浅谈宇宙的缘起.ppt

宇宙大爆炸-浅谈宇宙的缘起 一.引言 二.目前我们所认识的宇宙 三.宇宙大爆炸理论 四.结束语 一.引言——我们认识我们所存在的宇宙吗？ 1. 宇宙是怎样起源的，又是怎样演化的？ 2.宇宙在空间上究竟是有限还是无限？ 首先，让我们来探讨一下第一个问题： 我们存在的宇宙有多大？宇宙在空间上究竟是有限还是无限？ 春秋时期伟大诗人屈原所著《天问》： “上下未形，何由考之？” （天地尚未成形之前，又从哪里得以产生？） “阴阳三合，何本何化？ ” （阴阳参合而生宇宙，哪是本体哪是演变？） “圜则九重，孰营度之？”（天的体制传为九重。有谁曾去环绕量度？） 要求对天地万象之理有一个答案。 东汉时代的张衡明确提出“宇之表无极，宙之端无穷”（《灵宪》）的无限宇宙概念。与欧洲布鲁诺（1548———1600）的宇宙无限论如出一辙 。 宇宙到底有多大呢？那就让我们来看看我们所认识的宇宙到底有多大。 （我们的立体宇宙/视频01《人类已知的宇宙有多大》） 要说到宇宙的缘起，得先说说我们现在的宇宙是什么样子的。因为我们活着现在的宇宙时空里，所谓的“宇宙缘起”，都是我们根据现在我们所在的宇宙时空推断出来，一一求证的。 三. 宇宙大爆炸 宇宙模型 在介绍宇宙大爆炸前，让我们先来介绍一下几种宇宙模型。 古代中国宇宙模型观 　 古代中国，关于宇宙的结构主要有 　　盖天说：天圆如张盖，地方如棋局 　　浑天说：天是蛋壳，地是蛋黄，天地为双层结构 　　宣夜说：根本不存在有形质的天。日月星辰自由漂浮在太空之中。天色苍苍是因为它“高远无极”。 古代希腊和罗马关于宇宙原本的学说 　 水是宇宙万物本源--泰勒斯 　宇宙做外层是永不熄灭的天火说--毕达哥拉斯 　　多层水晶球说--亚里士多德 　　地球中心说--托勒密 中世纪西方宇宙学说 　　中世纪后，宇宙学被纳入经院哲学体系，知道文艺复兴时代后期哥白尼根据长期的天文观测写出《天体运行论》提出日心说。布鲁诺进一步认为太阳也不是宇宙的中心，宇宙是无限的，不存在任何中心。 经典宇宙模型 　　 牛顿最早用经典力学方法和欧几里得几何观念建立了绝对的无限的宇宙体系。 相对论宇宙模型 　　爱因斯坦1915年11月发表了广义相对论，指出空间和时间不能脱离物质单独存在，建立起了有限无边的四维宇宙模型。 大爆炸理论模型 　　在膨胀宇宙的观念下，1932年勒梅特提出了宇宙是由一个极端高温高压状态下的“”原始原子“突发膨胀产生的，这一理论启发了伽莫夫，并于1948年和他的学生发表了《宇宙的演化》建立了宇宙大爆炸理论模型。 标准宇宙模型 　　20多年以后，由于宇宙微波背景辐射被证实，再加上核物理学的深入发展，使大爆炸模型大放异彩，成为人们公认的标准宇宙模型。 2.宇宙大爆炸学说的发展历史 宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派，它能较满意地解释宇宙学的一些根本问题。 宇宙大爆炸理论虽然在20世纪40年代才提出，但20年代以来就有了萌芽。20年代时，若干天文学者均观测到，许多河外星系的光谱线与地球上同种元素的谱线相比，都有波长变化，即红移现象。 到了1929年，美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移星与星系同地球之间的距离成正比的规律。他在理论中指出：如果认为谱线红移是多普勒效果的结果，则意味着河外星系都在离开我们向远方退行，而且距离越远的星系远离我们的速度越快。这正是一幅宇宙膨胀的图像。 哈勃的观测表明，所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点，并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大，则说明它们在过去的距离曾经很近。 1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始物质，最初的温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀 。 大爆炸理论诞生初期一直寂寂无闻。 40年代美国天体物理学家伽莫夫等人正式提出了宇宙大爆炸理论。该理论认为，宇宙在遥远的过去曾处于一种极度高温和极大密度的状态，这种状态被形象地称为“原始火球”，火球爆炸，宇宙就开始膨胀，物质密度逐渐变稀，温度也逐渐降低，直到今天的状态。这个理论能自然地说明河外天体的谱线红移现象，也能圆满地解释许多天体物理学问题。直到50年代，人