❶ 有关宇宙的小知识
星座的划分
白羊座:3月21日~4月20日 金牛座:4月21日~5月21日 双子座:5月22日~6月21日 巨蟹座:6月22日~7月22日 狮子座:7月23日~8月23日 处女座:8月24日~9月23日 天秤座:9月24日~10月23日 天蝎座: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 双鱼座:2月20日~3月20日
十二星座
我们常常说的十二星座又叫黄道十二宫,是88个星座里面比较特殊的一个群体。由于地球绕太阳公转,从地球看去,太阳就像是在星座之间移动,人们把太阳的运行路线叫做黄道,而月球和行星的轨迹基本不离黄道上下9度的狭窄区域,人们就将这个区域叫做黄道带。古时黄道带上有十二个星座,而太阳基本上是每个月经过一个黄道星座,所以称为黄道十二宫。经天,由于岁差的缘故,太阳经过黄道星座的日期已经和古代大不相同。
水星简介水星是最靠近太阳的行星,它与太阳的角距从不超过28°,中国古代称水星为辰星。古时候西方人以为水星是两颗行星,他们在暮色中见到它时,称它为墨丘利(Mercury),在晨曦中见到它时,称它为阿波罗。后来人们知道了墨丘利和阿波罗就是同一颗星,就称水星为墨丘利。墨丘利是罗马神话中专为众神传递信息的使者,他头戴插有双翅的帽子,脚蹬飞行鞋,手握魔杖,行走如飞。他神通广大,令人难以捉摸。水星确实像墨丘利那样,行动迅速,神出鬼没,在一个半月的时间里它会沿着一段奇特的曲线,从太阳的最东边跑到最西边,平均速度为每秒47.89千米,是太阳系中运动最快的行星。
金星简介金星,中国古代称之为太白或太白金星。它有时是晨星,黎明前出现在东方天空,被称为“启明”;有时是昏星,黄昏后出现在西方天空,被称为“长庚”。金星是全天中除太阳和月亮外最亮的星,犹如一颗耀眼的钻石,于是古希腊人称它为阿佛洛狄忒(Aphrodite)---爱与美的女神,而罗马人则称它为维纳斯(Venus)---美神。天文上金星符号,即美神梳装打扮时用的宝镜。
伟大地球简介地球是太阳系九大行星之一,按离太阳由近及远的次序为第三颗。它有一个天然卫星---月球,二者组成一个天体系统---地月系统。
火星按离太阳由近及远的顺序为第四颗行星。肉眼看去是一颗引人注目的火红色的亮星。它缓慢的穿行于众恒星之中,从地球上看火星时而顺行,时而逆行。火星最暗视星等约为+1.5等,最亮时比最亮的恒星天狼星还亮,达-2.9等,这是由于地球和火星分别在各自的轨道上运行,它们之间的距离总在不断变化。火星荧荧如火,亮度常变,位置不定,令人迷惑,所以,中国古代称火星为“荧惑”。而在西方古罗马的神话中,把它想象为身披盔甲浑身是血的战神“马尔斯”(Mars),即希腊神话中的战神阿瑞斯(Ares)。阿瑞斯身世高贵,其父是神王宙斯,其母是天后赫拉。天文学中火星的符号是马尔斯的长枪和盾牌的组合。
木星简介 木星是太阳系中最惹人注目的一颗行星,它是行星九兄弟中的老大---个儿最大。它的亮度仅次于金星。中国古代把它叫做“岁星”,用它来纪年,因为已经知道它的公转周期近于12年。西方则称木星为“朱庇特(Jupiter)”,即罗马神话中的主神。相当于希腊神话中的王者---天神宙斯。
土星简介 土星是离太阳第六远的一颗美丽的行星,凡是用望远镜看过土星的人,无不惊叹不已。土星公转轨道半径为14亿千米,冲日时最大亮度为0.4星等。土星那橘色的表面,漂浮着明暗相间的彩云,配以赤道面上那发出柔和光辉的光环,远远望去真像个戴着顶大沿遮阳帽的女郎。要比两极半径大6000多千米。土星公转周期为29.5年,约合二十八宿之数,每年镇一宿,故古时我国又称其为“镇星”。土星长期被当作太阳系的边界,直到1781年发现天王星以后,太阳系才得以扩大。土星运动迟缓,人们便将它看作时间和命运之神的象征。罗马神话中称其为萨图努斯神,即希腊神话中的克洛诺斯,他是神王宙斯之父,是在推翻父亲之后登上天神宝座的。无论东方还是西方,都把土星与农业联系在一起。在天文学中的符号,像是一把主宰农业的大镰刀。
天王星简介 在睛朗的夜晚要想观看天王星,并不是很难。它的星等是5.7等。它的公转周期相当长,每84年绕太阳一周,平均每天只移动46",不容易与恒星区分,历史上曾多次被误认为是恒星而被载入星图。
海王星简介 距太阳的平均距离由近及远排列,海王星排行第八。它的亮度为7.85等,只有在望远镜里才能看到。由于它是一颗淡蓝色的行星,根据传统的行星命名法,它被命名为涅普顿(Neptune)。涅普顿是罗马神话中统治大海的海神,掌管着1/3的宇宙,颇有神通,海王星的天文符号象征涅普顿手中寒光闪闪的神叉。
