第九章宇宙学
(Chapter 26-27)
§9.1 膨胀宇宙
§9.2 宇宙微波背景辐射
§9.3 宇宙的演化
§9.4 暴胀宇宙
§9.5 宇宙大尺度结构的形成
Olbers’s Paradox
If the universe is infinite, unchanging, and uniformly populated with stars like the Snn
→Each line of sight must eventually encounter a star →The entire night sky should be as brilliant as the surface of the Sun
2. The Cosmological Principal （宇宙学原理）(1) the universe is homogeneous on scales greater than a few hundred megaparsecs
→No edge to the universe
约100万个星系在30 度天空范
围和20亿光年距离内的分布
(2) The universe is isotropic →No center of the universe
宇宙微波背景辐射的观测为宇宙学原理提供了有力的支持。
A. Friedman
Geometry of the Universe
Ω0> 1, Ωk <0，k > 0,
正曲率，封闭宇宙。
Ω
0= 1,
Ωk = 0，k = 0, 零曲率，平直宇宙。Ω0< 1,
Ω
k >0，k < 0, 负曲率，开放宇宙。
宇宙的未来Ω
>1, 束缚宇宙，膨胀→收缩
Ω
<1, 开放宇宙，无限膨胀
Ω
0= 1, 临界束缚宇宙，无限膨胀
热死亡/振荡
冷死亡
The oldest white dwarf
stars in our Galaxy turn out
to be 12 to 13 billion years
old.
The first stars formed less
than 1 billion years after
the universe's birth in the
big bang.
最年老的恒星年龄对宇宙年龄的限制
Universe Age from CMB
The sky map taken by the WMAP satellite tells that the universe is 13.7 billion years old.
Lemaitre的原始原子理论
1927年，比利时教士和天文学家
G. Lematire重新求得Einstein引
力场方程的Friedman解。
Lematire指出哈勃观测到的宇宙
膨胀现象正是Einstein引力场方程
所预言的。因此，过去的宇宙必
定比今天的宇宙占有更小的空间
的尺度。并且，宇宙有一个起始
之点，称为“原始原子”。Abbe George LeMaitre
大爆炸宇宙学(The Big Bang Cosmology)
1940s Gamov和Alpher首先提
出宇宙起源于约100-150亿年前
一次猛烈的巨大爆炸。
宇宙的爆炸是空间的膨胀，物
质则随着空间膨胀（宇宙是无
中心的）。
随着宇宙膨胀和温度降低，构
成物质的原初元素相继形成。
George Gamov
大爆炸学说 宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙是物质世界，它处于不断的运动和发展中。《淮南子·原道训》注：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天，科学家们才确信，宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。 大约在150亿年前，宇宙所有的物质和能量都高度密集在一点，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大，因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，就形成了今天我们看到的宇宙。大爆炸的整个过程是复杂的，现在只能从理论研究的基础上，描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质，形成了当今的宇宙形态，人类就是在这一宇宙演变中诞生的。 大爆炸宇宙学是现代宇宙学中最有影响的一种学说，与其它宇宙模型相比，它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。这一从冷到热，从密到稀的过程如同一次规模很大的爆发。 根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。 温度进一步下降到100万度后，早期形成化学元素的过程结束。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙。 从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来，通过几十年的努力，宇宙学家们根据哈勃常数也可以推算大约150亿年前，宇宙起始于一个奇点。大爆炸宇宙模型是一种广为认可的宇宙演化理论。其要点是，宇宙是从温度和密度都极高的状态中由一次“大爆炸”产生的。时间至少发生在100亿年前。这种模型基于两个假设：第一是爱因斯坦提出的，能正确描述宇宙物质的引力作用的广义相对论；第二是所谓宇宙学原理，即宇宙中的观测者所看到的事物
