《小学课件：探索宇宙的奥秘》

小学课件探索宇宙的奥秘欢迎来到宇宙探索之旅！在这个神奇的课程中，我们将一起揭开宇宙的神秘面纱，了解从我们的家园地球到遥远星系的奇妙知识宇宙充满了令人惊叹的天体和现象，从闪烁的恒星到神秘的黑洞，从行星运动到人类的太空探索这些知识不仅能满足我们的好奇心，还能帮助我们理解自己在宇宙中的位置让我们一起踏上这段奇妙的旅程，探索宇宙的奥秘！宇宙是什么？广袤无垠的空间古老的时间宇宙包含了所有存在的空间、科学家通过观测宇宙微波背景时间、物质和能量，是一个无辐射等证据，推算出宇宙的年限广阔的整体我们所能观测龄约为亿年这意味着宇138到的宇宙直径超过亿光宙已经存在了亿年之久！930138年，而这可能只是宇宙的一小部分名称的由来宇宙一词起源于拉丁文，意为整体的、全部的universum在中国古代，宇代表空间，宙代表时间，宇宙就是时间与空间的总称宇宙的起源大爆炸1约亿年前，整个宇宙起源于一个密度极高、温度极高的奇点在138一瞬间，这个奇点发生了剧烈的爆炸，这就是著名的大爆炸（Big）Bang初始膨胀2大爆炸后的极短时间内，宇宙经历了急剧膨胀，体积增长了数十亿倍这一阶段称为暴涨期，为宇宙今天的均匀性奠定了基础物质形成3随着宇宙不断膨胀和冷却，能量逐渐转化为物质最初形成的是基本粒子，然后是简单原子，接着是氢和氦气体云团，最终形成了恒星和星系我们在宇宙中的位置地球我们居住的蓝色行星太阳系包含八大行星的恒星系统银河系拥有亿颗恒星的螺旋星系2000宇宙包含数万亿星系的空间想象一下，如果整个宇宙是一片广阔的森林，那么我们的银河系只是其中一棵大树，太阳系是树上的一个树枝，而地球则是树枝上的一片叶子这样看来，我们的家园在宇宙中是多么的微小！星系的种类螺旋星系椭圆星系不规则星系螺旋星系如同宇宙中的旋转风车，有着明椭圆星系形状从近圆形到极度扁平的椭圆不规则星系没有确定的形状，往往是由于显的旋臂结构我们的银河系就是一个典体不等，内部恒星分布均匀，缺乏明显结星系间的碰撞或引力相互作用形成的这型的螺旋星系，旋臂中充满了大量年轻的构这类星系通常含有较老的恒星，几乎些星系中常有活跃的恒星形成区域，展现恒星和丰富的星际物质，是恒星形成的活没有新恒星形成，如同宇宙中安静的老出宇宙中的混沌与创造力跃区域人银河系简介庞大规模恒星数量银河系是一个巨大的螺旋星系，直径约万银河系中约有亿颗恒星，包括我们的太102000光年光速每秒行进万公里，但要从银河阳如果每秒数一颗恒星，要数完所有恒星30系一端到另一端，光也需要行进万年之需要多年这些恒星形成了银河系壮丽106000久！的旋臂结构银河系运动太阳位置整个银河系都在旋转，太阳系绕银河系中心太阳系位于银河系的猎户臂上，距离银河系一周需要约亿年，这被称为银河年

2.5中心约万光年，大约在银河系半径的三分

2.6自地球上出现生命以来，我们已经在银河系之二处，属于银河系的郊区位置中旅行了约圈20神秘的黑洞极强引力黑洞是宇宙中引力极强的天体，甚至连光都无法从其逃脱这是因为黑洞具有极高的密度，将大量物质压缩在极小的空间内首张照片年，事件视界望远镜团队首次拍摄并发布了黑洞的照片，这是人类历史上第一次直接看到黑洞，证实了爱因斯坦相对论的预测2019银河系中心在我们银河系的中心，也存在一个超大质量黑洞，名为人马座，质量约为太阳的万倍天文学家通过观测恒星围绕它的运动证实了它的存在A*400恒星死亡黑洞通常由大质量恒星死亡后坍缩形成当这些恒星耗尽核燃料后，在自身引力作用下塌缩，最终形成一个密度无限大的奇点，周围是事件视界恒星的生命周期主序星阶段星云阶段当核心温度足够高时，氢开始融合成恒星诞生于巨大的气体和尘埃云团，如氦，释放巨大能量，恒星进入稳定的主猎户座星云在引力作用下，这些物质序星阶段我们的太阳正处于这一阶逐渐聚集并增加温度，形成原恒星段，预计还将持续约亿年50恒星死亡红巨星阶段小质量恒星最终形成行星状星云和白矮当核心氢耗尽后，恒星开始燃烧外层星；而大质量恒星会经历壮观的超新星氢，同时核心收缩升温，外层膨胀，变爆发，留下中子星或黑洞，并将重元素成红巨星此时恒星体积巨大但表面温播撒到宇宙中度降低，呈现红色太阳简介亿公里分钟

