第2章 01宇宙观

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1、University宇宙知识与宇宙观的发展BusinessandTechnology高东明Beijing北京工商大学材料与机械工程学院宇宙科学概观University•地球是从哪里来的？Business•太阳系是从哪里来的？and•银河系是从哪里来的？•宇宙是从哪里来的？•宇宙大爆炸模型Technology•强子对撞机Beijing2University盘古开天BusinessandTechnologyBeijing3女娲补天UniversityBusinessandTechnologyBeijing41.1.1人类早期的宇宙观UniversityBusiness浑天说and后盖天说Tec

2、hnologyBeijing盖天说5•公元2世纪，C．托勒密提出了一个完整的“地心University说”。Business认为地球在宇宙的中央安然不动，月亮、太阳和and诸行星以及最外层的“恒星天”都在以不同速度绕着地球旋转。Technology作为神学宇宙观支柱的地心说长期占据着统治地位。在欧洲流传了1000多年。Beijing61.1.2日心说与地心说之争UniversityBusinessand水星运动轨迹和进动TechnologyBeijing7日心说University•哥白尼在1543年提出“日心说”Business的观点，认为太and阳位于宇宙中心，而地球则是一颗沿近似圆形

3、轨Technology道绕太阳公转的普通行星。Beijing8University•开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道Business上绕太阳公转and，进一步发展了哥白尼的日心说。Technology开普勒Beijing1571－16309•1687年，I．牛顿University提出了万有引力定律，开创了用力学Business方法研究宇宙论的and途径，深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因，并建立Technology了经典宇宙论，使日心说有了牢固的Beijing力学基础。10•哥白尼日心说的革命性作用不在于强调太阳是宇University宙的中心，而是在于指出了地球在宇宙中没有任何特殊

4、地位，这正是宇宙论原理的精神！现在人Businessand们把宇宙论原理称为哥白尼原理，也正是为了肯定他的这种精神。TechnologyBeijing111.1.3太阳和太阳系的起源University•太阳的主要参数：半径7×105kmBusiness表面温度6000Kand核心温度1.5×107K质量约为2×1033g的气体球平均密度为1.409g/cm3Technology表面加速度为2.74×104cm/s2Beijing12太阳系：UniversityBusinessandTechnologyBeijing13太阳系的起源和太阳的形成University星云说俘获说Busines

5、sand灾变说Technology碰撞说旋涡说Beijing14•按太阳系在银河系中的位置可知，太阳系的原始University星云应该包含了更多的重元素，也就是说它是在Business银河系内经历了数代超新星爆发后形成的。它是and从低温状态，靠自引力收缩才导致温度逐渐升高的。TechnologyBeijing15•大约在47亿年前，一个质量比太阳大几千倍的星University际云，当收缩到密度为10～15g／cm3时，内部出现了湍涡流，便碎裂成上千个小星云，原始星云就是其中之一。Businessand•原始星云一面自转，一面因自引力而收缩。而在收缩过程中，由于角动量守恒，自转角速度逐

6、渐加快，惯性离心力使原始星云逐渐变扁。当赤道Technology处自转角速度大到惯性离心力等于中心部分对赤道处物质的引力时，赤道附近的物质便停止收缩Beijing而留在那里。16University•而原始星云的其他部分仍继续收缩，于是形成了扁扁的、内薄外厚、连续的星云盘。与此同Businessand时，原始星云中心部分在收缩过程中质量变大，形成了太阳，并发出辐射。TechnologyBeijing17太阳系中其他行星及其卫星的形成University•星子说——我国天文学家戴文赛（1911－1979）认为，星云内的固体微粒在聚集的同时向赤道面Business沉降，在盘内形成一个比盘薄得多

7、的“尘层”；and当尘层密度足够高时，便出现引力不稳定性，于是瓦解成许多粒子团；粒子团收缩形成星子。TechnologyBeijing•星子行星胎行星18University•地球形成过程为一百万年左右。Businessand•木星核为几千万年。•天王星和海王星则需几亿年。TechnologyBeijing191.1.4银河系与太阳系University银河系是一个由恒星和星系物质组成的巨大的、盘状系统。Busines