自然博览

导航菜单



当前位置: 首页  /  天文学  /  正文

揭秘宇宙奥秘:探索天文学的无尽疆域

阅读:9

揭秘宇宙奥秘:探索天文学的无尽疆域

天文学的历程

当人们仰望满天的繁星,总会被那美丽、深邃而神秘的夜空深深地吸引。对于人类来说,宇宙充满着无穷无尽的奥秘。宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙存在有多久了?宇宙从哪儿来又要往哪儿去?正是人们的好奇心和探索精神带动了天文学的产生和发展。

天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时代,

人们为了指示方向、确定时间和季节,而对太阳、月亮和星星进行观察,确定它们的位置、找出它们变化的规律,并据此编制历法。从这一点上来说,天文学是最古老的自然学科之一,它的历史将近五千年。

天文学研究的疆域是整个宇宙。从空间上看,从最小的粒子,到跨度达数十万光年(超过60亿亿公里)的星系,无不是天文学研究的对象;从时间上看,从宇宙的创生,到宇宙的结束(如果有结束的话),无不是天文学研究的时段。

天文学的研究方法也与其他自然学科有着明显的区别。我们既取不到太阳的物质来化验分析,也不能模仿着建造一个星星,我们甚至连直接测量一颗普通恒星的质量、密度、化学成分都无法做到。一切几乎仅依靠“观测”这样一种相对单一、被动的研究手段。由于天文学的特殊性,无法接近研究对象,通过观测到的信息又缺少关键资料,所以天文学研究的方法与其他自然科学有着明显的区别。可以说,天文学理论如同在沙里淘金一样,大量的探索只留下很少的科学结晶,但天文学从来没有停止过发展。

天文学包括很多分支,按照研究内容分为:天体测量学、天体力学和天体物理学。

天体测量学是天文学中发展最早的一个分支,它的主要内容是研究和测定各类天体的位置和运动,建立天球参考系等。利用天体测量方法取得的观测资料,不仅可以用于天体力学和天体物理研究,而且具有应用价值,比如用以确定地面点的位置。目前,天体测量的手段已从早期单一的可见光波段,发展到射电、红外等其他电磁波段,精度也不断提高,并且从地面扩展到空间,这就是空间天体测量。

天体力学主要研究天体的相互作用、运动和形状,其中运动应包括天体的自转。早期的研究对象是太阳系天体,目前已扩展到恒星、星团和星系。牛顿万有引力定律和运动三定律的建立奠定了天体力学的基础,使研究工作从运动学发展到动力学。因此,实际上可以说牛顿是天体力学的创始人。今天,我们可以准确地预报日食、月食等天象,和天体力学的发展是分不开的。

天体物理是天文学中最年轻的一门分支学科,它应用物理学的技术、方法和理论,来研究各类天体的形态、结构、分布、化学组成、物理状态和性质以及它们的演化规律。18世纪赫歇尔开创恒星天文学可谓天体物理学的孕育时期。19世纪中叶,随着天文观测技术的发展,天体物理成为天文学一个独立的分支学科,并促使天文观测和研究不断做出新发现和新成果。就其研究内容来说,有太阳物理、太阳系物理、恒星物理、银河系天文、星系天文、宇宙化学、天体演化及宇宙学等;就其研究方法而言,又可分为实测天体物理和理论天体物理。

天文学的发展经历了三个主要的里程碑:从地心说到日心说,从日心说到银河系,从银河系到河外星系。

早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”,

即认为地球位于宇宙的中心。根据这一学说,地为球形,且居于宇宙中心,静止不动,其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达1300余年。

16世纪中期,波兰天文学家哥白尼在他的不朽名著《天体运行论》中系统地提出了日心说。

在他阐释的日心体系中,太阳居于宇宙的中心,地球和其他行星沿着圆形轨道绕太阳运行。按照日心说理论,就地球上的人来看,天上恒星的位置应随着地球绕太阳运动而发生变化。就这样,地球的地位从居宇宙之中的特殊天体降为绕太阳运动的一颗普通行星。

17世纪初,

伽利略利用他的望远镜发现了月球表面的环形山、金星、木星的卫星、太阳黑子,发现了茫茫银河由无数个恒星所组成。18世纪后期,英籍德国天文学家威廉·赫歇尔利用他自制的当时世界上最大的46厘米望远镜,通过长期地实际观测,并经过精心地分析研究,建立了第一个银河系模型。