1.58日地距离光行时间太阳与地球之间的平均距离约为亿公阳光需要大约分钟才能到达地球也就是

1.58里，这个距离被定义为一个天文单位说，我们看到的太阳其实是分钟前的样8子AU亿年46太阳年龄太阳形成于约亿年前，目前正处于稳定46的主序星阶段，预计还能继续燃烧约亿50年太阳是一颗普通的黄矮星，属于主序星虽然在宇宙中它只是数十亿颗恒星中的一颗，但对于地球和太阳系的生命来说，它提供了必要的光和热，是生命存在的根本条件太阳的结构核心太阳的核心温度高达万摄氏度，压力极大在这里，氢原子不断融合成氦原1500子，释放出巨大能量这一过程称为核聚变，是太阳能量的来源每秒钟，太阳核心约有万吨的氢转化为氦600辐射层和对流层能量从核心向外传递，首先经过辐射层，然后是对流层在对流层中，热气体上升，冷气体下沉，形成对流现象，就像水沸腾时的气泡流动一样光球层和色球层光球层是我们肉眼能看到的太阳表面，温度约为摄氏度其上是色球5500层，通常在日全食时才能看到，呈现出美丽的红色光芒日冕和太阳风最外层是高温的日冕，温度可达百万摄氏度日冕不断向太空释放带电粒子流，形成太阳风，影响整个太阳系的空间环境行星与行星类别行星定义行星分类按照国际天文学联合会的定义，行星必须满足三个条件环绕恒类地行星水星、金星、地球和火星它们体积较小，密度大，星运行、质量足够大形成近似球形、已经清空其轨道周围区域的以岩石和金属为主要成分，表面坚硬其他天体类木行星木星、土星、天王星和海王星它们体积庞大，密度年，冥王星因未能满足第三个条件而被重新分类为矮行小，主要由氢、氦等气体和冰组成，没有固体表面2006星，因此太阳系现在有颗行星8水星太阳系内侧哨兵独特的自转特性布满陨石坑的表面水星是离太阳最近的行星，公转周期仅水星的自转周期约为个地球日，而公水星表面布满了陨石坑，与月球表面非59个地球日由于距离太阳如此之近，转周期为个地球日，形成了的自常相似由于没有大气层的保护和极少88883:2水星表面温度白天可高达℃，夜间转公转共振这意味着水星自转三圈的的地质活动，这些陨石坑能够保存数十430则低至℃，昼夜温差极大，是太阳时间刚好是公转两圈如果你站在水星亿年不变水星表面最大的地形特征是-180系内温差最大的行星上，一个水星日（从一次日出到下次卡洛里斯盆地，直径约公里，可能1550日出）长达个地球日是一次巨大的撞击形成的176金星地球的姐妹星极端高温硫酸云层逆向自转金星的大小和质量与地球金星表面温度高达金星被厚厚的云层完全覆金星的自转方向与其他行非常接近，直径约为地球℃，比水星还热，是盖，这些云主要由硫酸滴星相反，如果从太阳系北460的，质量约为地球太阳系中表面温度最高的组成云层高度达极俯视，其他行星都是逆95%50-70的，因此常被称为行星这是因为金星拥有公里，阻挡了我们直接观时针自转，而金星却是顺82%地球的姐妹星但这浓密的二氧化碳大气层，察金星表面金星大气压时针自转这种逆行对姐妹在环境上却天产生了强烈的温室效应，力是地球的倍，相当可能是由于早期太阳系形90差地别把热量牢牢锁在行星表于地球海洋米深处的成时的巨大撞击造成的900面压力地球我们的家园——地球的运动自转地球绕自身轴心旋转，完成一周需要约小时，这就是一天的长度地24球自西向东自转，导致了日月星辰从东方升起，西方落下的现象公转地球绕太阳运行，完成一周需要约天，这就是一年的长度地球

365.25公转轨道呈椭圆形，与太阳的距离在一年中略有变化自转轴倾斜地球自转轴与公转轨道面的垂直线之间倾斜约度这种倾斜加上公

23.5转运动，导致了地球上四季的更替和不同纬度日照时间的变化地球的自转使我们体验到昼夜交替的变化，而公转和自转轴倾斜的组合则创造了四季的循环夏季，太阳直射点位于北半球，北半球得到更多的阳光和热量；冬季则相反春秋两季是过渡期，全球各地的日照时间较为均衡月球地球的忠实伴侣月相变化与潮汐月球是地球唯一的天然卫星，直径约为地球的四分之一月球的月球绕地球公转约天完成一个周期，这导致了我们看到的

