第七章宇宙学 1宇宙学概论 2现代宇宙学模型 3大爆炸宇宙模型 4宇宙的暴涨 5宇宙的组成 6宇宙大尺度结构的形成 7宇宙的未来
1 宇宙学概论 2 现代宇宙学模型 3 大爆炸宇宙模型 4 宇宙的暴涨 5 宇宙的组成 6 宇宙大尺度结构的形成 7 宇宙的未来
1.宇宙学概论 ·A、什么是宇宙学 B、宇宙学的发展简史 C、静态宇宙和奥勃斯佯谬 ·D、现代宇宙学的研究任务
• A、什么是宇宙学 • B、宇宙学的发展简史 • C、静态宇宙和奥勃斯佯谬 • D、现代宇宙学的研究任务
A、什么是宇宙学？ 宇宙学是将宇宙作为整体，研究宇宙的结构和 运动、起源和演化、以及宇宙时空特征的天文学 分支学科。 宇宙起源与演化： 宇宙是如何开端、如何演变、又如何结局？ 宇宙的结构和运动： 宇宙的组成、宇宙的大尺度结构及其形成、 宇宙的运动、 宇宙的时空特征： 空间曲率？时空奇点？
宇宙学是将宇宙作为整体，研究宇宙的结构和 运动、起源和演化、以及宇宙时空特征的天文学 分支学科。 宇宙起源与演化： 宇宙是如何开端、如何演变、又如何结局？ 宇宙的结构和运动： 宇宙的组成、宇宙的大尺度结构及其形成、 宇宙的运动、 宇宙的时空特征： 空间曲率？时空奇点？
宇宙始自高密态而演化的图象能够通过物理 定律来进行研究，宇宙学已经成为物理的科学。 Zeldovich 宇宙学作为一门备受怀疑的、不为“严肃 的科学家容忍共存的学科，发展成为今天物理学 和天体物理学中最普及和深远的课题 阿尔法·赫曼
宇宙始自高密态而演化的图象能够通过物理 定律来进行研究，宇宙学已经成为物理的科学。 －－ Zeldovich 宇宙学作为一门备受怀疑的、不为“严肃” 的科学家容忍共存的学科，发展成为今天物理学 和天体物理学中最普及和深远的课题。 －－阿尔法·赫曼
B、宇宙学的发展简史 古往今来，人们对宇宙的哲学思考： 宇宙有多大？ 宇宙是有限的，还是无限的？ 宇宙有没有边界？ 要是有边界，边界外面是什么？ 宇宙从哪里来的？ 宇宙是永恒的吗？ 宇宙要是有开端的，它的年龄有多大？
B、宇宙学的发展简史 古往今来，人们对宇宙的哲学思考： ▲ 宇宙有多大？ ▲ 宇宙是有限的，还是无限的？ ▲ 宇宙有没有边界？ ▲ 要是有边界，边界外面是什么？ ▲ 宇宙从哪里来的？ ▲ 宇宙是永恒的吗？ ▲ 宇宙要是有开端的，它的年龄有多大？ ▲ ……
(1)古代宇宙学 >古希腊：宇宙的最高层是恒星天，全部物质都包含在恒星天之内。（从 亚里士多德到托勒密)，特别是亚里士多德的第一推动： “任何被推动者皆被某一事物推动。 n 我国古代：浑天说主张有限宇宙 “天圆如张盖，地方如棋局。” 《周髀》 “浑天如鸡子，天体如弹丸，地如鸡子中黄 (张衡，公元0世纪) 合 宣夜说主张宇宙无限 “天了无质”，“高远无极” 日月众星，自然浮生虚空之中” 宇宙有限的观念似乎更符合古人的经验 问题：有限必定有界，要是有界，那边界以外是什么呢？ 亚里士多德一恒星天之外是“神”和“灵魂”的世界。 托勒密地心说一晶莹天、最高天和净火天三个天层 张衡 “过此而往者，未之或知也”一边界以外是个非物理的存在 有限不一定有界，无限不一定无界
