2011-1.1宇宙中的地球yuzhen.ppt
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1、哈勃深景,著名的哲学家康德说过:“在这个世界上有两种东西,能让我们的心灵感到深深的震撼: 一是我们头顶上深邃的星空, 二是我们内心崇高的道德法则!,那是一个此前从未看到过的世界,遥远、壮观、美妙得无法形容。 没错,这就是天堂!,中国探月计划嫦娥工程,宇宙中物质的存在形式,称为天体,一、天体,太阳,恒 星,马头星云,猫眼星云,指环星云,星云,土星,行 星,月球,卫星,流星,彗星,哈雷彗星,1986年,哈雷彗星回归(76周年),彗星,有星光闪烁的 有轮廓模糊的 有明亮的 有圆缺多变的 有一闪即逝的 有拖着长尾的 有行星际物质 有形式各异、大小不一的人造天体,天体的多样性,恒星(自身发光发热),行星
2、(绕恒星运行),月亮(绕行星运行的卫星),星云(由气体和尘埃组成的云雾状),流星,彗星,气体和尘埃等,宇宙中的各种天体相互吸引,相互绕转,形成天体系统,这些大小各异的天体之间有什么联系吗?,地月系,太阳系,银河系,16光年,10万光年,仙女座河外星系,地球,月球,太阳,地球,太阳,不同级别的天体系统,总星系,银河系,河外星系,其他恒星系,太 阳 系,其他行星系,地月系,天体系统,何谓宇宙?,上下四方曰宇 ;古往今来曰宙 淮南子原道训 宇宙是时间和空间的统一体,是运动、发展和变化着的物质世界。 无边无际 无始无终,第一章 行星地球,第一节 宇宙中的地球,一、地球在宇宙中的位置,思考:在太阳和地球
3、之间除了月球,还会出现哪些天体?会不会出现日食的效果?,凌日,水星凌日照片(右上角的黑点为水星),当水星从太阳表面经过,人们在地球上将会看到在耀眼的太阳光球层上,有一个小小的如人脸上的一颗黑痣的黑圆斑自东向西缓慢移动。 水星运行到太阳和地球之间,三者恰好成一线,这一现象被称为“水星凌日”。这种稀奇天象在一个世纪内大约会出现13次。,水星凌日,太阳,水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星,冥王星,月球,彗星,小 行 星 带,运动特征: 同向、近圆、共面,读图1.4 太阳系模式图,运动特征: 同向、近圆、共面 结构特征: 类地行星、巨行星、远日行星,二、太阳系中一颗普通行星!,地球上有
4、阳光、有水、有空气;有森林、有草原;有飞禽、有走兽、有高等智慧生命的存在。,三、特殊的行星,存在生命!,有液态水,有供生物呼吸的大气,安全的宇宙环境,温度适中,日地距离适中,质量适中,引力适中,同向、近圆、共面 各行其道,互不干扰,金星:480,火星:-40 ,原始地球体积收缩,内部放射性元素衰变,地球:15 ,公转和自转周期适当,稳定的太阳光照,轨道安全,地球内部的水随物质运动带到地表,形成原始海洋。温度适宜,有液态的水,地球的体积和质量适中,吸引气体形成大气层,并经过漫长的演化形成以氮和氧为主的大气,有适合生物呼吸的大气,日、地距离适中,有适宜的温度,自 身 条 件,地球附近的大、小行星各
5、行其道、互不干扰。,运行轨道安全,太阳从诞生至今没有明显的变化,太阳光照稳定,外 部 条 件,形成生命条件的原因,地球上存在生命的条件,公转和自转周期适当,探索地外文明,蓝色行星:地球,红色行星:火星,为什么人类对火星存在生命充满希望?,火星在许多方面与地球较为相像:,自转周期相近。 火星:小时分秒 地球:小时分秒 个火星日只比个地球日长分秒 火星自转轴的倾角也几乎和地球相同。 也有四季变化。但火星的公转周期几乎是地球公转周期的两倍,所以火星上每个季节要持续个月,而不是个月。,人类的火星之旅面临着哪些必须克服的难题呢?,难题之一:缩短旅行时间 根据美国国家航空和航天局制定的计划,美国将利用核能
6、推进设备将大量的物资和设备运送到月球,并在那里建立太空基地。但是要将宇航员顺利送到火星却并不是一件轻松的事,而且科学家还要尽量缩短宇航员抵达火星的时间(现探测器需约6个月),同时避免他们在探险过程中遭受过度的辐射。 难题之二:克服过量辐射 无论是对于首批在月球长期居住的“太空居民”,还是那些将前往火星探险的宇航员都将面临着遭受过量辐射的问题。太阳“风暴”以及宇宙射线“风暴”常常会持续数日之久,如果宇航员在那个时候暴露在射线之下,身体就很容易受到损伤。 为了解决这个问题,科学家们需要加强预报太阳风暴等太空天气的能力,同时改进各种防护设备。一旦发出警告,宇航员可以躲进航空器的保护舱,或者在月球及火
7、星的地下掩体中藏身。,难题之三:建立造氧系统 无论是在月球的太空基地还是火星上,人类可以呼吸的空气是必不可少的生存条件。保持空气供应的重要方法之一就是建立一个能够除去二氧化碳等废气的循环系统。 此外,科学家们还在研究如何从月球以及火星上提取矿物质,利用这些矿物质来制造氧气。 难题之四:生产充足食品 在目前的太空短途旅行中,宇航员的食品都是航天器中携带的太空食品,但是如果要进行长途的火星之旅或者在月球基地上长期生活,宇航员就必须学会在太空中“生产”大部分所需食品,比如在温室中种植蔬菜,利用实验室的营养液来制造肉类产品。,难题之五:废物循环利用 在太空旅行中,处理人体垃圾和其它废弃物是一件非常棘手
8、的事情,必须要使用相当先进的循环设备。目前在空间站的宇航员已经可以利用这些设备将自己的尿液和汗液加工成水。人体的固体排泄物则可以被加工成温室中所需的化肥。 难题之六:充足的饮用水 太空旅行中充足的饮用水自然是必不可少。科学家们已经于年在月球两极的永冻带中发现了可以加工成水的原料,目前还在火星上探测是否有类似的资源。 此外,航天器使用的燃料电池系统工作中产生的副产品之一就是水。尽管如此,饮用水对太空旅行还是一大挑战,任何可以利用的水资源都不能被浪费,所以无论是宇航员的尿液还是其它液体在太空旅行中都是相当宝贵的原料。 难题之七:保持实时联络 在地球上,我们可以借助各种通讯工具保持实时联系,但是在太
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