地球科学概论第2章.docVIP

第一 节?? 混沌初开--宇宙始于大爆炸？ ??? “混沌初开，乾坤始奠。轻清者上浮为天，重浊者下凝为地”。????????????????????????????????????????????????????????????????? － 中国古代的贤哲??? 作为自然科学研究的具体对象，宇宙是一个有限的客观存在。这样一个宇宙，应该有它的开端。宇宙是怎样开端的呢？??? 20世纪初，天文学家斯里弗尔 （V.M. Slipher, 1875-1969)??? 在观测银河系外的仙女座大星云时，取得15个星系的光谱资料，经过研究，发现其中13个正在以每秒数十万米的高速退行，即离开我们愈来愈远。??? 1929年，哈勃 (E.P. Hubble,1889-1953)??? 根据观测到的河外星系正在退行的资料，提出：一个星系退行的速度和它与我们(地球)的距离成正比，即离得愈远退行愈快。这个发现告诉我们，我们周围的星系正在四散离开，也可以说我们已知的宇宙正在膨胀。??? 爱因斯坦(Albert Einstien, 1879-1955) 在1916年提出的广义相对论??? · 演绎出宇宙在膨胀的理论。??? · 哈勃的发现被认为是对这些理论的验证。以后的天文观测继续有新的发现，证明宇宙在膨胀，曾测到有的河外星系之间，正以每小时2,500,000km的速度在拉开距离。??? 比利时天文学家勒梅特(G.E.Lematre,1894-1966) 1927年就提出：??? · 宇宙为什么会膨胀呢？??? · 膨胀的宇宙会不会是爆炸的产物呢？??? 《BIG BANG》－大爆炸??? · 宇宙的全部物质，当初都集中在一个“原始原子”(或称宇宙蛋)里，异常紧密 ??? · 温度约1032°K，绝对温度1亿亿亿亿度??? · 显然这只能维持极其暂短的平衡，一旦平衡破坏，就发生大爆炸，原始原子迅速膨胀，逐渐扩展成为我们的宇宙 现在认识：??? · 大爆炸后1秒钟，温度降到1010°K，粒子间的强相互作用、弱相互作用、电磁力和引力开始分开。??? · 在高温下处于基本粒子状态的物质，随着温度的降低，聚合成各类原子 约在大爆炸后50 - 100万年??? · 首先由电子和质子合成氢原子??? · 接着是氦原子也大量生成了??? · 随后其他所有元素的原子从轻到重依次聚合而成爆炸后100万年到20亿年??? · 逐步形成各类天体星系??? · 恒星起源与演化??? · 恒星最初有弥漫稀薄的气体和尘埃（星云）经过凝聚、加热过程而形成。四个阶段：??? · 1、幼年期—原恒星（Protostar)??? · 2、青壮年期—主星序（main sequence star)??? · 3、晚年期—红巨星／超巨星??? · 4、衰亡星—致密星（白矮星／中子星／黑洞）??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 点击播放视频? 赫（茨普龙）、罗（素）图和主星序　 点击播放视频? 　 巨蛇座鹰状星云（M16)恒星在这里诞生 麒麟座玫瑰星云（约50万岁的“婴儿”恒星） 超新星遗迹（大麦哲伦星云中的1987A超星型） 天琴座环状星云（中心为白矮星） 艾萨克·牛顿(1642-1727)　 区尔伯特·爱因斯坦(1879-1955)　 埃德温·哈勃(1889-1953)　 乔治·盖莫(1904-1968) 怎麽能证明150亿年前发生过这样的大爆炸呢？??? · 爆炸形成的宇宙一直在降温，恒星是在降到40000K以下时才开始形成??? · 现在测得最老的星系的年龄都只有100多亿年，符合这个理论的推断。??? · 特别是盖莫夫(G.Gamow，1904-1968)预言：在大爆炸的特殊宇宙背景下产生出来的微波辐射，至今还存在于宇宙空间中，其温度应已降低到只有绝对温度几度。彭兹亚斯(A.A.Penzias,1933- )和威尔逊(R.W.Wilson,1936- )发现：??? · 1964年，威尔逊山上一台高灵敏度的射电天文望远镜，在各个方向都测得一种3K的微波背景辐射。大爆炸理论得到了有力的支持。??? · 为此他们得到了1978年的诺贝尔物理学奖金。其它证据：??? · 现在测得的不同天体上氦的丰度，即它在天体中的含量，一般都达到30%左右，仅仅太阳上那种氢合成氦的作用，是不能造出这么多氦的，而大爆炸能做到??? · 因爆炸而使星系间的距离拉开，更已是熟知的事实??? · 天文观测中已多次记录到超新星爆炸??? · 另外新近