29.5平均距离地球约万千米，以同步自转方式围绕地球运行，月相变化新月、上弦月、满月和下弦月这一周期也被人类用

38.4即自转周期与公转周期相同，这导致我们总是看到月球的同一来计算月份，是最早的历法之一面月球的引力作用是地球海洋潮汐的主要原因月球引力拉动地球月球没有大气层和磁场，表面布满了陨石坑、山脉和平原月球表面的水体，形成涨潮；而在地球相对的另一侧，由于离心力作表面的海实际上是由古代火山活动形成的玄武岩平原，而不用，也会形成涨潮每天有两次涨潮和两次退潮，对沿海地区的是液态水体生态和人类活动有重要影响火星火星因其表面富含铁锈而呈现红色，故被称为红色星球它是地球的邻居，也是太阳系中最像地球的行星火星直径约为地球的一半，表面重力约为地球的38%火星上有太阳系中最高的山奥林匹斯山（高约公里）和最长的峡谷水手峡谷（长约公里）火星两极有冰盖，主要由冻结的二氧化碳和水组成科学家在火224000星表面发现了古代河流和湖泊的证据，表明火星曾经有过液态水木星巨大体积大红斑木星是太阳系中最大的行星，木星最著名的特征是大红斑，体积是地球的多倍，质这是一个持续了至少年的1300400量是地球的倍如果木星巨大风暴大红斑的大小超过318再大倍，它就可能变成一颗地球直径的两倍，风速可达每80恒星！木星自转非常快，尽管小时公里以上木星表面400体积巨大，但一天只有不到还有多条色彩鲜明的云带，由10个地球小时不同化学成分的云层组成众多卫星木星拥有至少颗已知卫星，其中四颗最大的卫星（木卫一至木卫79四）被称为伽利略卫星，因为它们是伽利略在年用望远镜首次1610发现的木卫二（欧罗巴）表面覆盖冰层，科学家认为冰层下可能存在液态水海洋土星壮观的环系土星最著名的特征是其壮观的环系，由数以亿计的冰粒、岩石碎片和尘埃组成低密度结构土星是太阳系中密度最小的行星，甚至低于水丰富的卫星家族土星拥有颗已知卫星，其中最大的卫星土卫六（泰坦）比水星还82大土星的环系虽然看起来坚固连续，但实际上是由无数小颗粒组成的，这些颗粒从几微米到几米不等，主要由水冰组成环系非常薄，厚度大多不超过米，但宽度可达数万千米虽然其他巨行星也有环，但远不如土星的环系壮观100土星的卫星系统非常丰富，其中最大的卫星土卫六（泰坦）是太阳系中唯一拥有浓密大气层的卫星，表面有湖泊和河流，但它们不是由水，而是由液态甲烷和乙烷组成的土卫二（恩克拉多斯）表面有喷发的间歇泉，喷出水蒸气，表明卫星下可能有液态水天王星与海王星特征天王星海王星发现时间年（威廉赫歇尔）年（约翰加勒）1781·1846·颜色青蓝色深蓝色直径（地球）倍倍=

143.9自转轴倾角度（近乎侧卧）度9828已知卫星数颗颗2714大气主要成分氢、氦、甲烷氢、氦、甲烷特殊风暴无显著风暴大黑斑天王星和海王星是太阳系外侧的两颗冰巨星，它们比类木行星小，但远大于类地行星这两颗行星都含有大量的冰成分，如水、氨和甲烷等大气中的甲烷吸收红光，使它们呈现蓝色天王星最与众不同的特征是其自转轴的极端倾斜，几乎平行于公转轨道面，像是侧卧着运行这可能是早期遭受巨大碰撞的结果海王星的风速极高，最快可达每小时公里，是太阳系中风速最高的行星2100海王星上曾观测到一个类似木星大红斑的风暴，称为大黑斑太阳系小天体小行星带彗星流星与陨石小行星带位于火星和木星轨道之间，包含彗星是由冰、尘埃和岩石组成的天体，大流星，又称流星，是小颗粒物质进入地了数以百万计的岩石天体这些天体大小多来自太阳系外围的柯伊伯带或更远的奥球大气层时，由于摩擦生热而燃烧形成的差异巨大，从尘埃颗粒到直径近公里尔特云当彗星接近太阳时，太阳热量使光迹大多数流星都很小，在到达地面前1000的谷神星不等小行星带可能是太阳系早彗星表面的冰升华，形成长长的气尾和尘就会完全燃烧殆尽少数较大的天体能够期形成过程中，由于木星的引力干扰而未尾，这就是我们看到的彗星尾巴著名穿过大气层到达地面，这些被称为陨石能形成行星的残留物的哈雷彗星每年回归一次每年都有固定的流星雨，如英仙座流星雨76和双子座流星雨太阳系外的天体系外行星的发现探测方法系外行星是指围绕太阳以外恒星科学家主要通过凌日法和径运行的行星第一颗确认的系外向速度法寻找系外行星凌日行星是年发现的飞马座法观测行星经过恒星前方时造成1995，这是一颗热木星，体积的亮度微小降低；径向速度法则51b与木星相当但距其恒星很近这测量恒星受行星引力影响而产生一发现开启了系外行星探索的新的微小晃动开普勒太空望远镜时代已发现数千颗系外行星候选体宜居带行星宜居带是指行星围绕恒星运行的区域，温度适宜液态水存在科学家特别关注位于宜居带的岩石行星，如比邻星和系统中的几颗行星，b TRAPPIST-1它们可能具备支持生命所需的条件随着技术进步，我们将能更详细地研究这些行星的大气成分星座的故事星座是人类观察夜空时，将特定区域的恒星想象连接成的图案，通常代表神话人物、动物或物体国际天文学联合会正式认定的星座有个，覆盖了整个天球这些星座多源自古希腊和美索不达米亚文明，后来又增加了一些南半球星座88在中国古代天文学中，天空被划分为三垣二十八宿，与西方星座系统不同北斗七星（大熊座的一部分）在中国文化中具有重要意义，古人用它来辨别方向和季节猎户座则在世界各地的文化中都有记载，其亮星和独特形状使它成为最容易辨认的星座之一星座的识别与观察找到黑暗地点远离城市光污染，选择郊外或山区等黑暗地点观星一个好的观星地点应该能看到明显的银河最好在新月前后几天观星，因为月光也会影响暗弱天体的可见度记得提前检查天气预报，选择晴朗无云的夜晚使用星图或应用借助星图或智能手机星空应用（如星图、天文通、等）帮助识别星座Sky Guide这些应用可以根据你的位置和时间显示当前可见的星座，只需将手机对准天空，屏幕就会显示你正在看的天区内容从亮星开始识别先找出天空中最亮的几颗星，如天狼星、织女星或参宿四，然后以这些亮星为参考点，逐渐识别出完整的星座北极星是北半球观星的重要参考，可以通过北斗七星的指向找到它培养观星习惯定期观星，注意不同季节可见的星座变化春季可以观察到狮子座和大熊座，夏季有天鹰座和天琴座，秋季有飞马座和仙女座，冬季则有猎户座和金牛座等随着时间推移，你将能够轻松识别越来越多的星座宇宙的尺度地球与月球平均距离万公里，光需秒到达

