❶ 有關宇宙的小知識
星座的劃分
白羊座:3月21日~4月20日 金牛座:4月21日~5月21日 雙子座:5月22日~6月21日 巨蟹座:6月22日~7月22日 獅子座:7月23日~8月23日 處女座:8月24日~9月23日 天秤座:9月24日~10月23日 天蠍座:10月24日~11月22日 射手座:11月23日~12月21日 魔羯座:12月22日~1月20日 水瓶座:1月21日~2月19日 雙魚座:2月20日~3月20日
十二星座
我們常常說的十二星座又叫黃道十二宮,是88個星座裡面比較特殊的一個群體。由於地球繞太陽公轉,從地球看去,太陽就像是在星座之間移動,人們把太陽的運行路線叫做黃道,而月球和行星的軌跡基本不離黃道上下9度的狹窄區域,人們就將這個區域叫做黃道帶。古時黃道帶上有十二個星座,而太陽基本上是每個月經過一個黃道星座,所以稱為黃道十二宮。經天,由於歲差的緣故,太陽經過黃道星座的日期已經和古代大不相同。
水星簡介水星是最靠近太陽的行星,它與太陽的角距從不超過28°,中國古代稱水星為辰星。古時候西方人以為水星是兩顆行星,他們在暮色中見到它時,稱它為墨丘利(Mercury),在晨曦中見到它時,稱它為阿波羅。後來人們知道了墨丘利和阿波羅就是同一顆星,就稱水星為墨丘利。墨丘利是羅馬神話中專為眾神傳遞信息的使者,他頭戴插有雙翅的帽子,腳蹬飛行鞋,手握魔杖,行走如飛。他神通廣大,令人難以捉摸。水星確實像墨丘利那樣,行動迅速,神出鬼沒,在一個半月的時間里它會沿著一段奇特的曲線,從太陽的最東邊跑到最西邊,平均速度為每秒47.89千米,是太陽系中運動最快的行星。
金星簡介金星,中國古代稱之為太白或太白金星。它有時是晨星,黎明前出現在東方天空,被稱為「啟明」;有時是昏星,黃昏後出現在西方天空,被稱為「長庚」。金星是全天中除太陽和月亮外最亮的星,猶如一顆耀眼的鑽石,於是古希臘人稱它為阿佛洛狄忒(Aphrodite)---愛與美的女神,而羅馬人則稱它為維納斯(Venus)---美神。天文上金星符號,即美神梳裝打扮時用的寶鏡。
偉大地球簡介地球是太陽系九大行星之一,按離太陽由近及遠的次序為第三顆。它有一個天然衛星---月球,二者組成一個天體系統---地月系統。
火星按離太陽由近及遠的順序為第四顆行星。肉眼看去是一顆引人注目的火紅色的亮星。它緩慢的穿行於眾恆星之中,從地球上看火星時而順行,時而逆行。火星最暗視星等約為+1.5等,最亮時比最亮的恆星天狼星還亮,達-2.9等,這是由於地球和火星分別在各自的軌道上運行,它們之間的距離總在不斷變化。火星熒熒如火,亮度常變,位置不定,令人迷惑,所以,中國古代稱火星為「熒惑」。而在西方古羅馬的神話中,把它想像為身披盔甲渾身是血的戰神「馬爾斯」(Mars),即希臘神話中的戰神阿瑞斯(Ares)。阿瑞斯身世高貴,其父是神王宙斯,其母是天後赫拉。天文學中火星的符號是馬爾斯的長槍和盾牌的組合。
木星簡介 木星是太陽系中最惹人注目的一顆行星,它是行星九兄弟中的老大---個兒最大。它的亮度僅次於金星。中國古代把它叫做「歲星」,用它來紀年,因為已經知道它的公轉周期近於12年。西方則稱木星為「朱庇特(Jupiter)」,即羅馬神話中的主神。相當於希臘神話中的王者---天神宙斯。
