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研究性课题--宇宙空间的奥秘


小组组长:张轩睿 组员:孙航、赵立龙、 陈郑骐瀚、 董涛涛、王胤杰 指导老师:王秀珍

地球,我们的家
地球(英语:Earth)是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次 序排列为第三颗。地球是太阳系的第三颗行星,也是太阳系中直径、质量和 密度最大的类地行星。 ? 地球是上百万种生物的家园,包括人类。地球是目前人类所知宇宙中唯 一存在生命的天体。

地球诞生于45.4亿年前,而生命诞生于地球诞生后的10 亿年内。地球会与外层空间的其他天体相互作用,包括太阳和月球。当前, 地球绕太阳公转一周所需的时间是自转的366.26倍,这段时间被叫做一恒星 年,等于365.26太阳日。地球的地轴倾斜23°26′(与轨道平面的垂线倾斜 23°26′),从而在星球表面产生了周期为1恒星年的季节变化。地球唯一 的天然卫星,诞生于45.3亿年前的月球,造成了地球上的潮汐现象,稳定了 地轴的倾角,并且减慢了地球的自转大约38到41亿年前,后期重轰炸期的小 行星撞击极大地改变了表面环境。 ? 地球的表面被分成几个坚硬的部分,或者叫板块,它们以地质年代为周 期在地球表面移动。地球表面大约71%是海洋,剩下的部分被分成洲和岛屿。 液态水是所有已知的生命所必须的,但并不在所有其他星球表面存在,地球 的内部仍然非常活跃,科学家推测地球的内部结构有一层很厚的地幔,一个 液态外核和一个固态的内核。
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月球

简介
? 月球是被人们研究得最彻底的天体。人类至今第二

个亲身到过的天体就是月球。月球的年龄大约有46 亿年。月球与地球一样有壳、幔、核等分层结构。 最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面 到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。 月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能 是熔融状态的。月球直径约3474.8公里,大约是地 球的1/4、太阳的1/400,月球到地球的距离相当于 地球到太阳的距离的1/400,所以从地球上看去月 亮和太阳一样大。月球的体积大概有地球的1/49, 质量约7350亿亿吨,差不多相当于地球质量的1/81 左右,月球表面的重力约是地球重力的1/6 .

古人对月的向往
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《玉阶怨》【唐】李白 玉阶生白露,夜久侵罗袜。却下水晶帘,玲珑望秋月。 《月下独酌》【唐】李白 花间一壶酒,独酌无相亲。举杯邀明月,对影成三人。 月既不解饮,影徒随我身。暂伴月将影,行乐须及春。 我歌月徘徊,我舞影零乱。醒时同交欢,醉后各分散。 永结无情游,相期邈云汉。 《把酒问月》【唐】李白 青天有月来几时,我今停杯一问之: 人攀明月不可得,月行却与人相随? 皎如飞镜临丹阙,绿烟灭尽清辉发? 但见宵从海上来,宁知晓向云间没? 白兔捣药秋复春,嫦娥孤栖与谁邻? 今人不见古时月,今月曾经照古人。 古人今人若流水,共看明月皆如此。 唯愿当歌对酒时,月光长照金樽里。

太阳

请欣赏:太阳耀斑爆发

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在浩瀚广阔的茫茫宇宙中,数以亿计的恒星、行星、小行星及其他太空碎片都在各自的轨 道上运行着,但仍然有不少星体“不守规矩”,偏离运行轨道,甚至撞击其他星体。与其 他星体不同的是,我们的地球有着厚厚的大气层作为保护伞,当外来物质高速进入大气层 时,通常在145~110公里的高空便与大气发生摩擦而燃烧发光,我们常常看到的天空中 那一条条转瞬而逝的亮线即是这样的陨星,名曰“流星”。一般情况下,陨星在下落至80 公里的高空即已耗尽,但是也有少数较大块的陨星剩余少许残片坠落到地面,这就是我们 常说的陨石。 细数历史上曾经发生的陨石撞击地球事件,我们依然能够想象得出地球曾经遭受过枪林弹 雨般的袭击。陨石撞击地球,最直接的表现就是会破坏地表环境,形成巨大的陨石坑。尽 管这些外来天体在地球表面留下的痕迹,可能会被各种地质活动等自然因素抹去、抚平, 但我们还能看到昔日“天外来客”冲撞地球留下的一些印记。 大家都知道,陨石从遥远的外部星体经过长时间的飞行来到地球,其速度大得惊人,即使 是很小的陨石也能造成巨大的破坏。如意大利科学家在埃及西南地区发现的一个保存完好 的小型陨石坑,直径为45米,深度16米,经过计算,当时撞击的陨石的直径仅仅只有1.2 米左右,不过,其速度却达到了12874公里/小时,该速度相当于空气中声速的十倍以上! 当这样的超高速物体通过介质时,就会形成高压瞬态压缩波,即冲击波,能够造成介质的 压力、温度、密度和速度都将发生激烈的变化,从而使岩石物质熔化、气化,矿物变化和 强烈变形甚至变质,并在地球上形成一个巨大的圆形坑,有些陨石坑内还会积水,形成一 片湖泊。 目前,科学家们已经在世界各地确认了176个陨石坑,分布在32个国家的土地上,形成时 期远至数亿年前,近至几千年前,直径由几米到近百公里不等,比较著名的有美国亚利桑 那州的巴林格陨石坑、哈萨克斯坦的切利陨石坑、印度的洛纳尔陨石坑等。其中,巴林格 陨石坑是世界上第一个被科学家确认的陨石坑,直径为1280米,深度为175米。根据计算, 它的形成是由一块重量约100万吨的陨石撞击而成,产生的能量约可相当于3000万吨级的 氢弹爆炸能量!