38.

41.3太阳与地球平均距离亿公里，光需分钟到达

1.58最近恒星比邻星距离光年，光需年到达

4.

244.24银河系直径约万光年，光需万年穿越1010可观测宇宙直径约亿光年，包含万亿个星系9302为了测量宇宙中的巨大距离，天文学家使用光年作为单位，即光在真空中一年行进的距离，约万亿公里即使以光速（每秒万公里）旅行，也需要年才能到达

9.

46304.24最近的恒星比邻星，需要万年才能到达银河系中心，需要万年才能到达最近的大星系仙女座星系

2.5250哈勃太空望远镜年米

199013.2发射时间望远镜长度由发现号航天飞机送入轨道主镜直径米

2.4万张次545拍摄照片数量维修任务超过万个天体宇航员进行太空行走维护

1.5哈勃太空望远镜是人类历史上最重要的天文设备之一，它环绕地球运行，高度约为公里由于位于大气层之外，哈勃可以避开地球大气对光线的干扰和吸收，获得极高清晰度的宇宙图像550哈勃的观测使人类对宇宙的认识有了革命性的进步它帮助确定了宇宙的年龄和膨胀速率，发现了数千个星系，研究了恒星的生与死，观测到行星形成的过程，甚至拍摄了著名的深空视场图，显示了上万个遥远的星系哈勃拍摄的绚丽太空图像不仅具有科学价值，还极大地激发了人们对宇宙的兴趣詹姆斯韦布太空望远镜·新一代太空观测设备红外观测能力詹姆斯韦布太空望远镜（）韦布望远镜主要在红外波段工作，·JWST是哈勃望远镜的继任者，于年可以看透宇宙中的尘埃云，观察2021月日发射升空它是迄今为止到其中正在形成的恒星和行星它1225人类发射的最大、最复杂的太空望也能观测到距离地球非常遥远的天远镜，主镜直径达米，是哈勃的体发出的光，这些光经过宇宙膨胀

6.5倍，收集光线的能力是哈勃的已被拉伸到红外波段这使韦布能

2.7倍，能够观测到更遥远、更暗够研究宇宙早期形成的第一批恒星100弱的天体和星系遥远的工作位置不同于环绕地球运行的哈勃，韦布望远镜位于距地球万公里远的拉格朗日150点在那里，地球和太阳的引力平衡，使望远镜能够稳定运行韦布还配备L2了巨大的遮阳板，将自身温度保持在极低水平，这对其敏感的红外探测器至关重要人类首次登月年月日1969716阿波罗号从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，搭载宇航员尼尔阿姆斯特朗、巴11·兹奥尔德林和迈克尔柯林斯··年月日1969720登月舱鹰号降落在月球表面的静海区域阿姆斯特朗通过无线电向地球报告鹰已着陆几小时后，阿姆斯特朗成为第一个踏上月球表面的人类，说出了那句著名的话这是一个人的一小步，却是人类的一大步月球表面活动阿姆斯特朗和奥尔德林在月球表面活动了约小时，竖起美国国旗，收集了约公斤