科学知识大全(审精) 夜晚的天空为什么是黑的 夜晚的天空为什么是黑的？这是经典宇宙学中的一个著名的问题．自古以来，人们就不断地对宇宙进行种种猜测．古代的人们曾经认为星星是镶嵌在一个透明球面上的．中国最古老的宇宙结构学说盖天说的基本观点是天圆地方．托勒政的地心宇宙体系和哥白尼的日心地动宇宙体系中都包括恒星天球的内容．中世纪的思想家尼古拉认为宇宙是无限的．牛顿把空间和时间的无限性作为他的理论的基本原理．他还推断：星星的数目必定是无限的，而且相当均匀地分布在空间．观测上，英国著名的天文学家威廉·赫歇耳和约翰·赫歇耳父子宣布至少某些可观测星云是与银河系具有相同尺度和结构的由分立的恒星组成的系统．这些星系居于整个宇宙之中．19世纪天文学家普遍认为可观测宇宙必须是静态、无限的和均匀的．而对静态、无限、均匀的宇宙的一个著名反对意见即夜黑问题，也称奥伯斯佯谬．这个样谬是说，若恒星发出的光不变且都相同，而空间又是欧几里得的（平直的），则在此种宇宙中整个天空的亮度看起来是均匀的，且与太阳一般亮．因为无论从哪一个方向观看天空，视线都会碰到一个星星．这一点可以用一个简单的几何论证说明：现考虑进入人眼的一束细长的锥形光线．虽然恒星表面的视亮度与距离平方成反比，但锥体的截面积（或恒星的数目）随距离平方而增加，则集中在锥体内的光与它从什么地方发出没有关系，因而整个天空就要亮得像太阳一样，实际上夜空却是黑的．如何才能消除观测与理论之间的矛盾呢？ 奥伯斯的推导基于以下的宇宙学观点： 1．宇宙物质是均匀分布的． 2．宇宙是静态的． 3．宇宙是无限的． 4．宇宙存在的时间已经无限长．为了避免夜晚的天空像太阳那么亮的结论，我们必须重新考察上述观点．一个平均密度随观测距离的增大而减小，并以零为极限的等级式宇宙模型可以消除佯谬，但要付出失去均匀性的代价．但迄今为止的观测结果是：宇宙物质在大尺度空间内的分布是均匀和各向同性的．这个观点称为宇宙学原理，是现代宇宙学理论所必须依据的公理．上述第一点符合宇宙学原理，应予保留．这样等级式宇宙模型应该放弃．由于奥伯斯假定恒星发光不变，这一点今天看来最成问题．如果假定恒星并不是永远那么亮，而是在有限的过去才开始发光，由于远处恒星的光线尚未到达我们这儿，这也可以避免整个天空像太阳那么亮的结论．这使我们面临着是什么首次使恒星发光的问题．如此看来一个具有有限过去的宇宙可避免奥伯斯样谬．此时宇宙在时间上有个开端．另外一个有足够大膨胀速率的宇宙也能避免奥伯斯佯谬，即使它具有无限的过去．因为根据量子理论的观点，光子的能量正比于其频率．远距离高速追行光源的光线将产生非常大的红移，因而其能量将相应减小，使其总和保持有限，甚至可忽略不计．由于观测上尚无放弃宇宙学原理的理由，第一条观点应该 接受，而第二、第四条应该重新考虑． 20世纪初，爱因斯坦创立了广义相对论，这就为研究宇宙的整体结构提供了理论基础．宇宙的整体性质由引力场方程决定．荷兰物理学家德西特首先获得了引力场方程的一个宇宙解，但它是动态的而不可能是静态的：宇宙要么是膨胀的，要么是收缩的．观测上，哈勃发
第1节人类对宇宙的认识 1教学目标 （1）认知目标：知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的。 了解大爆炸宇宙论的主要观点。 （2）技能目标：能利用气球建立星系运动模型来类比宇宙的膨胀 （3）情感和价值观：知道从地心说到日心说的发展以及宇宙起源的多种学说，领悟科学家追求真理的精神。 2学情分析 学生在学习了地球与宇宙之后，来进一步探究宇宙的过去、现在和未来的结局，内容比较抽象，难度比较大，但为学生的想象力和创新力发展提供了广阔的空间 3重点难点 教学重点：宇宙大爆炸理论 教学难点：宇宙的起源证据---------星系运动模型的建立 4教学过程 教学活动 活动1【导入】人类对宇宙的认识 引入： [师]宇宙是什么？《淮南子·原道训》注：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。也就是宇宙=时间+空间+物质（能量） [师]那么宇宙从哪里来，它的过去、现在、将来的结局如何？ 活动2【讲授】1、古代人类对宇宙的认识 学生阅读了解宇宙起源的有关神话传说。1、盘古开天辟地；2、上帝创造宇宙万物；3、盖天说；4、浑天说；5、宣夜说……
思考讨论1：说说你所了解的关于宇宙起源的神话故事。 2：古代人为什么会对宇宙的起源形成这样的认识？ （古代观察天空的工具仅仅是眼睛，而现代科学家能借助更先进的科技手段对宇宙的起源进行更深入的研究，才发现了许多关于宇宙起源的证据。所以说人类对自然界的认识水平是和当时的科学技术发展水平相适应的。） 活动3【讲授】2、从的“地心说”到“日心说” 学生阅读托勒密的宇宙体系 让学生讨论说说，地心说的主要观点，它有哪些是值得肯定的？ [师]“地心说”是亚里士多德的首创。而集大成者是公元2世纪古希腊最伟大的天文学家托勒密-------创立了历史上第一个完整的宇宙体系！“地心说”的核心是大地是宇宙的中心，太阳和其它天体都是绕地球转动的。 学生阅读哥白尼的宇宙体系 让学生说说，日心说的主要观点，它有哪些不足之处呢？ [师]16世纪，波兰天文学家哥白尼建立了“日心说”宇宙体系。核心是“太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳转动的” 思考讨论3：为什么人们会感觉到太阳是东升西落，而地是静止不动的呢？ 4：日心说中有关宇宙以太阳为中心的提法也是不正确的，用你所知道的相关知识加以解释。 [师]不能因为地心说的错误抹杀托勒密的历史功绩。不能因为地心说被占统治地位的教廷利用而贬低地心说。不能因为“日心说”反宗教而过分地迷信。那么，宇宙有中心吗？宇宙的中心在哪里？ 活动4【讲授】3、现代宇宙学说 让学生阅读美国天文学家哈勃的发现
写在前面的话： ●本文档选择题默认A对B错。 ●建议使用查找功能 ●实际网页测试中选项顺序可能会变，要注意 ●第一章和第二章由于没能及时存，所以内容不全 第一章 1 单选(2分) ( )较正确地反映了太阳系的实际，为以后开普勒总结出行星运动定律，伽利略、牛顿建立 经典力学体系铺平了道路，从根本上动摇了“人类中心论”的神话。 得分/总分 ? A. 托勒密的地心说 ? B. 哥白尼的日心说 正确答案 ? C. 银河的系发现 ? D. 广阔恒星世界的发现 2 单选(2分) 18-19世纪中期，（）兄妹及父子，通过数遍天上星星等大量观测事实提出“银河是一个星系”的观点，第一次为人类确定了银河系的盘状旋臂结构，把人类的视野从太阳系伸展到10 万光年之遥，树立了继哥白尼以后开拓宇宙视野的第二个里程碑。 得分/总分 ? A. 伽利略 ? B. 哈雷 ?
