天文学1143 -宇宙学:宇宙的历史

身体

为什么会有东西,而不是什么都没有?
什么是宇宙大爆炸?
宇宙膨胀的速度有多快?
宇宙将如何终结?

天文学1143,宇宙的历史是一学期关于我们目前所理解的宇宙的历史以及作为一门学科的宇宙学的历史。它是自然科学范畴内的通识教育(GE)物理科学课程。这类课程的目标是让学生理解现代科学的原理、理论和方法,科学和技术的关系,科学发现的含义,以及科学和技术解决当代世界问题的潜力。

为什么会有东西,而不是什么都没有?这是人类思想中最古老的问题之一,在过去的一个世纪里,天文学家和物理学家已经在回答这个问题上取得了非凡的进展。我们现在知道,我们今天所看到的宇宙是从一个极热、极密的状态——“大爆炸”——膨胀而来的。“大爆炸”存在于140亿年前。我们知道,当今宇宙中丰富的结构——数十亿个星系以巨大的丝状和片状排列,并充满了恒星和行星——源于引力对微小原始波动的作用。我们知道,构成我们日常世界的物质,由质子、中子和电子组成,只占宇宙总物质和能量的5%左右。我们知道一些其他的主要成分,即暗物质和暗能量,但它们的真实性质仍然是一个谜,是天文学家和物理学家密切研究的课题。

本课程将教你们关于我们目前所理解的宇宙的历史以及作为一门学科的宇宙学的历史。我们将看到天文学家是如何利用望远镜和卫星的观测以及基本的物理原理拼凑出上述的图片。我们将学习一些今天正在进行的研究,以获得对宇宙的物质和能量含量、大爆炸的物理学和星系的起源的更深层次的理解。在这个过程中,我们将学习关于光和它作为信使的角色从遥远的宇宙,对重力及其影响星系的运动和宇宙的扩张,以及原子和它们是如何锻造在炎热的早期宇宙和恒星的中心。

课程目标

在本课程结束时,学生应该能够成功地:

  • 了解现代科学的基本事实、原理、理论和方法。
  • 理解科学发展中的关键事件,认识到科学是一种不断发展的知识体系。
  • 描述科学和技术发展的相互依赖性。
  • 认识到科学发现的社会和哲学意义,理解科学和技术在解决当代世界问题方面的潜力。

《天文学1143》将通过涵盖以下主题来满足这些预期结果:

  • 测量距离和速度;光的性质;宇宙膨胀
  • 重力;引力对宇宙膨胀的影响;暗物质存在的证据
  • 大爆炸理论;空间几何
  • 宇宙微波背景
  • 原子的起源:恒星和早期宇宙中的核合成
  • 星系,暗物质,以及宇宙的大尺度结构
  • 膨胀论和宇宙大爆炸的前历史
  • 奇异的能量和宇宙的命运

本课程试图传达一些天文学家和天体物理学家已经了解的关于这些主题的事实,描述当前研究的重点突出的科学问题,说明如何使用物理原理来理解宇宙,并展示科学理论是如何发展和通过观察来验证的。

课程组织

这是一门3学分的课程;每周将有三个小时的讲座,偶尔的课后作业旨在更详细地探讨主题。对于文科学士课程的文科和理科学生,这门课程满足自然科学课程的文科和理科GE要求没有一个实验室组件。

课程目录描述

描述宇宙从大爆炸到现在的历史;观察是如何导致这段历史的发现的。

先决条件: 2292(292)、1162(162)、143或172学分不开放。

本课程提供新兴市场学分。GE自然科学物理课程。NS Admis Cond course。