2.522的月球岩石和土壤样本，进行了多项科学实验，并与时任美国总统尼克松通话年月日1969724阿波罗号返回舱安全溅落在太平洋，结束了这次历史性的太空任务宇航员被立即11隔离，以防止可能的月球微生物污染地球中国的航天成就东方红一号神舟飞船年，中国成功发射第一颗人造卫星年，杨利伟乘坐神舟五号飞船进入19702003东方红一号，成为世界上第五个独立太空，中国成为世界上第三个能够独立发射卫星的国家开展载人航天活动的国家天宫空间站嫦娥工程年，天宫空间站核心舱发射入轨，年，嫦娥三号实现中国首次月球软20212013中国开始建造自己的空间站年着陆；年，嫦娥四号首次实现人类20222019底，天宫空间站完成字基本构型的探测器在月球背面软着陆；年，嫦T2020在轨组装建造娥五号成功采集月球样本并返回地球世界著名太空人尤里加加林尼尔阿姆斯特朗杨利伟··年月日，苏联年，美国宇航员尼年，杨利伟乘坐神196141219692003宇航员尤里加加林乘坐尔阿姆斯特朗作为阿波舟五号飞船进入太空，··东方一号飞船成为首罗号任务的指挥官，成为首位中国航天员11位进入太空的人类他成为首位踏上月球表面（太空人）他的太空绕地球飞行一周，飞行的人类他在月球上留之旅标志着中国成为世时间为分钟加加下的脚印可能会保存数界上第三个能够独立将108林的太空之旅开启了人百万年，成为人类探索人送入太空的国家，是类探索太空的新时代精神的永久象征中国航天事业的重要里程碑瓦莲京娜捷列什科·娃年，苏联宇航员瓦1963莲京娜捷列什科娃成为·首位进入太空的女性她乘坐东方六号飞船在太空中度过了近天时3间，创造了当时女性在太空停留时间的纪录空间站与国际合作空间站运行时间参与国家组织主要成就/礼炮一号年苏联首个空间站1971和平号年苏联俄罗斯运行年的长期空间站1986-2001/15国际空间站年至今美、俄、欧、日、加最大的空间站，持续有人驻留ISS1998天宫空间站年至今中国中国自主建造的空间站2021国际空间站（）是人类历史上最大的国际科研合作项目之一，由美国、俄罗斯、欧洲空间局、日本和加拿大共同建造和运营自年月起，国际空间站一直有宇航ISS200011员连续驻留，是人类在太空中持续存在的时间最长的记录空间站为科学家提供了独特的微重力环境，用于开展生物学、物理学、天文学和材料科学等领域的实验在这里进行的研究不仅增进了我们对太空的了解，还帮助解决了地球上的问题，如开发新药物和材料虽然各国在地球上可能存在政治分歧，但在太空中，国际合作展现了人类共同探索宇宙的决心火星探测计划中国祝融号美国毅力号年月，中国天问一号任务的火星车祝融号成功着陆年月，美国的毅力号火星车成2021520212NASAPerseverance在火星乌托邦平原南部这使中国成为继美国之后第二个成功在功着陆在火星的杰泽罗陨石坑这是第五辆成功着陆火星NASA火星表面软着陆并开展巡视探测的国家的探测车，也是技术最为先进的一辆祝融号配备了多种科学仪器，包括多光谱相机、雷达、气象毅力号的主要任务是寻找古代微生物生命的迹象，收集岩石测量仪等，主要任务是研究火星的地质结构、土壤特性、水冰分和土壤样本以便未来带回地球，并测试为未来人类探索提供氧气布和大气成分它成功工作了近一年，行驶里程约为千米，发的技术它还携带了机智号直升机，这是首个在另一个星球2回了大量火星表面图像和科学数据上飞行的航空器，已成功完成多次飞行任务小行星探测日本隼鸟任务年，日本宇宙航空研究开发机构的隼鸟号探测器成功着陆在小2005JAXA行星丝川上，这是人类首次从小行星表面采集样本的尝试尽管任务过程中遇到了许多技术问题，但隼鸟号最终在年成功将样本送回地球2010隼鸟号后续任务2年，隼鸟号探测器到达小行星龙宫，不仅采集了表面样本，还20182首次采集了地下样本，甚至在小行星表面释放了小型探测器年202012月，样本胶囊成功返回地球，带回了约克的小行星物质，这些样本包含

