第13课《宇宙的未来》课件1(人教版必修5)-PPT.ppt

第13课宇宙的未来课件1(人教版必修5)2012/6/16 酒泉酒泉“神舟九号神舟九号”“火星全火星全球球”可可以看到以看到“水手水手谷谷”约约4000公公里，深里，深度约度约8 公里公里火星表面火星表面大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流8火星表面的景色，远处可见名为火星表面的景色，远处可见名为“双子峰双子峰”火星火星的山峰的山峰俗称俗称“猫眼星云猫眼星云”距地球约距地球约3000光年光年沙漏星沙漏星云云”距距地球约地球约8000光光年。它年。它是一个是一个年轻的年轻的行星状行星状星云星云“指环星云指环星云”“蛋形星蛋形星云云”。其中央的恒星与太阳类似，它。其中央的恒星与太阳类似，它成为一颗成为一颗“红巨星红巨星”还不到一百年还不到一百年“蟹状星云蟹状星云”称誉：称誉：称誉：称誉：“轮椅上的传奇科学家轮椅上的传奇科学家轮椅上的传奇科学家轮椅上的传奇科学家”和和和和“继爱因斯坦之后最杰出的继爱因斯坦之后最杰出的继爱因斯坦之后最杰出的继爱因斯坦之后最杰出的物理学家物理学家物理学家物理学家”“”“引力物理科学巨人引力物理科学巨人引力物理科学巨人引力物理科学巨人”生平：生平：生平：生平：19421942年，牛津，年，牛津，年，牛津，年，牛津，“牛津大牛津大牛津大牛津大学学学学”和和和和“剑桥大学剑桥大学剑桥大学剑桥大学”病症：病症：病症：病症：“肌萎缩性侧索硬化症肌萎缩性侧索硬化症肌萎缩性侧索硬化症肌萎缩性侧索硬化症”和和和和“肺炎（穿气管手术）肺炎（穿气管手术）肺炎（穿气管手术）肺炎（穿气管手术）”理论：理论：理论：理论：“黑洞蒸发理论黑洞蒸发理论黑洞蒸发理论黑洞蒸发理论”和和和和“量量量量子宇宙论子宇宙论子宇宙论子宇宙论”目标目标目标目标:“:“第一推力第一推力第一推力第一推力”著作：著作：著作：著作：时间简史时间简史时间简史时间简史 职位：卢卡逊数学讲座最高教授职位：卢卡逊数学讲座最高教授职位：卢卡逊数学讲座最高教授职位：卢卡逊数学讲座最高教授之职之职之职之职 精神：不向厄运低头的精神精神：不向厄运低头的精神精神：不向厄运低头的精神精神：不向厄运低头的精神霍金霍金2002/8江泽民会见霍金江泽民会见霍金总结霍金科学家、物理学家，不仅敬重理论物理方面的贡献，更在于他在身患绝症、全身瘫痪的情况下所作出的贡献。从“身残志不残”的霍金身上,能感受到他高尚的人格魅力，战胜自我、挑战极限、追求科战胜自我、挑战极限、追求科学的顽强品质。学的顽强品质。字词过关模模棱棱两可两可尴尬尴尬混沌混沌衍衍射射隘隘道道坍坍缩缩暴暴涨涨迄迄今今恍惚恍惚（lnglng）（ii）（tntn）（qq）（gn ggn g）（hn dnhn dn）（ynyn）（b o zhngzhng）（hung hhung h）告罄告罄(qng)内容探究内容探究第一部分（1）：说明本文主题，强说明本文主题，强调科学家对预言宇宙未来充满信心。调科学家对预言宇宙未来充满信心。波波希希战战争争第二部分（第二部分（2-5）：述说古代巫师的预言）：述说古代巫师的预言模棱两可，技巧在于解释，为后文作铺模棱两可，技巧在于解释，为后文作铺垫。垫。第第2段：巫师们的模棱两可而真正技巧在于段：巫师们的模棱两可而真正技巧在于 解释。解释。第第3段：预言家对自己预言的失败。段：预言家对自己预言的失败。第第4、5段：近代末日预言者不设定日期，为段：近代末日预言者不设定日期，为失败找借口。失败找借口。这篇讲演的主题是预言宇宙的未来,为什么开篇（1-5）先罗列了一些巫师们预言屡屡失败的尴尬的事件？通过对比说明巫师们的预言缺乏科学根据，通过对比说明巫师们的预言缺乏科学根据，只是一些模棱两可的判断，而真正的技巧只是一些模棱两可的判断，而真正的技巧在于解释。这与科学家的预言有很大的区别。在于解释。这与科学家的预言有很大的区别。科学并非都可预言，但是在大尺度科学并非都可预言，但是在大尺度下，可以预言宇宙的未来。下，可以预言宇宙的未来。第三部分（第三部分（6）第四部分（第四部分（7-10）：地球上的科学会）：地球上的科学会呈现混沌性质，有很多方面无法预言。呈现混沌性质，有很多方面无法预言。第第7 7段：科学定律不影响宇宙的未来演化。段：科学定律不影响宇宙的未来演化。第第8段：宇宙会呈现出混沌的性质段：宇宙会呈现出混沌的性质。第第9段：在不稳定或混沌系统中，一般存在一个时段：在不稳定或混沌系统中，一般存在一个时间尺度间尺度。第第10段：对大脑的预言、对社会生活的预言是很段：对大脑的预言、对社会生活的预言是很难的，因其具有混沌行为难的，因其具有混沌行为。第五部分（第五部分（11-13）：论证宇宙的行为在大尺）：论证宇宙的行为在大尺度下是简单的，因此我们可以预言宇宙的未度下是简单的，因此我们可以预言宇宙的未来。来。第第11段：宇宙正在膨胀，星系间的距离随时间在段：宇宙正在膨胀，星系间的距离随时间在增加，所们预言的误差越来越大。