里。若无陨星撞击，12名宇航员的脚印将留存50万年。（5）火星（Mars）——战神类似地球的行星：有自转、公转、四季、日夜、固定形态、大气、冰雪覆盖的两极……，有两颗卫星。1年=687天，1天=1.026天火星上有生命吗?近30年来已发射

7、了30多只探测器(30%的成功率):水手9号、海盗1号、2号、火星探测者号（1994年7月4日）、……美国：2003年火星表面取样2011年宇航员登陆火星R=0.5R地、M=(1/10)M地r=3.94g/cm3、V=(1/6)V地火星表面——无江河湖海、无动植物、无生命迹象。火星大气——95%二氧化碳、2.5%氢、1.5%氩、0.01%水蒸气。大气压——600帕火星尘暴频繁——1971年水手9号探测器到达火星上空时，火星正发生全球性尘暴，针头班大小的尘粒被带到50公里的高空，因而未探的有价值的信息，这

8、次风暴持续了3个多月。巨大冰层惊现火星2002年3月美国宇航局推进实验室宣布“火星奥德赛”号飞船发现，火星表面附近有巨大冰层。（6）木星（Jupiter）——罗马众神之王M=318M地、r=1.3g/cm3V=1317V地1年=11.86年1天=0.41天木星大气——88%氢、11%氦、氨、甲烷、一氧化碳、水蒸气、……木星有光环、有18颗卫星木星大红斑——木星大气湍流（7）土星（Saturn）——农神M=95.18M地、r=0.7g/cm3