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我的单词本
初中三年级 (14-15岁)

星系与宇宙膨胀

Galaxies and the Expanding Universe

星系是数千亿颗恒星靠引力聚集的巨大集团,我们的银河系是旋涡星系。 宇宙空间本身在扩张,星系彼此远离,越远的星系退行越快。 退行星系的光波长变长,出现红移,哈勃定律 v = H₀d 描述这一关系。 在本页可以改变星系类型和时间,观察膨胀与哈勃关系。

什么是星系?
🌌 直觉 — 星星的巨大都市
①星系: 由引力聚集起来的数千亿颗恒星
②银河系: 包含太阳系的旋涡星系
③种类: 旋涡、椭圆、不规则
④宇宙中约有2万亿个星系
0
📝 星系类型
①0 = 旋涡: 有旋臂结构(银河系)
②1 = 椭圆: 球形、含较多老年恒星
③2 = 不规则: 没有明显形态
宇宙正在膨胀
🎈 气球上的点
①吹气球时点之间距离变大
②从任意点看其他点都在远离
③宇宙也一样: 星系间的空间在扩张
④越远的星系退行越快
5
哈勃定律与红移
🔴 红移的意义
①远离物体的光波长变长(红移)
②哈勃: 越远的星系红移越大
③即越远的星系退行越快
④这是宇宙膨胀的证据!
总结
哈勃定律
v = H₀ × d
退行速度 = 哈勃常数 × 距离
膨胀的证据
红移 → 正在远离
波长变长 = 星系远离
大爆炸理论
约138亿年前从一点开始
把宇宙膨胀回溯收敛到一点
🎯 考试要点
①星系: 恒星的巨大集合(旋涡/椭圆/不规则)
②银河系: 旋涡星系、约2000亿颗星
③红移: 星系远离的证据
④哈勃定律: v = H₀d
⑤大爆炸: 约138亿年前
例题与单元测验
例题 1
观测来自遥远星系的光,会发现其波长比原来变长(红移)。这说明该星系在如何运动?
1
来自远去物体的光波长变长,向红端偏移,这叫红移。
2
因此出现红移的星系,意味着它正在远离我们。
红移 = 波长变长 → 该星系正在远离我们
红移是宇宙正在膨胀的重要观测证据。
例题 2
哈勃发现星系的距离与远离速度之间存在某种关系。距离越远的星系,远离速度如何?
1
哈勃定律为退行速度 v = H₀ × d(距离),远离速度与距离成正比。
2
因此距离越远的星系远离得越快。
哈勃定律 v = H₀d → 越远的星系远离得越快
越远的星系远离得越快,说明整个宇宙都在膨胀。
单元测验
关于星系与宇宙膨胀的说法,正确的是?
红移是星系正在靠近我们的证据
按哈勃定律,越远的星系远离得越慢
距离越远的星系远离得越快
我们的星系是椭圆星系
宇宙大小不变,保持恒定
③ 距离越远的星系远离得越快
1
红移是星系远离的证据(①错),按哈勃定律越远的星系远离得越快(②错)。
2
我们的星系是旋涡星系(④错),宇宙在膨胀(⑤错)。按哈勃定律 v = H₀d,越远的星系远离得越快(③对)。
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