地球发展史.doc

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(. 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(. 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(,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)
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赫(茨普龙)、罗(素)图和主星序

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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(,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(,1933- )和威尔逊(,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