第一节 地球的宇宙环境
课前引入
我国载人飞船工程首位航天员杨利伟在回忆从太空中俯瞰地球的感受时，这样写道：“地球真的太漂亮了，漂亮得无可比拟！……在太空的黑幕上，地球就像站在宇宙舞台中央那位最美的大明星，浑身散发出夺人心魄的、彩色的、明亮的光芒，她披着浅蓝色的纱裙和白色的飘带，如同天上的仙女缓缓飞行。”地球真的会发光吗？如果不是，那么从太空中看到的地球（图1.1）为什么是明亮的？这与它在宇宙中所处的位置有什么关系？
地球在宇宙中的位置
晴朗夜空下，仰望星空，可以看到闪烁的恒星、轮廓模糊的星云，以及相对星空背景有明显位移的行星；有时还可以看到一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星。这些都是宇宙中物质存在的形式，它们连同通过天文望远镜或其他空间探测手段才能探测到的星际空间物质，统称为天体（图1.2）。
宇宙中的天体都在运动着，运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统。天体系统有不同的级别。地球所处的天体系统，按从低到高的级别，依次为地月系、太阳系、银河系和可观测宇宙（图1.3）。
地月系由地球和月球组成。地球是地月系的中心天体，月球围绕地球运动，它是地球唯一的天然卫星，月地距离约为38.4万千米。太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成（图1.4）。太阳是太阳系的中心天体，质量占整个太阳系质量的99.86%，并以其强大的引力，约束其他天体按照一定的轨道绕着它运转。地球是距离太阳较近的一颗行星，日地距离约为1.5 亿千米。
银河系是由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统（图1.5—图1.6）。在银河系中，有1 000亿颗以上的恒星。银河系的直径约10万光年，太阳与银河系中心的距离约2.6万光年。目前，在银河系外，天文学家观测到许许多多同银河系类似的星系，统称它们为河外星系。银河系和现阶段所能观测到的河外星系，统称为可观测宇宙。
活动：开展简单的天文现象观测活动
天文观测是天文学家重要的日常工作之一，天文爱好者也可以直接用肉眼或者用望远镜等进行月相、日食、月食、流星雨等天文现象的观测。观测前需做好准备工作，观 测时注意个人安全防护。以月相观测为例。月相可用肉眼直接观测，观测前需准备指南针和观测记录表。
1. 确定月亮位置的方法
（1）选择视野开阔的地方，用指南针确定东、南、西、北方向。选择地面标志性建筑物，作为月亮水平方位的参照。
（2）月亮的高度角可用拳头进行估算。水平伸直一只手臂为 0°基准面，握拳，其上叠放另一只手的拳头，一只拳头的高度角约为 10°。保持手臂稳定不动，依次将下面的手抽出叠放在上面，直到视线、拳头和月亮三者重合，据此估算月亮的高度角（图 1.7）。
2. 观测并记录月亮的位置和形状
（1）傍晚日落后天空出现月牙的时候，在观测表上记下观测日期、月亮的位置和形状，并标注观测时刻（表 1.1）。
（2）接下来两周内，每天在同一时刻进行观测并记录。
（3）描绘观测期间同一时刻月亮在天空的位置和形状变化（参考图 1.8）。
3. 总结观测结果
（1）总结月亮位置的逐日变化。
（2）总结月亮形状的逐日变化。
行星地球
在太阳系的八颗行星中，水星、金星、地球、火星更靠近太阳，有固体表面，体积较小，称为类地行星。木星、土星、天王星和海王星远离太阳，主要由气体构成，其中木星、土星因体积巨大，称为巨行星，天王星、海王星因与太阳相距很远，称为远日行星（图 1.9）。
八颗行星都围绕太阳公转，而且公转方向具有同向性，公转轨道面具有共面性，公转轨道形状具有近圆性（表 1.2）。
可见，无论是从距日远近、自身的体积，还是从公转方式来看，地球都只是太阳系中一颗普通的行星。然而，地球又是太阳系中一颗特殊的行星。根据人类目前所掌握的宇宙信息，地球是八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。地球上具有适宜高级智慧生命生存和繁衍的 温度、水、大气等条件，这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关，也与地球有一个安全的宇宙环境有关。
