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课件网) 第十章 从粒子到宇宙 10.4 浩瀚的宇宙 从地球到整个宇宙的结构层次有哪些？ 从太阳系到银河系 如图10-4-1所示，我们生活的地球，只是太阳系这个大家族中的一员。 图 10-4-1 太阳及其八大行星 太阳的直径约是地球的 109 倍，质量约是地球的 33 万倍，体积约是地球的 130 万倍。太阳系的八颗行星中离太阳最远的是海王星，两者相距约 4.5×109 km。 图 10-4-1 太阳及其八大行星 在晴朗少云的夜晚，仰望天空，会看到一条白茫茫的光带横卧在天空中，人们称之为银河。这是由3000多亿颗恒星形成的巨大星系，天文学上称之为银河系(Galaxy)，如图10-4-2。太阳只是银河系中普通的一员。 图10-4-2 银河系 银河系的尺度大约是1.0×105 l.y. (光年)，相当于9.46×1017km。 图10-4-2 银河系 宇宙到底有多大 随着射电望远镜的发明和其性能的进一步提高，人们的视野越来越宽广。现在人们能够观测到的范围达到 1.37×1010 l.y.。 科学家发现，在这个可观测到的范围内，大约有上千亿个星系，每个星系约有 1000 亿颗恒星。天文学家估计，宇宙间恒星的总数可达 1022 个。 地球的直径约为 12 742km 月球绕地球的轨道直径约为 7.7×105 km，从地月系统到可观测宇宙的尺度如图10-4-3所示。这就是目前我们了解到的宇宙范围。 宇宙是无限的，人们对它的认识水平在不断提高，在可观测宇宙以外会不会有更大的天体系统 这有待我们今后继续探索。 宇宙中的天体(包括太阳)是在不断地运动变化着的，每个恒星都会经历诞生、成长和衰亡的过程。 距今约50亿年前，太阳从一团尘埃气体云中逐渐诞生(图10-4-4)，现在正是它的壮年时期。 天体的演变 科学家发现，大质量恒星在衰亡的过程中会发生爆炸，爆炸后留下的物质会变成一种天体，它产生的引力能吸引附近的所有物质，连光都无法逃脱，这样的天体叫做黑洞(图10-4-5)。 开发新家园 俄国著名的火箭先驱者齐奥尔科夫斯基曾经说过：“地球是人类的摇篮，但是你不能永远待在摇篮里。科学的发展，必将使人们实现星际航行，到其他天体上创建新的家园(图10-4-6)。 经过几代人的努力，我国的航天事业取得了一系列重大成就，我国已具备走出地球、迈向深空的能力! 2021年5月15日，在经历了“天问一号”296天的太空之旅后，火星探测器所携带的“祝融号”火星车(图10-4-7)及其着陆组合体，成功地降落在火星北半球的乌托邦平原南部，实现了我国航天发展史上的重大突破，“祝融号”火星车成为我国首个火星巡视器。“祝融”这个中国古老神话中火神的名称，成功地出现在火星上。 截至 2022年12月，我国已经先后发射了五个“娥号”探测器，将三个登陆器和两辆“玉兔号”月球车留在了月球上。其中“娥四号”实现了世界首次月球背面软着陆，“嫦娥五号”带回了1731g月样本。我国还制订了载人登月和建设月球基地的计划，将在未来实现载人登月和建造月球基地。 我国还将开展火星、小行星采样以及对木星、天王星等行星进行探测，我国的探测器还将前往太阳系边缘进行科学探测。 开发、建设人类新家园的梦想将成为现实，我们应该为此感到自豪。我们肩负着实现中华民族伟大复兴的历史重任，要从前辈的肩上接过重担。实现伟大的航天梦，还需要我们齐心协力，不懈努力。 为“天宫课堂”设计一个小实验 ●活动主题 我国航天员王亚平在叶光富、翟志刚的配合下，于2021年12月9日在中国空间站进行了“天宫课堂”授课，展示了中国空间站的工作与生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并与地面课堂进行实时交流共享，画面清，声音清晰。 同学们能清晰地看到在微重力环境中，浮力消失了，注人气泡的水球中成正、倒两个王亚平的像(图10-4-8) ... ...