土星簡介 土星是離太陽第六遠的一顆美麗的行星,凡是用望遠鏡看過土星的人,無不驚嘆不已。土星公轉軌道半徑為14億千米,沖日時最大亮度為0.4星等。土星那橘色的表面,漂浮著明暗相間的彩雲,配以赤道面上那發出柔和光輝的光環,遠遠望去真像個戴著頂大沿遮陽帽的女郎。要比兩極半徑大6000多千米。土星公轉周期為29.5年,約合二十八宿之數,每年鎮一宿,故古時我國又稱其為「鎮星」。土星長期被當作太陽系的邊界,直到1781年發現天王星以後,太陽系才得以擴大。土星運動遲緩,人們便將它看作時間和命運之神的象徵。羅馬神話中稱其為薩圖努斯神,即希臘神話中的克洛諾斯,他是神王宙斯之父,是在推翻父親之後登上天神寶座的。無論東方還是西方,都把土星與農業聯系在一起。在天文學中的符號,像是一把主宰農業的大鐮刀。
天王星簡介 在睛朗的夜晚要想觀看天王星,並不是很難。它的星等是5.7等。它的公轉周期相當長,每84年繞太陽一周,平均每天只移動46",不容易與恆星區分,歷史上曾多次被誤認為是恆星而被載入星圖。
海王星簡介 距太陽的平均距離由近及遠排列,海王星排行第八。它的亮度為7.85等,只有在望遠鏡里才能看到。由於它是一顆淡藍色的行星,根據傳統的行星命名法,它被命名為涅普頓(Neptune)。涅普頓是羅馬神話中統治大海的海神,掌管著1/3的宇宙,頗有神通,海王星的天文符號象徵涅普頓手中寒光閃閃的神叉。
小行星是指大多分布在火星和木星軌道之間、沿橢圓軌道繞太陽運行的小天體。1801年,義大利天文學家皮亞齊在前人預測的位置上發現一顆星天體,後被命名為穀神星。然而,經過進一步觀測計算後,發現穀神星太小,無論在哪方面都不能與現有的大行星相提並論,於是穀神星便被定性為「小行星」。接著人們又陸續發現了智神星、婚神星、灶神星等小行星。
❷ 宇宙小知識
宇宙()是由空間、時間、物質和能量,所構成的統一體。是一切空間和時間的綜合。一般理解的宇宙指我們所存在的一個時空連續系統,包括其間的所有物質、能量和事件。宇宙根據大爆炸宇宙模型推算,宇宙年齡大約200億年。太陽系天體中,水星、金星表面溫度約達700K,金星表面籠罩著濃密的二氧化碳大氣和硫酸雲霧,氣壓約50個大氣壓,水星、火星表面大氣卻極其稀薄,水星的大氣壓甚至小於2×10-9毫巴;類地行星(水星、金星、火星)都有一個固體表面,類木行星卻是一個流體行星;土星的平均密度為0.70克/立方厘米,比水的密度還小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大於水的密度,而水星、金星、地球等的密度則達到水的密度的5倍以上;多數行星都是順向自轉,而金星是逆向自轉;地球表面生機盎然,其他行星則是空寂荒涼的世界。 太陽在恆星世界中是顆普遍而又典型的恆星。已經發現,有些紅巨星的直徑為太陽直徑的幾千倍。中子星直徑只有太陽的幾萬分之一;超巨星的光度高達太陽光度的數百萬倍,白矮星光度卻不到太陽的幾十萬分之一。紅超巨星的物質密度小到只有水的密度的百萬分之一,而白矮星、中子星的密度分別可高達水的密度的十萬倍和百萬億倍。太陽的表面溫度約為6000K,O型星表面溫度達30000K,而紅外星的表面溫度只有約600K。太陽的普遍磁場強度平均為1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁場通常為幾千、幾萬高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脈沖星的磁場強度可高達十萬億高斯。有些恆星光度基本不變,有些恆星光度在不斷變化,稱變星。有的變星光度變化是有周期的,周期從1小時到幾百天不等。