《中國科技大學(xué)地球科學(xué)概論2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《中國科技大學(xué)地球科學(xué)概論2（28頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二章第二章 宇宙演化宇宙演化宇宙宇宙尸佼的宇宙：四方上下，宇尸佼的宇宙：四方上下，宇 古往今來，宙古往今來，宙民歌的宇宙：天似穹廬，籠罩四野民歌的宇宙：天似穹廬，籠罩四野霍金的宇宙：無邊界有限宇宙霍金的宇宙：無邊界有限宇宙馬克思的宇宙：時(shí)空無限馬克思的宇宙：時(shí)空無限1. 盤古開天，創(chuàng)世紀(jì)與無中生有盤古開天，創(chuàng)世紀(jì)與無中生有 傳說與神話傳說與神話 宗教將神話加工成教義宗教將神話加工成教義 圣經(jīng)圣經(jīng)開宗明義：開宗明義： “起初，神創(chuàng)造天地，地是空虛混沌，淵面黑起初，神創(chuàng)造天地，地是空虛混沌，淵面黑暗。暗?！薄啊薄吧裾f要有光就有了光，神看光是好的，神說要有光就有了光，神看光是好的，就把光暗分開了。

2、神稱光為晝，暗為夜。有晚就把光暗分開了。神稱光為晝，暗為夜。有晚上，有早晨，這是頭一日。上，有早晨，這是頭一日。” 空氣，海，地，太陽，眾星，大魚，飛鳥空氣，海，地，太陽，眾星，大魚，飛鳥 牲畜，昆蟲和野獸，第七日牲畜，昆蟲和野獸，第七日 人人易易 關(guān)于宇宙我們都知道了關(guān)于宇宙我們都知道了 陰陽兩儀變化闡釋宇宙萬物的變化法則：陰陽兩儀變化闡釋宇宙萬物的變化法則：無極生太極，太極生兩儀無極生太極，太極生兩儀兩儀生四象，四象生八卦，以至無窮兩儀生四象，四象生八卦，以至無窮 （見下頁圖）（見下頁圖）我什么都知道了我什么都知道了程伊川：陰陽分離就不再有道，形成陰陽程伊川：陰陽分離就不再有道，形成陰陽

3、的因才是正道。的因才是正道。 陰陽是氣陰陽是氣 形而下；形而下； 道是形成陰陽的理道是形成陰陽的理 形而上。形而上。朱熹：無極而太極。朱熹：無極而太極。 太極是陰陽的因，是無極。太極是陰陽的因，是無極。老子：無，以無為有道；老子：無，以無為有道； “無無”中生有中生有 裂變裂變 演化演化2. 宇宙觀與宇宙學(xué)的兩類時(shí)空宇宙觀與宇宙學(xué)的兩類時(shí)空 假定：宇宙是有起源的，是有限的假定：宇宙是有起源的，是有限的 問題：？問題：？ 回答：宇宙是無限的，在時(shí)空兩個(gè)方面回答：宇宙是無限的，在時(shí)空兩個(gè)方面 被打擊的教會(huì)和教會(huì)的打擊被打擊的教會(huì)和教會(huì)的打擊 如哥白尼，伽利略，布魯諾如哥白尼，伽利略，布魯諾上帝在科

4、學(xué)的宇宙中找到了自己的地盤上帝在科學(xué)的宇宙中找到了自己的地盤“無產(chǎn)階級(jí)無產(chǎn)階級(jí)”將宇宙學(xué)當(dāng)成了活靶子將宇宙學(xué)當(dāng)成了活靶子 它與奧德斯丁站在了一起。它與奧德斯丁站在了一起。 科學(xué)的傲慢不能校正常識(shí)的偏見?？茖W(xué)的傲慢不能校正常識(shí)的偏見。* 我的宇宙觀：宇宙是時(shí)空無限的我的宇宙觀：宇宙是時(shí)空無限的* 我們目及的宇宙：有限無邊？我們目及的宇宙：有限無邊？ 宇宙學(xué)家可以把目及的宇宙一直追溯到時(shí)宇宙學(xué)家可以把目及的宇宙一直追溯到時(shí)間的地點(diǎn)，把全部的物質(zhì)反演回這個(gè)起點(diǎn)所在間的地點(diǎn)，把全部的物質(zhì)反演回這個(gè)起點(diǎn)所在的空間。的空間。3. 科學(xué)對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)過程科學(xué)對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)過程v 宇宙或創(chuàng)世以來沒有改變過宇宙或創(chuàng)

5、世以來沒有改變過 無限的宇宙從來都是如此無限的宇宙從來都是如此v “變變”證據(jù)在積累，證據(jù)在積累，19世紀(jì)以來世紀(jì)以來 地質(zhì)學(xué)證明：巖石的形成，化石地質(zhì)學(xué)證明：巖石的形成，化石 Boltzmann的熱力學(xué)第二定律：的熱力學(xué)第二定律： “宇宙中無序度的總量（由熵測量）宇宙中無序度的總量（由熵測量）隨時(shí)間增加隨時(shí)間增加”，宇宙只能運(yùn)行有限的時(shí)，宇宙只能運(yùn)行有限的時(shí)間。間。 否則：無序！恒溫否則：無序！恒溫-穩(wěn)衡態(tài)宇宙的提法穩(wěn)衡態(tài)宇宙的提法穩(wěn)衡態(tài)宇宙論穩(wěn)衡態(tài)宇宙論 宇宙空間中，由連續(xù)產(chǎn)生的物質(zhì)將會(huì)形成新的宇宙空間中，由連續(xù)產(chǎn)生的物質(zhì)將會(huì)形成新的星系，每星系，每5千億年在一升體積內(nèi)將創(chuàng)造出一個(gè)千億年在