C. 威廉·赫歇尔 正确答案 ? D. 哈勃 3 单选(2分) 1718年，（）将自己的观测数据同1000多年前托勒玫（Claudius Ptolemaeus，约90-168）时代的天文观测结果相比较，发现有几颗恒星的位置已有了明显变化，首次指出所谓恒星不 动的观念是错误的。 得分/总分 ? A. 哈雷 正确答案 ? B. 哈勃 ? C. 斯特鲁维 ? D. 勒维特 第二章
? C. 100亿年 ? D. 120亿年 2 单选(2分) 根据目前的观测与对哈勃常数的计算，宇宙的年龄大约（）。 得分/总分 ? A. 137亿年 正确答案 ? B. 150亿年 ? C. 180亿年 ? D. 200亿年 3 单选(2分) （）给出，宇宙物质产生后氢和氦的质量丰度比约为75/25，这一比值一直保持下来。 今天实测的氢、氦丰度和这一理论值完全相符。 得分/总分 ? A. 宇宙大爆炸理论 正确答案 ? B. 广义相对论 ? C.
浅谈宇宙大爆炸理论 机械12-1 121014122 孙静 我们从哪里来？宇宙是什么样的？这自有人类以来的永恒疑问。从西方的海龟驮大陆，到中国的天圆地方，诞生了远古的神话和宗教。十七世纪，开普勒、胡克等人继续为太阳系勾勒大概的轮廓。最终伟大的牛顿建立了完美的经典力学大厦。那时人们确信宇宙间所有的规律都已发现殆尽，所有星系的运动都可纳入牛顿力学的体系中。这一时期人们相信宇宙是无限广大和永恒的存在，也许这使人有某种安全感。但是用牛顿力学解释宇宙有个致命的疑问，如果万有引力是正确的，为什么星系不会因为万有引力聚拢到一起？无论宇宙有没有一个中心，只要时间足够长，星系总会慢慢靠拢，最后碰撞、毁灭。这给现代天文学提出了挑战，但是即使是当时最具有革命精神的人，也无法想象今后的颠覆性的发现。 大爆炸理论（Big Bang）是天体物理学关于宇宙起源的理论。根据大爆炸理论，宇宙是在大约140亿年前由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的。本理论产生于观测到的哈勃定律下星系远离的速度，同时根据广义相对论的弗里德曼模型，宇宙空间可能膨胀。延伸到过去，这些观测结果显示宇宙是从一个起始状态膨胀而来。在这个起始状态中，宇宙的物质和能量的温度和密度极高。至于在此之前发生了什么，广义相对论认为有一个引力奇点，但物理学家对此意见并不统一。 “大爆炸宇宙论”认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。[1] 1927年，比利时天主教神父勒梅特（Georges Lema?tre）首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。 现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约200亿年前发生的一次大爆炸形成。 大爆炸一词在狭义上是指宇宙形成最初一段时间所经历的剧烈变化，这段时间通过计算大概在距今137亿（1.37 ×10^10）年前；但在广义上指当今流行的揭示宇宙起源和膨胀的理论。这一理论的直接推论是我们今天所处的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根据这一理论，乔治·伽莫夫在1948年预测了宇宙微波背景辐射的存在。1960年代，这一辐射被探测到，有力地支持了大爆炸理论，从而否定了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。 大爆炸理论是通过实验观测和理论推导发展的。 1910年代，维斯特·斯里弗尔（Vesto Slipher）和卡尔·韦海姆·怀兹（Carl Wilhelm Wirtz）证实了大多数旋涡星系正在退离地球，不过他们并没有因此联想到这对宇宙学意味着什么，也不认为发现的星云其实是银河系外的其他星系。同时在理论上，爱因斯坦的广义相对论成功建立并推出没有稳定态宇宙。通过度量张量描述的宇宙不是膨胀就是收缩，爱因斯坦认为他自己解错了，并加入了一个宇宙学常数来进行改正。第一个不
断膨胀吗？宇宙真的是由一次热大爆炸中形成的吗？如果真的是，那么大爆炸之前的所谓 数学奇点是什么东西？它是怎么形成的？大爆炸前一秒钟的激发机制又是什么？有证据表 明，在最初的时刻，宇宙经历了又一次的巨大爆炸，称为膨胀，这样宇宙中的最大星体就 起源于亚原子量子态的绒毛微细结构。这一膨胀的根本物理原因是个谜。 项目是利用美国新墨西哥州的 ApachePoint 观测站 2.5 米的天体望远镜来观测可见宇宙的 实验。该项目完成对整个天空四分之一的系统测绘任务后，产生详细的图像，确定一亿个 以上的天体的位置和绝对亮度，将在某种程度上阐明膨胀之谜。该实验还将测量距 像。最后，使我们前所未有地了解到可见宇宙边缘的物质分布情况。这会提供质量密度中 表现为不同形式的一种力，那么大爆炸时期温度极高、密度极大的宇宙中，重力、强力、 粒子和反粒子之间就没有什么区别了，爱因斯坦的物质和时空理论是以更普通的水准点为 基础，因此无法解释宇宙初始时炙热的弹丸之地是如何膨胀成今天我们看到的景象的，我 、现代宇宙学中的几个问题 在所有科学学科中，宇宙学是最吸引公众的学科之一。康德说过： 有两种事物，我 们愈是沉思， 愈感到它们的崇高和神圣， 愈是增加虔诚与信仰， 这就是头上的天空和心中的 道德律。”