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2020/5/61铜鼓中学高二（4）班——钟运翔彭勇杰制作2020/5/62宇宙的未来霍金2020/5/63什么是宇宙？战国时期的尸佼在他的著作《尸子》中就说：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”东汉的高诱在《淮南子·原道训》注中也说：“四方上下曰宇，古往今来曰宙。”现代天文学认为，宇宙是所有时间空间物质的总和.2020/5/64千百年来，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，许多科学家认为，宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的。宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大，瞬间产生巨大压力，之后发生了大爆炸，这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。大爆炸使物质四散出去，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。2020/5/65大爆炸学说得到了以下天文观测的支持。（1）河外星系有系统地谱线红移（课文中涉及到）。1917年，美国天文学家斯里弗发现河外星系谱线有系统地向红端移动，表明这些遥远的天体正在离我们远去。1929年，美国天文学家哈勃发现，几乎所有的星系都有红移现象。星系距离越远，红移越大。这种红移与距离之间的线性关系，称为哈勃定律。（2）在各种不同的天体上，氦的丰度相近，大都是30%。根据大爆炸理论，早期宇宙温度很高，所以产生氦的效率也很高。（3）测定各种天体的年龄，均小于200亿年。（4）宇宙微波背景辐射的发现（课文中涉及到）。2020/5/662020/5/67搭乘想象号飞船随我遨游2020/5/68天空中有大美，从我们最近的邻居到最遥远的星系，宇宙中总是充斥着各种奇观。今年4月，由美国国家航空航天局（NASA）及欧洲航天局（ESA）合作的哈勃望远镜迎来了它26岁的生日。没有几台天文仪器能像它那样，自从1990年4月24日升空以来，连续26年不眠不休地工作，勤勤恳恳地做好“摄影师”的本分，为广袤无垠的太空拍照，捕获多面宇宙的精彩瞬间，源源不断地为人类提供震撼人心的星际图像。这些图像不仅能使科学家们对遥远的天体、星系以及星云进行更深入的研究，也引起了公众广泛的关注，激荡我们的大脑，让我们对太空探索产生无限向往。美国《大众科学》杂志网站在近日的报道中，列出了哈勃望远镜拍摄的12张最令人震撼的照片。2020/5/69星系玫瑰（NASA、ESA和哈勃遗产团队提供）2011年4月20日，为了庆贺哈勃望远镜发射升空21周年，NASA的天文学家公布了一对相互作用的星系照片，为它庆生。这两个星系的外形好似一朵美丽的玫瑰，被称为阿普273（Arp273），它们位于仙女座，距地球大约3亿光年，当彼此穿越时，就形成了这一独特的现象2020/5/610创生之柱（NASA、ESA、STScI和亚利桑那州立大学的赫斯特、斯科恩提供）虽然哈勃望远镜拍摄了许多令人惊叹的宇宙影像，但这张名为“创生之柱（PillarsofCreation）”的标志性影像可谓其中的翘楚，它是哈勃最经典的作品之一。这张令人惊叹的照片拍摄于1995年，揭示了被老鹰星云（M16）的繁星照亮的三个冰冷气体柱。这幅哈勃影像非常受欢迎，它出现在电影和电视剧中；出现在体恤衫和枕头甚至邮票上。2015年，为了庆祝哈勃25岁生日，哈勃再访了著名的“创生之柱”，在近红外波段和可见光波段都进行了拍摄，为天文学家提供了一幅更加清晰和视野更加宽广的影像，增加了很多细节，红外影像把“创生之柱”变成了以无数恒星为背景的奇怪的纤细剪影。2020/5/611黑洞相撞（NASA、ESA和美国太空望远镜科学研究所提供）要找到黑洞是件很难的事。它们的引力如此之强，即使光也无法从那里逃逸，使它们变得“不可见”。