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第五章 宇宙探秘

Lesson 5/11 | Study Time: 18 Min


5.1 宇宙在膨胀

宇宙在膨胀




膨胀的宇宙



















内容 描述
哈勃的发现 天文学家哈勃发现,所有星系之间的距离不断扩大,星系都在远离我们。
星系的运动 星系一直在运动和变化,这是宇宙膨胀的直接证据。




宇宙大爆炸























内容 描述
时间起点 大约138亿年前,宇宙诞生于一种高温高密度的状态。
膨胀过程 宇宙在诞生后迅速膨胀,并且这种膨胀一直延续至今。
膨胀速度的变化 现今的观测表明,宇宙膨胀的速度有加速的迹象。








5.2 人类对天文学研究的发展历程

人类对天文学研究的发展历程




古代天文学研究























内容 描述
对天狼星的观测
- 古埃及人发现天狼星从日出前东方升起,预示洪水即将来临,因此制定了历法。

- 古巴比伦人(两河流域)发明了历法,精确观测太阳和月亮的运行。
埃拉托斯特尼 古希腊人,通过太阳光的观测,以数学方法证明地球是球体,并计算出地球的长度。
张衡 中国古代天文学家,改良了浑天仪,正确显示星空的周日视运动。




天文学模型的演变






















模型 提出者 描述
地心说 - 地球处于宇宙中心,静止不动。日、月、行星、恒星等天体围绕地球的圆形轨道运行。
日心说 哥白尼 把地球从宇宙中心移开,提出太阳在宇宙中心,地球和行星绕太阳做圆周运动,月球绕地球转动。




近代天文学研究























人物 贡献
牛顿 提出万有引力定律,解释了物体之间的引力作用,如星星绕太阳运动的原因。
康德-拉普拉斯星云说
- 提出宇宙中的天体不是一成不变,而是演化而成。

- 开创了宇宙学,研究宇宙的起源和演化。
霍金
- 提出了黑洞理论和宇宙无边界的设想,预言了宇宙可能的两种结局:

1. 宇宙可能会永远膨胀下去。

2. 宇宙可能会塌缩并在大挤压中终结。








5.3 太空探索

太空探索




太空探索的历史事件



















时间/事件 描述
陶成道(万户)飞天 中国人陶成道进行人类第一次飞天尝试,使用两个巨型风筝和47个火箭,但飞行失败,不幸遇难。
哥伦比亚号事故 美国“哥伦比亚”号太空梭在从国际太空站返回地球途中,于大气层中解体,7名宇航员全部遇难。




现代太空探索的进展



























时间/事件 描述
1942年 德国发射世界上第一枚弹道导弹,奠定现代航天技术基础。
1957年 苏联“斯普特尼克一号”成为第一颗人造卫星,人类正式进入太空时代。
1969年 美国“阿波罗11号”宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成功登月。
2015年 美国“新视野号”探测器成功掠过冥王星,传回冥王星照片,并继续向太阳系外探索。




太空飞行器的分类及特点


太空飞行器分类






















类型 子类别 描述
无人太空飞行器 人造卫星 用于地球观测、通信、导航等任务。
载人太空飞行器 太空梭 可重复使用的大型载人航天器,运载量大,最多可容纳7名宇航员和大量物资。




太空探索的意义



















方面 描述
科技进步 推动了航天技术、通信技术、材料科学等领域的发展。
宇宙认知 帮助人类了解宇宙的起源、演化及其他星球的环境,为未来的星际探索奠定基础。








5.4 飞向宇宙

飞向宇宙




太空探测的意义



























意义 描述
认识宇宙的演变 通过太空探测,人类可以研究宇宙的起源、演化过程及其基本规律。
拓展人类的生存空间 探索适合人类居住的星球,为未来移民地球以外星球提供可能性。
开发利用资源 开发宇宙中的矿产资源、能源资源及其他特殊资源,为人类提供新的发展方向。
促进科技发展 太空探索推动了航天技术、材料科学、生物医学等领域的进步,许多技术成果被应用于日常生活中。




其奥尔科夫斯基与宇宙开发























内容 描述
“航天之父”观点 其奥尔科夫斯基说过:“地球是人类的摇篮,但是人类不能永远生活在摇篮里。”
宇宙环境的特殊条件 宇宙环境具有微重力、高真空、强辐射和超低温等地球不具备的条件,可用于研发新材料、新工艺以及特殊的生物医学研究。
宇宙资源的利用 随着探索的深入,人类将逐步开发宇宙中的空间资源、环境资源、矿产资源和能源,为人类提供更多发展机会。




太空技术与创新


人造卫星的功能



























功能 描述
监测自然灾害 对地球上的自然灾害进行实时监测,帮助制定灾害应对措施。
农业生产监测 监控农业生产情况,优化农业资源配置。
资源分布调查 调查地球上的资源分布情况,为资源开发提供数据支持。
天气预报 观测地球大气变化,为天气预报提供科学依据。




飞向遥远的星空



















事件 描述
“旅行者1号”探测器 1977年由美国发射,2012年离开太阳系,成为人类首个飞出太阳系的探测器。
宇宙的广袤 宇宙太大,离太阳最近的恒星比邻星距离地球也有4.2光年。




太空探测的现实意义























方面 描述
科技突破 太空探索推动了人类在航天、通信、材料、生物医学等领域的技术进步。
资源开发 宇宙矿产和能源的开发将为人类提供新的资源来源。
人类未来 为人类拓展生存空间,寻找适合居住的星球,为未来的星际移民奠定基础。