古代天文学，以天体测量为主，主要研究天体在空间的位置及其运动；至牛顿时 代，牛顿创立牛顿力学， 使天文学出现了一个新的分支 -- 天体力学， 这是天文学发展历史上 的一个巨大飞跃； 以爱因斯坦提出广义相对论为标志， 天体物理学自此诞生并一跃成为天文 学研究的主流…。 现代宇宙学从整体上研究大尺度的时空性质, 物质运动的规律。 它是当代 天文学中最活跃的前沿阵地之一。 现代宇宙学的最大特征是必须尊重观测到的客观事实， 须能在理论物理学的基础上给予科学的说明。 它涉及到恒星的起源和演化， 星系的起源和演 化，元素的起源和演化等多方面的基础理论问题。 1、量子引力如何帮助解释宇宙起源？ 现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论．前者利用量子力学来描述亚原子 粒子以及它们所服从的作用力，而后者是有关引力的理论．很久以来，物理学家希望合二 为一，得到一种“万物至理” -- 即量子引力论，以便更深入地了解宇宙，包括宇宙是如何 随着大爆炸自然地诞生的．实现这种融合的首要候选理论是超弦理论，或者叫 M 理论--这 是其名称的最新"升级版”， M 代表“魔法” (magic)、"神秘” (mystery 或“所有理论之母” (mother of all theories).宇宙真的是在不 Sloan 数字寻天 100 万 多个最近星系的距离，通过一个比我们到目前探索大 100 倍的体积，给出宇宙一个三维图 原始波动情况，膨胀的结果应该是这样。如果自然界的 4 种力量事实上是在几百万度以下
《质量管理学》复习提纲 一、名词解释： 1、产品质量：过程的结果所具有一组固有特性满足要求的程度。 2、产品：某一活动和过程的结果 3、质量职能：是指在质量形成全过程中，为实现质量目标所必须发挥的质量管理功能及其相应的质量活动。 4、质量螺旋：是一条螺旋式上升的曲线，该曲线把全过程中各质量职能按照逻辑顺序串联起来，用以表征产品质量形成的整个过程及其规律性，通常称之为朱兰质量螺旋。 5、全面质量管理：一个组织以质量为中心，以全员参加为基础，目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。 6、质量改进：质量管理的一部分，致力于增强满足质量要求的能力。 7、缺陷：为满足与预期或规定用途有关的要求，并指出与不合格有关联关系。 8、质量：一组固有特性满足要求的程度。 9、质量认证：用合格证书或合格标志的方法证明某一产品或服务符合特定的标准或技术规范的活动。 10、控制图：是控制生产过程状态保证工序质量的主要工具。 11、6sigma管理：一项以顾客为中心、以质量经济性为原则、以追求完美无瑕为目标的管理理念。 12、第二方审核：是顾客对供方开展的审核。 13、控制图第一类错误：因虚发信号而造成的错误判断。 14、抽样检验：是按照根据数理统计原理预先设计的抽样方案，从待检总体取得一个随机样本，对样本中每一个体逐一进行检验获得质量特性值的样本统计值，并和相应的标准比较，从而对总体质量作出判断。 15、合格质量水平：是供需双方共同认为可以接收的连续交验批的过程平均不合格率的上限值。 16、质量成本：为了确保和保证满意的质量而发生的费用以及没有达到满意的质量所造成的损失。 17、质量机能展开：是将顾客需求转化为产品开发和生产中各个阶段的技术需求，并通过这些技术需求的实现和协调保证产品的最终质量，从而真正满足顾客需求的一种有效技术。18、卓越绩效评价准则：通过综合的组织绩效管理方法，是组织和个人得到进步和发展提高组织的整体绩效和能力，为顾客和其他相关方创造价值，并使组织持续获得成功。 二、解答题 1、简述统计质量控制阶段的主要进步和存在问题。 （1）主要进步：将质量管理中的“事后把关”变为事先控制、预防为主、防检结合，并开创了把数理方法应用于质量管理的新局面。 （2）存在问题：因为是运用概率统计分析方法，不可能百分百确定合格以否，存在PR（α）、CR（β）二类风险； 2、简述全面质量管理的含义及基本特点。P41 （1）全面质量管理是指一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。 （2）其基本特点有：
天文学 翻开人类文明史的第一页，天文学就占有显著的地位。巴比伦的泥碑，埃及的金字塔，都是历史的见证。在中国，殷商时代留下的甲骨文物里，有丰富的天文记录，表明在黄河流域，天文学的起源可以追溯到殷商以前更为古远的世代。 几千年来，在人类社会文明的进程中，天文学的研究范畴和天文的概念都有很大的发展。为了说明我们今天对天文这门学科的理解，本文将在第一节里首先介绍一下天文研究的特点。本文的第二节──星空巡礼，是对目前所认识的天文世界的几笔速写。在第三节里，我们举出伽利略-牛顿时代天文学的一次飞跃，来对照当前天文研究的形势，希望借此探讨天文学发展的规律，并强调说明一次新的飞跃正近在眼前。 我们不准备、也不可能用这篇短文囊括天文学悠久的历史和丰富的内容（这是本书这一整卷的任务），而只是对它的特征、现状和趋向作一个概括性的描述。为使读者对天文学的轮廓有一个认识，本文的第四节，用简单的图解方式介绍当前天文学科各分支之间的相互关系。 天文学研究的特点 天文学是一门古老的学科。它的研究对象是辽阔空间中的天体。几千年来，人们主要是通过接收天体投来的辐射，发现它们的存在，测量它们的位置，研究它们的结构，探索它们的运动和演化的规律，一步步地扩展人类对广阔宇宙空间中物质世界的认识。 作为一颗行星，地球本身也是一个天体。但是，从学科的分野来说，“天”是相对于“地”的。地面上实验室里所熟悉的那些科学实验方法，很多不能搬到天文学领域里来。我们既不能移植太阳，也无法解剖星星，甚至不可能到我们所瞩目的研究对象那边，例如，到银河系核心周围去看一看。从这个意义上来说，天文学的实验方法是一种“被动”的方法。也就是说，它只能靠观测（“观察”和“测量”）自然界业已发生的现象来收集感性认识的素材，而不能像其他许多学科那样，“主动”地去影响或变革所研究的对象，来布置自己的实验。
