人类是如何认识宇宙的?
上下都是不成形的,怎么测试?
很黑暗,但是谁能做到呢?
冯异只是喜欢,他怎么会知道?
明明偷偷的,可是什么时候?
阴阳结合,这是什么?
嘿,是九倍。是哪一个?
…………
2300年前,中国伟大的诗人屈原(公元前340年-公元前278年)在他著名的长诗《田文》中质疑了一系列关于天地形成和宇宙结构的问题,表达了屈原本人和历代许多人对探索宇宙的关注、思考和浓厚兴趣。
天文学告诉我们,人类居住的地球在宇宙中并不是孤立存在的,而是依赖并制约着其他天体。为了了解人类在宇宙中的地位,以及它们的起源、演化、未来前景和如何趋利避害,我们必须从近到远了解宇宙中各种天体及其天体系统的空间分布、特征和* * *情况,了解宇宙的起源和演化。为此,我们人类经历了漫长而艰难的探索过程,并将继续深入探索。
一、古代世界观
中国古代先民的世界观主要有三种:遮天说、揭夜说、浑天说。
殷末周初出现了盖天说。当时的人直观地认为“天圆如盖,地方如棋盘”。所以这种遮天之论也叫“天地之论”按照这种说法,天是圆的,地是方的,所以两者不能相连,所以提出天地相隔八万里,天由八柱支撑。遮天论是一种原始的宇宙观,有很多明显的漏洞,无法解释日月星辰的兴衰在何处。于是,后来的亨廷顿理论就产生了。
浑天说始于战国时期。亨廷顿理论认为地球是球形的,外面有一个球形的圆顶,地球漂浮在天空的水面上。三国时期,有一个叫徐峥的人,也是这样描述天地的形成:“天地混沌如鸡,盘古生于其中,八千年矣。天地开,为天,阴为地,盘古在其中,一日九变。上帝在天上,对地球是神圣的。天高十尺,地厚十尺。如此八千岁,日数极高,地数极深,盘古极长。于是我去了万里。”可见我们古人很早就有了天地扩张的思想。
叶璇理论是古人通过观察昼夜现象总结出来的一种宇宙观。叶璇说,天空不是一种实体,它看起来又高又远,没有尽头。日月星辰不过是发光的气体,在缥缈的太空中自由运行。可以看出,叶璇的理论是一个简单的无限宇宙的概念。
大约在1900年前,古希腊天文学家托勒密(公元90年168年)收集了古希腊天文学的成就,在其巨著《天文巨著》中提出了“地心说”。他认为我们居住的地球是静止的,处于宇宙的中心,天体围绕它旋转。离地球最近的是月球,其次是水星、金星、太阳、火星、木星、土星、星空和最高的天空。这就是所谓的九重天思想。他还用这种圆、偶轮和偏心圆的理论解释了月亮、太阳和行星的运动。托勒密的地心说总结了古希腊人对宇宙结构的认识。
中世纪欧洲的宗教神学认为“地心说”符合教义,并将其作为上帝创造世界的理论支柱,将其提升到神圣不可侵犯的高度,导致地心说在欧洲占据统治地位长达1400年,严重阻碍了科学思想的发展,阻碍了科学宇宙观的诞生,也是托勒密本人始料不及的。
二、哥白尼“日心说”的创立和发展
公元1543年,波兰天文学家哥白尼(公元1473-1543年)在弥留之际发表了他的科学巨著《天体运行论》。他在这本书中提出了“日心说”。哥白尼认为地球不是宇宙的中心,而是月球的中心。太阳是宇宙的中心。地球等行星围绕太阳旋转,由近及远的顺序是水星、金星、地球、火星、木星、土星。天空的周日自转是由地球每天绕其旋转轴自转一周引起的。太阳每年的视运动不是它自己的运动,而是地球每年绕太阳公转一周。其他行星的顺行和逆行现象可以用地球和行星绕太阳的运动相同来解释。
哥白尼的日心说揭示了地球是一颗普通的行星,从根本上否定了“地球是上帝安排在宇宙中心”的宗教神话,动摇了人们对教会的崇拜。天文学乃至整个自然科学开始摆脱宗教的束缚,从神学中解放出来。哥白尼的日心说是人类探索宇宙史上的一大飞跃。它敲响了黑暗中世纪的丧钟,昭示了欧洲现代文明的开端,具有划时代的意义。这自然导致了保守宗教势力的反对和打压,维护、传播和发展哥白尼日心说的人遭到了宗教裁判所的残酷迫害。