小行星是指大多分布在火星和木星轨道之间、沿椭圆轨道绕太阳运行的小天体。1801年,意大利天文学家皮亚齐在前人预测的位置上发现一颗星天体,后被命名为谷神星。然而,经过进一步观测计算后,发现谷神星太小,无论在哪方面都不能与现有的大行星相提并论,于是谷神星便被定性为“小行星”。接着人们又陆续发现了智神星、婚神星、灶神星等小行星。
❷ 宇宙小知识
宇宙()是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。是一切空间和时间的综合。一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件。宇宙根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约200亿年。太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/立方厘米,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。 太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。 恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。 星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。
❸ 宇宙科普知识 宇宙科普知识
围绕一个问题弄得哦,够不?
宇宙知识——宇宙在膨胀吗?
夏日夜空,繁星闪烁,不禁使人陷入对宇宙的遐想之中。20世纪10~20年代,天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比,即谱线红移。1929年哈勃总结出谱线红移的规律是:对遥远星系,红移量与星系离我们的距离成正比,比例系数H叫哈勃常数,这红移叫宇宙学红移。此后,在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律。它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的。这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调(即频率)比静止不动时的声调更低一样,由此得出星系都在做远离我们的运动,离我们越远运动速度越快的结论。这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样。这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型。近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型。
从宇宙膨胀的观点出发,利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点,由于某种原因在它内部产生了"大爆炸"。诞生了现在的宇宙,从而得出了时间是有开端,空间是有限的结论。宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间,即宇宙的年龄是多少,这取决于哈勃常数H的大小。最初哈勃常数仅500(公里/秒/百万秒差距),这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多。以后改为50~100之间。若取100,宇宙的年龄只有100亿年,而银河系的球状星团的年龄是150亿年,矛盾很大。若取50,宇宙年龄为200亿年,矛盾不那么明显,因此被大爆炸宇宙论者所赞同,但在观测上,这个数值有些勉强。究竟是多少,一直没有定论。近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80。这样算出的年龄为120亿年,矛盾还很明显。宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来,这要取决于宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定,因为观测的距离越远,平均密度越小,下限有没有还不能确定。1965年发现了宇宙空间的2.7K微波背景辐射,被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹,是大爆炸宇宙的一大证据,但这种解释并不是唯一的,因为宇宙空间中充满介质,2.7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质,可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2.7K的热辐射。
