• 宇宙为何是这个样子？它从何处而来？又 向何处而去？宇宙会有开端吗？时间会有 终结吗？
一个著名的传说
相传罗素作过一次关于宇宙的演讲后，听 众中的一位老年妇女站起来，
• 老夫人说：“你说的这些全是废话，这 个世界是驮在乌龟背上的一块平板！”
• 罗素问道：“那么这只乌龟站在什么地 方呢？”
• 老夫人说：“年轻人，你很聪明！不过， 这是一只驮着一只一直驮下去的乌龟塔 啊！”
2003年2月，美国宇航局公布的“威尔金森各向异 性微波探测器”拍到的宇宙“婴儿期”照片。根 据这张照片，科学家精确地测算出了宇宙的实际 年龄是137亿年，误差不超过百分之一。
宇宙是无限的吗？
• 两个悖论 • 如果宇宙是无限大的，其中就有无数个恒星，按
照牛顿万有引力定律，宇宙空间中任何给定两点 的引力就可能很大或无限大，因此，任意一点的 引力势就无法确定。—西利格之谜 • 如果宇宙是无限的，并且恒星的数量也是无限的 ，那么黑夜则不复存在，因为你向任何一个方向 望去，总能看到一个恒星。—奥伯斯之谜
道生一，一生二， 二生三，三生万物 。道者，无也。 — 老子《道德经》
大爆炸理论
１、又称“大爆炸宇宙学” ２、创建：伽莫夫１９４６年创建
３、支持：爱德温·哈勃发现红移现象 阿尔诺·彭齐亚斯与罗伯特·威尔逊发现 宇宙微波背景辐射
烟火理论
大爆炸宇宙模型认为,宇宙起始于一个“奇 点”。在“奇点”里，温度和密度都高得无法 想象，这时物质所处的状态至今还无法描写. 这种状态可能极不稳定,最终,“奇点”发生爆 炸，这种爆炸是整体的，涉及宇宙的全部物质 及时间、空间。爆炸导致宇宙空间处处膨胀， 温度则相应下降，当温度降到一定程度时,逐 步形成超星系团、星系团、星系乃至恒星和行 星等。
2、天球是以地球为中心，但这仅仅是一种方 法，用起来方便。
3、太阳和太阳系的行星在天球上的视运动
4、恒星也在运动（自行），短时期不 会明显看出恒星在天球上的相对位 置发生变化
可以认为恒星固定在天球上
• 天体位置：观测者和天体的联线 与天球的交点
• 视运动：天体在天球球面上的运动
天球坐标系
1，赤道坐标系
古巴比伦人 把星空中亮星连起来 勾画成牛、羊、蝎子等形象
古希腊人 根据一群星构成的图形加上想象，把恒星划分 成48个星座，主要是北天的恒星
神话人物类：仙女座，仙王座， 武仙座，猎户座，
动物类： 大熊座，小熊座， 金牛座，杜鹃座；
仪器用具类：罗盘座， 时钟座，圆规座，六分仪座， 显微镜座，望远镜座
在南半球， 将十二点刻度对准太阳的方向， 十二点刻度和时针之间的夹角的中线所对的方向就是正北
SS
五、星座和恒星命名
• 星座是人们为了观测研究方便 把星空人为地划分为若干区域 古人划分星空形成风格各异的星座文化
•1928年，国际天文学联合会把全天分为88个 星座，其中北半天球29个，南半天球47个，黄 道天区12个。其中沿用了很多希腊人起的名字 。各个星座大小不同，星数差别很大
小熊座代表宙斯的儿子阿卡。有一次，宙斯爱上了一个名叫卡里 斯托的苎芙，不久卡里斯托便怀孕生下了宙斯的儿子阿卡。知道 这件事情之后，愤怒的天后赫拉把卡里斯托化为一只大熊，使她 只得在森林里生活下去。过了许多年，卡里斯托的儿子阿卡长大， 并成为一名出色的猎手。这一天，阿卡在森林里打猎。卡里斯托 认出了自己的儿子，忘了自己是熊身的她身不由己地向他跑了过 去。但是，阿卡并不知道这只可怕的大熊是自己的母亲，便向这 只熊举起长枪。就在这个危险的时候，宙斯急忙将阿卡也变成一 只熊。变成熊的阿卡斯认出了自己的母 大熊座与小熊座 亲，从而避免了一场弑亲的悲剧。后来宙斯又将两只熊一同带到 天上，并在众星之中给了他们两个荣耀的位置，这就是大熊座与 小熊座。 赫拉又选派了一个猎人带着两只凶恶的猎狗，紧紧地追赶在这两 只熊的后面。这个猎人就是天上的牧夫座，而他牵着的两只猎犬 就是猎犬座。
• 1981年梵蒂冈宇宙学 会议， 教皇保罗二世 的大会演讲： 在大爆 炸之后的宇宙演化是 可以研究的， 但是人 们不要去过问大爆炸
本身，因为那是创生 的时刻， 是上帝的事 务。
宇宙的年龄 按照哈勃定律，距今约为110—180亿年。
根据星系演化的理论，通过计算一个星系中红巨 星的数目，就可以估算出该星系的年龄。用这种 方法测算出的最老的星系的年龄在100亿年到 160亿年之间。
4、2 利用仙后座找北极星
秋冬季夜晚：
从仙后座α星(王良 四)向它前面的一颗 不太亮的K星(位于w 开口处)连线，并以 这一连线为长度单位 ，沿其延长线向w开 口方向度量，在大约 五个长度单位处那颗 亮星即为北极星。
利用钟表法确定南北方向
在北半球， 将时针对准太阳的方向， 十二点刻度和时针之间的夹角的中线所对的方向就是正南。