5.4了太阳系早期形成的原始物质美国任务OSIRIS-REx年月，美国的探测器在小行星贝努表面成202010NASA OSIRIS-REx功采样这颗小行星被认为含有太阳系早期形成的原始物质，可能包含有机分子，这是生命的基本构建块年月，这些宝贵的样本已安20239全返回地球，为科学家提供了研究太阳系起源的珍贵资料太空望远镜的作用发现新天体发现遥远的星系、恒星、行星等天体深入研究分析天体光谱、成分和物理特性揭示宇宙历史观测宇宙早期形成的天体和结构寻找生命迹象研究系外行星大气成分太空望远镜是人类探索宇宙的眼睛，它们被放置在太空中，避开了地球大气层对光线的干扰和吸收不同的太空望远镜观测不同波段的电磁辐射，如可见光（哈勃）、红外线（韦布）、射线（钱德拉）等，共同构建了我们对宇宙的全面认识X这些望远镜帮助我们确定了宇宙的年龄、膨胀速率，发现了数千个系外行星，观测到了黑洞的活动，甚至拍摄到了宇宙微波背景辐射大爆炸的余辉它们——捕捉的绚丽图像不仅具有重要的科学价值，还激发了公众对宇宙的兴趣和想象力，推动了科学教育和文化发展未来宇宙探索计划重返月球的阿尔忒弥斯计划和中国的探月工程都计划在年前后将宇航员送NASA2030上月球表面，并建立月球基地这将是人类半个多世纪以来首次重返月球火星探索美国、中国和欧洲都计划在年代执行载人火星任务和公2030NASA SpaceX司已经在开发相关技术，包括大推力火箭、深空居住舱和火星着陆系统小行星开发科学家正研究小行星采矿技术，以获取稀有金属和太空用水小行星富含铂、金等贵金属，未来可能成为太空经济的重要资源新一代望远镜更先进的太空望远镜将帮助我们探索宇宙深处和寻找生命迹象欧空局的望远镜将专注于寻找宜居系外行星PLATO宇宙中的极端天体超新星爆发中子星磁星超新星是大质量恒星生命终结时的壮观爆中子星是超新星爆发后，恒星核心坍缩的产磁星是一种特殊的中子星，拥有极其强大的发，其亮度可以超过整个星系，能量释放巨物，是已知宇宙中密度最大的天体之一一磁场，强度可达普通中子星的千倍，是宇宙大，足以在数秒内释放出太阳一生中所有能茶匙中子星物质的重量可达数十亿吨尽管中已知最强磁场的天体磁星偶尔会释放巨量的总和这些爆发将恒星的外层物质抛向直径通常只有约公里，但中子星的质量却大的能量爆发，产生伽马射线暴，这些爆发20太空，形成美丽的超新星遗迹，同时在爆发有太阳的至倍中子星快速自转产生强能量巨大，即使发生在数千光年外，也能影

1.42过程中合成了包括金、银、铂等重元素，这大磁场，磁极发出的辐射形成脉冲星现响地球的高层大气科学家认为，磁星的强些元素后来成为形成行星和生命的材料象，像宇宙灯塔一样按固定频率向我们发送磁场可能来自中子星内部的特殊动力学过信号程神秘的暗物质看不见的巨量物质引力证据暗物质是一种神秘的物质形式，虽然看不见暗物质，但我们能观它不发射、吸收或反射光，因此察到它的引力效应星系的旋转无法直接观测科学家推测，暗速度、星系团中的气体分布、引物质约占宇宙总质量的，然力透镜效应等现象都表明，宇宙85%而它的具体性质至今仍是物理学中存在着大量我们无法直接观测中最大的谜团之一到的物质这些观测与已知可见物质的引力计算不符，需要引入暗物质来解释宇宙骨架暗物质形成了宇宙的骨架结构，被称为宇宙网可见物质（如星系）沿着这个暗物质网络分布，就像蜘蛛网上的露珠模拟表明，如果没有暗物质，现今宇宙中的大尺度结构将无法形成暗物质的引力作用对星系和星系团的形成起着关键作用宇宙中的暗能量可能存在的外星生命生命的基本要素宜居带行星科学家认为，生命至少需要液态随着系外行星探测技术的发展，我水、能量源和适当的有机化学环们已发现多颗位于恒星宜居带的岩境太阳系中，火星曾有液态水流石行星，如比邻星和b TRAPPIST-1动的证据；木卫二（欧罗巴）和土系统中的几颗行星这些行星距离卫六（泰坦）等卫星可能在表面冰恒星的位置使得其表面温度可能适层下存在液态水海洋这些地方都合液态水存在，是寻找地外生命的是寻找太阳系内生命的热点优先目标费米悖论费米悖论指出如果宇宙中存在众多先进文明，那么至少其中一些应该已经发展出星际旅行技术，为何我们还没有观测到它们的存在？可能的解释包括高级文明极为罕见；星际旅行存在根本障碍；它们主动避免接触我们；或者文明往往在发展到能进行星际旅行前就自我毁灭星际旅行的想象速度挑战即使以光速（每秒万公里）旅行，也需要年才能到达最近的恒星系统而根据爱

