银河系和宇宙的介绍

银河系和宇宙~

1.1 银河系结构及太阳的运动

晴夜仰望，但见天穹深邃，星体闪烁，银河高悬，流星飞驰。自古以来，群星构成的壮丽图案不但形成许多动人心弦的神话传说，更激励科学家们去探索宇宙的奥秘。

16世纪前人们只能凭肉眼见到六、七千颗星体，著名的银河(Milky Way)仅是一条乳白色亮带。在当时条件下，古代天文学家创建了天体测量学和哥白尼日心学说，认识到太阳系内天体运行的现象，解决了人类的授时和编历问题，为史前畜牧经济和以后的农业经济发展作出了重要贡献。

17世纪是人类认识宇宙的一次重要飞跃期。天文望远镜问世、开普勒三定律和万有引力定律建立，标志着人类进入掌握行星层次天体运动规律的新阶段，为人类进入工业经济时代奠定必要的科学基础。

20世纪早期恒星演化理论的建立，反映了天体物理学和现代天文学的进展，标志着人类在恒星层次上实现了认识宇宙的第二次飞跃。

20世纪后半叶是人类对宇宙认识的第三次飞跃期。在研究手段方面建立了大型光学望远镜、红外望远镜和射电望远镜，使天文观测领域扩展到整个电磁波段（含可见光、紫外光、红外光、无线电波、X射线、γ射线）和150亿光年左右时空尺度。观察地点发展到U2高空侦察机、哈勃太空望远镜、宇宙探测器和人类登月，避免了地球大气干扰和局限。理论方面有宇宙大爆炸学说多种模型问世。在人类从星系层次加深对动态宇宙的认识方面是划时代的进步，也与人类自工业经济迈向知识经济时代的转变相适应。

(1)银河系结构

银河系是星系的典型代表，由1500多亿颗恒星和星际物质组成。银河系主体部分称银盘，直径8.5万光年（1光年＝94600×108km），中央呈近似球形隆起的部分称为核球，直径1-1.3万光年，厚约1万光年，是恒星高度密集区域；核球的中心称为银核，是银河系的质量中心。肉眼见到的银河就是银河系主体在天球上的投影。银盘外围被恒星密度很稀的扁球状银晕所包围，直径达到10万光年（千秒差距=3261.6光年）。

从垂直银河系平面的方向看，银盘内恒星和星际物质在磁场和密度波影响下分布并不均匀，而是由核球向外伸出的四条旋臂组成旋涡结构。旋臂是银河系中恒星和际物质的密集部位。

太阳是银河系众多恒星中的普通一员，它位于银盘中心平面（银道面）附近和一条旋臂（猎户座旋臂）的内缘，距银核约2.7万光年处。

(2)太阳在银河系内的运动

银河系的旋涡结构反映了自身存在自转运动，也就是银河系中的恒星、星云和星际物质都绕银核旋转。太阳绕银核旋转的速度为250 km/s，旋转一周约2.5~3亿年，称为银河年。

银河系内不同星体间的运动也存在复杂的情况。有人提出太阳在旋转过程中可能发生二种周期性变化。一种是从银河系侧面看发生在银道面上下的往复波动，大体每隔35百万年就穿越银道面一次。另一种是从银河系平面看，由于不同星体旋转速度不等，太阳与银河系四个旋臂并不同步并行，大体每隔75百万年就穿越旋臂一次。上述假说在天文学研究领域内尚待进一步验证。
1.3 大爆炸宇宙学与宇宙起源问题

(1)谱线红移与可见宇宙

轰鸣的火车驶近我们时声波频率增强，声调变高；驶离时则声波频率降低，声调变低（多普勒效应）。与此同理，发光星体接近观察者时，见到的星光谱线向频率高的蓝光方向移动，称为蓝移；当离开观察者时，向频率低的红光方向移动，称为红移。

哈勃(E.P. Hubble, 1929)经过大量实际观测发现来自不同星系的光呈现某种系统性的红移现象。根据星系中特定原子发射的光的谱线与地球上实验室内同种原子发射的光进行比较，可求得光源星系离开观察者的退行速度；再根据相同类型恒星的视亮度比较，推算出光源星体离我们的距离。由此获得了“光源越远的星体，离我们而去的速度也越快”的结论，就是著名的哈勃定律。

哈勃定律揭示了遥远的星系正在“逃离”我们而去，整个总星系都处于膨胀的变化之中，已经成为当今人们的共识。另一方面，银河系内部不同恒星的谱线分析证明也有不少蓝移现象，反映星系内部仍然具有吸引力，1996年哈勃太空望远镜还拍摄到距地球6300万光年处（乌雅座南部）星系间发生超级碰撞的照片。因此，宇宙的膨胀看来主要发生在星系团之间的空间迅速增大，星系本身尺度变化不大，类似吹胀气球时在气球表面看到的情况。现知宇宙中不同部位的密度特征也可能与之有关（表2-1）。