尽管目前我们还没有获得超大质量黑洞的真实图像，但这幅照片可能抓拍到了两个黑洞在一起旋转并朝宇宙释放出粒子喷流的情景。当两个星系核混合时，这些喷流会以接近光速的速度行进，延伸数千光年。2020/5/612万马奔腾（NASA、ESA和喷气推进实验室提供）礁湖星云充满了一系列奔腾的巨型风暴。NASA写到：“这一区域充满了炽热恒星带来的强风、翻滚的气体及正在成型的能量满满的恒星，所有这些嵌入一个由复杂气体及漆黑尘埃组成的烟雾内。”该色彩鲜艳的照片于2015年8月公布。2020/5/613伪超新星（NASA、ESA提供）海山二（EtaCarinae），它是银河系中最大和最诡异的恒星系统之一，自19世纪起便令天文学家困惑不已。该系统由一对恒星构成，每颗恒星的质量都比太阳大很多，这些恒星还被混乱的巨大气体云团包围，其中一颗恒星巨大且不稳定。自19世纪以来，天文学家已经利用功能并不那么强大的望远镜窥到了海山二的暴烈行为。然而直到哈勃太空望远镜出现，科学家们才得以看清海山二喷发形成的侏儒星云（HomunculusNebula）的全貌。这张2012年公布出来的照片是其中最清晰的一张。科学家称这类喷发为“伪超新星”，因为它模仿了来自爆发的垂死恒星的光线突然爆发，但并未在此过程中摧毁自己。2020/5/614气泡星系（ESA、NASA、贝尔法斯特女王大学的斯马特提供）被科学家们亲切地称为“NGC3521”的絮状螺旋星系，因恒星穿透其布满尘埃的云层而呈现出朦胧美。虽然在照片中它看起来与我们近在咫尺，但实际上，它位于距离地球4600万光年外的狮子座。NGC3521星系是英国天文学家威廉·赫歇尔于1784年发现的，依据赫歇尔的观测日志描述，该星系是被朦胧星云环绕的明亮中心体。NGC3521星系很容易被小型望远镜观测到，却经常被业余天文爱好者忽视。该星系跨越5000光年，拥有一个明亮紧密的内核。哈勃于2015年公布的这张图片异常清晰，然而，如果你使用普通家用望远镜观察它的话，它看起来就像一个硕大无比的气泡。2020/5/615双宿双栖（ESA/哈勃和NASA提供）哈勃于2015年10月拍摄到的恒星系统名为DICha（迪察），它由四颗恒星组成，其中心独特的明亮光点包含了两颗透过尘埃环发光的恒星，使另外两颗星淹没于它们的耀眼光芒中。除了包含两对双星外，这一恒星系统还因拥有一大片能够产生新型恒星的名为“变色龙星云（ChamaeleonComplex）”的区域而著称。2020/5/616星之指纹（ESA、NASA提供）在哈勃于2016年3月拍摄的这张照片中，前方和中部是一颗距地球2300光年、名为IRAS12196-6300的发射线恒星。这颗恒星非常年轻，不到1000万年。与太阳不同的是，它的内核没有燃烧氢气。这颗恒星发射的波形成一种谱线，看起来如同亮暗相间的彩虹条纹。研究者将这类照片称为“指纹”，因为发出的光足以使他们了解到该恒星内的化学成分。2020/5/617太空礼花（ESA、STScI和AURA卫星提供）这张照片的内容太过丰富，很难仅就其中一点展开讨论。在这幅图片中，我们看到了位于一个星云内部的无数年轻恒星。NASA在声明中指出：“这一星云展示出了一幅由柱子、山脊及村庄组成的梦幻画卷。这些柱子由致密气体组成，这些气体是孕育新恒星的温床。这些柱子高达数光年，指向中央星团。围绕柱子的其他高致密区域包括气体和尘埃组成的红棕色细丝2020/5/618梦幻三星（NASA、ESA和西班牙安达卢西亚天体物理研究所的阿帕拉尼兹提供）尽管它看起来好像80年代末的科幻录像带封面，但这张图片完美地拍下了名为Pismis24的疏散星团，它包含三颗恒星，直接指向星云。实际上，这三兄弟中的老大——Pismis24-1也是有史以来发现的最大恒星之一，它是一颗明亮的年轻恒星，位于恒星团的中间位置，距地球约8000光年。人们此前估计Pismis24-1的质量约为太阳的200至300倍。然而，哈勃望远镜对该恒星的最新探测发现，Pismis24-1实际上是两颗单独的恒星，这就将其质量折半成了太阳的100倍左右。2020/5/619暗物质星系（ESA、NASA提供）这张让人想到苹果电脑默认桌面的照片拍摄于2016年4月，展示的是距地球1.1亿光年的UGC447星系，它位于双鱼座（Pisces）。