第一讲天文学导论 ●古希腊天文学：毕达哥拉斯，亚里斯多德（地球中心学说），托勒密的地球中心学说 天文学的发展期：哥白尼、第谷、开普勒和伽利略 牛顿的万有引力定律 爱因斯坦的相对论 ●开普勒第一定律：（轨道形状）所有行星皆以椭圆轨道环绕太阳运行，而太阳位于椭圆的一个焦点上 ●开普勒第二定律：（行星速度）行星和太阳的（假想）连线在相同的时间内扫过相等的面积。 行星越接近太阳则运行速度越快 近日点，运动最快 远日点，运动最慢 ●开普勒第三定律：（轨道周期）行星公转周期的平方和其到太阳的平均距离的立方成正比 (公转周期)2 = (常数) x (平均距离)3 第二讲天体的视运动 ●月相与食无关 天体的视运动 月全食时月亮变为黄铜色或血红色，这是由于地球大气中的尘埃颗粒折射阳光中的红光并到达月球所致 ●内行星：水星，金星 外行星：火星、木星、土星、天王星和海王星 ●头顶的星空取决于你在地球表面上的位置和当地时间 ●北京时间正午12点（东经120度）时，北京地方时（东经116.5度）即太阳时为11点46分，所以此时北京的太阳在子午线以东约3.5度，再过约14分钟北京“真”正午 ●南北天极：不变的参考点 北天极：北极星 南天极：南十字座 ●天赤道：不变的参考点 所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动（圆弧轨迹 在地球两极，天赤道=地平线 ●天顶、地平线和子午线：本地参考系 天顶和子午线的位置不随观测者的地平线移动 相对于星星来讲，天顶和子午线的位置在变 天体的运行（圆弧）轨迹与地平面的夹角为： 90 度-观测者所在地理位置的纬度（=天赤道与地面夹角） ●在北极：所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行，从不下落 赤道上：所有星垂直于地平面升起和下落“可见所有星” ●太阳在天球上的视运动轨迹称为黄道
【科普】宇宙天文学的基本知识! ! 宇宙是如何形成的 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大 爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。 宇宙是什么宇宙有多大宇宙年龄是多少 宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过
130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。 宇宙有多少个星系每个星系有多少颗恒星 在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。 太阳和地球的年龄 据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年，而通过放射性计年，地球的年龄是45亿年，因此太阳的年龄是亿年。 银河系简介 是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状，有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看，银河系像一个体育锻炼用的大铁饼，大铁饼的直径有“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测
天文学史 开普勒三定律（椭圆轨道、运行速度、轨道与周期） 引力摄动：另一颗行星的引力导致某行星绕太阳的运动不符合两体假设非牛顿引力摄动：水星、金星近日点进动验证了爱因斯坦广义相对论 钟慢效应：μ介子寿命为×10-6s，以光速运动也仅能行进600m，而宇宙射线在大气外层产生的近光速μ介子却可以以到达地球表面。 引力透镜：由于质量对光的吸引，若被观测的星体与观测者连线上有大质量星系（透镜星系），观测者可能观察到多个像（爱因斯坦十字、双爱因斯坦环） 天体视运动 天体的周日视运动：由于地球自转导致的天体视运动 太阳：东升西落，与当地正午通过天子午线达到最高点，两次通过子午线间的时间为一太阳日（24h） 北京东经度，东八区标准东经120度，北京时间正午12时时北京的太阳时为11点46分 赤道参考系： 把天空幻想为大球，北极指向北天极，南极指向南天极，赤道扩展为天赤道。北天极对地面的高度等于北半球该地的纬度。天赤道与天极的弧距离总是90度，与地平面相交于正东正西方向，且恰好看到一半。天球自东向西旋转，每小时旋转15度，所有星体的视运动轨迹都平行于天赤道。
地平参考系： 以正头顶为天顶，子午线从正南到正北穿过南天极、天顶和北天极平分天球。本地参考系中天体位置在始终改变。 赤道上，一切星体都垂直于地平面升起和落下，所有星体都可见且在地平面上方12个小时 周年视运动：天球坐标系上恒星的坐标固定，由于地球公转导致太阳在天球上向东运动。这也导致了每天同一时间天空状况不同（因为太阳时制）太阳：太阳在天球上的位置始终自西向东移动，每年环绕天球一周，其在天球上的轨迹称为黄道。太阳绕天球一周的时间是天。 太阳日：24h，太阳连续两次到达子午线的时间。 恒星日：23h56min，恒星连续两次到达子午线的时间。恒星日表明了地球自转的真实周期。 由于太阳一直向东运动，所以恒星比太阳运动的快一点。由于我们使用太阳时，恒星每天升起、穿过子午线、下落的时间都要提前约4分钟，经过一个太阳年后回到原地。 4min/day=360degrees 365.24days 24×60min 360degrees 月球视运动：月球也在天球上向东漂移，天后回到原处。月球的盈亏周期称为交合周期，为天 黄道与节气：黄道与天赤道夹角为度，且相交于春分点和秋分点。按顺序距这两点最远的点是夏至点和冬至点。