仔细分析起来,问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上。过去,人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动,从而成功地确定了星系内存在自转现象。但现在天文观测中却发现一些红移现象,若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难,这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移,这里列举几种观测结果。
①多普勒效应对同一个天体,其红移量与光谱线的频率无关,因此观测每个星系中不同谱线的红移量,比较它们是否一致,就是鉴别红移是否由多普勒效应产生的一种依据。如果一致,就表示有可能是由多普勒效应产生的;如果不一致,就肯定它至少不完全是由多普勒效应产生的。1949年威尔逊对星系NGC4151的观测结果表明,虽然不同频率的红移量差别不大,但也超出了观测的误差范围,频率越高,红移量越小。这样至少可以认为宇宙红移不完全是由多普勒效应产生的。
②从太阳中心到边缘各点发出的同一种谱线,在扣除了各种已知的运动效应后,越靠近边缘的地方红移量越大,在太阳半径90%左右的地方,红移量急剧增加。这意味着太阳上还有某种未知的因素在产生红移。
③先驱6号宇宙飞船发射的遥测信号中心频率为2292兆赫,当飞船绕到太阳背面经过太阳边缘时观测到异常红移现象。
④类星体红移量一般都很大,如果把这都归结为多普勒效应,算出的距离一般在100百万秒差距以上。由此推算出它发出的总光能力为银河系的100倍;射电能为银河系的10万倍。
而由光变周期算出它的直径只有一光年左右,这意味着类星体的辐射密度非常高,但目前一直找不到产生这样高辐射密度的物理机制。有些天文学家认为,类星体的红移中至少有一部分不是由多普勒效应产生的,因而类星体离我们的距离较现在推算的要近得多。
⑤星系、类星体相互之间都有成协的现象,即这些天体两两或更多相距较近并有物理联系。观测表明,有些成协天体间红移值相差较大,有些类星体光谱中的吸收线与发射线互不相同,而且不同的吸收线有各不相同的红移值,称为多重红移。
既然这些红移不能用多普勒效应解释,那么它产生的原因究竟是什么呢。光在发射时固然有许多因素影响它的频率,但宇宙中这么多天体都如此有规律地只随着远离我们的距离而变化,就难以理解了。光在它漫长的传播路径上经历了几亿至上百亿年的岁月,这期间必然比它在发射的一瞬间有更多的因素影响着它的频率。现在人们了解到,在星系际空间中存在着星系际介质,它的密度在10E-29克/立方厘米以下。成分与银河系的大致相同。除了有能对星光产生可见效应的星系际气体、尘埃和固态物质、低光度星体外,还有大量的基本粒子。
据估计,星系间基本粒子的质量占了整个宇宙总质量的绝大部分,它们是看不见的。
光与介质的相互作用是复杂的,介质不仅能吸收光,还能再发射光;再发射的光,其频率不仅仅只是 原有的频率,还有其他的频率,只是在原有频率及其附近强度最大。其实,人们早已熟知光子在传播过程中由于与介质的相互作用会逐渐转变成低频的光子。但过去人们认为这只会使谱线衰减而不会产生红移。
由惠更斯原理知道,波前上所有粒子产生的子波叠加后能形成具有新频率的平面波。新产生的频率叠加在原有频率上的结果,不像通常认为的那样谱线会被平滑而消失,而是谱线被整体地移动,在远距离传播中,光的频谱的变化就好像在谱卒域中传播的波一样。这里频率域相当于弦,光谱的强度相当弦的振幅,一条谱线对应于弦上的一个波峰,弦上波峰的传播对应于谱线在频率域中传播。这种新型的波叫频域波。如果 新产生的频率电较原来频率低的能量大于较原来频率高的能量,频域波向低频端传播,形成谱线红移;反之,频域波向高频端传播,形成谱线紫移。由实际经验知道,通常总是低频成分多于高频成分,所以实际上常观测到红移。
星系际空间是充满介质的,星光必须通过介质才能到达地球,所以光谱线必定会红移,而且距离越远红移量越大,这与哈勃公式是一致的。对宇宙红移来说,应先扣除介质产生的红移效应,剩余部分才可能解释成多普勒效应,这是处理观测数据所必需的步骤。但以前在得出膨胀宇宙模型时,并没有做这件工作,扣除后的结果无非是3种情况:①全部扣完,宇宙是稳定的。②还有剩余,宇宙是膨胀的。不过,这时膨胀速度要比现在认为的速度慢得多,宇宙的年龄也比现在算出的大许多。③是负值,宇宙正在收缩。由于我们目前对宇宙空间的情况了解甚少,虽然对地球上的介质与波的相互作用知道一些,但毕竟对在星系际空间中实际发生的情况知道甚微,也许还有些重要的相互作用没有认识到,介质产生红移扣除的结果很难认为是已经完成。也许我们应当反过来,即从宇宙红移来反推星系际介质的情况,这是因为,我们所看到的宇宙是有层次的,有行星、恒星、星团、星系,星系团,总星系等,它们的平均密度呈指数下降,这些都说明宇宙是不均匀的。地球绕太阳转动,太阳绕银河系中心转动,银河系绕本星系团的中心转动,星系团又绕以宇宙背景辐射所表征的经过平均后的星系际空间的介质运动,宇宙也不是各向同性的。这是我们所能看见的最远的宇宙的情况。