304.2因斯坦相对论，物质无法达到光速目前人类最快的航天器旅行者号，需要约万17年才能到达比邻星理论可能性科学家提出了多种理论上可行的星际旅行方式，如核脉冲推进（欧利翁计划）、太阳帆、反物质引擎等这些技术可能将旅行时间缩短到数十或数百年然而，即使这样，星际旅行仍需要多代人的时间超光速假设科幻作品中常见的超光速旅行方式，如曲速引擎、超空间跳跃等，在理论物理学中也有某些对应概念，如阿尔库比耶驱动（通过弯曲空间而非超过光速移动）但这些概念需要目前无法获取的负能量或引力操控技术人类因素长时间星际旅行面临的不仅是技术挑战，还有生物学和社会学问题，如辐射防护、封闭环境中的心理健康、资源循环利用、社会结构维持等代际飞船概念提出，乘客的后代将到达目的地宇宙的未来与归宿持续膨胀恒星寿命终结观测表明，宇宙正在加速膨胀如果这在未来几万亿年内，新恒星的形成将逐种膨胀继续，星系间距离将不断增加，渐停止，随着燃料耗尽，现有恒星将相最终遥远星系的光将无法到达我们在继熄灭最长寿的红矮星可能存活数万非常遥远的未来，我们的银河系将与仙亿年，但最终宇宙中所有恒星都将停止女座星系碰撞合并，形成一个新的椭圆发光，进入恒星时代的终结星系热寂黑洞主导时代根据热寂理论，宇宙将达到热力学平在恒星熄灭后，黑洞将成为宇宙中活跃衡状态，能量均匀分布，温度接近绝对3的天体然而，根据霍金辐射理论，黑零度在这种状态下，不再有可用于做洞也会缓慢蒸发，最终在极其漫长的时功的自由能量，所有物理过程实际上都间尺度上（年量级）消失10^100会停止，宇宙将变得死寂天文望远镜的种类光学望远镜其他类型望远镜折射望远镜使用透镜收集和聚焦光线，是伽利略和开普勒使用射电望远镜接收天体发出的无线电波，可以看到光学望远的最早天文望远镜类型其优点是图像清晰，无需定期调整；缺镜无法观测的天体和现象射电望远镜通常体积巨大，如中国的点是存在色差问题，且大口径折射镜难以制造，所以现代大型望天眼，口径达米多个射电望远镜可以组成干涉阵FAST500远镜很少采用纯折射设计列，如拍摄黑洞照片的事件视界望远镜反射望远镜使用镜面反射和聚焦光线，由牛顿发明反射镜没射线和伽马射线望远镜观测高能宇宙现象，如黑洞活动、超X有色差问题，且大口径反射镜较易制造，因此现代大型专业天文新星爆发等由于地球大气会吸收这些辐射，这类望远镜通常需台多采用反射式设计哈勃太空望远镜和韦布太空望远镜都是反要放置在太空中，如钱德拉射线天文台和费米伽马射线望远X射式望远镜镜业余天文学家重要发现入门装备观星技巧参与社区业余天文学家对天文学做出初学者可以从双筒望远镜开观星时应选择远离城市光污加入当地天文俱乐部或在线了许多重要贡献例如，澳始，它们价格实惠，使用简染的地点，新月前后几天是天文社区是学习进步的捷大利亚的罗伯特伊文斯发现单，能观测月球表面细节、最佳观星时间带上星图或径许多天文协会定期举办·了超过颗超新星；日本的木星的卫星和明亮的星团使用星空应用程序帮助识别观星活动、讲座和工作坊40小行星猎手中村和直子发进一步可考虑小型天文望远天体观察时应先让眼睛适业余天文学家还可以参与公—现了数百颗小行星；美国的镜，口径厘米的望远镜应黑暗（至少分钟），使民科学项目，如变星观测、8-1515天文爱好者汤姆鲍沃斯于就能观测行星细节、星云和用红光手电筒不会影响夜视流星计数或系外行星搜寻计·年发现了一颗明亮彗星系天文摄影爱好者则需能力天文学是一项需要耐划，为专业天文研究做出贡2020星这些发现证明，专业设要赤道仪和天文相机等更专心的活动，学会细致观察和献备和学术背景并非进行天文业的设备记录是提高的关键发现的必要条件保护太空环境太空垃圾问题近地轨道上约有万个被追踪的碎片