在这一模型中,太阳仍然位于当时人们所认识的宇宙范围——银河系的中心。20世纪初,美国天文学家沙普利通过对银河系内天体分布的分析,确认太阳并不位于银河系的中心,而是处于相对来说比较靠近银河系边缘的地方,从而纠正了赫歇尔银河系模型的错误。这样,太阳的地位也发生了变化,从居于银河系中心的特殊恒星降为银河系中一颗毫无特殊地位可言的普通恒星,地球在宇宙中的地位也就更无特殊性可言了。

那么,银河系是否已经包括了宇宙的全部内容呢?18世纪中期,德国人康德首次明确提出在银河系外的宇宙空间中存在着无数个类似的天体系统,

称为河外星系,或简称星系,甚至确指仙女大星云即是一个很好的例子。但直到20世纪初,关于星云的本质仍然没有明确的定论。20世纪20年代,哈勃利用当时世界上最大的2.5米的望远镜观测仙女星云时,发现了里面的造父变星,然后利用对造父变星的观测,推算出这个仙女星云离地球为225万光年,显然,这个距离远在银河系以外,改名为仙女星系。现在天文学家已经拍到各种各样的河外星系,等待着我们去探索。

在天文学的研究下,宇宙正一步一步展开它神秘的面纱。总有一天,诸如光线弯曲、黑洞、虚时间这些深不可测的词汇,在人们的心里会变得不再陌生,我们会更加了解与我们息息相关的宇宙。神秘的天空总是深深地吸引着人类探索的目光。对于人类来说,宇宙是遥远而神秘的,它充满着无穷无尽的奥秘。

对于人类来说,宇宙是遥远而神秘的,它充满着无穷无尽的奥秘。宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙存在有多久了?为了解决这些问题,诞生了一门新的科学——天文学。

标签

天文学研究疆域宇宙创生结束


相关文章列表

揭秘宇宙的历史:深度科普天文学研究

揭秘宇宙的历史:深度科普天文学研究

随手翻开一本英文词典,天文学(Astronomy)和考古学(Archaeology)都排在词典的前几页(因为它们都是字母A开头)。而今天要讲的这两个学科,一个算自然科学(天文学,在我国学科门类中属于“...


天文学是人类最早的科学,整个宇宙,最小的粒子都是它研究的对象

天文学是人类最早的科学,整个宇宙,最小的粒子都是它研究的对象

天文学的历程当人们仰望满天的繁星,总会被那美丽、深邃而神秘的夜空深深地吸引。对于人类来说,宇宙充满着无穷无尽的奥秘。宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙存在有多久了?宇宙从哪儿来又要往哪儿去?正是人们的好奇心...


地球外的探索:行星地质学与宇宙浩瀚中的地球类似体的研究

地球外的探索:行星地质学与宇宙浩瀚中的地球类似体的研究

地球外的探索一直是人类的梦想和目标。科学家们通过研究行星地质学和探索宇宙中的地球类似体,试图揭示地外世界的奥秘。 行星地质学的重要性 行星地质学是研究天体如何形成和演化的科学分支。通过对行星表面的观...


中国“慧眼”卫星首席科学家张双南:见证宇宙奥秘,打造人类天文学发展新里程

中国“慧眼”卫星首席科学家张双南:见证宇宙奥秘,打造人类天文学发展新里程

新华社北京2月19日电 专访:见证宇宙奥秘,中国将为人类天文学发展贡献更大力量——访“慧眼”卫星首席科学家张双南新华社记者郭爽 梅元龙证认磁星为宇宙神秘天文现象快速射电暴的一种起源——2月19日在英国...


什么是星系团?为什么它们对研究宇宙结构和演化非常重要?

什么是星系团?为什么它们对研究宇宙结构和演化非常重要?

什么是星系团? 星系团是宇宙中最大且最重要的结构之一。它们由数百甚至数千个星系组成,被引力束缚在一起形成一个巨大的结构。星系团内部的星系通过引力相互吸引并保持在一起。星系团中心通常有一个巨大的星系团...


宇宙的起源是如何进行研究的?有足够的证据来支持大爆炸理论吗?

宇宙的起源是如何进行研究的?有足够的证据来支持大爆炸理论吗?

对于人类来说,宇宙的起源一直以来都是一个引人入胜的话题。追溯宇宙的起源实际上是一项非常复杂的研究,涉及多个学科,包括天文学、物理学和宇宙学等。科学家们通过观测和实验等手段,不断积累证据,从而逐渐揭示...


友情链接