目前，地球是人类在宇宙中唯一的家园。随着人类对宇宙探索的深入，航天活动日益频繁，留在太空中的垃圾越来越多。地球的宇宙环境亟待保护，这是全人类共同的责任。
自学窗：人类观测宇宙的工具——天文望远镜
自古以来人们就对天文现象十分好奇。直至 400 多年前，人们只能通过肉眼观测宇宙，因视野范围有限，误认为地球是宇宙的中心。1543 年，哥白尼通过观测和计算提出了日心说，由于缺乏更多的支持，不被广泛认可。1609 年，伽利略制造了一架小型望远镜，其放大率只有 32 倍；然而，伽利略用这架望远镜观测到了月球陨石坑、太阳黑子、木星的 4 颗卫星、土星光环。他的一些观测结果有力地支持了哥白尼的日心说。由此，人们对宇宙的观测方式进入了望远镜时代，宇宙观也发生了改变。
此后，天文望远镜突飞猛进地发展，人类对宇宙的认识也逐步扩展、加深。赫歇耳借助天文望远镜将观测范围扩展到太阳系之外，确认了由众多恒星构成的银河系的存在。哈勃通过天文望远镜发现了仙女座星云其实是由大量恒星组成的，而且距离远远超出银河系的范围，证实了河外星系的存在。2016 年，我国在贵州建成了目前世界最大的单口径射电望远镜，帮助人类获取更多的宇宙信息。
问题研究：火星基地应该是什么样子
在太阳系中，火星被认为是除地球外最适合人类居住的星球。从20世纪60年代开始，人类向火星发射探测器，开启了火星探测之旅。科学家设想在火星上建立人类定居点。假设技术能够解决目前所有的难题，可以顺利将人送到火星，那么建立一个火星基地需要满足哪些条件呢？
对这一课题的探究，建议采用以下思路。
资料1火星概况
火星因表层土壤中富含铁元素，具有红色的外表，被称为“红色行星”。火星大气稀薄，二氧化碳含量达95%以上。火星表面温差很大，赤道地区夏季白天温度为21℃，到了夜晚能降至–73℃。火星表面遍布尘埃（图1.37），常年有大风，沙尘暴往往能持续数周。
从太空拍摄的火星照片显示，火星表面有干涸的河床，这表明火星上曾经存在过液态水。科学家据此推测火星表面曾有比现在更厚的大气层，温度也更高，这样才能保证液态水的存在。火星的两极覆盖着由干冰和冰组成的冰盖。科学家检测了火星探测器采集的火星土壤样本，发现火星土壤中含有少量的水分子。近期的研究还发现火星中纬度地区地表之下埋藏着大量的冰，火星南极冰盖下蕴含着大量的液态水。
资料分析
1. 火星上是否具备人类生存的条件？
2. 若在火星上生存，需要改造哪些环境条件？
资料2“绿航星际”
为开展载人航天深空探测提供技术储备，为人类星际旅行和地外居住创造保障条件，我国科学家研发了“绿航星际”这一受控生态生保系统集成试验平台。该试验平台由植物舱、乘员舱、生保舱和资源舱组成（图1.38）。它基于生态学原理，通过动植物培养、废水废物处理、大气调控等多个功能单元的协作，以实现封闭环境内的大气、水和食物的循环再生，建立适合人类长期驻留的生命和健康保障体系，减少地面物资补给需求。2016年12月14日，4名志愿者结束了为期180天的密闭试验。舱内系统实现了志愿者所需氧气、水以及部分食物的再生式供应。该次试验为我国空间站任务提供了有力的技术支持，也为未来地外星球基地生命保障技术的预先研究打开了新局面。
假设火星基地分为登陆区、居住区、科研区、能源区等几个站区。选择你感兴趣的一个站区，从形态、功能、防护等方面提出一个设计方案。最后画出示意图，把不同的站区对接起来，形成一个完整的火星基地。
课前引入
“先驱者10号”航天器是美国国家航空航天局于1972年3月2日发射的一艘非载人航天器，旨在研究小行星带、木星的周边环境、宇宙射线以及太阳系中最远能够到达的地方。它是人类历史土第一个安全通过小行星带，以及第一个近距离观测木星的航天器。1983年613日，”先驱者10号”航天器飞出海王星轨道，当时的速度高达每秒钟14千米。20031月23日，”先驱者10号”航天器在距离地球122.3亿千米处与地球失去联络。目前先驱者10号”航天器仍在惯性作用下驶向距离地球68光年的恒星毕宿五。
思考1.按照每秒钟14千米的飞行速度计算，”先驱者10号”航天器现在距离地球多远?目前”先驱者10号”航天器飞离太阳系了吗?
