宇宙学 K12 课程 · 第 8 课
星系宇宙大探索
了解星系演化与可观测宇宙的结构 · 90 分钟
🎯 学习目标
- 掌握本课核心天文概念与科学原理
- 理解宇宙学中的关键数据和尺度关系
- 培养科学思维与太空探索精神
- 通过实践活动加深对宇宙现象的认识
🎬 教学视频
视频来源：NASA 官方公开视频（公有领域）· 星系的演化 · Evolution of Galaxies
一、星系的演化
星系并非一成不变。它们通过合并、吞噬和恒星形成不断演化。银河系目前正在吞噬人马座矮星系和大犬座矮星系，约 45 亿年后将与仙女座星系碰撞合并。
二、宇宙的大尺度结构
图 8-1：宇宙中的星系形成网状结构，中间是巨大的空洞
三、可观测宇宙
| 概念 | 数值 |
|---|---|
| 可观测宇宙半径 | 约 465 亿光年 |
| 宇宙年龄 | 约 138 亿年 |
| 星系数量 | 约 2 万亿个 |
| 恒星数量 | 约 10²⁴ 颗（比地球沙粒还多） |
🛠 实践任务
- 基础任务：用不同颜色的黏土球和牙签制作宇宙网模型
- 进阶任务：计算：光从可观测宇宙边缘到达地球需要多少年？
- 挑战任务：研究"哈勃深场"照片，数一数里面有多少个星系
🤔 课后思考
- 为什么可观测宇宙半径（465 亿光年）大于宇宙年龄×光速（138 亿光年）？
- 宇宙中为什么存在巨大的"空洞"？
- 银河系在宇宙中处于什么位置？