意大利著名思想家布鲁诺(公元1548 1600年)不仅推广了哥白尼的学说,而且进一步认为太阳不是宇宙的中心,它是成千上万颗普通恒星中的一颗。他还认为,太阳绝不是唯一拥有行星系统的恒星,宇宙中有许多可居住的世界。1592年,宗教裁判所逮捕了布鲁诺,对他进行了长达八年的残酷审讯,并于2月1600日在罗马花园广场将这位坚持真理的不屈斗士活活烧死。
不久之后,德国天文学家开普勒(公元1571 1630)发现了行星运动三定律。他指出,行星围绕太阳的轨道是一个椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。16181621年,他出版了《哥白尼天文学概论》,用自己的发现补充和修正了哥白尼的学说,进一步完善和发展了哥白尼的学说。
伽利略伽利莱(公元1564 1644),现代实验科学的奠基人,是第一个用望远镜探索星空的人。他发现木星有四颗卫星,这一方面证实了该行星是自己卫星的运行中心,同时它围绕着更大的运行中心——太阳旋转。而太阳只是宇宙中的一颗普通恒星,所以太阳也可能围绕着一个更大的运行中心旋转。这第一次证明了宇宙中可能存在不同层次的宇宙系统。1632年,伽利略出版了一本托勒密和哥白尼的谈话集,用一系列确凿的证据证明了哥白尼学说的正确性,但伽利略被教廷判处终身监禁。直到六月1979 11,也就是他死后300多年,教皇才不得不为自己的冤案平反。
解释行星为什么绕着太阳转,以开普勒定律指出的方式运行,是太阳系理论的核心问题。直到英国著名科学家牛顿(公元1642 1727)发现引力,这个问题一直没有解决。相传1665年,牛顿受苹果落地的启发,发现了万有引力定律。随后,建立了以万有引力定律和物体运动三定律为核心的牛顿力学体系。他利用万有引力定律推导出开普勒的行星运动三定律,为行星运动定律提供了理论证明,将哥白尼的日心说建立在坚实的理论基础上,从而确立了科学太阳系的概念。
第三,人类观察宇宙的视野不断扩大
1781年,英国德国科学家赫歇尔发现了天王星,这是太阳系中土星轨道之外的第七颗行星。不久后发现天王星运行有点不正常。1846年8月31年8月,在巴黎天文台从事天王星异常运动研究多年的勒·叶巍写了一篇论文《论使天王星异常运行的行星,其质量、轨道和当前位置的确定》他计算了未知行星的轨道要素。论文发表后,这颗经过计算的未知行星真正被柏林天文学家盖尔于1846年9月25日发现。观察到的位置与勒·叶巍计算的位置相差不到一度。太阳系第八颗行星海王星的发现,在当时引起了极大的热情。它不同于以前用肉眼或望远镜直接观察发现新的天体。是靠科学智慧和计算能力发现的,是在笔尖发现的。证明了牛顿力学无可比拟的威力。至此,哥白尼的学说获得了彻底的胜利。
1930年,23岁的美国天文学家汤姆·博发现了冥王星,长期以来冥王星被视为太阳系第九大行星,现在被降级为矮行星。至此,人们对太阳系半径的认识从最初的10天文单位扩大到了40天文单位(注:天文单位是日地平均距离,一个天文单位约为150万公里)。
虽然自16世纪以来一直推测天空中所有的恒星都是遥远的太阳,但进一步推测它们可能组成一个以上更大的恒星系统,但这需要通过系统的观测和研究来证明。对恒星世界真正系统的观测和研究始于天王星的发现者、被誉为“恒星天文学之父”的赫歇尔。勤于天文观测的赫歇尔分别按天空和星等统计了全天的恒星,证实了我们看到的许多恒星,包括银河系中的恒星,都在一个有限的称为银河系的恒星群中。他用当时最大的望远镜发现,一些曾经被认为是“无星”的星云,原来是由许多小恒星组成的。事实上,它们是我们银河系之外的恒星系统,通常被称为河外星系。这种星云也被称为河外星云,以区别于银河系内的气体星云。