2.请你思考我们的宇宙环境是怎样的。
宇宙
在晴朗无云的夜晚，我们仰望天空，看到满天星斗熠熠发光，产生无限的遐想:宇宙到底是什么样子呢?
何谓宇宙?中国古代哲人认为”四方上下曰宇，往古来今日宙。”宇宙是时间和空间的统一，是万事万物的总称。千百年来，人类一直在通过各种方式探索、认识宇宙，产生了各种观点和学说。直到20世纪60年代，依靠现代空间探测技术，人类才对宇宙空间有了比较清楚的认识。
宇宙由不同形态的物质组成，我们把这些物质统称为天体。有些天体是我们肉眼可以看到的。在北半球，我们肉眼能够看见的最遥远的天体系统是仙女星系，它距离地球200多万光年。有些天体需要借助望远镜或其他空间探测手段才能观测到，还有一些天体是现有技术无法观测到的。
科学家按照体积、质量、温度、成分、形态等物理和化学性质将宇宙中的天体划分为星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体和星际物质等。其中星云和恒星是宇宙中的基本天体，是构成宇宙的主要物质形态。
名词链接：光年:是长度单位，用来计量光在宇宙真空中沿直线传播了一年时间的距离。1光年约为9.46xl0’2千米。
宇宙中的天体都在不停地运动着。邻近的天体相互吸引，形成了以质量大的天体为中心，其他天体围绕这个中心旋转的天体”集团”，科学家称它们为天体系统。天体系统的规模相差悬殊，在已发现的天体系统中，按其规模可分为可观测宇宙、星系、恒星系统和行星系统四个层次。
太阳系
太阳系太阳是一颗恒星。太阳系是由太阳和以太阳为中心，受它的引力支配而环绕它运行的天体所构成的系统。太阳系成员包括太阳、八颗行星及其卫星、众多的小行星、彗星、流星体和行星际物质等。在太阳系中，太阳的质量最大，约占太阳系总质量的99.86%。
行星本身不发射可见光，靠反射太阳光而发亮。地球是太阳系八颗行星之一。另外七颗行星按照距离太阳的远近，由近及远分别为水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星，前五颗行星我们用肉眼可见，后两颗行星只有借助观测设备(天文望远镜)才能看到。
太阳系中的行星都围绕着太阳运行，卫星分别围绕各自的中心天体一一行星运行，彗星则在扁长的椭圆形轨道上围绕太阳运行。
地球
思考：比较金星、火星与太阳的距离和表面平均温度的关系。假如地球处在金星或火星的位置，其表面平均温度会发生什么变化?这适合生物的生存吗?
地球是太阳系中一颗普通的行星，就体积和质量而言，在太阳系中并不突出。现代宇宙探测结果表明，地球是宇宙中目前己知的唯一有生物特别是存在着高级智慧生物的天体。由此可见，地球是宇宙中一颗十分独特的行星。地球与太阳的距离适中，使地球表面保持着适宜的温度(近地表1.5米平均气泪约15’C)，使水主要以液态的形式存在，有利于生命物质的形成和演化。
地球的体积和质量适中，保证了适当的引力，既可吸附大量气体包围在地球表面，又不会因引力过大而妨碍地球表面物质的运动。地球自身的体积、质量、结构和运动特征等”巧妙”地组合，为生命活动提供了理想的条件。
另外，太阳系中的行星几乎都在同一个平面上沿着各自的椭圆形公转轨道和相同的方向围绕太阳运行，互不干扰，这就为地球提供了一个安全的宇宙环境。
地球既具有适宜生物生存的温度、大气和水等条件，又具有安全的宇宙环境，这些都为生物的生存提供了保障。尽管科学家推测宇宙中可能还会有其他存在高级生命的天体，但到目前为止人们还没有找到它们。
课题1：制作太阳系等比例模型
模型是对客观实物、研究对象或理论进行抽象后的一种形象化表达方式，可以分为实物模型和虚拟模型。实物模型是根据相似性原理按比例制成的与实物相似的物体。
在太阳系中，各行星的大小相差悬殊，如地球直径仅约为土星直径的十分之一;各行星距离太阳有近有远;各行星的内部结构也各不相同。
制作太阳系等比例模型是认识太阳系的一个好方法。瑞典有一个世界上最大的太阳系等比例模型，比例是1:10000000.模型中代表太阳(包含曰冕)的是位于斯德哥尔摩的球形体育馆，其直径为110米。模型一直延伸到瑞典北部的基律纳，直线距离约420干米，包含太阳、行星和部分卫星、彗星、小行星等各类天体。
请你们在中国行政区划图上制作一个太阳系等比例模型，以位于北京的国家体育场代表太阳.模型的比例定为1:1500000。
课题目标：制作太阳系等比例模型。
课题准备：为了完成这一课题你要做好以下准备。.