有些變星的光度變化是突發性的,其中變化最劇烈的是新星和超新星,在幾天內,其光度可增加幾萬倍甚至上億倍。 恆星在空間常常聚集成雙星或三五成群的聚星,它們可能占恆星總數的1/3。也有由幾十、幾百乃至幾十萬個恆星聚在一起的星團。宇宙物質除了以密集形式形成恆星、行星等之外,還以彌漫的形式形成星際物質。星際物質包括星際氣體和塵埃,平均每立方厘米只有一個原子,其中高度密集的地方形成形狀各異的各種星雲。宇宙中除發出可見光的恆星、星雲等天體外,還存在紫外天體、紅外天體、X射線源、γ射線源以及射電源。 星系按形態可分為橢圓星系、旋渦星系、棒旋星系、透鏡星系和不規則星系等類型。60年代又發現許多正在經歷著爆炸過程或正在拋射巨量物質的河外天體,統稱為活動星系,其中包括各種射電星系、塞佛特星系、N型星系、馬卡良星系、蠍虎座BL型天體,以及類星體等等。許多星系核有規模巨大的活動:速度達幾千千米/秒的氣流,總能量達1055焦耳的能量輸出,規模巨大的物質和粒子拋射,強烈的光變等等。在宇宙中有種種極端物理狀態:超高溫、超高壓、超高密、超真空、超強磁場、超高速運動、超高速自轉、超大尺度時間和空間、超流、超導等。為我們認識客觀物質世界提供了理想的實驗環境。
❸ 宇宙科普知識 宇宙科普知識
圍繞一個問題弄得哦,夠不?
宇宙知識——宇宙在膨脹嗎?
夏日夜空,繁星閃爍,不禁使人陷入對宇宙的遐想之中。20世紀10~20年代,天文學家發現遠星系光譜線的頻率隨著它離我們距離的遠近而有規律地變比,即譜線紅移。1929年哈勃總結出譜線紅移的規律是:對遙遠星系,紅移量與星系離我們的距離成正比,比例系數H叫哈勃常數,這紅移叫宇宙學紅移。此後,在紅外及整個電磁波波段都觀測到了這個規律。它被解釋為是由星系系統地向遠離我們的方向運動時的多普勒效應產主的。這就像火車遠離我們行駛時汽笛的聲調(即頻率)比靜止不動時的聲調更低一樣,由此得出星系都在做遠離我們的運動,離我們越遠運動速度越快的結論。這就好像是摻有葡萄乾的麵包在烤箱中膨脹起來一樣。這個模型叫宇宙膨脹模型或大爆炸模型。近年來在宇宙膨脹的基礎上又提出了爆脹宇宙等多種改進模型。
從宇宙膨脹的觀點出發,利用哈勃公式反推到過去宇宙中所有天體應該聚集於一點,由於某種原因在它內部產生了"大爆炸"。誕生了現在的宇宙,從而得出了時間是有開端,空間是有限的結論。宇宙從大爆炸到現在究竟經過了多少時間,即宇宙的年齡是多少,這取決於哈勃常數H的大小。最初哈勃常數僅500(公里/秒/百萬秒差距),這樣算出的宇宙年齡比地球的45億年的年齡小很多。以後改為50~100之間。若取100,宇宙的年齡只有100億年,而銀河系的球狀星團的年齡是150億年,矛盾很大。若取50,宇宙年齡為200億年,矛盾不那麼明顯,因此被大爆炸宇宙論者所贊同,但在觀測上,這個數值有些勉強。究竟是多少,一直沒有定論。近年來用哈勃太空望遠鏡觀測的結果傾向於取80。這樣算出的年齡為120億年,矛盾還很明顯。宇宙將來是一直膨脹下去還是又收縮回來,這要取決於宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前還不能確定,因為觀測的距離越遠,平均密度越小,下限有沒有還不能確定。1965年發現了宇宙空間的2.7K微波背景輻射,被大爆炸論者解釋為大爆炸時期的光經過上百億年後的遺跡,是大爆炸宇宙的一大證據,但這種解釋並不是唯一的,因為宇宙空間中充滿介質,2.7K微波背景輻射具有黑體輻射的性質,可以解釋為宇宙空間中介質發出的溫度是2.7K的熱輻射。