2.3潜在危害高速碰撞可能损坏卫星和空间站清理方案各国正研发太空垃圾清理技术国际合作需要全球共同努力制定太空环境保护法规随着太空活动的增加，近地轨道上的人造物体数量急剧增长这些物体包括废弃的火箭上级、失效的卫星、以及因碰撞或爆炸产生的碎片即使是厘米级的碎片，由于轨道速度极高（约每秒公里），撞击力也足以造成严重损害7-8卡斯勒症候群（）理论预测，太空垃圾可能达到临界密度，引发连锁碰撞反应，使某些轨道在数十年内无法使用为应对这一挑战，各国正在研Kessler Syndrome发主动清除技术（如网、鱼叉、激光等），同时制定新航天器的设计标准，确保任务结束后能够安全离轨国际社会也在努力建立太空交通管理体系，协调各国太空活动，保护这一人类共同的资源宇宙趣味冷知识宇宙中充满了令人惊奇的事实例如，我们看到的流星雨其实是微小的尘埃颗粒大多仅有沙粒大小进入地球大气层时燃烧产生————的光迹科学家分析的星际云团中发现了乙醛，这种物质闻起来类似覆盆子；而银河系中心附近的气体云则含有乙醇酸酯，这种物质的气味被描述为烤杏仁太空中的声音也很有趣虽然太空是真空，声波无法传播，但能够将电磁波转换为可听声音这样听到的土星环声音如同幽灵——NASA般神秘，而中子星（脉冲星）的信号则像节奏稳定的哔哔声宇航员在太空中不能喝普通水，因为在微重力环境下，水会形成漂浮的水球所以他们使用特制的带吸管的密封袋喝水，防止水滴飘散和损坏设备宇宙中的伟大发现宇宙微波背景辐射（年）1964阿诺彭齐亚斯和罗伯特威尔逊意外发现了来自宇宙各个方向的微弱辐射这被证实是大爆炸约··万年后宇宙中释放的光子，是大爆炸理论的关键证据这一发现为他们赢得了年诺贝尔381978物理学奖宇宙加速膨胀（年）1998两个独立研究小组通过观察遥远超新星发现，宇宙膨胀速度正在加快，而非如预期般减慢这一惊人发现导致了暗能量概念的提出，彻底改变了我们对宇宙命运的理解为此，索尔珀尔马·特、布莱恩施密特和亚当里斯获得了年诺贝尔物理学奖··2011引力波首次观测（年）2015探测器首次直接观测到引力波，这是爱因斯坦在年预测的时空波动这些引力波来自LIGO1916两个黑洞的合并，它们在亿年前发生碰撞，产生的能量在瞬间超过整个可见宇宙的输出13年，项目的主要科学家因此获得诺贝尔物理学奖2017LIGO首张黑洞照片（年）2019事件视界望远镜团队发布了人类历史上第一张黑洞照片，这是位于星系中心的超大质量黑M87洞这张照片证实了爱因斯坦广义相对论的预测，展示了黑洞周围的光环和中央的阴影，代表了天文学和成像技术的重大突破小学生自由提问环节鼓励好奇心互动交流思考与讨论提问是科学进步的动力！我们鼓励每一位在这个环节中，我们将一起探讨宇宙的奥同学们可以就彼此的问题进行思考和讨同学大胆提出自己关于宇宙的疑惑和好秘老师会尽力回答每个问题，但也会告论有时候，一个问题可能引发更多有趣奇无论问题看起来多么简单或复杂，都诉你科学家们尚未解答的谜题记住，科的问题和想法科学是一项集体努力，通值得认真思考和讨论伟大的科学家爱因学总是在发展的，今天的未知可能成为明过交流和合作，我们可以一起构建对宇宙斯坦曾说重要的不是答案，而是提出天你解开的谜题！提问时，请举手并清楚更加丰富的理解请尊重每个人的提问和问题地表达你的问题想法，因为多样的思考方式是科学发展的宝贵资源有趣的太空实验太空植物生长水在太空中的形态在国际空间站上，宇航员进行了多在微重力环境中，水会形成漂浮的项植物生长实验有趣的是，植物水球，表面张力使水分子聚集成球在微重力环境中生长方向会变得混形宇航员可以玩弄这些水球，乱，因为它们无法感知向下的方甚至可以用吸管穿过水球而不破坏向然而，植物仍然能够在太空中它的形状如果将一个振动物体靠生长和产生种子，这对未来太空殖近水球，水球会形成复杂的波纹和民地的食物生产至关重要形状，展示流体力学的奇妙现象小学生也能参与许多太空实验的地面对照组可以在学校或家中进行例如，你可以比较在不同条件下种子的发芽情况，模拟不同方向的重力（通过旋转或倾斜）通过简单的材料，我们可以探索表面张力、气泡形成等现象，理解水在微重力环境中的行为原理宇宙知识小测验123太阳系中最大的行星是哪一个？离太阳最近的行星是宇宙起源于土星木星天王星地球水星金星地球火星大融合大爆炸大碰撞大膨胀A.B.C.D.A.B.C.D.A.B.C.D.45地球到月球的平均距离约为太阳的主要成分是万公里万公里万公氧气和二氧化碳氢和氦铁和镍A.

3.84B.

38.4C.384A.B.C.D.里万公里岩石和金属D.3840通过这个小测验，我们可以检验自己在课堂上学到的宇宙知识正确答案是（木星）、（水星）、（大爆炸）、（万1-B2-A3-B4-B

38.4公里）、（氢和氦）每个问题背后都有我们在课堂上学习过的重要概念，希望大家都能取得好成绩！5-B总结与展望思考方式知识总结天文学教会我们科学思考的方法观察我们一起探索了从宇宙起源到行星运现象、提出假设、验证理论，并愿意根动，从恒星生命到人类太空探索的各个据新证据修正观点这种思考方式不仅方面宇宙的浩瀚与神秘让我们感到敬适用于天文学，也是解决生活中各种问畏，也激发了我们的好奇心和探索欲题的有力工具未来展望追逐梦想人类的宇宙探索才刚刚开始随着技术或许今天听课的你，未来会成为科学进步，我们将能探测更遥远的天体，发家、宇航员或太空工程师，为人类探索现更多奇妙现象，或许有一天能回答宇宙做出贡献希望宇宙的奥秘能继续我们在宇宙中是否孤独这样的终极问激发你的想象力和创造力题。