大家知道。对于一个引力系统来说,只有具有一定的角动量(旋转)才可能维持比较稳定的结构。因此,我们观察到的宇宙是比较稳定的,可以认为宇宙红移主要是光通过星系际介质时的频域波。正如上面谈到的,宇宙是膨胀的,稳定的还是收缩的,要扣除星系际介质的效应后才能确定。而扣除介质的效应需要对星系际介质有较详细的了解,这在目前还难以做到。也许应该从我们所观测到的宇宙是较稳定的旋转系统出发,用红移资料来反推介质的情况。人类就是这样在不断探索中来认识宇宙的。
❹ 宇宙小常识!!
在自然科学中,研究地球以外宇宙环境中各种天体的运动、结构、起源和演化的基础学科叫做天文学。它的历史可以追溯到人类文明的萌芽时期。上古时代,游牧民族逐水草而迁徙需要辨别方向,农业民族按时令播种需要确定季节。在年复一年的长期实践中,他们逐渐发现了这些影响自己生活的大事与日月星辰等天文现象之间的密切联系。巴比伦的泥碑、埃及的金字塔、中国殷墟的甲骨文里,都留下了天文学诞生时期的丰富例证。天文学对人类文明的进步一直作出重大贡献。16世纪哥白尼的日心说使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来;17世纪伽利略、牛顿为研究太阳系天体运动规律而建立的经典力学体系,至今仍是现代工程科学(包括宇航科学)的基础,本世纪30年代对太阳和恒星内部结构和能源的研究导致了热核聚变的概念,为人类利用核用能提供了启迪;特别是近半个世纪以来,人类探索宇宙的热情一方面有力地推动了遥测遥控、空间技术、计算技术等一系列高新技术的发展,直接服务于全球通讯、资源调查、气象预报等国民经济部门,而这些技术在天文上的应用则使人们对宇宙的认识突飞猛进,第一次有可能从统一的原理来说明从基本粒子到化学元素、从星系到恒星、从太阳到地球、从原生物到人的长达上百亿年的演化史。
我们所居住的地球是太阳系的一个普通成员。太阳系的中心天体是太阳,它是一个半径约70万公里、表面温度达6000K的气体球,其核心温度高达1500万K,发生着氢聚变为氦的核反应。我们赖以生存的光和热,就是由这种核反应产生的。太阳系有九个行星,依次为水星、金星、地球、火星、木星、天王星、海王星、冥王星。最外面的冥王星离太阳约60亿公里。在火星和木星之间运行着几十万颗小行星。太阳系中质量较小的天体还有彗星和流星。
晴朗夜空中有一条横亘天际的光带,被人称为银河。实际上它是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统,叫做银河系。银河系的发光部分直径约7万光年,最大厚度约二万光年,象一个中央突起四周扁平的旋转铁饼,太阳是银河系中的一颗普通恒星,银河系中有大约2000亿颗恒星,彼此之间相距很远。离太阳最近的比邻星也有4.3光年远,为太阳半径的6000万倍。除恒星外,银河系中还有不少由气体和尘埃组成的团块,称为星云。有的星云含有大量分子,称为分子云,常常是形成恒星的场所。
银河系之外还有数以10亿计的庞大天体系统,与银河系属同一结构层次,统称星系。人类肉眼可见的最远天体一仙女座星系——就是其中之一,它距银河系225万光年,但在与银河系大小相当的星系中还算最近的一个。星系在宇宙中的分布是不均匀的,有的成双,有的成群,大的星系团甚至包含成百上千个星系。有些星系团又聚集成尺度更大的超星系团,在5亿光年以上至目前观测所及的150亿光年之间尚未发现不均匀的迹象。
❺ 小学生必须知道的天文知识
1、八大行星
水金地火木土星,天王海王绕外边;
唯有地球生物现,温气液水是由缘①。
(①:温指的是适宜的温度;气指的是适宜生物呼吸的大气;液水指的是液态水)
2、地球特点
赤道略略鼓,两极稍稍扁。自西向东转,时间始变迁。
南北为经线,相对成等圈。东西为纬线,独成平行圈;
赤道为最长,两极化为点。
3、东西南北半球的划分
西经二十度,东经一百六,一刀切下去,东西两半球。
南北半球分,赤道零纬度, (四季温带显,南北相反出)。
4、昼夜交替和四季变化
地球自转,昼夜更换。绕日公转,四季出现。
自转一日,公转一年。自西向东,方向不变。
5、地球五带
地球有五带,全靠四线分;回归间热带,极圈分寒温;
寒温各有二,五带温不均①。①温,指温度。
❻ 关于宇宙的小知识!!!