学院：数学学院学号：20120510293 姓名：陈椿文 简述大爆炸宇宙学所描述的宇宙演化过程大爆炸理论（Big Bang）又称大爆炸宇宙学，是当代关于宇宙起源的理论。也是现代宇宙学中最有影响的一种学说。与其他宇宙模型理论相比，大爆炸宇宙学更能说明一些观测事实。其主要观点是，认为我们的宇宙曾经有过一段从热到冷的演化过程。宇宙并非静止的，而是在不断地膨胀，物质密度从密到稀，就如同一次巨大的爆炸一样。 1927年，比利时天文学家乔治〃勒梅特首次提出了“大爆炸”的概念，认为宇宙开始于一个极小的原始“超原子”（现称为“原始火球”）的灾变性爆炸。1948年，美籍俄裔天体物理学家乔治〃伽莫夫将广义相对论引入到宇宙理论中，提出了宇宙起源的大爆炸模型，其理论出发点是埃德温〃哈勃发现的星系退行速度与距离的关系。既然各星系目前正在彼此退离，那么它们过去必然是彼此互相靠近的。照此追溯下去，大约150亿年（近年来修正为137亿年）前的某一时刻，一个密度极大、温度为10（32次方）K、尺度为10（负36次方）的“原始火球”爆炸，这个无限小点称为“奇点”。从这里诞生了时间和空间、质量和能量，于是宇宙从“无”中诞生。而爆发之“前”，时间和空间毫无意义，因为时间和空间是从奇点开始的。在10（负34次方）秒的极短时间内，宇宙膨胀了10（100次方）倍。极大热能的一部分转化为物质和反物质，包括夸克、反夸克、电子、反电子等基本粒子。物质和反物质碰撞而湮灭并放出光。由于物质远远多于反物质，在10（负5次方）秒后，剩余的物质随着膨胀减速和温度下降，夸克凝聚成中子和质子，进而形成氢核与氦核。此后的30万年间，温度继续下降至5000～4000K，原子核捕捉到曾经无序飞散的电子，构成原子。宇宙变得不透明，进入黑暗时代，这样持续了大约9亿年。此时的宇宙大体上是均匀的，但也存在大约10万分之一的不均匀度。这导致物质凝聚，形成恒星，聚集成星系，星系集结成星系团，更进而聚合成超星系团以及介于其间的超级空洞。现在我们能够通过各种手段观测到的距离100多亿光年宇宙深处的天体，就是宇宙大爆炸后形成的原始天体。 大爆炸学说能较好地解释一些观测事实，也显示了一定的生命力，并且成为目前关于宇宙形成、演化的主流学说。因而取代了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。
天外有天 ——现代宇宙学的兴起与发展王远谋101170067 匡亚明学院（大气科学学院基地班）
20世纪的天文学，天体物理学是其主流。最引人瞩目的成就是诞生了将整个宇宙作为研究对象的现代宇宙学。以爱因斯坦的相对论为理论基础，以大尺度的天文观测，特别是河外星系的普通红移和宇宙背景辐射为事实依据，宇宙学展示了宇宙整体的物理特征，将人类对宇宙的探索提升到了一个新的高度。本文就现代宇宙学的几大重要成果——宇宙的诞生（宇宙大爆炸理论的提出），宇宙的年龄（哈勃定律的提出），以及暗物质，暗能量的提出叙述现代宇宙学的兴起与发展。 关键词：宇宙年龄；大爆炸理论；宇宙膨胀；哈勃定律；暗物质，暗能量
在近代自然科学产生以前，传统的观点（亚里士多德）认为，宇宙是一个有边有界的的世界，宇宙的最外层是由恒星天构成，恒星天是宇宙的边界。 在牛顿的无限无边的宇宙图景中，宇宙是一个三维的欧几里得空间，在任何一个方向均可无限延展下去。在这个无限大的“箱子”中，布满了无限多的天体，这些天体在万有引力作用下按牛顿定律运动。然而，这种宇宙图景在解释经验事实上遇到了困难，出现了“引力佯谬”“光度佯谬”等。 “光度佯谬”由奥尔柏斯在1826年提出，表达如下。 按照牛顿的宇宙图景可以作以下推论： 1.在无限的空间中，充满了无限多的星体。 2.每颗星星虽然有生有灭，但从整体上看，可以认为宇宙的物质密度保持常数。 3.时间是无限的，从整体上讲，星体可以无限期存在。 4.无限远处星体的光，总可以通过无限长的时间传到地面。 5.在地面上，黑夜将像白天一样光亮。 这显然是荒谬的。 1.哈勃定律 1929年，哈勃发表了《河外星系距离与视向速度的关系》一文，提出了闻名于世的“哈勃定律”，给出了简明的哈勃公式—— 河外星系离我们越远，它逃离的速度也越快，且二者成正比关系。 这表示我们所在的宇宙是在不断地向外膨胀，这种膨胀是一种全空间的均匀膨胀。因此，在任何一点的观测者都会看到完全一样的膨胀，从任何一个星系来看，一切星系都以它为中心向四面散开，越远的星系间彼此散开的速度越大。 早在1912年，施里弗(Slipher)就得到了“星云”的光谱，结果表明许多光谱都具有多普勒(Doppler)红移，表明这些“星云”在朝远离我们的方向运动。随后人们知道，这些“星云”实际上是类似银河系一样的星系。1929年哈勃(Edwin Hubble)对河外星系的视向速度与距离的关系进行了研究。当时只有46个河外星系的视向速度可以利用，而其中仅有24个有推算出的距离，哈勃得出了视向速度与距离之间大致的线性正比关系。现代精确观测已证实这种线性正比关系 v d H 其中v为退行速度，以千米／秒为单位，d为星系距离，以百万秒差距为单位, H为比 例常数，称为哈勃常数,这就是著名的哈勃定律。 哈勃定律有着广泛的应用，它是测量遥远星系距离的唯一有效方法。只要测出星系谱线的红移，再换算出退行速度，便可由哈勃定律算出该星系的距离。哈勃定律中的速度和距离不是直接可以观测的量。直接观测量是红移和视星等。因此，真正来自观测、没有掺进任何假设的是红移-视星等关系。在此基础上再加上一些假设，才可得到距离-速度关系。 哈勃这一发现的意义真是无可估量，使人类对于宇宙的认识产生了飞跃的、质的提高，他因而也被人们尊称为“星海将军”、“宇宙边疆开拓者”、“星系天文学之父”。可以说，没有哈勃一系列的开创性工作，就不会有后来的“大爆炸”学说。