通过赫歇尔及其继任者的不断努力,我们终于搞清楚了我们银河系的结构。我们的银河系是一个螺旋星系,拥有数千亿颗恒星,其中大部分都集中在一个叫做银盘的扁平圆盘中,形状像一个铁饼。我们的太阳并不在银河系的中心,而是在银河系的中央平面附近,也就是银道面,距离银河系中心大约3万光年。银盘里有四个旋臂,是气体、尘埃和年轻恒星集中的地方。我们的太阳在第三个旋臂上。银河系中所有的天体都围绕着银河系的中心旋转。除了自转,银河系整体以每秒214公里的速度向麒麟星座方向运动。而太阳以220km/s的速度绕银河系中心运行,公转一周需要225m年,称为宇宙年。
目前射电望远镜可以接收到1000亿光年以外天体的无线电波。发射到太空的哈勃望远镜和其他高性能观测仪器将我们人类视觉的半径扩大到了大约100亿光年。天文学家通常把目前可以观测到的宇宙空间中包含的星系和星系间物质称为总星系。总星系是目前我们能观测到的最大的物质系统,它包含了数千亿个恒星系统和大量的星系间物质。我们的太阳所在的银河系只是整个银河系中数千亿个恒星系统中的一个。科学研究中一般所说的宇宙,是指我们目前能够观测到的宇宙部分,也就是整个星系。它也被称为我们的宇宙。
第四,BIGBANG起源理论的建立。
20世纪初,德裔美国科学家爱因斯坦(公元1879 1955)创立了狭义相对论,后有广义相对论。与此同时,一些科学家创造了量子力学。这为我们重新认识宏观世界和微观世界提供了科学的理论依据。1917年,爱因斯坦根据广义相对论的方程进行计算,得出宇宙不是膨胀就是收缩的结论。
1929年,美国天文学家哈勃(公元1889年1953年)分析了其他星系发出的光,发现大多数星系都离开了我们,它们的退行速度与它们离地球的距离成正比。这个被称为哈勃定律的重要发现证实了我们的宇宙正在膨胀。宇宙膨胀的发现使现代宇宙学家重新研究了宇宙的起源和演化,进而导致了热大爆炸理论的诞生,这一理论得到了一系列观测事实的支持,并被大多数科学家所接受。根据测得的宇宙膨胀速度,我们的宇宙在大约654.38+038亿年前收缩到一个点。根据热大爆炸理论,我们的宇宙是起源于此时此地的大爆炸。也就是说,我们的宇宙在时间和空间上都有一个开端。它按照自然规律进化,逐渐演变成我们今天看到的广阔世界。
动词 (verb的缩写)人类探索宇宙的征程任重道远。
与我们的宇宙相比,我们生活的地球和我们自己都非常渺小。我们的宇宙中有无尽的奥秘。但是我们人类从来不满足于自己对宇宙的无知,而是用自己的智慧和努力不断探索宇宙的奥秘。
三级火箭理论的创始人、前苏联中学教师齐奥尔科夫斯基说得好:地球是人类的摇篮,但人类不会永远停留在地球上,而是要探索太空。起初,它们会小心翼翼地超越大气层的范围,然后大胆地征服太阳附近的所有空间。
1961年,前苏联宇航员加加林乘坐宇宙飞船冲出地球大气层,实现人类首次太空飞行。1969年,美国宇航员实现了人类首次登月飞行。从1972开始,人类开始发射一些能够飞出太阳系的探测器,探索地外文明。其中一些探测器现在已经到达了太阳系的边缘。
1970中国发射了第一颗人造地球卫星。2003年6月5438+10月65438+5月,中国成功发射第一艘载人飞船“神舟五号”,将中国航天员杨利伟送入太空,绕地球14圈,次日安全返回,实现了千年飞天梦想,标志着中国成为世界上第三个有能力进行载人航天飞行的航天大国。此后,中国多次成功发射载人飞船,实现了多人多天太空飞行和太空行走的壮举。
此外,中国自2007年以来已经成功发射了4次“嫦娥”探月卫星,其中“嫦娥四号”携带的月球车实现了人类月球车在月球背面的首次着陆,并取得了一些重要发现。目前中国正在大力建设空间站,预计2022年建成。鉴于原本在太空运行的国际空间站已经无法在轨工作,中国的空间站将成为唯一在轨工作的空间站。
毫无疑问,勤劳、勇敢、智慧的中国人民,必将在充满风险和震撼的载人航天探索宇宙的征程中,为人类做出更大的贡献。