第二讲。字宙大爆 炸与太阳系的形成
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 22/40 /40 第二讲 宇宙大爆 炸与太阳系的形成
宇宙大爆炸与太阳系的形成 复地球化学是研究地球及子系统(含部分 习宇宙体)的化学组成、化学机制(作用) 和化学演化的科学 从研究对象来看:地球及其子系统(地壳、地幔、及其自然 作用体系,如岩浆作用、沉积作用、变质作用、成矿作用、 表生作用、生态环境等),目前正在向宇宙天体拓展 从研究的形式来看:主要是元素(同位素)在自然界的化学运 动形式 从研究时间来看:包涵了整个地球、地壳演化和全部作用时 间;对单个元素(同位素)来讲,是研究它们的发生、不断发 展及螺旋式演化的全部历史。 地球化学是地质学与化学相结合的一门边缘科学,但本质上 隶属于地球科学。 长江大学地球化学系路远发Lyuanf@163.comhttp:/www.geokit.cn3/40m:5
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 3/40 地球化学是研究地球及子系统(含部分 宇宙体)的化学组成、化学机制(作用) 和化学演化的科学 从研究对象来看：地球及其子系统(地壳、地幔、及其自然 作用体系，如岩浆作用、沉积作用、变质作用、成矿作用、 表生作用、生态环境等)，目前正在向宇宙天体拓展 从研究的形式来看：主要是元素(同位素)在自然界的化学运 动形式 从研究时间来看：包涵了整个地球、地壳演化和全部作用时 间；对单个元素(同位素)来讲，是研究它们的发生、不断发 展及螺旋式演化的全部历史。 地球化学是地质学与化学相结合的一门边缘科学，但本质上 隶属于地球科学。 复 习
宇宙大爆炸与太阳系的形成 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。 长江大学地球化学系路远发Lyuanf@163.comhttp:/www.geokit.cn4/40m:5
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 4/40 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
宇宙大爆炸与太阳系的形成 宇宙是怎样开端的呢? ■20世纪初,天文学家斯里弗尔( M. 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(EP. 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。 长江大学地球化学系路远发Lyuanf@163.comhttp:/www.geokit.cn5/40m:5
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 5/40 宇宙是怎样开端的呢？ ◼ 20世纪初，天文学家斯里弗尔(V.M. 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 (E.P. 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
宇宙大爆炸勻 G爱因斯坦( Albert einstien,1879 1955在1916年提出的广义相对论, 从而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。 Lyuanfa(@163.comhttp://www.geokit.cn6/40Od:ID:5b
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 2021/2/24地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 6/40 爱因斯坦(Albert Einstien, 1879- 1955) 在1916年提出的广义相对论 ， 从而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
宇宙大爆炸与太阳系的形成 大爆炸( BIG BANG) 比利时天文学家勒梅特( GE Lematre1894 1966)1927年就提是出 宇宙为什么会膨胀呢? 膨胀的字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″(称宇亩蛋)里,异常紧密 温度约1032K,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 为我们的字宙 长江大学地球化学系路远发Lyuanf@163.comhttp:/www.geokit.cn7/40m:5
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 7/40 大爆炸(BIG BANG) ◼ 比利时天文学家勒梅特(G.E.Lematre,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
宇宙大爆炸与太阳系的形成 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 长江大学地球化学系路远发Yuanda@63.comhttp:/ww.geokit.cn8/40:5
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 8/40 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
宇宙大爆炸与太阳系的形成 1)大爆炸 2)星系形成 3)超新星爆炸 4)星子聚集 长江大学地球化学系路远发Lyuanf@163.comhttp:/www.geokit.cn9/40m:5
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 9/40
宇宙大爆炸与太阳系的形成 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 长江大学地球化学系路远发Lyuanf@163.comhttp:/www.geokit.cn10/40m:5
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 10/40 ◼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
宇宙大爆炸与太阳系的形成 怎麼能证明150亿年前发生过这 样的大爆炸呢?证据在哪? 1.爆炸形成的宇宙一直在降温,恒星 是在降到4000K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。 长江大学地球化学系路远发Lyuanf@163.comhttp:/www.geokit.cn11/40m:5
宇宙大爆炸与太阳系的形成 长江大学 地球化学系 路远发 Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn Lyuanfa@163.com http://www.geokit.cn 11/40 怎麽能证明150亿年前发生过这 样的大爆炸呢？证据在哪？ ◼ 1. 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