查阅资料，找到八颗行星与太阳的实际距离。找一张中国行政区划图。
检查进度：在学习本章内容的同时，进行该课题的研究。为了按时完成课题，你要在以下各阶段检查课题研究的进度。
第一节第13页:以国家体育场代表太阳按既定比例计算太阳系八颗行星在国家体育场以南的距离。
第二节第18页:找出八个距离最接近的地点分别代表各行星，并标在中国行政区划图上。
总结：本章结束时，向全班展示自己制作的太阳系等比例模型作品。
课前探索
夏秋季节，无月的晴夜，我们仰望苍穹，在天空中可以看到一条气势磅礴的乳 白色光带，犹如梦幻般的薄纱，天文学上称之为银河。神秘的银河引发了人们无穷 无尽的遐想。直到望远镜问世后，云雾状的银河才被分解为点点繁星；由于它们太 密集，距离又遥远，所以，肉眼望去就化为白茫茫的云雾状光带。恒星天文学创始 人、英国天文学家威廉·赫歇尔（1738—1822）对恒星的分布进行了系统的研究，他认为，密集分布在银河中的无数恒星，连同散布在天空各方的点点繁星，包括太 阳系在内，都属于一个庞大的恒星系统，并称它为银河系。
1. 议一议，我们所看到的银河是银河系的全貌吗？
2. 我国古代把银河叫作天河、银汉等，民间还流传着牛郎、织女每年七夕在鹊桥相会的神话故事。白居易有诗云：“烟霄微月澹长空，银汉秋期万古同。几许欢情 与离恨，年年并在此宵中。”（《七夕》）夏秋之交的黄昏，银河最为明显。观察银河， 找到牛郎星和织女星，领会诗人描绘的意境。
阅读：探索宇宙
人类很早就开始关注天文现象，探索星空奥秘。先民们编织了许多美妙的星空 神话，留下了大量观察星空的记载，为我们揭开宇宙奥秘提供了有益的启示。至今使用的一些星座和恒星的名称，都与精彩的星空神话有诸多联系。
1957 年，苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了从太空观测、研究地球和整个 宇宙的新时代。自此，各种载人飞船、航天站、航天飞机先后进入太空，极大地丰富了人类关于太阳系和宇宙的知识。2021 年 5 月，我国自主研发的“天问一号”着陆巡 视器成功着陆火星，迈出了我国星际探测征程的重要一步。随着科学技术的发展，人 类的视野逐渐拓展，探索和开发宇宙的能力不断增强。
一、人类对宇宙的认识
人类认识宇宙的过程漫长而曲折。尽管人类对宇宙的知识积累得越来越多，但是，与茫茫的宇宙相比，目前人类对宇宙的认识，还只是沧海一粟。现代天文学认为，宇宙是所有时间、空间和物质的总和，是我们这个物质世界的整体。天文学家把人类已经观测到的有限宇宙，叫作“可观测宇宙”或“已知宇宙”，其半径约137亿光年。
活动：阅读下列材料，完成相关任务。光年是天文学中的距离单位，即光在真空中一年所传播的距离。在真空中，光速约3×105千米／秒，所以1光年约等于9.4605×1012千米。
1.可观测宇宙的半径约多少光年？折合多少千米？
2.日地平均距离约1.5亿千米。算一算，太阳光到达地球约需多少时间？可观测宇宙的半径约为日地平均距离的多少倍？
阅读：环绕太阳运行的天体
行星是指环绕太阳运行、质量足够大、呈球形或近似球形，并能通过引力清空轨道附近碎物的天体。行星本身一般不发光，以表面反射太阳光而发亮。太阳系中，按照与太阳的距离，由近及远依次有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星八颗行星。从地球北极上空看，八大行星都按逆时针方向，即自西向东沿着近圆形的轨道绕日运行，它们的轨道大体在同一平面上。以地球的轨道为界，常把水星和金星称为地内行星，火星、木星、土星、天王星和海王星称为地外行星。木星和土星的体积与质量分别居第一、二位，称为巨行星。天王星和海王星距离太阳较远，称为远日行星。
