《宇宙的未来》PPT精品课件

作者介绍：
史蒂芬.霍金 (1942.1.8-2018.3.14) 生于牛津， 那一天刚好是伽利略逝世三百年。可能因为他出生 在第二次世界大战的时代，所以小时候对模型特别 着迷。他十几岁时不但喜欢做模型飞机和轮船，还 和学友制作了很多不同种类的战争游戏，反映出他 研究和操控事物的渴望。这种渴望驱使他攻读博士 学位，并在黑洞和宇宙论的研究上获得重大成就。
霍金的工作是令人惊叹的，可是有着如此伟大 发现的人，却是一个身患肌肉萎缩症的病人，除 了思想，几乎全身不能动弹，不能说话，头向前 垂落。正因为这点，他更加引起全世界人们的关 注和尊敬。在开始患病时，他意识到自己的生命 行将结束，于是抓紧时间，全心投入，谁也没想 到他不仅活了下来，而且成果累累。他的成功， 当然离不开他的天才，但那种不向厄运低头的精 神，是没有人不敬佩的。由此可见，人的精神力 量是难以想象的，一个人要有精神，一个民族也 要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上难以 逾越的障碍。
5.作者讲演的题目是“宇宙的未来”，却先讲了许多 历史故事，这起到了什么作用?你认为这是“跑题” 了还是与话题有关联?
明确：如同中国古代说书人先讲一段别的故事 以引起正题一样，这篇讲演先从古代的先知和 女巫谈起，以引起听众的兴趣，起到了引出话 题的作用。作者敢于讽刺那些古代预言家，正 是代表科学界表明了一种自信，因为科学的预 言是建立在科学研究基础之上的，是可以用科 学原理加以说明的。所以说，“讲史”是为了 “衬今”，不是“跑题”，而是与话题相关的。
梳理结构
1-6： 科学家有信心预言未来
7-11： 再分析阻碍预言的东西 12-13： 指出可预言的科学依据
14-21： 描绘宇宙未来具体景象 22-25： 影响预言的不确定因素
26： 最后对全文进行小结
4、对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什么问题?
明确：“对宇宙未来的预言，其关键问题在于 ：平均密度是多少。”
大爆炸形成宇宙的膨胀。如果宇宙的密度大于某 个临界值，吸引力将最终使膨胀停止并使宇宙开始重 新收缩，最终宇宙就会坍缩到一个具有无限密度的奇 性的大挤压，时间本身就会在大挤压处终结。大挤压 之后的存在是不能预言的。
如宇宙密度小于该临界值，宇宙就不会坍缩， 它会继续永远膨胀下去，星系们会继续以恒常速度 相互离开。现在的宇宙正在膨胀 ,至少在100亿年 内不会停止。（14－19）
6. 作者认为，科学家预言宇宙的未 来，必须摆脱哪些思想局限？ (1).我们只了解正常情况下物体的科学定律，不 知道制约在极端条件下的精确定律，故不能预言 宇宙的未来。（7-8）
(2).我们受到时间尺度的制约，故不能预言宇 宙的未来。（9） (3).我们毁坏和消灭环境能力的增长比利用这 种能力的智慧的增长快得多，故不能预言宇宙 的未来。 （10） (4).我们不能肯定星球在轨道上的微小扰 动长期积累会产生怎样的变化，故不能预 言宇宙的未来 （11）
8、在对宇宙的未来的预言中，存在哪些不确 定的因素？
有两个 一是可能存在当前我们未知的暗物质，它 们会影响大爆炸后一秒钟内宇宙的初始密度， 从而影响对宇宙最终坍缩时间的确定（22、23）
二是对宇宙的初始密度的确定有着不同的认识： 一是按照人择原理去确定，一是按照暴涨理论 去确定。二者有较大差距（24-25）
2、用一句话简要地说出本文的内容： 明确：本文讲的是宇宙的未来问题，预 测了两种结局：或膨胀，或收缩。
3、提炼本文要点：
①科学家有信心预言未来。
②巫师的预言模棱两可，宗教的预言屡测屡败。 ③物理方程、制约大脑的方程具有混沌性，因此我们 不能预言人类；而宇宙的行为在非常大尺度下却是简 单的，而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的 未来。 ④宇宙的未来有两种可能，一是继续膨胀下去，二是 收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是坍缩，取决于宇 宙的平均密度。 ⑤宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来 的临界点上，所以两种可能都会发生。
宇 宙 的 未 来
霍金
来凤一中陈春梅
四方上下曰宇， 古往今来曰宙。
——东汉高诱《淮南子·原道训》注
宇宙（Universe）是由空间、时间、 物质和能量所构成的统一体。是一切空 间和时间的综合。一般理解的宇宙指我 们所存在的一个时空连续系统，包括其 间的所有物质、能量和事件。宇宙根据 大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约 200亿年。
例4 讽刺近代宗教预言家时说“幸运的是， 数人名看来要花很长的时间”。 明确：委婉地道出这些“末日预言者”的尴 尬与无奈。
例5 在反思世界末日会使股票下跌时说： “虽然它使我百思不解，为何世界的终结会 使人愿意用股票来换钱，假定你在世界末日 什么也带不走的话。” 明确：有力地讽刺了有关世界末日的预言 给人们精神上造成的恐慌。
在大约100亿年以后，宇宙中大多数恒星都已 把燃料耗尽，似太阳质量的恒星，不是变成白矮星 就是变成中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。 这些宇宙残留物继续绕着银河系中心每100亿年转一 圈，它们互相碰撞，使一些被抛到星系外面去，余 下的会渐渐在中心附近稳定下来，最终汇聚在一起， 形成一个巨大的黑洞。最后这个黑洞可能在10的90 次方年的时间蒸发掉（ 20－21）
