1.太阳系
太阳系由太阳和绕它运行的天体组成。太阳系总质量的绝大部分集中在太阳上。按离太阳由近到远的顺序，有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星8颗行星。冥王星在2006年根据国际天文学联合会的行星定义，被改划为矮行星。
内侧的四颗行星体积小、由岩石构成，是类地行星；外侧的四颗行星体积大，主要由气体（或冰质成分）构成，有光环和众多卫星，是类木行星。火星和木星之间有小行星带。
地球与太阳之间的平均距离约为1亿5千万 km（1.5 × 10⁸ km），称为1 AU（天文单位）。它是测量太阳系内距离时很方便的单位。
| 类地行星 | 类木行星 | |
|---|---|---|
| 行星 | 水星、金星、地球、火星 | 木星、土星、天王星、海王星 |
| 大小、质量 | 小 | 大 |
| 主要成分 | 岩石、金属 | 氢、氦等气体，冰质成分 |
| 平均密度 | 大 | 小 |
| 光环、卫星 | 没有光环，卫星很少或没有 | 都有光环，卫星众多 |
2.光速与光年
光在真空中的速度约为每秒30万 km（约3 × 10⁸ m/s），是宇宙中最快的速度。它的精确值被定义为299,792,458 m/s。
恒星的距离如果用 km 来写，数字太大，所以使用“光年”这个单位。1光年是光在1年里走过的距离，约9.46 × 10¹² km（约9万4600亿 km）。要注意，光年是距离单位，而不是时间单位。除太阳外离我们最近的恒星比邻星，也在约4.2光年之外。
光的传播也需要时间，所以看遥远的天体，看到的是它过去的样子。现在看到的阳光，是大约8分20秒前离开太阳的光；4.2光年外那颗恒星的光，是大约4.2年前出发的。
- 时间 = 距离 ÷ 速度
- 1.5 × 10⁸ ÷ (3 × 10⁵) = 0.5 × 10³ = 500秒
- 500秒 = 8分20秒（8 × 60 = 480，余20秒）
- 把1年换成秒：365.25 × 24 × 3600 = 31,557,600秒 ≈ 3.16 × 10⁷秒
- 光速取接近精确值的299,792 km/s：299,792 × 31,557,600 ≈ 9.46 × 10¹² km
- 用近似值3 × 10⁵ km/s计算，约为9.47 × 10¹² km，几乎相同。
- 3.8 × 10⁵ km ÷ (3 × 10⁵ km/s)
- ≈ 1.27秒
3.恒星的一生
恒星诞生于宇宙空间中的气体和尘埃云（星云）在引力作用下聚集的过程。当中心的温度和压力足够高时，氢原子核开始聚合成氦，即发生核聚变，恒星靠由此放出的能量发光。恒星一生中的大部分时间都这样稳定地燃烧氢，这一时期叫主序星阶段。太阳现在也处于这个阶段，年龄估计约为46亿年。
恒星的命运由质量决定。像太阳这样的恒星，中心的氢用完后会大大膨胀成为红巨星，然后把外层抛向太空（行星状星云），在中心留下一颗又小又热的白矮星。比太阳重得多的恒星则经过红超巨星阶段，以超新星的形式爆发，留下中子星或黑洞。
人们认为，比铁重的元素有相当一部分是在这类恒星爆发或中子星碰撞等事件中生成的。第5讲元素周期表上的元素，以及构成我们身体的碳和氧，也都是在恒星内部生成的。
4.月相
月球自身不发光，而是反射太阳光。月球总有一半被阳光照亮，但月球绕地球运行时，我们看这个亮面的角度在变化，所以月亮的形状看起来不同。这叫月相变化，一个周期约为29.5天。
月球和太阳在同一方向时，亮面背对地球，看不见，这是朔（新月）；在相反方向时，能看到整个亮面，这是望（满月）。在北半球，月相按朔 → 蛾眉月 → 上弦月 → 满月 → 下弦月 → 残月 → 朔的顺序变化，从右边开始变圆，也从右边开始亏缺。
“月亮形状变化是地球的影子造成的”是一个常见误解。地球的影子遮住月球是月食，只在太阳、地球、月球几乎排成一条直线的满月前后偶尔发生。
5.大爆炸宇宙论——已知与未知
越远的星系离我们远去的速度越快，这一观测结果（哈勃定律）表明宇宙在膨胀。把时间倒回去，宇宙在过去应当小得多、热得多、密度也高得多。宇宙从这种状态开始膨胀、冷却，一直发展到今天，这一理论就是大爆炸宇宙论，宇宙的年龄估计约为138亿年。
支持大爆炸宇宙论的代表性证据有：星系彼此远离的现象，从整个宇宙均匀传来的宇宙微波背景辐射，以及宇宙中氢和氦的比例与理论预测吻合得很好。大爆炸不应理解为空间中某一点发生的爆炸，而是空间本身在伸展。
还有许多未知之处。大爆炸那一刻之前是什么、它的原因是什么，看来占宇宙物质相当大一部分的暗物质是什么，使膨胀加速的暗能量又是什么，目前都在积极研究之中。科学会把已经证实的、推测的和未知的区分开来讲。
📌 要点总结
- 太阳系有8颗行星：水、金、地、火（类地行星），木、土、天、海（类木行星），冥王星是矮行星
- 光速约为3 × 10⁵ km/s，1光年约为9.46 × 10¹² km——光年是距离单位
- 阳光大约要8分20秒才能到达地球——看远处，就是看过去
- 恒星的命运由质量决定：太阳级恒星变成白矮星，质量很大的恒星超新星爆发后变成中子星或黑洞
- 月相是观察角度造成的，周期约29.5天——地球影子造成的是月食
- 大爆炸宇宙论有宇宙膨胀、宇宙微波背景辐射和轻元素比例等证据支持，暗物质和暗能量仍在研究中
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想直观感受宇宙有多大时
如果把太阳缩小成直径1 m的球，请按这个比例模型算出地球、月球、木星、海王星和比邻星各有多大、相距多远。请用表格写出计算过程和所用的基准数值（平均距离、直径），并说明这些数值都是近似值。
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请把关于大爆炸宇宙论的内容分成三类，用表格整理：1）已被观测充分证实的；2）由理论推测的；3）尚不清楚的。每一项各用一句话写明依据的是什么观测，不确定的内容请标明“不确定”。
- 初高中科学教科书的一般内容（太阳系、恒星与宇宙）
- 国际天文学联合会（IAU）的行星定义（2006）
- 国际单位制（SI）——根据光速给出的米的定义
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