宇宙的未来.ppt
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这是美国宇航局海盗号环绕器拍摄的火星全球照片。图中可以清晰地看到巨大的“水手谷”。水手谷长约4000公里,深度约8公里火星表面火星表面的景色。这是由着陆在火星表面的探路者号探测器拍摄的。远处可见名为“双子峰”的火星山峰这是位于北天天龙星座的行星状星云NGC6543,俗称“猫眼星云”。距地球约3000光年沙漏星云”MyCn18距地球约8000光年。它是一个年轻的行星状星云这是著名的“指环星云”M57。这个行星状星云的直径约是1光年,距地球约1000光年,位于天琴座这是距地球约3000光年的“蛋形星云”。其中央的恒星与太阳类似,它成为一颗红巨星还不到一百年这是著名的“蟹状星云”。“蟹状星云”是一颗1054年爆发的超新星的遗迹,距地球约6500光年宇宙的未来《时间简史》出版于1988年,《宇宙的未来》是斯蒂芬·霍金1991年在剑桥大学的一次讲演录。本文重点是谈作者对宇宙的未来作出的科学预言,阅读时要准确地筛选出这些预言的观点和支撑这些观点的材料。同时,还应该体会这篇讲演在语言上的幽默特点。《时间简史》出版(1988年)后,剑桥的应用数学和理论物理系的气氛有了微妙的变化,不断有世界各地的报刊的记者要求访问霍金,在以后的两年时间里,电视台工作人员不时地占用大楼,他们要为这位世界上最著名的科学家拍一部有关他生活的记录片。在不同的国家用不同的语言反复讲述同一故事:霍金如何凭着自己的勇敢克服了身体的残疾成为科学的巨人和新闻媒介的英雄。一批又一批的新闻记者访问了霍金在西尔弗大街那凌乱的办公室,并和这位公众新近的英雄度过激动人心的时刻。斯蒂芬·霍金的工作是令人惊叹的,可是有着如此伟大发现的人,却是一个身患肌萎缩症的病人,除了思想,他几乎全身不能动弹,不能说话,头向前垂落。正因为这点,他更加引起全世界人们的关注和尊敬。在他开始患病时,他意识到自己的生命行将结束,于是抓紧时间,全心投入,谁也没想到他不仅活了下来,而且成果累累。他的成功,当然离不开他的天才,但那种不向厄运低头的精神,是没有人不敬佩的。由此可见,人的精神力量是难以想象的,一个人要有精神,一个民族也要依靠精神,精神的力量往往可以超越世上难以逾越的障碍。在中文里,“宇”是“上下四方”的意思,表示空间;“宙”是“古往今来”的意思,表示时间。宇宙的历史,就是空间在时间上发展的过程,斯蒂芬·霍金以时间为序,研究我们所处的这个宇宙诞生、发展,以及它将来可能的状况,因此,他把自己的书称作《时间简史》,实际上就是《宇宙简史》。霍金对宇宙未来的预言主要有以下一些观点:(1)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。(2)在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质,它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住,不至于使这些星系或星系团飞散开去。(3)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,具有更大质量的恒星会变成黑洞。(4)黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞,只要有足够长的时间,巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。(5)在星系或星系团之外,应该存在有足够的暗物质,这些暗物质能使密度达到临界值,从而可能会使宇宙最终坍缩。但这个时间肯定在一百五十亿年之后。1.初读,总体感知。结合注释,通读全文,总体感知读后能用一句话简要地说出本文讲了什么。2.再读,提炼要点。小结全文思路结构明确:要点依次为:①科学家有信心预言未来。②巫师的预言模棱两可,宗教的预言屡测屡败。③物理方程、制约大脑的方程具有混沌性,因此我们不能预言人类;而宇宙的行为在非常大尺度下却是简单的,而不是混沌的,因此我们可以预言宇宙遥远的未来。④宇宙的未来有两种可能,一是继续膨胀下去,二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是坍缩,取决于宇宙的平均密度。⑤宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点上,所以两种可能都会发生。3.三读,探究内涵2.为什么科学“不能预言人类社会的未来”,却“可以预言宇宙遥远的未来”?3.作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言有何不同?4.对宇宙未来的预言,关键是要弄清宇宙的什么问题?5.作者认为宇宙的未来会是怎样的?【自读思考】明确:宇宙中存在暗物质“一个证据来自于螺旋星系”,“必须存在某种看不见的物质形式,其引力吸引足以把这些旋转的星系牢牢抓住”;“另一个证据来自于星系团”,“要不是引力吸引把星系抓到一起,这些星系团就会飞散开去……所以,在星系团中我们观测到的星系以外必须存在额外的暗物质”。作者为了说明现在的宇宙密度可能就在临界状态,列举了两种假说,“一种是所谓的人择原理”,另一种是“极早期宇宙的暴涨理论”。