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1、第一講宇宙概況主講人：趙向華天文奧賽培訓(xùn)課程宇宙，是我們所在的空間，“宇”的本義是指“上下四方”宇宙，又是我們所在的時間，“宙”的本意就是指“古往今來”。一、人類對宇宙的探索歷程二、宇宙的組成三、宇宙的形成——宇宙大爆炸學說四、黑洞“渾儀”是我國古代的一種天文觀測儀器。在古代，“渾”字含有圓球的意義。古人認為天是圓的，形狀像蛋殼，出現(xiàn)在天上的星星是鑲嵌在蛋殼上的彈丸，地球則是蛋黃，人們在這個蛋黃上測量日月星辰的位置。因此，把這種觀測天體位置的儀器叫做“渾儀”。一、人類對宇宙的探索1、中國對宇宙的探索日晷又稱“日規(guī)”，是我國古代利用日影測得時刻的一種計
2、時儀器。通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做“晷針”，垂直地穿過圓盤中心，起著圭表中立竿的作用，因此，晷針又叫“表”，石制的圓盤叫做“晷面”，安放在石臺上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻劃出12個大格，每個大格代表兩個小時。當太陽光照在日晷上時，晷針的影子就會投向晷面，太陽由東向西移動，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動。于是，移動著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來顯示時刻。漏刻是我國古代一種計量時間的儀器。最初，人們發(fā)現(xiàn)陶器中的水會從
3、裂縫中一滴一滴地漏出來，于是專門制造出一種留有小孔的漏壺，把水注入漏壺內(nèi)，水便從壺孔中流出來，另外再用一個容器收集漏下來的水，在這個容器內(nèi)有一根刻有標記的箭桿，相當于現(xiàn)代鐘表上顯示時刻的鐘面，用一個竹片或木塊托著箭桿浮在水面上，容器蓋的中心開一個小孔，箭桿從蓋孔中穿出，這個容器叫做“箭壺”。隨著箭壺內(nèi)收集的水逐漸增多，木塊托著箭桿也慢慢地往上浮，古人從蓋孔處看箭桿上的標記，就能知道具體的時刻。后來古人發(fā)現(xiàn)漏壺內(nèi)的水多時，流水較快，水少時流水就慢，顯然會影響計量時間的精度。于是在漏壺上再加一只漏壺，水從下面漏壺流出去的同時，上面漏壺的水即源源不斷地補充
4、給下面的漏壺，使下面漏壺內(nèi)的水均勻地流人箭壺，從而取得比較精確的時刻。哥白尼（NicolausCopernicus，1473-1543），波蘭天文學家、日心說創(chuàng)立者，近代天文學的奠基人。 哥白尼經(jīng)過長期的天文觀測和研究，創(chuàng)立了更為科學的宇宙結(jié)構(gòu)體系——日心說，從此否定了在西方統(tǒng)治達一千多年的地心說。日心說經(jīng)歷了艱苦的斗爭后，才為人們所接受，這是天文學上一次偉大的革命，不僅引起了人類宇宙觀的重大革新而且從根本上動搖了歐洲中世紀宗教神學的理論支柱?！皬拇俗匀豢茖W便開始從神學中解放出來”，“科學的發(fā)展從此便大踏步前進”（恩格斯《自然辯證法》）。
5、 哥白尼著有闡述日心說的《天體運行論》（1543年出版），由于受到時代的局限，在日心說中保留了所謂“完美的”圓形軌道等點。其后開普勒建立行星運動三定律，牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，以及行星光行差、視差相繼發(fā)現(xiàn)，日心說遂建立在更加穩(wěn)固的科學基礎(chǔ)上。2、國外對宇宙的探索開普勒（1571-1630），德國天文學家。1600年，開普勒到布拉格多年積累的觀測資料，仔細分析研究，發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運行，并且提出行星運動三定律（即開普勒定律），為牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律打下了基礎(chǔ)。他的主要著作有《宇宙的神秘》、《光學》、《宇宙和諧論》、《哥白尼天文學概要》、《彗星論》和《
6、稀奇的1631年天象》等。其中，在《宇宙和諧論》中，開普勒找到了最簡單的世界體系，只需7個橢圓就可以描述天體運動的體系了；在《彗星論》中，他指出彗星的尾巴總是背著太陽，是因為太陽排斥彗頭的物質(zhì)造成的，這是距今半個世紀以前對輻射壓力存在的正確預(yù)言；此外，開普勒還發(fā)現(xiàn)了大氣折射的近似定律。愛因斯坦（1879-1955），舉世聞名的德裔美國科學家，現(xiàn)代物理學的開創(chuàng)者和奠基人。 十九世紀末期是物理學的變革時期，他的量子理論對天體物理學、特別是理論天體物理學都有很大的影響。理論天體物理學的第一個成熟的方面——恒星大氣理論，就是在量子理論和輻射理論的基礎(chǔ)上建
7、立起來的。愛因斯坦的狹義相對論成功地揭示了能量與質(zhì)量之間的關(guān)系，解決了長期存在的恒星能源來源的難題。近年來發(fā)現(xiàn)越來越多的高能物理現(xiàn)象，狹義相對論已成為解釋這種現(xiàn)象的一種最基本的理論工具。其廣義相對論也解決了一個天文學上多年的不解之謎，并推斷出后來被驗證了的光線彎曲現(xiàn)象，還成為后來許多天文概念的理論基礎(chǔ)。 愛因斯坦對天文學最大的貢獻莫過于他的宇宙學理論。他創(chuàng)立了相對論宇宙學，建立了靜態(tài)有限無邊的自洽的動力學宇宙模型，并引進了宇宙學原理、彎曲空間等新概念，大大推動了現(xiàn)代天文學的發(fā)展。20世紀科學的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的體現(xiàn)。他對于宇宙起源
8、后10-43秒以來的宇宙演化圖景作了清晰的闡釋.宇宙的起源：最初是比原子還要小的奇點，然后是大爆炸，通過大爆