矮行星环绕太阳轨道运行，质量足够大，呈球形或近球形，不是一颗卫星，也不能清空轨道附近的区域。冥王星为其代表。
太阳系小天体是指其他环绕太阳运行但不符合行星和矮行星条件的天体，主要包括小行星、彗星、流星体和行星际物质。小行星是一大批质量小得多、环绕太阳运行的天体，其运行轨道基本位于火星轨道和木星轨道之间。受木星、火星和地球引力的影响，小行星有时会运行到地球和火星之间，甚至会“闯入”地球的大气层，与大气摩擦而持续燃烧，其残骸降落到地球表面，便是陨星。许多证据表明，大约6600万年以前，一颗小行星撞击了地球，使地球环境发生了巨大变化，这可能是恐龙时代结束的重要原因。有些彗星沿着扁长的椭圆轨道绕日运行，周期长短悬殊。
当它们接近太阳的时候，外层物质会呈现为背向太阳的尾状（扫帚状）。著名的狮子座流星雨，就是名叫“坦普尔-塔特尔”的彗星尾部所留下的碎屑残留物质与地球大气摩擦而形成的。
二、多层次的天体系统
宇宙中的恒星、星云、行星、卫星等各种物质，通称天体。宇宙中的天体都在运动着。运动着的天体因互相吸引和互相绕转，形成天体系统。天体系统有不同的级别。
比邻星是除太阳外，距离地球最近的恒星。不过，我们现在看到的比邻星，是它4年多前的形象。当我们向太空极目远眺时，从时间上说，我们看到的是过去。
（一）银河系与河外星系银河系与河外星系主要由恒星等比较大的天体
组成。恒星之间的距离十分遥远，以光年为最小单位来计量。例如，距离太阳最近的恒星，与太阳之间的距离约4.2光年。
银河系中除了大量的恒星以外，还有很多由尘埃和气体等组成的云雾状天体，称为星云。在银河系以外，有许许多多看似星云的天体，实际上是与银河系同级别的恒星系统，称为河外星系。迄今为止，人类观测到的河外星系有数百亿个。大多数河外星系由几十亿到上万亿颗恒星组成，直径从几千光年到几十万光年不等。
可观测宇宙是目前人类所知道的最高一级天体系统，包括银河系与现阶段所能观测到的河外星系。
（二）太阳系与地月系
太阳系 太阳系由太阳、行星、矮行星和卫星，以及小行星、彗星、流星体和行星际物质等太阳系小天体组成。太阳的质量约占整个太阳系质量的99.86%。
地月系 地月系是指地球与其卫星月球组成的天体系统。月球在环绕地球公转的同时，也在自转。月球公转、自转的方向和周期完全一样，总是以一面对着地球。月球本身不发可见光，我们看到的月光是月球反射的太阳光。月球留给人们最深的印象是月亮的盈亏变化。
火星、木星、土星、天王星、海王星与它们各自的卫星，分别组成类似于地月系的天体系统。在太阳系之外，目前观测到的类似级别的天体系统十分有限。
活动：观察月相
从地球上看月亮，有时似一钩斜挂，有时如玉盘高悬。月亮盈亏变化而出现的各种形状，称为月相。月相的变化是有周期性的。从农历初一开始，观察一个月内月亮的形状及其在天空中位置的变化。活动过程如下：
1.选择住所附近便于观察的场地。
2.了解当地每天月亮出没的大致时间，制订逐日观察计划。计划内容主要包括每日观察次数、时间，观察项目和相关器材等。
3.逐日逐次观察并记录月亮在天空中的方位、地平高度（你可以用伸展手臂、紧握拳头的方法来估测月亮的地平高度，高出地平线一拳为10°，两拳为20°，依此类推）和亮面凸出方向，绘出观察时的月相草图，并记下每次观察的农历日期、时刻及其他情况。
4.将观察记录整理成表格形式，向全班同学展示。表格应包括以下项目：①每天月亮出没的大致时间；②一天中所观察到的月相、在天空中的方位、地平高度、亮面凸出方向以及观察时间。
