地球科学概论B第一章宇宙中的地球

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1、第一章宇宙中的地球空间探测技术－地球的全貌（一个以蓝色为主的、色彩丰富的星球）天道圜，地道方，圣王法之，所以立上下。公元前3世纪《吕氏春秋》日月交替，东升西降，变换有序。如果大地是一个平面，那日月星辰又落到何处呢？板状的大地靠什么依托？大地的另一面又是什么样子？古希腊人运用逻辑思维方法，率先提出大地是一个圆球的想法。毕达哥拉斯(Pythagoras，前571～前497)，亚里士多德(Aristotle，前384～前322)把地球摆在他设想的宇宙体系中心。埃拉托色尼(Eratosthenes，前276?～前196)，在亚历山大及其南边约920km锡恩的观察，计算出地球的周长

2、为25000英里（4万千米。张衡(78～139年)观测中发现月蚀的阴影边缘总是弧形的，推测大地是圆的。第一节宇宙宇宙(universe)“宇”是空间的概念，是无边无际的；“宙”是时间的概念，是无始无终的。宇宙是无限的空间和无限的时间的统一。（1）宇宙物质的存在形式电磁波星际物质积聚实体：星云、行星、恒星（2）天体：通常将包括星际物质和各种积聚态实体在内的所有宇宙星体称天体。（3）人造天体：在恒星与恒星之间存在着极其广大的空间，称为星际空间。弥漫于星际空间的极其稀薄的物质称为星际物质。主要的星际物质有两类-星际气体和星际尘埃。二、天体系统和星系宇宙中的物质是运动的。运动的主要

3、方式是天体按照一定的系统和规律相互吸引和相互绕转，形成不同层次的天体系统。银河系太阳系地月系三、宇宙的形成演化《BIGBANG》－大爆炸（比利时G.E.Lematre,1894-1966，1927）宇宙的全部物质，当初都集中在一个“原始原子”(或称宇宙蛋)里，异常紧密,高温.发生大爆炸，“原始原子”迅速膨胀，逐渐扩展成为我们现在的宇宙20世纪初，天文学家斯里弗尔（V.M.Slipher,1875-1969)在观测银河系外的仙女座大星云时，取得15个星系的光谱资料，经过研究，发现其中13个正在以每秒几百公里的高速退行，即离开我们愈来愈远。(红移现象)1929年，哈勃(

4、E.P.Hubble,1889-1953)根据观测到的河外星系正在退行的资料，提出：一个星系退行的速度和它与我们(地球)的距离成正比，即离得愈远退行愈快。这个发现说明，我们周围的星系正在四散离开，也可以说我们已知的宇宙正在膨胀。爱因斯坦(AlbertEinstien,1879-1955)1916年提出广义相对论演绎出宇宙在膨胀的理论。哈勃的发现被认为是对这些理论的验证。以后天文观测继续有新的发现，证明宇宙在膨胀。曾测到有的河外星系之间，正以每小时250万Km的速度在拉开距离。怎样证明发生过这样的大爆炸爆炸形成的宇宙一直在降温，恒星是在降到40000°K以下时才开始形成现在测

5、得最老星系的年龄都只有100多亿年，符合这个理论的推断。盖莫夫(G.Gamow，1904-1968)预言：在大爆炸的特殊宇宙背景下产生出来的微波辐射，至今还存在于宇宙空间中，其温度应已降低到只有绝对温度几度。彭兹亚斯(A.A.Penzias,1933-)威尔逊(R.W.Wilson,1936-)1964年，威尔逊山上一台高灵敏度的射电天文望远镜，在各个方向都测得一种3°K的微波背景辐射。大爆炸理论得到了有力的支持。为此得到了1978年的诺贝尔物理学奖第二节银河系与太阳系一、银河系二、太阳系一、银河系一个中心凸出并成旋涡状的圆饼银球，直径约1.63万光年，其核心称为银核，恒星密

6、集银盘，银球周围较为明亮的部分，展布如盘，表现为若干旋臂。银盘直径近10万光年，厚约1万光年太阳系位于银盘的一侧，距银河系的中心尚有2.7±0.33万光年之遥。银河系的所有天体大体顺着银道面绕核心作飞快的旋转运动(自转)。银河系自转不同于固体转动，银盘内从中心到边缘的不同地方自转的角速度不同。太阳附近银河系自转角速度为0.0053″／a，线速度为250km/s。太阳公转一周的时间约为2.65亿a。太阳一方面大体沿银道面作公转，同时还进行着往返于银道面两侧的波状位移(0.33亿a)。二．太阳系8个大行星66颗卫星1万多颗小行星数以亿计的彗星和流星以及弥漫在看起来一无所有的空间

7、中的星际物质。在太阳系内，由于接受的太阳辐射多，温度高，轻的气体被辐射到远处，散失到太阳系的外部远处构成类木行星近太阳的地区（水星、金星、地球和火星），以尘埃中的固体物质为主，化学组成和原来的星云有显著的不同（铁、硅、镁、氧为主）近处构成类地行星开普勒（JohannesKepler，1571～1630）行星运动的三条定律：行星都是沿“椭圆形”轨道围绕太阳旋转的行星轨道都位于同一个好像圆盘的“平面”（黄道面）上，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积行星轨道平均半径（以地球与太阳的距离为