仔細分析起來,問題可能出在將光譜線的紅移都解釋為星系運動的多普勒效應上。過去,人們曾用多普勒效應解釋了銀河系內恆星的光譜線移動,從而成功地確定了星系內存在自轉現象。但現在天文觀測中卻發現一些紅移現象,若用運動的多普勒效應解釋就存在許多困難,這促使人們考慮到必然還有其他機制能產生紅移,這里列舉幾種觀測結果。
①多普勒效應對同一個天體,其紅移量與光譜線的頻率無關,因此觀測每個星系中不同譜線的紅移量,比較它們是否一致,就是鑒別紅移是否由多普勒效應產生的一種依據。如果一致,就表示有可能是由多普勒效應產生的;如果不一致,就肯定它至少不完全是由多普勒效應產生的。1949年威爾遜對星系NGC4151的觀測結果表明,雖然不同頻率的紅移量差別不大,但也超出了觀測的誤差范圍,頻率越高,紅移量越小。這樣至少可以認為宇宙紅移不完全是由多普勒效應產生的。
②從太陽中心到邊緣各點發出的同一種譜線,在扣除了各種已知的運動效應後,越靠近邊緣的地方紅移量越大,在太陽半徑90%左右的地方,紅移量急劇增加。這意味著太陽上還有某種未知的因素在產生紅移。
③先驅6號宇宙飛船發射的遙測信號中心頻率為2292兆赫,當飛船繞到太陽背面經過太陽邊緣時觀測到異常紅移現象。
④類星體紅移量一般都很大,如果把這都歸結為多普勒效應,算出的距離一般在100百萬秒差距以上。由此推算出它發出的總光能力為銀河系的100倍;射電能為銀河系的10萬倍。
而由光變周期算出它的直徑只有一光年左右,這意味著類星體的輻射密度非常高,但目前一直找不到產生這樣高輻射密度的物理機制。有些天文學家認為,類星體的紅移中至少有一部分不是由多普勒效應產生的,因而類星體離我們的距離較現在推算的要近得多。
⑤星系、類星體相互之間都有成協的現象,即這些天體兩兩或更多相距較近並有物理聯系。觀測表明,有些成協天體間紅移值相差較大,有些類星體光譜中的吸收線與發射線互不相同,而且不同的吸收線有各不相同的紅移值,稱為多重紅移。
既然這些紅移不能用多普勒效應解釋,那麼它產生的原因究竟是什麼呢。光在發射時固然有許多因素影響它的頻率,但宇宙中這么多天體都如此有規律地只隨著遠離我們的距離而變化,就難以理解了。光在它漫長的傳播路徑上經歷了幾億至上百億年的歲月,這期間必然比它在發射的一瞬間有更多的因素影響著它的頻率。現在人們了解到,在星系際空間中存在著星系際介質,它的密度在10E-29克/立方厘米以下。成分與銀河系的大致相同。除了有能對星光產生可見效應的星系際氣體、塵埃和固態物質、低光度星體外,還有大量的基本粒子。
據估計,星系間基本粒子的質量佔了整個宇宙總質量的絕大部分,它們是看不見的。
光與介質的相互作用是復雜的,介質不僅能吸收光,還能再發射光;再發射的光,其頻率不僅僅只是 原有的頻率,還有其他的頻率,只是在原有頻率及其附近強度最大。其實,人們早已熟知光子在傳播過程中由於與介質的相互作用會逐漸轉變成低頻的光子。但過去人們認為這只會使譜線衰減而不會產生紅移。
由惠更斯原理知道,波前上所有粒子產生的子波疊加後能形成具有新頻率的平面波。新產生的頻率疊加在原有頻率上的結果,不像通常認為的那樣譜線會被平滑而消失,而是譜線被整體地移動,在遠距離傳播中,光的頻譜的變化就好像在譜卒域中傳播的波一樣。這里頻率域相當於弦,光譜的強度相當弦的振幅,一條譜線對應於弦上的一個波峰,弦上波峰的傳播對應於譜線在頻率域中傳播。這種新型的波叫頻域波。如果 新產生的頻率電較原來頻率低的能量大於較原來頻率高的能量,頻域波向低頻端傳播,形成譜線紅移;反之,頻域波向高頻端傳播,形成譜線紫移。由實際經驗知道,通常總是低頻成分多於高頻成分,所以實際上常觀測到紅移。
