天文奥秘

天津市南开区教师团队

目录

  • 1 我们的太阳系
    • 1.1 太阳系概述
    • 1.2 地月系——我们的家
    • 1.3 地球——蓝色天体
    • 1.4 昼夜和四季
    • 1.5 月球之谜
    • 1.6 太阳系的中心:恒星——太阳
    • 1.7 太阳之谜
    • 1.8 类地行星:水星
    • 1.9 类地行星:金星
    • 1.10 类地行星:火星
    • 1.11 巨行星:木星
    • 1.12 巨行星:土星
    • 1.13 远日行星:天王星
    • 1.14 远日行星:海王星
    • 1.15 矮行星:谷神星、冥王星、阋神星、鸟神星、妊神星
    • 1.16 小行星带和星际间物质
    • 1.17 彗星
  • 2 浩渺银河,浩瀚宇宙
    • 2.1 观测恒星
    • 2.2 最强大的恒星
    • 2.3 恒星的一生
    • 2.4 宇宙大爆炸
    • 2.5 黑暗物质和黑暗能量
    • 2.6 银河系
    • 2.7 北极星与北斗七星
    • 2.8 星座与星象
    • 2.9 河外星系
  • 3 不尽的探索
    • 3.1 前人对宇宙的观察
    • 3.2 何处是中心
    • 3.3 望远镜的发展
    • 3.4 外太空生存
    • 3.5 月球之谜
    • 3.6 霍金与他的宇宙
    • 3.7 寻找新家园
    • 3.8 中国古代对气象天文的观测
    • 3.9 中国宇宙航天的中国梦
    • 3.10 宇宙的未知谜题
何处是中心
  • 1 名师讲坛
  • 2 章节测试

神话时代

  宇宙有一个中心的想法并不新鲜,圣经中记述了上帝用七天创造了世界的故事,三国时徐整所著的《三五历记》记录了盘古开天辟地的神话故事。在中国古代有天圆地方的说法,大地是矩形的,天包裹着大地,日月星辰围绕着大地在天上东升西落。

《地心说》

公元前五世纪,爱琴海的萨摩斯岛上,发明了勾股定理的毕达哥拉斯,从球形是最完美的几何体的观点出发,认为大地是个球体。所有天体都是球形。它们的运动是匀速圆周运动。地球处于宇宙的中心,周围是空气和云,往外是太阳,月亮,行星,再外是恒星,最外面是永不熄灭的天火。

公元一百四十年希腊学者托勒密提出了一个完整的地心学说。日月和行星,围着地球顺时针方向运转。为了解决行星逐日的现象和一些天体凌日从西向东走,托勒密又在自己的宇宙模型中加入了本轮和均轮完美解决了观测到的各种天体运行现象。

托勒密主要观点为:1、地球是球体。2、地球处于宇宙中心,并且是不动的。3、所有的日月星辰都围绕地球转,并且每天都做一次圆周运动,因为人们每天看到这些日月星辰都在有规律的东升西落。

这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好互相吻合,处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说,把“地心说”和上帝创造世界融为一体。因而“地心学”说被教会奉为和《圣经》一样的经典,长期居于统治地位。



《日心说》

十六世纪哥白尼就熟悉了希腊哲学家阿里斯塔克斯(前三世纪)的学说,确信地球和其他行星都围绕太阳运转这个日心说是正确的。他大约在40岁时开始在朋友中散发一份简短的手稿,初步阐述了他自己有关日心说的看法。哥白尼经过长2年的观察和计算终于完成了他的伟大著作《天体运行论》。他在《天体运行论》中观测计算所得数值的精确度是惊人的。例如,他得到恒星年的时间为365天6小时9分40秒,精确值约多30秒,误差只有百万分之一;他得到的月亮到地球的平均距离是地球半径的60.30倍,误差只有万分之五。1533年,60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演,提出了他的学说的要点,并未遭到教皇的反对。但是他却害怕教会会反对,甚至在他的书完稿后,还是迟迟不敢发表。直到在他临近古稀之年才终于决定将它出版。1543年5月24日,垂危的哥白尼在病榻上才收到出版商从纽伦堡寄来的《天体运行论》样书,他只摸了摸书的封面,便与世长辞了!哥白尼沿袭了托勒密的天体围绕圆心做匀速圆周运动的思想,不同点主要在于1、地球是在运动,并且24小时自转一圈。2、太阳是不动的,而且处于宇宙的中心,地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动。哥白尼死后的六十六年,德国天文学家开普勒为太阳中心说找到了新的证据,1609年开普勒在《新天文学》中宣布他用丹麦天文学家第谷留下的精密观测资料发现行星是沿着椭圆轨道围绕太阳运动的,他的发现打破了天体必须做匀速圆周运动的传统观点,与此同时在1609年底意大利物理学家伽利略制作了一台口径4.4厘米,长1.2米,放大32倍的望远镜用来观察天体,他观察了月亮,太阳,金星水星,后来他为木星吸引住了,他发现在木星周围月四个暗弱的星体围绕木星旋转,这四个卫星后来被称为伽利略卫星。人类第一次发现了有星体围绕地球以外的其他星体在旋转。

后来牛顿改良了伽利略发明的望远镜,在望远镜里加了一片平面镜,使镜筒更短,图像更清晰。后来的大型望远镜运用了这一设计理念。之后牛顿开始思考运动定律以及物体如何移动的问题,发现了万有引力。他把这个理论运用到宇宙运行中,方提出了万有引力是维系宇宙运转的原因,这一结果发表在《自然哲学的数学原理》一书中,日心说有了坚实的理论基础。


天文学家的发现

1718年哈雷把他观测到的大角星和天狼星的方位与1500年前托勒密观测的结果比较发现两颗恒星发生明显的位移。

1845年威廉·帕森斯在爱尔兰中部的比尔城堡建成了当时世界上最大的望远镜,并用他观测到了银河系外的一个旋涡状星系,人类的视野开始离开银河系,看到了更远的宇宙的样子。后来天文学家发现旋涡状星云距离地球两千一百万光年。

在一系列的天文发现面前,我们发现太阳并不是宇宙的中心,他只不过是银河系边缘的一颗普通恒星,和我们认识的宇宙相比,太阳系可以说是微不足道的,但是由于这里是我们地球人类的家园,所以它又是极其重要的。

随着我们对宇宙的了解的加深,搜寻宇宙中心的脚步也没有停止。因为2006123日美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特凭借发现了宇宙微波背景辐射的黑体波形及其温度,在空间不同方向的微小变化,获得诺贝尔物理学奖。这一发现为宇宙起源大爆炸理论提供了有力的支持。使人们对宇宙的起源有了接近一致的认识。如果宇宙真的起源于大爆炸,那么必然有一个引爆的原点,如果找到这个宇宙的原点,宇宙的起源的秘密或许将就此完美的揭开,展现在我们面前。