宇宙是如何起源，又是如何演化、发展、灭亡的？自古以来一直是人类最感兴趣和不断探索的问题之一，这也是本课程要向学习者介绍的内容，包括牛顿的万有引力理论，爱因斯坦的广义相对论，霍金的宇宙观，时间、历法，太阳系，恒星，星系，致密天体，宇宙论等。

—— 课程团队

开课时间：2023年09月26日 ~ 2024年01月23日

第16次开课

课程概述

  在当今社会，向学习者介绍科学的宇宙观和方法论显得很有必要，这在很大程度上有利于学习者掌握用辩证唯物主义的观点观察问题和解决问题的能力。

  浩瀚的宇宙展现了无比的壮丽，同时也展现了无穷的神秘。人类自从诞生起，就开始了对宇宙的观察和思考。但到目前为止，并没有一种理论能够揭示所有的宇宙奥秘，就连宇宙是如何起源的这一似乎再简单不过的问题，其理论也正在不断争论、发展之中。是什么物质创生了宇宙？创生宇宙的物质从何而来？是什么力量使创生宇宙的物质创生了宇宙？无数的疑惑，无数的问题，促使人们进行无尽的思索，无尽的遐想，这种遐想甚至超越了常人思维的极限。本课程向学习者介绍传统的经典理论，最新的天文学发现和研究成果，开拓学习者的知识面。

授课老师：

赵江南，男，1962年生，江苏宜兴人。学 位：博士   职称：教授。

 1979年9月进入南京大学天文系天体物理专业学习，1983年7月毕业后进入武汉大学空间物理系 工作。2001年任武汉大学电子信息学院副教授，从事空间物理学和光电技术等方面的研究。出版教材五本，其中《宇宙新概念》第三版，武汉，武汉大学出版社2014.7，和《宇宙简史》，武汉，武汉大学出版社2015.9，适合同学们作为本课程的参考书籍。

二：主要研究项目：

   1).哨声波驱动重联卫星观测数据分析，自然科学基金，2005-2007年，主要成员

   2).地球空间暴多空间层次和多时空尺度的驱动过程，自然科学基金，2008-2010年，参与

   3).国家重大课题“机动式车载法布里-帕罗干涉成像测风仪研制”，国防863项目，2007-2010年，主要成员。

课时：星系

知识点一：星系 银河系

星系是几十亿至几千亿颗恒星以及星际气体和尘埃物质等组成的天体系统。星系的运动包括两方面:一是星系内部的运动，二是星系整体的运动。银河系 是在晴朗的夜晚，可以看到天空中有一条明亮的相当宽的星带，它环绕整个天空。这条光带称为银河。银河系大体上可以分为银盘和银晕两部分:银盘是圆盘状的恒星密集区，银晕是一个范围更大的、比较接近球状的区域。银河系具有旋涡状结构。银河系的运动一种是绕银河系中心的转动，另一种是杂乱无章的运动。星族I :0型星、B型星、长周期造父变星、银河星团、星云等。星族Ⅱ:星系核心部分的恒星、天琴座RR型变星、球状星团等。18世纪中叶，人们普遍认为银河系中的恒星是对称分布的。1785年赫歇耳用恒星计数法描绘出银河的结构，认为银河是扁平状的结构。1930年最终确立了现代银河系的结构。

知识点二：河外星系

河外星系是在银河系之外，还有更深远的空间，那里分布着与银河系类似的天体系统--星系、星系群和星系团。河外星系的观测和研究改变了人类对宇宙的认识。恒星和天体运动可分为两种运动:自行:在天球切线方向的分量。视向运动:在视线方向的分量。运动速度称为视向速度。利用多普勒效应测得的是视向速度。只有离银河系较近的几个星系是紫移，其余都是红移。河外星系的起源较流行的看法是:在宇宙大爆炸后的膨胀过程中，分布不均匀的星系前物质收缩形成原星系(类似于第三章所说的原恒星)，再演化成星系。

目前对星系演化过程比较流行的看法认为:原始星系云在收缩过程中，出现第一代恒星，在原星系的中心区，收缩快、密度高，恒星形成的几率就大，最后变为旋涡星系的星系核或形成整个椭圆星系。

知识点三：正常星系和特殊星系

20世纪前半叶，人们建立起的星系概念称为正常星系。20世纪50年代以后所发现的一些有特殊性质的星系称为活动星系。正常星系基本上处于引力平衡状态，发出的辐射可以认为是热辐射。而特殊星系引力不平衡，演化进度大大高于正常星系的演化速度，伴随着高速膨胀、物质抛射和爆炸现象。有非热连续光谱，特别是在紫外、红外、射电波段有极强的辐射。星系中活动最剧烈的要数类星体。

类星体是20世纪60年代天体物理的四大发现之一。经过几十年来的不懈努力，科学家们基本上揭开了类星体的秘密:它们是遥远的活动星系的亮核，我们所观测到的类星体并不是这类星系的全貌而仅是其核心特别明亮的部分，因为过于遥远，亮核区以外的暗弱部分难以被观测到。

课后习题一：

下列关于银河系说法错误的是()

A.太阳位于银盘上，但并不在银盘的对称面银面上

B.银河系大体可分为银盘和银晕两个部分

C.属于银盘的天体有O型星，B型星，长周期造父变星等

D.银盘是圆盘状的行星密集区，形如一块铁饼

正确答案：D

课后习题二：

下列关于正常星系和特殊性系说法错误的是()

A.正常星系基本处于引力平衡状态

B.特殊星系发射光谱全部是热辐射，没有非热连续光谱

C.特殊星系的引力不平衡

D.正常星系发出的辐射为热辐射

正确答案：B

课程感悟：让我们一起从银河系出发，逐步向深空探索，亲历众多星球的诞生、成长与消亡，欣赏宇宙之美，掌握宇宙演化与变迁的规律。