现代宇宙学的发展.ppt

现代宇宙学的发展一宇宙图象的历史发展二大爆炸学说的提出1建立大爆炸学说的依据2大爆炸学说的建立

3大爆炸学说的证据4存在的问题《淮南子·齐俗训》：往古来今谓之宙，四方上下谓之宇。张衡《灵宪》：宇之表无极，宙之端无穷。王勃《滕王阁序》：天高地迥，觉宇宙之无穷；兴尽悲来，识盈虚之有数。古希腊的阿尔基塔：能否伸出手杖。卢克莱修：长矛。布鲁诺：手伸出天球外。洛克：手能否伸出身体之外。宇宙学佯谬杨慎《升奄集·辨天外之说》：天有极乎？极之外何物也？天无极乎？凡有形必有极。康德的二律背反：正题：世界在时间里有开始，在空间方面也是有限的。反题；世界没有开始，在空间方面也没有界限，它在时间和空间两方面都是无限的。牛顿认为：宇宙若是有限的，由于万有引力的作用，它必然会坍缩，因此宇宙是无限的。光度佯谬：1823年，奥尔伯斯（Olbers）指出，如果宇宙是无限的，那么就有无限多的恒星，宇宙的背景就应该是亮的。引力佯谬：1894年西利格尔（Seeliger）指出，在宇宙空间的每一点，引力势都无限大，任何物质都受到无限大的力的作用，因而每一个物体都要获得无限大的加速度和速度。一1917年，爱因斯坦“有限无界”模型。为保持宇宙的稳定，引入一个“宇宙项”，以其所具有的斥力与引力相平衡。这是一个静态的宇宙模型。1922年，弗里德曼得出了非静态的宇宙模型。1927年，勒梅特提出了膨胀宇宙模型。红移：河外星系中的恒星的光谱与银河系一样具有吸收的特征线族，但这些线族都向光谱的红端移动。多普勒效应：声源迎面而来，声音的频率变高，声源远离时，声音的频率变低。用多普勒效应解释红移，表明河外星系退行。哈勃定律：V=DH星系退行的速度与距离成正比。1948年，伽莫夫提出宇宙大爆炸假说。将元素的生成与宇宙的诞生联系在一起。从10－2秒起描述；爆炸后3分钟，质子与电子结合成氢。20世纪80年代，暴胀宇宙论，从10－46秒开始描述。10亿1个正粒子，10亿个反粒子。大爆炸加暴胀，称为标准宇宙模型。按大爆炸和暴胀宇宙论的观点，形成后的宇宙经历以下几个演化阶段：1、基本粒子形成阶段2、辐射阶段或核合成阶段3、实物阶段恒星演化经历四个阶段：引力收缩阶段；主序星阶段；红巨星阶段；脉冲和高密阶段1氦丰度宇宙中各星体的氦含量大约为30%2宇宙的年龄大爆炸宇宙论与哈勃定律推得宇宙年龄为100亿年——200亿年。33K微波背景辐射1964年，彭齐亚斯，威尔逊在实验室中发现并测定宇宙背景辐射，温度大约为2.7k。现代宇宙学遇到的问题：1出现谱线蓝移现象2反物质、暗物质3膨胀与收缩1937年狄拉克提出大数假说，“自然界中出现的没有量纲的非常大的数是彼此相关的。”1961年迪克提出人择原理1937年狄拉克提出大数假说，“自然界中出现的没有量纲的非常大的数是彼此相关的。”一1961年迪克提出人择原理：狄拉克提出的这两个大数并不是永远相同的，只有当宇宙恰好演化到人类生存的时期，这两个大数才是相同的；反之，正当宇宙演化到使这两个大数相同的时期才有可能出现人类，因而才有人类对宇宙的认识，发现两个大数的特征。所以这个时期的宇宙是人的宇宙，这个时期出现的人也是宇宙的人。参考书目：1史蒂芬.霍金，时间简史，湖南科学技术出版社2保罗.戴维斯，上帝与新物理学，湖南科学技术出版社3鲁道夫.基彭哈恩，千亿个太阳，湖南科学技术出版社4文池，宇宙简史，线装书局5孙显元，现代宇宙学的哲学问题，人民出版社***