星系際空間是充滿介質的,星光必須通過介質才能到達地球,所以光譜線必定會紅移,而且距離越遠紅移量越大,這與哈勃公式是一致的。對宇宙紅移來說,應先扣除介質產生的紅移效應,剩餘部分才可能解釋成多普勒效應,這是處理觀測數據所必需的步驟。但以前在得出膨脹宇宙模型時,並沒有做這件工作,扣除後的結果無非是3種情況:①全部扣完,宇宙是穩定的。②還有剩餘,宇宙是膨脹的。不過,這時膨脹速度要比現在認為的速度慢得多,宇宙的年齡也比現在算出的大許多。③是負值,宇宙正在收縮。由於我們目前對宇宙空間的情況了解甚少,雖然對地球上的介質與波的相互作用知道一些,但畢竟對在星系際空間中實際發生的情況知道甚微,也許還有些重要的相互作用沒有認識到,介質產生紅移扣除的結果很難認為是已經完成。也許我們應當反過來,即從宇宙紅移來反推星系際介質的情況,這是因為,我們所看到的宇宙是有層次的,有行星、恆星、星團、星系,星系團,總星系等,它們的平均密度呈指數下降,這些都說明宇宙是不均勻的。地球繞太陽轉動,太陽繞銀河系中心轉動,銀河系繞本星系團的中心轉動,星系團又繞以宇宙背景輻射所表徵的經過平均後的星系際空間的介質運動,宇宙也不是各向同性的。這是我們所能看見的最遠的宇宙的情況。
大家知道。對於一個引力系統來說,只有具有一定的角動量(旋轉)才可能維持比較穩定的結構。因此,我們觀察到的宇宙是比較穩定的,可以認為宇宙紅移主要是光通過星系際介質時的頻域波。正如上面談到的,宇宙是膨脹的,穩定的還是收縮的,要扣除星系際介質的效應後才能確定。而扣除介質的效應需要對星系際介質有較詳細的了解,這在目前還難以做到。也許應該從我們所觀測到的宇宙是較穩定的旋轉系統出發,用紅移資料來反推介質的情況。人類就是這樣在不斷探索中來認識宇宙的。
❹ 宇宙小常識!!
在自然科學中,研究地球以外宇宙環境中各種天體的運動、結構、起源和演化的基礎學科叫做天文學。它的歷史可以追溯到人類文明的萌芽時期。上古時代,游牧民族逐水草而遷徙需要辨別方向,農業民族按時令播種需要確定季節。在年復一年的長期實踐中,他們逐漸發現了這些影響自己生活的大事與日月星辰等天文現象之間的密切聯系。巴比倫的泥碑、埃及的金字塔、中國殷墟的甲骨文里,都留下了天文學誕生時期的豐富例證。天文學對人類文明的進步一直作出重大貢獻。16世紀哥白尼的日心說使自然科學第一次從中世紀神學的桎梏下解放出來;17世紀伽利略、牛頓為研究太陽系天體運動規律而建立的經典力學體系,至今仍是現代工程科學(包括宇航科學)的基礎,本世紀30年代對太陽和恆星內部結構和能源的研究導致了熱核聚變的概念,為人類利用核用能提供了啟迪;特別是近半個世紀以來,人類探索宇宙的熱情一方面有力地推動了遙測遙控、空間技術、計算技術等一系列高新技術的發展,直接服務於全球通訊、資源調查、氣象預報等國民經濟部門,而這些技術在天文上的應用則使人們對宇宙的認識突飛猛進,第一次有可能從統一的原理來說明從基本粒子到化學元素、從星繫到恆星、從太陽到地球、從原生物到人的長達上百億年的演化史。
