人類對宇宙的探索年級：七年級學科：科學（浙教版）自主思考創(chuàng)生之柱車輪星系

目前，人們對宇宙已經(jīng)有了一定的認識，但還有許多奧秘等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，請自主思考并說出你感興趣的、想去探索的問題？新恒星孕育的搖籃一個相互作用星系

研究宇宙的性質(zhì)、結構和演化（誕生、演化和死亡）的科學。宇宙學表達交流宇宙有多大？什么是黑洞？宇宙從哪里來？什么是超新星爆發(fā)？有外星人嗎？時空穿越是否可行？回望歷史

早在2300年前的古代中國，屈原用一篇長詩《天問》叩問宇宙蒼穹：……九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數(shù)？天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？……

大約在《天問》創(chuàng)作后的200余年，古人又通過漫長的天象觀測，設計制作了“二十八宿圓盤”，它是中國渾儀的始祖，是世界上現(xiàn)存最早的赤道式天體測量儀器。視頻觀看——愛因斯坦的相對論1.誰最早提出了時空的概念？并指出每個事件由幾個坐標來進行描述？2.依據(jù)研究對象的不同相對論分為哪兩種？3.愛因斯坦將廣義相對論用于宇宙研究，建立了一個怎樣的宇宙模型？愛因斯坦4個（3個空間坐標和1個時間坐標）狹義相對論和廣義相對論批判質(zhì)疑

1915年，著名科學家愛因斯坦建立了廣義相對論，他將廣義相對論用于宇宙的研究，建構了一個有限無邊、靜態(tài)的宇宙模型。

1922年，蘇聯(lián)科學家弗里德曼從廣義相對論出發(fā)，得到了一個均勻地膨脹或收縮的宇宙模型。探索活動1.牧夫座星系離地球有多遠？它的退行速度有多大？2.哪個星系的退行速度最大？哪個星系離地球最近？3.星系距離地球的遠近與其退行速度有什么關系？4.請預測距離地球50億光年的星系的退行速度？575000圖3.3-4不同星系的退行速度2.5視頻觀看——哈勃定律

思考討論1.哈勃定律反映了宇宙的整體性，展示了宇宙正在怎樣變化中？2.幾乎所有的星系都在退行，是否意味著地球處于宇宙的中心？你能借助怎樣的實驗進行模擬呢？實驗模擬

實驗表明，不管是哪個“星系”，其他“星系”都在不斷地離它而去。宇宙的膨脹是沒有中心的膨脹。這些“星系”之間的距離發(fā)生了怎樣的變化？科學閱讀（1）愛因斯坦承認自己犯下的一個大錯誤是什么？（2）從中你受到怎樣的啟示？

阿爾伯特·愛因斯坦建立了廣義相對論后，意識到要將整個宇宙作為對象來研究，并將廣義相對論作為研究宇宙的理論。宇宙論在落寞

了幾百年后，又開始回復了生機。愛因斯坦堅信整個宇宙是一個和諧的整體。于是，愛因斯坦提出了有限無邊、靜態(tài)的宇宙模型。他認為，宇宙整體上應該是靜態(tài)的。為此，他在方程中加了一個宇宙常數(shù)，以維持宇宙的靜態(tài)。當宇宙膨脹的語言被證實后，愛因斯坦為這一發(fā)現(xiàn)而歡呼，并承認自己在宇宙模型中人為地引入宇宙常數(shù)，是他人生中犯下的一個大錯誤。宇宙在不斷膨脹逆向推理過去的宇宙比現(xiàn)在小時間越往前，星系之間的距離越小再往前倒退至某一時間，宇宙就該密集在一個點上

1948年，加莫夫等人建立的元素生成理論，為宇宙起源的大爆炸理論奠定了基礎。宇宙大爆炸理論認為，宇宙起源于極高溫、極高密度的“奇點”的大爆炸。視頻觀看——宇宙大爆炸理論

哪些證據(jù)能夠支持宇宙大爆炸理論？測到來自空間各個方向的輻射，對應溫度約為2.73k，與理論預測溫度非常接近。思考討論理論預言大爆炸使宇宙中充滿了輻射，隨著宇宙膨脹、降溫，當今宇宙中仍充滿著大爆炸殘留的輻射，對應的溫度約為5k（k為熱力學溫度單位）。宇宙大爆炸理論該理論得到了廣泛的認可，成為宇宙學中的標準模型。但宇宙的研究并沒有結束，即使是標準模型，也面臨著多方面的挑戰(zhàn)。1.宇宙大爆炸理論合理嗎？2.宇宙大爆炸理論面臨哪些挑戰(zhàn)？讀圖解說1.宇宙演化年表中，重要的物質(zhì)與能量演化事件有哪些？2.宇宙大爆炸理論是描述宇宙從什么到什么狀態(tài)的模型？小結愛因斯坦靜態(tài)的宇宙模型廣義相對論建構建立應用弗里德曼膨脹或收縮的宇宙模型廣義相對論得到應用哈勃宇宙正在不斷地膨脹哈勃定律反映提出加莫夫元素生成理論宇宙大爆炸理論奠基建立現(xiàn)代宇宙學說角色扮演：以小組為單位，先通過書籍、互