增加，所们预言的误差越来越大。第第12段：宇宙的膨胀是平滑而非混沌的。段：宇宙的膨胀是平滑而非混沌的。第第13段：宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，段：宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，表明我们可以预言宇宙遥远的未来。表明我们可以预言宇宙遥远的未来。第六部分（第六部分（14-16）：对于宇宙的未来）：对于宇宙的未来关键在于：平均密度是多少关键在于：平均密度是多少?这是本这是本文探讨的核心文探讨的核心 第14段：宇宙平均密度 临界值第15段：宇宙平均密度临界值第16段：宇宙的未来，关键在于：平均密度是多少?第七部分（第七部分（17-18）：宇宙中存在许多暗物质，）：宇宙中存在许多暗物质，因此不能根据可见天体的质量判断宇宙的平因此不能根据可见天体的质量判断宇宙的平均密度。均密度。第第17段：什么是暗物质？暗物质的一个证据来自段：什么是暗物质？暗物质的一个证据来自螺旋星系螺旋星系。第第18段：暗物质另一个证据来自星系团段：暗物质另一个证据来自星系团 红红巨巨星星第第19段：段：太阳的未来：太阳的未来：太阳太阳红巨星红巨星白矮星白矮星 第第20段：黑洞的形成（恒星段：黑洞的形成（恒星黑洞）黑洞）暗物质暗物质恒星被黑洞吞噬恒星被黑洞吞噬第第21段：粒子逃离黑洞，宇宙如果膨胀，段：粒子逃离黑洞，宇宙如果膨胀，黑洞最终会蒸发。黑洞最终会蒸发。第八部分（第八部分（19-21）依观测可预言宇宙会无限膨胀依观测可预言宇宙会无限膨胀第九部分（第九部分（22-23）：）：论述也许存在足够的暗物论述也许存在足够的暗物质，那么宇宙就会坍缩。质，那么宇宙就会坍缩。第第22段：段：还有未被我们探测到的暗还有未被我们探测到的暗物质物质 第第23段：段：也许存在足够的暗物质，也许存在足够的暗物质，使宇宙坍缩。使宇宙坍缩。第十部分（第十部分（24-25）：）：介绍宇宙必须刚好具有介绍宇宙必须刚好具有临界密度的两种解释临界密度的两种解释 第第24段：段：人择原理人择原理第第25段：段：暴涨理论暴涨理论第十一部分（第十一部分（26段）段）总结全文，再次阐明对宇宙未来总结全文，再次阐明对宇宙未来的观点的观点宇宙的未来可能继续宇宙的未来可能继续膨胀也可能开始收缩。膨胀也可能开始收缩。整体感知整体感知 然后请用一句话然后请用一句话 简要地概括出简要地概括出本文的主要内容是什么？本文的主要内容是什么？本文要讲的是宇宙的未来问题，本文要讲的是宇宙的未来问题，作者预测了宇宙的两种结局：或者作者预测了宇宙的两种结局：或者永远膨胀，或者停止膨胀开始收缩，永远膨胀，或者停止膨胀开始收缩，并最终坍缩成一点。并最终坍缩成一点。霍金对预言宇宙未来的主要观点？霍金对预言宇宙未来的主要观点？宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关，宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关，如果平均密度小于某个临界值，它就会永远如果平均密度小于某个临界值，它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值，宇宙就会膨胀。如果平均密度大于临界值，宇宙就会坍缩，时间本身就会终结。（坍缩，时间本身就会终结。（16段）段）在螺旋星系和星系团中应该存在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质，在有某种看不见的暗物质，它的引力吸引足以把高速旋它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住，不至于转的星系牢牢抓住，不至于使这些星系或星系团飞散开使这些星系或星系团飞散开去。（去。（17段）段）如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，太阳将耗尽它的核燃料，变成一颗白太阳将耗尽它的核燃料，变成一颗白矮星。在大约一百亿年后，具有太阳矮星。在大约一百亿年后，具有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星，质量的恒星将变成白矮星或中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。具有更大质量的恒星会变成黑洞。（1920段）段）黑洞中粒子的速度有可能超黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞，只要有足过光速逃出黑洞，只要有足够长的时间，巨大的黑洞也够长的时间，巨大的黑洞也可以可以“蒸发蒸发”掉。（掉。（21段）段）不是时间在流逝，不是时间在流逝，而是我们自己在流逝。而是我们自己在流逝。霍霍 金金