我們所居住的地球是太陽系的一個普通成員。太陽系的中心天體是太陽,它是一個半徑約70萬公里、表面溫度達6000K的氣體球,其核心溫度高達1500萬K,發生著氫聚變為氦的核反應。我們賴以生存的光和熱,就是由這種核反應產生的。太陽系有九個行星,依次為水星、金星、地球、火星、木星、天王星、海王星、冥王星。最外面的冥王星離太陽約60億公里。在火星和木星之間運行著幾十萬顆小行星。太陽系中質量較小的天體還有彗星和流星。
晴朗夜空中有一條橫亘天際的光帶,被人稱為銀河。實際上它是由群星和彌漫物質集成的一個龐大天體系統,叫做銀河系。銀河系的發光部分直徑約7萬光年,最大厚度約二萬光年,象一個中央突起四周扁平的旋轉鐵餅,太陽是銀河系中的一顆普通恆星,銀河系中有大約2000億顆恆星,彼此之間相距很遠。離太陽最近的比鄰星也有4.3光年遠,為太陽半徑的6000萬倍。除恆星外,銀河系中還有不少由氣體和塵埃組成的團塊,稱為星雲。有的星雲含有大量分子,稱為分子雲,常常是形成恆星的場所。
銀河系之外還有數以10億計的龐大天體系統,與銀河系屬同一結構層次,統稱星系。人類肉眼可見的最遠天體一仙女座星系——就是其中之一,它距銀河系225萬光年,但在與銀河系大小相當的星系中還算最近的一個。星系在宇宙中的分布是不均勻的,有的成雙,有的成群,大的星系團甚至包含成百上千個星系。有些星系團又聚集成尺度更大的超星系團,在5億光年以上至目前觀測所及的150億光年之間尚未發現不均勻的跡象。
❺ 小學生必須知道的天文知識
1、八大行星
水金地火木土星,天王海王繞外邊;
唯有地球生物現,溫氣液水是由緣①。
(①:溫指的是適宜的溫度;氣指的是適宜生物呼吸的大氣;液水指的是液態水)
2、地球特點
赤道略略鼓,兩極稍稍扁。自西向東轉,時間始變遷。
南北為經線,相對成等圈。東西為緯線,獨成平行圈;
赤道為最長,兩極化為點。
3、東西南北半球的劃分
西經二十度,東經一百六,一刀切下去,東西兩半球。
南北半球分,赤道零緯度, (四季溫帶顯,南北相反出)。
4、晝夜交替和四季變化
地球自轉,晝夜更換。繞日公轉,四季出現。
自轉一日,公轉一年。自西向東,方向不變。
5、地球五帶
地球有五帶,全靠四線分;回歸間熱帶,極圈分寒溫;
寒溫各有二,五帶溫不均①。①溫,指溫度。
❻ 關於宇宙的小知識!!!
宇宙是由空間、時間、物質和能量,所構成的統一體。是一切空間和時間版的總合。宇宙權大約是由4%的普通物質,23%的暗物質和73%的暗能量構成。
宇宙有始而無終,這是英國著名理論物理學家斯蒂芬·霍金對宇宙的起源和歸宿問題提出的最新解釋。
目前普遍認可的宇宙誕生學說是所謂的"大爆炸"理論,它認為宇宙發端於距今約120億年之前的大爆炸,大爆炸形成了時間、空間和物質。但大爆炸之前宇宙的圖景如何,天文學家們至今莫衷一是。
❼ 宇宙科學小知識
1、最新的研究認為宇宙的直徑為1560億光年,甚至更大,可觀測的宇宙年齡大約為138.2億年。
2、根據可反映星系發展狀態的序列號對星系進行了分類,可以粗略地將星系劃分出橢圓星系、透鏡星系、漩渦星系、棒旋星系和不規則星系等五種。
5、聲熱光磁電力運動為核心的事物體系在宇宙結構層所起的關建作用,顯示以空間,星分子原子粒子,聲熱光磁電力運動為體系的產物是形成宇宙物質和時空存在的基本要素。
❽ 小學生因該知道那些天文知識
宇宙概況,大爆炸學說
基本天體:恆星、行星、衛星、小行星、彗星、黑洞
星系:銀河系、太陽系
太陽系八大行星、冥王星、小行星帶
太陽概況、月球概況、月食、日食
星座、流星雨
地球概況
天文望遠鏡知識
❾ 關於宇宙的知識,越多越好!!!