在茫茫宇宙中大家有没有想过跨 出太阳系,看看外面的世界呢?

地球是否会灭亡
这幅图是人类想象中地球毁灭时的场景,你也 许会很生气的说道:“可恶的人类,好的不想,老 想想些这个死了,那个死了的……”好吧,其实我 也很无奈,人类的确很无聊,但是就是这些无聊的 人类发现了宇宙无数的奥秘,从而有了霍金、哥白 尼……的无数天文学家。 ? 先回到正题哈,地球是否会毁灭?会,一定会, 不在现在,而在很远的未来,人类也会全部死亡, 以后的人怎么死,那个我们现在管不到,我们现在 在只管地球如何毁灭,地球现在的年龄是45.3亿岁 (科学考证,怎么考证的,这个我真不知道)但真 正灭亡还在很久以后,有几种毁灭方法……
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陨石坠落
陨石坠落可能会造成生物灭绝事件,这 是我们能想象到的最严重的现象,当然,这 在漫长的地质历史时期里也是属于十分罕见 的偶然现象。有学者认为,恐龙的灭绝就与 陨石撞击地球有关,当时的陨石或小行星撞 击地球,在全球产生了一股毁灭性的冲击波, 不仅在地球上扬起灰尘遮挡阳光,引发一系 列的连锁反应,改变气候条件,还可能穿透 了地壳,引起火山大爆发,在扬尘和火山双 重作用的打击之下,恐龙最终灭绝了。

介绍了这么多,让我们看看宇宙空间 其他有趣的东西,比如说…..

? 黑洞(Black hole)是根据现代的广义相对

论所预言的,在宇宙空间中存在的一种质量 相当大的天体。黑洞是由质量足够大的恒星 在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引 力坍缩而形成。黑洞的质量是如此之大,它 产生的引力场是如此之强,以致于任何物质 和辐射都无法逃逸,就连光也逃逸不出来。 由于类似热力学上完全不反射光线的黑体, 故名为黑洞。在黑洞的周围,是一个无法侦 测的事件视界,标志着无法返回的临界点。

请欣赏:美国NASA抓拍黑洞吞噬小行 星瞬间视频

? 白洞(又称白道)是广义相对论预言的一种与黑洞(又称黑道)

相反的特殊“假想”天体,是大引力球对称天体的史瓦西解 的一部分。当前,白洞仅仅是理论预言的天体,还没有任何 证据表明白洞的存在。其性质与黑洞完全相反。同黑洞一样, 白洞也有一个封闭的边界。与黑洞不同的是,白洞内部的物 质(包括辐射)可以经过边界发射到外面去,而边界外的物 质却不能落到白洞里面来。因此,白洞像一个超级喷泉,不 断向外喷射以重粒子为主要形态表现的物质,(能量)。白 洞学说在天文学上主要用来解释一些高能现象。白洞是否存 在,尚无观测证据。有人认为,白洞并不存在。因为,白洞 外部的时空性质与黑洞一样,白洞可以把它周围的物质吸积 到边界上形成物质层。只要有足够多的物质,引力坍缩就会 发生,导致形成黑洞。另外,按照当前的理论,大质量恒星 演化到晚期可能经坍缩而形成黑洞;但并不知道有什么过程 会导致形成白洞。如果白洞存在,则可能是宇宙大爆炸时残 留下来的。有底称为洞,无底的称为道。

白洞解说

请欣赏:白洞视频

? 中子星,又名波霎(注:脉冲星都是中子星,

但中子星不一定是脉冲星,我们必须要收到 它的脉冲才算是)是恒星演化到末期,经由 重力崩溃发生超新星爆炸之后,可能成为的 少数终点之一。简而言之,即质量没有达到 可以形成黑洞的恒星在寿命终结时塌缩形成 的一种介于恒星和黑洞的星体,其密度比地 球上任何物质密度大相当多倍。

请欣赏:中子星相撞视频

展望
? 中国一位军事问题专家在接受《环球时报》记者采

访时说,对于中国的航天实力,一方面我们不能妄 自菲薄,另一方面也不能“把自己抬得太高”。从 整个国际航天实力的排序来看,中国所取得的进步 还没有实质性地改变这一排序。近些年来中国在航 天事业上的投入和力度都越来越大,发展势头也越 来越好,5年或10年后中国在国际航天领域的“座 次”发生变化并非不可能。英国广播公司也曾分析 说,尽管中国取得了重大成就,但是在取得和美俄 一样的成就之前,仍有很长的路要走。

展望中国宇宙探索发展
请欣赏:神舟八号探索太空 视频锦集

课题总结
本次幻灯片为大家展示了太阳系以及太 阳系之外的奇特景象,主要是为了拓展大家 的知识面,对我们赖以生存的宇宙进行了更 全面的了解,告诉我们宇宙空间的奇特、与 神秘,希望这次的研究性课题可以让大家真 正明白、了解宇宙的神秘与奇幻,也希望我 们新一代可以早日揭开宇宙神秘的面纱!


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