规定：地球自转方向为东，日月星辰东升西落。 地球自转方向确定：在北极上空看，逆时针；在南极上空看，顺 时针。
利用北斗七星找北极星
春夏季夜晚： 北斗七星即大熊星 座。这七颗亮星在 天球上组成一巨大 的勺形。以勺头两 颗星(天璇、天枢) 的连线为长度单位 ，向勺口所指方向 度量，大约五倍距 离处那颗亮星，即 为北极星。
地球绕太阳的公转，每年365天 转一周（360度）每天约移动1度， 这导致恒星每天大约提前4分钟升出 地平线，或者过中天。
• 春季星空是 西御东熊 夏季星空是 西熊东琴 • 秋季星空是 西琴东后 冬季星空是 西后东御
春季星空 小熊座α星是北极星
大熊座 大熊星座中有北斗七 星，顺着斗勺边缘上 两颗星的联线可找到 北极星 狮子座 头部由六颗星组成, 狮 子座流星雨
如小熊座6星， 大熊座56星等
四、四季星空
在地球上只能看见 背着太阳方向的天空中的恒星
地球绕太阳的公转 导致星空也随季节的变化而不同
看星图
星图种类繁多 星图上的南北方向和普通地图相反
使用地图時，平放在地上，
使用星图時，須要把星图，高举过头， 抬头看星空
星空运转的规律
地球自转导致整个星空从东向西围绕我们 运转一周，恒星每小时自西向东运行 15 度，4分钟1度；
一 宇宙认知史 1、古代的宇宙说
“宇”：天地四方（空间）Cosmos “宙”：古往今来（时间）university
盖天说："天圆如张 盖,地方如棋局"
浑天说："浑天如鸡子,天 体如弹丸,地如鸡中黄"
古印度：“海中乌龟驮着大象，大象背着大陆 ，周围环绕大蛇”的说法 。
• 中国：盘古开天辟地 • 基督教：上帝的创生
中国古代：
三垣：紫微垣 、太微垣、天市垣
四大区：东苍龙，西白虎，
南朱雀，北玄武。
二十八宿，我国古代神话中28个神仙
东方苍龙：含角、亢、氐、房、心、尾、箕七宿； 南方朱雀：含井、鬼、柳、星、张、翼、轸七宿 西方白虎：含奎、娄、胃、昴、毕、觜、参七宿 北方玄武：含斗、牛、女、虚、危、室、壁七宿。
• 星座不是有机整体 • 星座只是某一方向范围内所有天体
夏季星空
银河横跨天空 天鹰座 牛郎星 在银河的东岸 天琴座 织女星 在银河的西岸 天鹅座 在银河中形 如大“ 十”字 天鹅座X-1（X射线 源）
天鹅座X-1 是最早被认为是黑洞的天体之一 ，于1965 年被发现，是个很强的X射线源。
黑洞看不见，但在双星系统中的黑洞可以 感觉到它的存在，双星观测可以估计伴星质 量。
的集合(亮星） 银河系中的恒星、星云
河外星系、类星体…… • 在同一个星座内的天体的距离
极其悬殊.
亮星的命名
1、根据神话故事：牛郎星、织女星、天狼星等 2、根据二十八宿：角宿一、心宿二、参宿四等 3、根据恒星颜色：大火(心宿二) 4、恒星所在天区：天关星、北河二、五车二等 5、每个星座中的恒星从亮到暗排序，以该星座名
无限的宇宙没有黑夜！
Olbers
宇宙是有限的吗？
• 如果宇宙是有限的，那么宇宙的边界和中 心在何处？边界以外又是什么？
• 卢克莱修的“飞矛”：如果宇宙是有限的， 倘若一个人一直走到它的边上，猛掷一根 飞矛，那么试问：它将飞向何处？
• 爱因斯坦的困惑：宇宙究竟是无限伸展的？ 还是有限封闭的？
• 海涅：一个白痴才希望有个答案。
坐标值不随时间变化，也不受观测 点地理位置的影响，可唯一确定恒星 在天球上的位置。
问题： 在地球上某处观测天体 有没有永远不落的天体？ 有没有永远不升起的天体？
在地球的北极：（北极星在头顶）
• 地平圈与天赤道平行 • 所有天体的周日平行圈
与地平圈和天赤道平行 • 所有的北天的天体
都围绕着北极星转圆圈 不会落到地平圈之下 • 所有的南天的天体都看不到
2，地平坐标系 3，黄道坐标系 4，银道坐标系
赤道坐标系
• 基本圈： 赤道、纬圈、经圈
• 基本点： 北天极（南天极） • 春分点 (3月21日） • 赤纬 • 赤经
赤道坐标系 子午圈 春分点 地平圈 赤道 天极 赤纬 时角，赤经
赤经从春分点起算， 时角从子午圈算起
春分点和秋分点
地球轨道面 （黄道面） 和赤道面的 交点
上帝在创造宇宙之前做什么？
• 有人问奥古斯丁：上帝在创造宇宙之 前做什么？
• 奥古斯丁的回答： “他正在为问这个问题的人准备地狱 ！”
在很久很久以前，没有天，没有 地，到处是混沌的一片，简直就 像是一个浑圆的鸡蛋。这个浑圆 的东西也有一个中心，这个中心 就是人类的始祖，他的名字叫做 盘古氏。盘古氏在这个浑圆的东 西中间孕育了1万8千年。终于 有一天，他破壳而出，拿着自己 制造的巨斧劈开了这个混沌的圆 东西，轻的上升为天，重的下降 为地。盘古死后，他的左眼，变 成了光辉夺目的太阳；右眼，变 成了一轮美丽的月亮。头发和胡 须，变成了天空密密麻麻的星辰； 身体则化为江河山脉，花草树木。
赤道坐标系
• 天体的赤纬从天赤道起算