6、一升體積內(nèi)將創(chuàng)造出一個(gè)氫原子。氫原子。 困難：困難：1. 萬有引力萬有引力-引力佯繆引力佯繆 牛頓的哲學(xué)思考：一個(gè)無限的恒星集合不會(huì)牛頓的哲學(xué)思考：一個(gè)無限的恒星集合不會(huì)落到一起。因?yàn)椴淮嬖诳晒┧鼈兟湎氯サ闹行?。落到一起。因?yàn)椴淮嬖诳晒┧鼈兟湎氯サ闹行摹?2. 光度佯繆（奧爾勃斯佯繆）光度佯繆（奧爾勃斯佯繆） 恒定不變的宇宙存在很多困難，但是直到恒定不變的宇宙存在很多困難，但是直到二十世紀(jì)初葉，誰也沒有想過：二十世紀(jì)初葉，誰也沒有想過：“宇宙也許是宇宙也許是隨時(shí)間演化的隨時(shí)間演化的”。牛頓，愛因斯坦也不例外。牛頓，愛因斯坦也不例外。 牛頓的引力場牛頓的引力場:空間空間 愛因斯坦（愛因斯坦（19

7、05）狹義相對(duì)論：時(shí)間空間（背）狹義相對(duì)論：時(shí)間空間（背景），時(shí)空中的宇宙事件。景），時(shí)空中的宇宙事件。 1915年，廣義相對(duì)論引入一個(gè)新概念：年，廣義相對(duì)論引入一個(gè)新概念：“引力引力不僅僅是在一個(gè)固定的時(shí)空背景里作用的力，不僅僅是在一個(gè)固定的時(shí)空背景里作用的力，引力還是由在時(shí)空中物質(zhì)和能量引起的時(shí)空畸引力還是由在時(shí)空中物質(zhì)和能量引起的時(shí)空畸變。變。”“”“物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)可以彎曲時(shí)空物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)可以彎曲時(shí)空”。 時(shí)空中的炮彈，行星，光線；時(shí)空中的炮彈，行星，光線； 宇宙彎曲宇宙彎曲-宇宙失衡宇宙失衡 宇宙中項(xiàng)宇宙中項(xiàng)-永遠(yuǎn)持續(xù)下去的靜態(tài)宇宙模型永遠(yuǎn)持續(xù)下去的靜態(tài)宇宙模型 弗里德曼證明了：弗里德曼證明

8、了： 相對(duì)論相對(duì)論 膨脹的宇宙膨脹的宇宙 哈勃的發(fā)現(xiàn)，大爆炸宇宙模型哈勃的發(fā)現(xiàn)，大爆炸宇宙模型 4. 哈勃發(fā)現(xiàn)了非穩(wěn)衡宇宙哈勃發(fā)現(xiàn)了非穩(wěn)衡宇宙 紅移（見圖）紅移（見圖） 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)1929年，年，24個(gè)星系，個(gè)星系，d已知已知 V=Kd ; V=Hod Ho =150km/秒秒.千萬光年千萬光年5. 2.7K的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)1925年，貝爾實(shí)驗(yàn)室年，貝爾實(shí)驗(yàn)室 央斯基央斯基 最大的無線電干擾最大的無線電干擾-射電輻射源射電輻射源 射電天文學(xué)射電天文學(xué) 3萬個(gè)射電源萬個(gè)射電源 “類星體，脈沖星，類星體，脈沖星，3K，星際有機(jī)分子譜線，星際有機(jī)分子譜線”普：普：R.H迪克迪克60年代尋找年代

9、尋找5K. 1962年，彭齊亞斯，威爾遜年，彭齊亞斯，威爾遜 1964年，排除噪聲年，排除噪聲 1965年年 1978年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)v“他們的發(fā)現(xiàn)是一項(xiàng)根本性的發(fā)現(xiàn)，他們的發(fā)現(xiàn)是一項(xiàng)根本性的發(fā)現(xiàn)，它使人們很有可能得到關(guān)于很久以前它使人們很有可能得到關(guān)于很久以前-在宇宙形成時(shí)在宇宙形成時(shí)-所發(fā)生的宇宙變化過程所發(fā)生的宇宙變化過程的信息。的信息?！眝意外意外-偶然偶然-必然必然6. He的豐度的豐度 預(yù)言：天體預(yù)言：天體He豐度為宇宙豐度為宇宙 成分的成分的26% 7. 天體年齡天體年齡8. 宇宙事件宇宙事件宇宙的時(shí)間歷程宇宙的時(shí)間歷程9. 宇宙的結(jié)局宇宙的結(jié)局“凡是形成的東西都是要滅亡的。凡是形成的東西都是要滅亡的?！?宇宙有起源，宇宙有終結(jié)；宇宙有起源，宇宙有終結(jié)；“杞人憂天杞人憂天”預(yù)言并非都是騙局預(yù)言并非都是騙局 關(guān)鍵是宇宙的平均密度關(guān)鍵是宇宙的平均密度 取決于將行星系拉回來的引力的大小取決于將行星系拉回來的引力的大小 引力取決于：宇宙中物質(zhì)總量，宇宙半徑引力取決于：宇宙中物質(zhì)總量，宇宙半徑 宇宙也會(huì)衰老宇宙也會(huì)衰老哥白尼原理哥白尼原理 宇宙中沒有任何一點(diǎn)具有優(yōu)越性，所有宇宙中沒有任何一點(diǎn)具有優(yōu)越性，所有的位置都是平權(quán)的。的位置都是平權(quán)的。 有限的無邊宇宙沒有中心。有限的無邊宇宙沒有中心。