在西方,宇宙這個詞在英語中叫cosmos,在俄語中叫кocMoc ,在德語中叫kosmos ,在法語中叫cosmos。它們都源自希臘語的κoσμoζ,古希臘人認為宇宙的創生乃是從渾沌中產生出秩序來,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英語中更經常用來表示「宇宙」的詞是universe。此詞與universitas有關。在中世紀,人們把沿著同一方向朝同一目標共同行動的一群人稱為universitas。在最廣泛的意義上,universitas 又指一切現成的東西所構成的統一整體,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意義,所不同的是,前者強調的是物質現象的總和,而後者則強調整體宇宙的結構或構造。
宇宙觀念的發展 宇宙結構觀念的發展 遠古時代,人們對宇宙結構的認識處於十分幼稚的狀態,他們通常按照自己的生活環境對宇宙的構造作了幼稚的推測。在中國西周時期,生活在華夏大地上的人們提出的早期蓋天說認為,天穹像一口鍋,倒扣在平坦的大地上;後來又發展為後期蓋天說,認為大地的形狀也是拱形的。公元前7世紀 ,巴比倫人認為,天和地都是拱形的,大地被海洋所環繞,而其中央則是高山。古埃及人把宇宙想像成以天為盒蓋、大地為盒底的大盒子,大地的中央則是尼羅河。古印度人想像圓盤形的大地負在幾只大象上,而象則站在巨大的龜背上,公元前7世紀末,古希臘的泰勒斯認為,大地是浮在水面上的巨大圓盤,上面籠罩著拱形的天穹。
最早認識到大地是球形的是古希臘人。公元前6世紀,畢達哥拉斯從美學觀念出發,認為一切立體圖形中最美的是球形,主張天體和我們所居住的大地都是球形的。這一觀念為後來許多古希臘學者所繼承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麥哲倫率領探險隊完成了第一次環球航行後 ,地球是球形的觀念才最終證實。
公元2世紀,C.托勒密提出了一個完整的地心說。這一學說認為地球在宇宙的中央安然不動,月亮、太陽和諸行星以及最外層的恆星天都在以不同速度繞著地球旋轉。為了說明行星視運動的不均勻性,他還認為行星在本輪上繞其中心轉動,而本輪中心則沿均輪繞地球轉動。地心說曾在歐洲流傳了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科學的日心說,認為太陽位於宇宙中心,而地球則是一顆沿圓軌道繞太陽公轉的普通行星。1609年,J.開普勒揭示了地球和諸行星都在橢圓軌道上繞太陽公轉,發展了哥白尼的日心說,同年,伽利略·伽利雷則率先用望遠鏡觀測天空,用大量觀測事實證實了日心說的正確性。1687年,I.牛頓提出了萬有引力定律,深刻揭示了行星繞太陽運動的力學原因,使日心說有了牢固的力學基礎。在這以後,人們逐漸建立起了科學的太陽系概念。
在哥白尼的宇宙圖像中,恆星只是位於最外層恆星天上的光點。1584年,喬爾丹諾·布魯諾大膽取消了這層恆星天,認為恆星都是遙遠的太陽。18世紀上半葉,由於E.哈雷對恆星自行的發展和J.布拉得雷對恆星遙遠距離的科學估計,布魯諾的推測得到了越來越多人的贊同。18世紀中葉,T.賴特、I.康德和J.H.朗伯推測說,布滿全天的恆星和銀河構成了一個巨大的天體系統。弗里德里希·威廉·赫歇爾首創用取樣統計的方法,用望遠鏡數出了天空中大量選定區域的星數以及亮星與暗星的比例,1785年首先獲得了一幅扁而平、輪廓參差、太陽居中的銀河系結構圖,從而奠定了銀河系概念的基礎。在此後一個半世紀中,H.沙普利發現了太陽不在銀河系中心、J.H.奧爾特發現了銀河系的自轉和旋臂,以及許多人對銀河系直徑、厚度的測定,科學的銀河系概念才最終確立。
18世紀中葉,康德等人還提出,在整個宇宙中,存在著無數像我們的天體系統(指銀河系)那樣的天體系統。而當時看去呈雲霧狀的「星雲」很可能正是這樣的天體系統。此後經歷了長達170年的曲折的探索歷程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父視差法測仙女座大星雲等的距離確認了河外星系的存在。