③如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，太阳将耗尽 它的核燃料，变成一颗白矮星。在大约一百亿年后， 具有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星，具有更 大质量的恒星会变成黑洞。 ④黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞，只 要有足够长的时间，巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。 ⑤在星系或星系团之外，应该存在有足够的暗物质， 这些暗物质能使密度达到临界值，从而可能会使宇 宙最终坍缩。但这个时间肯定在一百五十亿年之后。
《时间简史》出版（1988年）后，剑
桥的应用学和理数论物理系的气氛有了 微妙的变化，不断有世界各地的报刊的 记者要求访问霍金，在以后的两年时间 里，电视台工作人员不时地占用大楼， 他们要为这位世界上最著名的科学家拍 一部有关他生活的记录片。在不同的国 家用不同的语言反复讲述同一故事：霍 金如何凭着自己的勇敢,克服了身体的残 疾,成为科学的巨人和新闻媒介的英雄。 一批又一批的新闻记者访问了霍金,在西 尔弗大街那凌乱的办公室，并和这位公 众新近的英雄度过激动人心的时刻。
霍金十三、四岁时已下定决心要从事物理学和 天文学的研究。十七岁那年，他考到了自然科学的 奖学金，顺利入读牛津大学。学士毕业后他转到剑 桥大学攻读博士，研究宇宙学。不久他发现自己患 上了会道致肌肉萎缩的卢伽雷氏病。由于医生对此 病束手无策，起初他打算放弃从事研究的理想，但 后来病情恶化的速度减慢了，他便重拾心情，从挫 折中站起来，勇敢地面对这次的不幸，继续醉心研 究。
2、“这有一点像是再投胎。如果有人声称一个 新生的婴儿是和某一死者等同，如果该婴儿没从 他的以前的生命遗传到任何特征或记忆，这种声 称有什么意义呢?人们可以同样地讲，它是完全 不同的个体。”
明确：用这个比喻形象地说明宇宙在大挤 压处终结后，并不是任何发生在之后的事 件都是另一个相分离的宇宙的部分。
1、霍金对宇宙未来的预言主要有以下一些观点：
①宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关，如果平 均密度小于某个临界值，它就会永远膨胀。如果平均 密度大于临界值，宇宙就会坍缩，时间本身就会终 结。 ②在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗 物质，它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住， 不至于使这些星系或星系团飞散开去。
7、作者认为科学家可以预言宇宙的未来的 根据是什么？ 1. 我们观察到的从外空间各个方向来的微波幅射背景 的温度极其接近，这表明宇宙的膨胀是平滑而非混沌 的。（12段） 2. 我们根据地球在太阳系中的地位以及其所属的 星系中的地位，推断出任何其他星系的任何背景亦 相同，故可确定在大尺度下宇宙的行为是简单的， 可以预言 。 （13段）
这是美国 宇航局海 盗号环绕 器拍摄的 火星全球 照片。图 中可以清 晰地看到 巨大的 “水手 谷”。水 手谷长约 4000公里， 深度约8公 里
火星表面
火星表面的景色。这是由着陆在火星表面 的探路者号探测器拍摄的。远处可见名为 “双子峰”的火星山峰
这是位于北天天龙星座的行星状星云 NGC 6543， 俗称“猫眼星云”。距地球约3000光年
本文是史蒂芬·霍金1991年1月在剑桥大学的一 次演讲录。这篇演讲，从古代巫师的预言，谈到近代 宗教的预言，然后过渡到自己对宇宙未来的预言，结 构严谨，重点突出。作者运用天体物理学理论，对宇 宙未来作出了两种预测，一是继续膨胀下去；二是收 缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是收缩，取决于宇宙 的平均密度。“如果它比临界值小，宇宙就将永远膨 胀。但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩，而时间 就会在大挤压处终结。”可“现在密度似乎非常接近 于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度”，所以两 种结果球约 8000光 年。它 是一个 年轻的 行星状 星云
这是著名的“指环星云”M57。这个行星状星 云的直径约是1光年，距地球约1000光年，位 于天琴座
这是距地球约3000光年的“蛋形星云” 。其 中央的恒星与太阳类似，它成为一颗红巨星还 不到一百年
这是著名的“蟹状星云”。“蟹状星云”是一 颗1054年爆发的超新星的遗迹，距地球约6500 光年
轮椅上的勇士
2007年4月，霍金在飞机上体验零重力
奥巴马为霍金颁发总统自由勋章
1985年霍金中国行
2006年霍金中国行
2002年霍金中国行
• 素材积累:霍金名言
1、如果一个人没有梦想，无异于死掉。 2、无论命运有多坏，人总应有所作为，有生 命就有希望。 3、身体和精神是不能同时残障的。 4、上帝既造就天才，也造就傻瓜，这不取决 于天赋，完全是个人努力程度不同的结果。
•细读课文
品味语言
运用了许多风趣幽默的语言，使得这样一篇旨在说明科学道理的 学术演讲，让人能够在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。 1“例如，如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式，就会改 变出来的数字。你在实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物 理学家就会在赌场发财。”