表2-1 宇宙不同部位空间物质密度

位置
太阳系内行星际物质
银河系内星际物质
总星系内星系际物质

密度
5个质子＋5个电子/cm3

(地球轨道附近)
1个氢原子/cm3

或10-24g/cm3

(平均)
5×10-30g/cm3

（星系团中心附近）

2×10-34g/cm3

（一般空间）


(2)大爆炸宇宙学说

当代宇宙起源假设中，大爆炸宇宙学说是最有影响的一种学说。该学说提出于40年代，本身也在不断发展完善中，近年的主要内容如下：

宇宙在大爆炸前处于极高温和超高密状态，物质与反物质以及物质与能量均呈平衡状态。在某种物理条件下开始了大爆炸，在宇宙诞生10-44秒之后体积急剧暴胀，在10-34秒内迅速膨胀约10100倍，密度相应降低。但在1秒钟之内温度仍高达1032K至1010K以上，原子和分子均无法存在。当时宇宙中的物质存在形式和行为目前无法在实验室模拟，推测可能存在辐射能以及电子、中微子(neutrinos, 一种不受电、磁、核力影响的基本粒子，1998年证实具有极微小的静止质量)和质子、中子形式基本粒子。目前人类业已观测到从宇宙早期留下的最早原子核形成于爆炸后1秒钟，因此，可以把这1秒看作宇宙史研究的一道分水岭。

爆炸进行3分钟后，温度降至109K以下，核反应开始启动，由质子和中子聚变为氘核、氦核和锂核最轻元素后可以不至于瓦解（图2-4）。当时全部物质中氦占约22%，氢占78%，还有极少量氘和锂。

至百万年前后，温度降至107-6K范围，宇宙间弥漫着由轻元素原子核和电子、质子等组成的等离子体。2.5亿年后温度降至103K范围时，辐射减弱，中性原子形成，等离子体复合成为正常气体。至10亿年前后星系开始形成，50亿年前后开始出现首批恒星，太阳系的形成则在100亿年前后。

宇宙大爆炸学说虽然获得国际多数学者支持，但在大爆炸起因，大爆炸是永远进行下去还是后期将转化为收缩，大爆炸由一个奇点开始还是整个空间每一点都可看作是膨胀的中心，大爆炸最初1秒钟内的物质形式和行为等根本性问题上并没有公认结论，在哈勃半径和宇宙形成年龄测定上还存在不同见解。

有关宇宙大爆炸各种模型的提出和探讨，势必涉及时空是否永恒存在等一系列根本的哲学思想问题。例为有人认为在大爆炸之初的10-43秒（普朗克时期），当时的可见宇宙尺度小于它的量子波长，整个宇宙变得为量子不确定性所主宰，根本就没有“钟”和“尺子”能加以测量，即广义相对论时空概念失效，是一个没有时空的物理世界，需要通过时空的量子化途径来探讨已知时空形式的起源。这对于传统上认为宇宙无边无界、无始无终的哲学思想也是一种冲击，对于促进哲学观念的现代化也有重要意义。

宇宙和另外两个是包含与被包含关系，银河系和河外星系是并列关系。 天体系统总排序：宇宙——总星系——超星系团——星系团或星系群——恒星系——行星系。 地球所处的天体系统：宇宙——总星系——本超星系团——本星系群——银河系——太阳系——地月系。

扩展资料
银河系（Milky Way Galaxy，别名银汉、天河、银河、星河、天汉等），是太阳系所在的棒旋星系，包括1000~4000亿颗恒星和大量的星团、星云以及各种类型的星际气体和星际尘埃，从地球看银河系呈环绕天空的银白色的环带。
总质量约为太阳的2100亿倍 ，隶属于本星系群，最近的河外星系是距离银河系4万2千光年的大犬座矮星系。
银河系呈扁球体，具有巨大的盘面结构，由明亮密集的核心、两条主要的旋臂和两条未形成的旋臂组成，旋臂相距4500光年。太阳位于银河一个支臂猎户臂上，至银河中心的距离大约是2.6万光年。银河系的中央是超大质量的黑洞（人马座A*），自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成。
参考资料银河系_百度百科

银河系介绍

在没有灯光干扰的晴朗夜晚，如果天空足够黑，你可以看到在天空中有一条弥漫的光带。这条光带就是我们置身其内而侧视银河系时所看到的它布满恒星的圆面——银盘。银河系内有约两千多亿颗恒星，只是由于距离太远而无法用肉眼辩认出来。由于星光与星际尘埃气体混合在一起，因此看起来就像一条烟雾笼罩着的光带。银河系的中心位于人马座附近。