5.与同学一起交流，说一说在活动中你感到容易和困难的地方，以及你的发现。如果要在另外一个月里观察月相，你的观察方法应做哪些改进？为什么要做这些改进？
三、特殊行星——地球
由于地球具备了生命存在的基本条件——充足的水分，恰到好处的大气厚度和大气成分，适宜的太阳光照和温度范围等，在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类。从这种意义上说，地球是宇宙中的一颗特殊行星。
阅读：探索宇宙中的生命
太阳系是宇宙中一个普通的恒星系统。它的不同凡响之处在于：太阳系中的地球，是迄今为止我们所知道的宇宙中唯一存在智慧生命的天体。
地球之外是否存在生命？人们对此一直抱有巨大期冀。在目前观测所及的数百亿个星系中，每个星系有数亿乃至上万亿颗恒星，其中总有一些恒星与太阳相似，即在这类恒星的周围，有环绕着恒星运行的行星，构成以恒星为中心的天体系统。在这类天体系统中，很可能有一些行星具有与地球相类似的宇宙环境。也就是说，在地球之外，高级生命存在的可能性极大。
寻找地外智慧生命，是人类探索未知世界的尝试，也是人类认知宇宙和生命的过程。
活动
1.收集人类进行宇宙探索，特别是在生命探索方面所取得的研究成果，读下表，结合所学知识，完成相关任务。
（1）地球上拥有可供生物生存所需的液态水、适宜的温度和比较厚的大气层。这些条件被科学家称为“金锁链条件”。试从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面，分析地球具备这些有利条件的原因。
（2）除地球外，太阳系中可能存在生命的行星是哪个？简要阐述判断理由。
（3）太阳周围的恒星际空间比较有利于太阳的稳定，而太阳的稳定又有利于地球上生命的产生和演化。假如太阳的光照条件变得极不稳定，地球上将会出现怎样的情形？试对你的答案作出解释。
2.选择一种你擅长的方式，比如写一篇短文，绘制一幅示意图，或者制作一段计算机动画等，向家人讲解地球所处的宇宙环境。
课前引入
火星上是否存在着或存在过生命，一直是人们关注的热门话题。科学家研究认为，火星上存在水冰和有机物质。2018年11月27日美国国家航空与航天局（NASA）“洞察号”探测器登陆火星，进一步引起了人们对火星是否存在生命的关注。
问 题：作为太阳系中与地球最相似的行星，火星上真的存在生命吗？火星具备适宜人类生存的环境吗？
一、宇宙
宇宙是时间和空间的统一体，是运动、发展和变化着的物质世界。宇宙中有多种多样的物质，例如星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等，这些物质统称为天体。其中，恒星和星云是最基本的天体。夜晚我们所见的满天繁星，绝大多数是恒星。太阳是距离地球最近的恒星。
恒星由炽热气体组成，质量庞大，自身能发出光和热。恒星之间相距非常遥远，古人认为其位置恒定不动，故称为恒星。实际上恒星处在不断运动之中。
星云是由气体和尘埃物质组成的云雾状天体。星云的密度小，体积和质量都很大。一个普通星云的半径一般在10光年*以上，质量至少相当于上千个太阳。行星是指自己本身不发光，沿着固定的近圆形轨道围绕恒星运动的球状天体。地球是太阳系的一颗行星。运行于行星际空间的大大小小的尘粒和固体块叫流星体。当它们临近地球时，受地球引力作用，有些进入地球大气层，与大气摩擦生热而燃烧发光，形成流星。少数没有烧尽的残体落到地面，叫作陨星，其中石质陨星叫陨石，铁质陨星叫陨铁。
彗星是绕太阳运行的一种天体，体积大，密度很小，具有云雾状的外表。当彗星接近太阳时，彗核中的冰物质升华，形成云雾状的彗发。彗发中的气体和尘埃，通常在背向太阳的一面形成一条很长的扫帚状的彗尾。大部分彗星的运行轨道是扁长的椭圆形，它们绕太阳运行的周期差别很大。哈雷彗星的公转周期约为76年。