近半個世紀,人們通過對河外星系的研究,不僅已發現了星系團、超星系團等更高層次的天體系統,而且已使我們的視野擴展到遠達200億光年的宇宙深處。
宇宙演化觀念的發展在中國,早在西漢時期,《淮南子·俶真訓》指出:「有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者」,認為世界有它的開辟之時,有它的開辟以前的時期,也有它的開辟以前的以前的時期。《淮南子·天文訓》中還具體勾畫了世界從無形的物質狀態到渾沌狀態再到天地萬物生成演變的過程。在古希臘,也存在著類似的見解。例如留基伯就提出,由於原子在空虛的空間中作旋渦運動,結果輕的物質逃逸到外部的虛空,而其餘的物質則構成了球形的天體,從而形成了我們的世界。
太陽系概念確立以後,人們開始從科學的角度來探討太陽系的起源。1644年,R.笛卡爾提出了太陽系起源的旋渦說;1745年,G.L.L.布豐提出了一個因大彗星與太陽掠碰導致形成行星系統的太陽系起源說;1755年和1796年,康德和拉普拉斯則各自提出了太陽系起源的星雲說。現代探討太陽系起源z的新星雲說正是在康德-拉普拉斯星雲說的基礎上發展起來。
1911年,E.赫茨普龍建立了第一幅銀河星團的顏色星等圖;1913年,伯特蘭•阿瑟•威廉•羅素則繪出了恆星的光譜-光度圖,即赫羅圖。羅素在獲得此圖後便提出了一個恆星從紅巨星開始,先收縮進入主序,後沿主序下滑,最終成為紅矮星的恆星演化學說。1924年 ,亞瑟·斯坦利·愛丁頓提出了恆星的質光關系;1937~1939年,C.F.魏茨澤克和貝特揭示了恆星的能源來自於氫聚變為氦的原子核反應。這兩個發現導致了羅素理論被否定,並導致了科學的恆星演化理論的誕生。對於星系起源的研究,起步較遲,目前普遍認為,它是我們的宇宙開始形成的後期由原星系演化而來的。
1917年,A.阿爾伯特·愛因斯坦運用他剛創立的廣義相對論建立了一個「靜態、有限、無界」的宇宙模型,奠定了現代宇宙學的基礎。1922年,G.D.弗里德曼發現,根據阿爾伯特·愛因斯坦的場方程,宇宙不一定是靜態的,它可以是膨脹的,也可以是振盪的。前者對應於開放的宇宙,後者對應於閉合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一個膨脹宇宙模型.1929年 哈勃發現了星系紅移與它的距離成正比,建立了著名的哈勃定律。這一發現是對膨脹宇宙模型的有力支持。20世紀中葉,G.伽莫夫等人提出了熱大爆炸宇宙模型,他們還預言,根據這一模型,應能觀測到宇宙空間目前殘存著溫度很低的背景輻射。1965年微波背景輻射的發現證實了伽莫夫等人的預言。從此,許多人把大爆炸宇宙模型看成標准宇宙模型。1980年,美國的古斯在熱大爆炸宇宙模型的 基礎上又進一步提出了暴漲宇宙模型。這一模型可以解釋目前已知的大多數重要觀測事實。
宇宙圖景 當代天文學的研究成果表明,宇宙是有層次結構的、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體系統。
層次結構 行星是最基本的天體系統。太陽系中共有九大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星(目前只有極少數科學家同意開除它,降為矮行星)。除水星和金星外,其他行星都有衛星繞其運轉,地球有一個衛星 月球,土星的衛星最多,已確認的有26顆。行星 小行星 彗星和流星體都圍繞中心天體太陽運轉,構成太陽系。太陽占太陽系總質量的99.86%,其直徑約140萬千米,最大的行星木星的直徑約14萬千米。太陽系的大小約120億千米(以冥王星作邊界)。有證據表明,太陽系外也存在其他行星系統。2500億顆類似太陽的恆星和星際物質構成更巨大的天體系統——銀河系。銀河系中大部分恆星和星際物質集中在一個扁球狀的空間內,從側面看很像一個「鐵餅」,正面看去