银河系是一个中型恒星系，它的银盘直径约为十二万光年。它的银盘内含有大量的星际尘埃和气体云，聚集成了颜色偏红的恒星形成区域，从而不断地给星系的旋臂补充炽热的年轻蓝星，组成了许多疏散星团或称银河星团。已知的这类疏散星团约有一千两百多个。银盘四周包围着很大的银晕，银晕中散布着恒星和主要由老年恒星组成的球状星团。

从我们所处的角度很难确切地知道银河系的形状。但随着近代科技的发展，探测手段的进步在某种程度上克服了这些障碍，揭示出银河系具有的某些出人意料的特征。长期以来人们一直以为银河系是一个典型的旋涡星系，与仙女座星系类似。但最近的观测却发现，它的中央核球稍带棒形。这意味着银河系很可能是一种棒旋星系。另外，银河系是一个比较活跃的星系，银核有强烈的宇宙射线辐射，在那里恒星以高速围绕着一个不可见的中心旋转。这表明在银河系的核心有一个超大质量的黑洞。

银河系有两个较矮小的邻居——大麦哲伦云和小麦哲伦云，它们都属于不规则星系。由于引力的作用，银河系在不断地从这两个小星系中吸取尘埃和气体，使这两个邻居中的物质越来越少。预计在一百亿年里，银河系将会吞没这两个星系中的所有物质，这两个近邻将不复存在。
“宇宙”一词，最早大概出自我国古代著名哲学家墨子（约公元前468-376）。他用“宇”来指东、西、南、北，四面八方的空间，用“宙”来指古往今来的时间，合在一起便是指天地万物，不管它是大是小，是远是近；是过去的，现在的，还是将来的；是认识到的，还是未认识到的……总之是一切的一切。从哲学的观点看。人们认为宇宙是无始无终，无边无际的。不过，对这个深奥的概念我们不打算做深入的探讨，还是留给哲学家们去研究。我们不妨把眼光缩小一些，讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的宇宙，人们把它称为“我们的宇宙”或“总星系”。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围。再说得明确一些，我们今天所知道的宇宙范围，或者说大小，是一个以地球为中心，以 130亿光年的距离为半径的球形空间。当然，地球并不真的是什么宇宙的中心，宇宙也未必是一个球体，只是限于我们目前的观测能力，我们只能了解到这一程度。在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。人类所认识的宇宙有多大,宇宙蕴藏着所有的物质，其中包括人类已发现的能量和辐射，也包括人类所知道并相信存在于太空内的一切一切。宇宙中有数以亿计的天体，这些天体都是十分巧妙而有规律地相互组合的，大多数的星体构成星系，比如我们的太阳系就是。星系再构成银河系。宇宙中最少有10万个大大小小的银河系。宇宙空间是十分广阔的，光在一秒钟内可走30万千米，单是我们地球所在的银河系，跨幅的阔度就有10万光年。宇宙中有10万个银河系，那么，宇宙究竟又有多大呢？大家不妨算算吧。为了说明宇宙的范围，科学家们做了推算， 130万个地球的体积仅相当于太阳的体积，而与太阳相当的恒星，在银河系中可达2000多亿颗。如果把宇宙看做是一个半径 1千米的大球，银河系则只有药片那么大，位于球心附近。在实际观测中，人们使用高倍的射电望远镜，搜索到了 200亿光年以外的类星体天狼巨星，这是目前人类能确实掌握的最远的星体，也是人们认识宇宙的最大范围，当然，它还不是宇宙的实际边缘。因为人类的认识能力是有限的。希望你能够满意哦 :）

据专家称宇宙是由大爆炸产生的，而银河是在宇宙产生后诞生的

银行系是无边无界的

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溧阳市13797529042： 宇宙和银河系分别指什么?谁在谁的里面,各有多大? ？
苦媚力欣： 宇宙是我们所生存的地方的时间和空间的总和.目前人类观测到的宇宙半径为150亿光年,实际的应该比这个要大.现有理论认为我们的三维宇宙是由四维空间堆叠成的超圆体,即有限无边.(就是说大小有限,但没有边际,你沿着一个方向一直走,最终会回到出发点.举1个对比的例子,地球的表面相当于1个由三维空间堆叠而成的二维平面,它是有限无边的,沿一个方向一直走,最终会回到起点) 星系是由很多(数十亿)恒星系(太阳系是一个恒星系)组成的盘形螺旋状(围绕中心旋转)天体.有大有小.我们所处的银河系是众多星系中的一个,直径大约为10光年.(我们晚上看到的银河就是银河系) 宇宙包含很多星系;我们所在的星系被成为银河系.

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