宇宙处在不停的运动和变化之中。天体之间相互吸引、相互绕转，构成不同级别的天体系统。地球与绕其公转的月球，组成地月系。太阳、地球以及其他围绕太阳公转的行星等，共同组成太阳系。太阳系又和众多的其他天体系统组成银河系。银河系外还有许多同银河系类似的天体系统，称为河外星系，简称星系。银河系和数以亿计的星系合起来叫作可观测宇宙，它是人类目前所认识的最高级别的天体系统，也是人类已知的宇宙范围。
18世纪以前，人类认识的宇宙范围主要是太阳系，后来发现太阳系以外还有亿万颗恒星，它们共同组成银河系。此后，人类又发现了河外星系，认识到银河系只不过是宇宙大家庭中相当渺小的一员。20世纪60年代，天文望远镜的探测距离扩大到100亿光年，目前已扩大到137亿光年。
知识窗：我国对宇宙空间的探索与利用
1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功。2003年10月16日，“神舟五号”载人飞船顺利返回地面，我国首次载人航天圆满成功。杨利伟成为我国第一个进入太空的航天员。
2008年9月28日，我国航天员在顺利完成空间出舱任务后安全返回，“神舟七号”载人航天飞行取得圆满成功，实现了中国人第一次太空行走。
2013年12月14日，我国“嫦娥三号”月球探测器成功着陆月球。2016年9月25日，我国在贵州建设的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（FAST）正式落成使用。
2016年10月19日，我国“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功交会对接。航天员景海鹏、陈冬在“天宫二号”空间实验室工作生活了30天。
2016年8月16日，我国“墨子号”量子实验卫星发射成功，这是世界上首颗量子科学实验卫星。2018年11月19日，我国发射第四十二、四十三颗北斗导航卫星，标志着北斗导航服务逐步从区域走向全球。2019年1月3日，“嫦娥四号”月球探测器成功着陆月球背面，其搭载的月球车“玉兔二号”开始对月面巡视探测，实现了人类首次对月球背面的实地勘察。
三、地球
地球是太阳系八大行星之一。它与其他七大行星一起围绕太阳公转。地球与水星、金星和火星都是类地行星，它们之间有许多相似之处。然而，地球与其他行星不同，它是目前人类发现的太阳系中唯一存在生命的天体。
为什么地球能够孕育和承载生命呢？这是由地球所处的宇宙环境、地球本身的条件等多种因素决定的。
太阳系中，地球与其他行星绕日公转的轨道均近似圆形，轨道面几乎在同一平面上，绕日公转的方向都是自西向东。大、小行星各行其道，互不干扰，地球处于一种比较安全的宇宙环境中。
地球与太阳的距离适中，接受到的太阳光热适量。目前，地球固体表面的平均温度约为22℃，近地面平均气温约为15℃。适宜的温度条件使地球表面的水可以以液态形式存在，为生命的产生和发展提供了基本条件。
地球的质量适中，其引力可以使适量气体聚集在地球周围，形成包围地球的大气层。地球大气经过漫长的演化过程，形成了以氮和氧为主的大气。大气层的存在，避免了地球上的生物遭受过多紫外线的伤害，减少了小天体对地球表面的撞击。此外，大气层的存在还使地表昼夜温差不至于过大，有利于生命活动。
地球自转和公转的周期适中，使地球表面温度的日变化和季节变化幅度都不太大，适宜于生命的新陈代谢，有利于生物的生长发育。
活动1.读表1-1-1，地球的哪些物理性质有利于地球生命的存在？
2.进一步查阅相关资料，分析火星存在生命的可能性。