研究者们相信，UGC447星系主要由暗物质构成，使其成为搜寻和研究暗物质的首选星系。尽管科学家们上下求索，但总是无法揭开笼罩在暗物质头上的面纱2020/5/620恒星工厂（NASA、ESA、STScI和AURA卫星提供）为了庆祝哈勃的24岁生日，科学家们发布了这张猴头星云（MonkeyHeadNebula）的图片，其距地球6400光年，以“造星工厂”而闻名。NASA称，猴头星云的主要成分为氢气，它被炽热恒星喷射的紫外线所隔离。2020/5/621宇宙全景图2020/5/622星系2020/5/623银河系仙女座星系IC1101NGC13002020/5/6242020/5/625猫眼星云2020/5/626人马座星云2020/5/6272020/5/6282020/5/6292020/5/6302020/5/6312020/5/6322020/5/6332020/5/6342020/5/635恒星恒星2020/5/6362020/5/637白矮星2020/5/638天狼星2020/5/6392020/5/640中子星2020/5/641黑洞2020/5/642行星行星2020/5/643霍金斯蒂芬·威廉·霍金（StephenWilliamHawking），1942年1月8日出生于英国牛津，CH（英国荣誉勋爵）,CBE（大英帝国司令勋章）,FRS（英国皇家学会会员）,FRSA（英国皇家艺术协会会员），英国剑桥大学著名物理学家，是现代最伟大的物理学家之一。他患有肌肉萎缩性侧索硬化症（卢伽雷病），全身瘫痪，不能言语。他唯一能动的地方只有一双眼睛和3根手指，其他部位便不能动。1979至2009年任卢卡斯数学教授，他是英国最崇尚的教授职位。霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型，在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。2020/5/644英国著名天体物理学家史蒂芬·威廉·霍金继承认外星人的存在后，又发表一个惊人论述：他声称带着人类飞入未来的时光机，在理论上是可行的，所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。不过，霍金也警告，不要搭时光机回去看历史，因为“只有疯狂的科学家，才会想要回到过去‘颠倒因果’。”物理学家霍金在拍摄的一部有关宇宙的纪录片时提到，人类其实能建造出接近光速的宇宙飞船，并且能够进入未来。霍金甚至说，自己是因为担心别人把他当成“怪人”，所以才不敢乱说话，也不愿意多谈有关时光机的东西，直到透过纪录片后才敢大方讨论。2020/5/645一.时光机二.时间缝隙三.回到过去四.飞去未来五.外星人论六.星际移民七.学术赌注八.高维空间2020/5/646斯蒂芬·霍金在美国探索频道2010年4月25日播出的纪录片《跟随斯蒂芬·霍金进入宇宙》中说，外星人存在的可能性很大，但人类不应主动寻找他们，应尽一切努力避免与他们接触。霍金认为，鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去，人类主动寻求与他们接触“有些太冒险”。“如果外星人拜访我们，我认为结果可能与克里斯托弗·哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。”然而，也有不少专家对“外星人威胁论”表示了质疑。他们从外星人的智慧与科技，甚至是人类自身对外星人的心理作用来说明外星人对地球人并不构成威胁。中国语言学家、数学家周海中表示，如果外星人能来到地球，说明它们的文明程度远远超过我们人类；文明程度越高，暴力倾向的可能性就越低。他认为，担心外星人的威胁是完全没有必要的，因为只要是高智慧生命体，它们的理智决定着它们怎样对待其他智慧生命体；外星人与地球人将来是能够和平共处、友好合作和共同发展的。无独有偶，美国天体生物学家大卫·莫里森也表示，如果一个文明能够存在数十万年，那么它的先进程度一定超过人类。这个文明一定能解决我们面临的一系列问题，所以没有必要侵略地球。他甚至认为外星