宇宙是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。是一切空间和时间版的总合。宇宙权大约是由4%的普通物质,23%的暗物质和73%的暗能量构成。
宇宙有始而无终,这是英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金对宇宙的起源和归宿问题提出的最新解释。
目前普遍认可的宇宙诞生学说是所谓的"大爆炸"理论,它认为宇宙发端于距今约120亿年之前的大爆炸,大爆炸形成了时间、空间和物质。但大爆炸之前宇宙的图景如何,天文学家们至今莫衷一是。
❼ 宇宙科学小知识
1、最新的研究认为宇宙的直径为1560亿光年,甚至更大,可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年。
2、根据可反映星系发展状态的序列号对星系进行了分类,可以粗略地将星系划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种。
5、声热光磁电力运动为核心的事物体系在宇宙结构层所起的关建作用,显示以空间,星分子原子粒子,声热光磁电力运动为体系的产物是形成宇宙物质和时空存在的基本要素。
❽ 小学生因该知道那些天文知识
宇宙概况,大爆炸学说
基本天体:恒星、行星、卫星、小行星、彗星、黑洞
星系:银河系、太阳系
太阳系八大行星、冥王星、小行星带
太阳概况、月球概况、月食、日食
星座、流星雨
地球概况
天文望远镜知识
❾ 关于宇宙的知识,越多越好!!!
在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。
宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。
最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。
公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,伽利略·伽利雷则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。
在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,乔尔丹诺·布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。
18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。
近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。
宇宙演化观念的发展在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。
太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。
1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,伯特兰•阿瑟•威廉•罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,亚瑟·斯坦利·爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。
1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。1922年,G.D.弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。
宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。
层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有九大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星(目前只有极少数科学家同意开除它,降为矮行星)。除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星 月球,土星的卫星最多,已确认的有26颗。行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米(以冥王星作边界)。有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去