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大霹靂及宇宙的形成
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宇 宙 蛋
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對宇宙結構看法的演變 一個超越哥白尼理論的系統
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1609年 伽利略改善望遠鏡
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1781年 赫雪爾發現天王星 史前以後發現的第一顆行星
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1781年 赫雪爾提出 太陽系屬於一個更大的系統 此系統為淺盤型、寬度幾乎無限 經過20年的努力,利用自造的望遠鏡,將銀河中的星星完成分類。
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1845年 海王星 亞當斯和勒維烈計算出海王星的存在 1846年由德國加勒首先觀測到。
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二十世紀初 謝普利和托普勒的研究成果 寬約十萬光年,中心離地球約兩萬七千光年 太陽系環繞一周約需兩億三千萬年
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天文學家發現更多的銀河 1612年:馬利奧斯:仙女星雲 1885年:銀河邊緣的一團星簇 1923年:哈伯:仙女星系
1925年起:科學家發現可見範圍,銀河數目超過一千億。
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仙女座星系
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哈伯對星系的分類
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宇宙的組織架構
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宇宙的擴張與起源 一個不可思議的起點
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十九世紀末葉 科學家利用星星的光譜來研究天體的接近或遠離。 哈京斯和費籌發現較明亮星體的光譜有紅移的現象。
哈京斯確定天狼星以每秒20哩的速度離開地球。
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哈伯的發現 1927年:來自後退的星系光譜的紅位移和距離成正比。 宇宙是在擴張中 愈遠的星系離開的速度愈快 擴張是發生在星系和星系之間
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起始時間的理論演變 十七世紀,阿修爾主教認定上帝是在西元前4004年10月23日星期天下午2點30分,創造了宇宙。
二十世紀,利用對星系後退的了解,來回溯宇宙創造的時刻。150億年前 1927年,勒麥特提出「宇宙蛋」的說法。 哈伯的宇宙擴張理論 愛因斯坦的一般相對論
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起始時間的理論演變 1948年,加莫首創「大霹靂」一詞。 1950年,何義勒在英國廣播節目中,詳細介紹「大霹靂」。
1979年,維恩伯格因相關之傑出研究而獲諾貝爾物理獎。
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大霹靂學說(The Big Bang) 假設宇宙是在約150-200億年前,從一個高溫高密度的狀態,開始爆炸,膨脹之後漸漸冷卻,形成星系。
假設膨脹是均勻的發生在每一處。
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宇宙膨脹示意圖
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宇宙從無中誕生
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10-44秒後 暴脹
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10-34秒後 大霹靂
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10-10秒 ~ 3分後 只有物質的宇宙
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30萬年後 宇宙放晴
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五十億光年遠的星系 五十億光年遠方的星系
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太陽系的形成 ----星雲說
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太陽系的形成過程 一團由自轉的星際雲氣收縮密集形成了太陽。 周圍就形成了一個氣體圓盤,盤內的物質就是行星系統的來源。
圓盤內密度特別高的物質產生氣體的局部收縮中心形成類木行星。 其他可凝固的部份先凝固成灰塵,再由小而大形成微行星、互相碰撞聚合,最後形成幾千公里的類地行星。 由於自轉的物質在轉軸方向收縮的快,而在垂直轉軸的平面收縮的慢,
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我是不是你的唯一? 為了發現外星生命的努力
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其他的太陽系 1992年:1300光年遠的星體有兩顆行星 1995年:飛馬座「51 Pegasi」
1996年:室女座「70 Virginis」、 大熊座「47 Ursae Majoris」
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探索生命物質 利用攝譜儀的光波波長、無線電電波信號在 兩萬五千光年遠的星際雲層中:醋
1996年,在火星隕石上發現有機分子和可能是細胞的化石。
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無線電天文學的貢獻
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電磁輻射 電磁是電和磁交互作用而成的力或現象。 18、19世紀的科學家:庫倫、伏特、高斯、法拉第等人,接致力於研究電和磁的特徵與性質。
1861年,麥克士威將其整合成四個重要的電磁學定律。
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電磁學定律 電荷產生電場。 磁場存於磁的兩極之間。 改變磁場可以產生電場。 改變電場獲通過電流可以產生磁場。
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麥克士威的貢獻 確定改變電流也可以產生磁場 影響狹義相對論及星系紅移現象的發現。
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電磁波的應用 1887 年赫茲 :無線電通訊 1933 年貝爾公司 :全宇宙的所有天體都會發射無線電波。→無線電天文學
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新墨西哥的 Very Largy Array 望遠鏡 夏威夷的3公尺紅外線望遠鏡
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可以拍攝可見光及X射線的 Sky Lab 用來拍攝γ射線的 Rotse望遠鏡
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大霹靂的證據 1948年,Alpher 、Herman 和加莫:宇宙應有高於 5K的輻射。
1965年,潘其亞和威爾遜:發現瀰漫在太空中的輻射線。 1965年,皮柏斯與其同事:研究加莫等人所提出的輻射問題,但苦無儀器。 1965年,皮柏斯和潘其亞:分別發表報告。 1978年,潘其亞和威爾遜獲諾貝爾物理獎。
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大 崩 墜
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當毀滅來臨時將是全面性的玉石俱焚 無關乎道德或罪惡
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地球生命的威脅 彗星、小行星、氣候變化
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太陽的命運
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如果我們的命運早已決定 宇宙是不是能夠永遠?
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關鍵在於:宇宙總物質的量,及其引起的重力作用
1992年:黑暗物質分布的範圍廣達宇宙的三分之 二,引起的重力作用不容忽視。 比較附近星系與外圍星系的後退速度。
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大一統理論是否真的存在?
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人類的存在渺如細沙 短暫而且孤獨
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但人類為探索穹蒼的努力 卻 值 得 喝 采 1
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大霹靂理論對一般人而言是抽象且無法觀察的,但卻輕易的被大眾接受,主要的原因為何?
近一二十年來,科學哲學對科學進展的影響為何? 領域哲學&科學哲學 大霹靂理論對一般人而言是抽象且無法觀察的,但卻輕易的被大眾接受,主要的原因為何?
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維恩伯格的解釋 大霹靂後先由氫原子構成宇宙蛋。 接著出現第二簡單的氦原子。 早期星體的核融合反應和星系間的爆炸產生較重之元素。
人體上的每個原子,都可能來自當初的某顆星星。
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