Ø古希腊:宇宙的最高层是恒星天，全部物质都包含在恒星天之内。(从 亚里士多德到托勒密)，特别是亚里士多德的第一推动： “任何被推动者皆被某一事物推动。” Ø 我国古代：浑天说主张有限宇宙 “浑天如鸡子，天体如弹丸，地如鸡子中黄” （张衡，公元0世纪） 宣夜说主张宇宙无限 “天了无质” ， “高远无极” “日月众星，自然浮生虚空之中”。 Ø 宇宙有限的观念似乎更符合古人的经验 Ø ，那边界以外是什么呢？ 亚里士多德——恒星天之外是“神”和“灵魂”的世界。 托勒密地心说——晶莹天、最高天和净火天三个天层 张衡——“过此而往者，未之或知也” ——边界以外是个非物理的存在。 有限不一定有界，无限不一定无界
(2)近代宇宙学 > 哥白尼：1543年发表《天体运行论》，提出日心说，宇宙中 心从地球搬到太阳； >伽利略：17世纪初第一个用望远镜观测天空， 发现银河系由大 量恒星组成： >开普勒：发现行星运动三大定律： >牛顿：万有引力定律的发现，确立了日心说的主导地位； 牛顿与莱布尼茨关于星体有限无限分布的思辨争论； >哈雷：1718年发现恒星的自行，打破恒星天固定不动概念； >康德：18世纪，空间二律背反，逻辑上不自洽， 有限无限的讨论毫无意义： 合
Ø哥白尼：1543年发表《天体运行论》，提出日心说，宇宙中 心从地球搬到太阳； Ø伽利略：17世纪初第一个用望远镜观测天空，发现银河系由大 量恒星组成； Ø开普勒：发现行星运动三大定律； Ø牛顿：万有引力定律的发现，确立了日心说的主导地位； 牛顿与莱布尼茨关于星体有限无限分布的思辨争论； Ø哈雷：1718年发现恒星的自行，打破恒星天固定不动概念； Ø康德： 18世纪，空间二律背反，逻辑上不自洽， 有限无限的讨论毫无意义；
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>18世纪中期： 英国赖特，德国康德，法国朗白尔： 恒星可能组成一个有限范围的伟大体系。太阳在这个体系的中心 对于当时已知的几个星云天体提出“岛宇宙”假设：远离银河系以 外孤岛式的恒星系统； >1785年：威廉·赫歇尔：银河系概念，太阳在银河系中心附近； >1838年：白塞尔：第一个用三角视差方法测出天鹅61的视差 0.31“(现代0.34”，远在太阳系之外： >1920年代以前：沙普利：大银河系，太阳不在银河系中心： 沙普利-柯蒂斯大争论：星云是河外的还是河内天体。 >1922:哈勃：测定M31的距离，证明星云是河外天体，开创河 外星系天文学。河外星系的发现将宇宙的尺度大大的扩展：
Ø18世纪中期： 英国赖特，德国康德，法国朗白尔： 恒星可能组成一个有限范围的伟大体系。太阳在这个体系的中心。 对于当时已知的几个星云天体提出“岛宇宙”假设：远离银河系以 外孤岛式的恒星系统； Ø1785年：威廉·赫歇尔：银河系概念，太阳在银河系中心附近； Ø1838年：白塞尔：第一个用三角视差方法测出天鹅61的视差 0.31“（现代 0.34”）, 远在太阳系之外； ，太阳不在银河系中心； ：星云是河外的还是河内天体。 ，开创河 外星系天文学。河外星系的发现将宇宙的尺度大大的扩展； P( | D, M )
爱因斯坦戏言：（给德西特的信） 宇宙有限无限是一个白痴才会期望 有一个回答。 诗人海涅曾这样说过：“宇宙是有限的，还是无限的？ 一个白痴才指望有一个答案。 99 在哈勃定律发现前： 宇庙： 1、静止的 2、永恒的 3、有限无限有界无界？无需讨论
爱因斯坦戏言：（给德西特的信） 宇宙有限无限是一个白痴才会期望 有一个回答。 诗人海涅曾这样说过： “宇宙是有限的，还是无限的？ 一个白痴才指望有一个答案。 ” 在哈勃定律发现前：