新课程标准地理（选修）1-宇宙与地球第一章《宇宙》 新课程标准对学习本章内容的要求 1．简述“宇宙大爆炸”假说的主要观点。 2．根据图表，概括恒星演化的主要阶段及其特点。 3．举例说出人类探索宇宙的历程、意义。 4．运用天球坐标系简图，确定主要恒星的位置。 5．运用星图进行星空观察，说出星空季节变化的基本规律。 本章学习的重点和难点 重点： 1．星空随季节变化的基本规律和不同日期观测的星空特点。 2．“宇宙大爆炸”假说的主要观点。 难点： 天球坐标系的建立及利用星图观测星空。 知识清单 本章的知识梳理网络
要点精析 重难点解析 理解本章的新课程标准要求以及它们之间的联系 1．简述“宇宙大爆炸”假说的主要观点 A.“宇宙大爆炸”假说是现代宇宙学中最有影响的一种学说。宇宙学研究的对象是整个可观测时空范围的宇宙。目前，已探测到的最大距离为150亿光年，最长的时间尺度是100亿年，其间约包含有1亿个星系。因此，在“宇宙大爆炸”学说中所说的，相当于总星系，而并不是整个宇宙（因为截至目前，总星系外的“宇宙”，由于受目前的科技水平的限制，
还不能观测到）。也就是说，“宇宙大爆炸”假说的与通常所说的“宇宙”是两个不同的概念。 通常所说的“宇宙”，《中国大百科全书》中是这样定义的：“广漠空间和其存在的各种天体即弥漫物质的总称。宇宙是物质世界。它处于不断的运动和发展中，在空间上无边无界，在时间上无始无终。宇宙是多样而统一的。它的多样性在于物质的表现形态，它的统一性在于其物质性。” 《剑桥百科全书》则是这样解释宇宙的：“宇宙”是指“所有存在于世界并能通过物理力作用力作用于人类事物的总和”；但不包括“原则是不能用物理方法探测到的事物”。很显然，“宇宙大爆炸”假说的“宇宙”只是通常所说的“宇宙”中的一部分，即目前人类所能观察到的宇宙部分。 B．“宇宙大爆炸”假说的主要观点是：我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断的膨胀，物质密度从密到稀的演化，有如一次大爆炸。为使同学们能较好的理解“宇宙大爆炸”假说的主要观点，有必要对大爆炸的过程作较为详细的描述。由于“宇宙大爆炸”假说关于大爆炸过程的阐述相当复杂，涉及到物理学的许多概念、理论，根据高中学生的认知水平，本《课程标准》仅要求学生对“宇宙大爆炸”有一概要的了解，因此，我们可将大爆炸过程简化为如下几个时期： 宇宙创生时期：宇宙整体由一个不存在时间和空间的量子状态（“无”状态），自发跃迁（即所谓“大爆炸”）到具有空间、时间的量子状态。在这个时期，物质场的量子涨落导致时空本身发生量子涨落并不断的膨胀，空间和时间以混沌的方式交织在一起，时空没有连续性和序列性（此时的时空为虚时空），可谓是早晚不分、上下莫辨、因果难明、不可测量。 时空形成和化学元素形成时期：时空形成，同时产生离子，那时的宇宙的温度为1032K。及至宇宙产生的最早的1秒（宇宙时间），温度降至1010K，进入了辐射时期，宇宙间只有光子、中子、电子、质子等一些基本粒子。由于整个体系在不断膨胀，温度继续迅速下降。到3分钟（宇宙时间）时，温度降至108K，氦等轻核开始形成；约又经近30分钟（宇宙时间），氦核的质量约占整个宇宙质量的1/4（氦丰度）。到宇宙形成20000年时，温度降至4000K，出现了稳定的氢、氦等轻原子，物质密度与辐射密度基本相等。 星系时代：这个阶段，宇宙内的等离子气体逐渐演化为气态物质。随着宇宙进一步膨胀和温度下降，气体逐渐凝聚成气云，形成原始星系，并进而形成星系团，然后再从中分化出星系。 恒星时代：这一时期，星系内的星云进一步凝聚成亿万颗恒星。 C．为什幺说“宇宙大爆炸”假说是现代宇宙学中最有影响的一种学说，是因为，“宇宙大爆炸”假说能较好的解释下列一些观测事实： ①大爆炸理论认为所有恒星度是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自
【科普】宇宙天文学必须知道的基本知识 ! ! 2019-07-15 21:07 宇宙是如何形成的? 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。 宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少? 宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。
宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星? 在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。 太阳和地球的年龄? 据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年，而通过放射性计年，地球的年龄是45亿年，因此太阳的年龄是45.1亿年。 银河系简介? 是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状，有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看，银河系像一个体育锻炼用的大铁饼，大铁饼的直径有10万光年，相当于946080000亿公里。中间最厚的部分约3000～12000光年。银河系整体作较差自转，太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上，距离银河系中心约2.5万光年。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质，指出银河系中心的能源应是一个黑洞，但是由于目前对大质量的黑洞还没有结论性的证据。
现代天文学及空间技术展望 在具体的了解天文学之前，对气的了解只限于世界各民族都有自己的神话传说，内容不一，但几乎都有“开天辟地”或“创世”的故事。说来并不奇怪，只有在开天辟地之后，才能演出一幕幕“女娲补天”、“嫦娥奔月”、“夸父逐日”的戏剧来。“天地”、“世界”都是通俗的说法，，其实指的就是“宇宙”。《淮南子，齐俗训》说：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”。就是说，“宇”表示空间，“宙”表示时间，而“宇宙”既表示空间和时间，又是自然界万物的总称。任何客观存在的具体物质都有自己的结构，都在运动和变化；同样，“宇宙”这个客观存在也应该有结构，也要不断地演化。结构就是形态和组成，演化通俗地讲就是指生长老死。研究宇宙结构和演化的科学叫宇宙学。在外国，对宇宙结构也有各种各样的说法和理论。古代巴比伦人认为，大地犹如拱起的乌龟，天空乃是半球形的穹庐。古代印度人认为，大地驮在象背上，大象站在龟身上，海龟浮在海洋上。古希腊对于宇宙结构有不同的学说，有人认为地球是一个浮在水面的扁盘；有人认为地球是一个球，居于世界的中央，这大概是“地球中心说”的雏形；也有人认为，地球绕轴旋转分昼夜，绕日旋转成周岁，这大概可算是“太阳中心说”的前驱了。”制造科学根据。 天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的. 在宇宙结构问题上带革命性的学说，是十六世纪波兰天文学家哥白尼提出的“太阳中心说”。它认为，太阳是宇宙的中心，地球和水星、金星、火星、木星、土星等绕太阳旋转天穹的视运动只不过是地球自旋的反映而已。这个学说冲破了教会的重重阻力，打破了中世纪黑暗的沉闷空气，把科学从僧侣统治下解放出来，功绩是伟大的。它推翻了日动地静的说法，在太阳系范围内，符合实际情况。但是，它认为太阳是宇宙的中心，这显然是不正确的。在哥白尼身后，布鲁诺；伽利略等人把哥白尼的学说朝前发展，认为宇宙是无限的；天上无数个星星就是无数个世界，所以太阳并不是宇宙的中心。对无限的宇宙来讲，根本无所谓中心，或者说，处处是中心. 哥白尼的学说第一次把宇宙学放在科学的基础上。其后，开普勒根据他的老师第谷的大量观测资料，总结出行星运动的三大定律；特别是牛顿发现了万有引力定律和总结出动力学三大定律后，经典的现代宇宙学形成了。从二十世纪爱恩斯坦的广义相对论到二十一世纪霍金的黑洞理论学说，现代天文学对宇宙的起源有了新的理解和定义。 进入新世纪以后我国的航天事业发展越来越快，神州飞船不断发射，在中国的载人航天“三步走”计划中，中国最终要建设的是一个基本型空间站，它的规模不会超过现有的“和平号”或国际空间站。基本型空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱，总重量在100吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。具备了20吨以上运载能力的火箭，才有资格发射核心舱。为此，我国在海南文昌新建继酒泉、太原、西昌之后的第四个航天发射场，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。同时，我国还在天津新建总装场。 在最近我国神州八号成功发射，“神八”升空，神舟八号无人飞行器，是中国“神舟”系列飞船的第八个，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。神八已于2011年11月1日5时58分10秒由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空。升空后，“神八”将与此前发射的“天宫一号”实现交会对接，并和此后的神舟九号、十号一起组成中国首个空间实验室。2011年11月16日18时30分，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功分离，返回舱已于11月17日19时许返回地面，标志着中国人有了自己独立研发的空间站。此举不仅意味着中国的技术与产业链已经延伸到当今世界的科技高端，同时也标志着中国的市场能量与潜在机会又有了新的拓展，中国不仅有条件在高科技市场中占有一席之地，还将在更广泛的市场上获得更多话语权。中国的空间活动,运载火箭和卫星。我国50年代末开始发展空间技术，建立了一些实验室并开展基础研究。1965年我国开始搞人造卫星，第一颗人造卫星于1970年发射成功。其重量为173公斤，