宇宙科学认识

2017-04-08

宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一,是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中。宇宙是多样又统一的:多样在于物质表现状态的多样性;统一在于其物质性。以下是小编为你整理的宇宙科技知识,欢迎阅读!!!

历史记载:宇宙科学认识

《文子·自然》:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。” 《尸子》:“上下四方曰宇,往古来今曰宙。” 《淮南子》:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇”。《庄子·庚桑楚》:“出无本,入无窍。有实而无乎处,有长而无乎本剽。有所出而无窍者有实。有实而无乎处者,宇也;有长而无本剽者,宙也。”

宇宙科学认识:从远古到现代

中国古人曾提出盖天说和浑天说,在春秋战国时期民间就有嫦娥奔月的传说,汉代学者张衡也曾提出“宇之表无极,宙之端无穷”的无限宇宙概念。 浑天说认为天地的形状像一个鸡蛋,天与地的关系就像蛋壳包着蛋黄。张衡认为浑天说比较符合观测的实际。

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。古犹太人认为,地球是宇宙的中心,周围绕着一圈星球,再往外去,寥落地分布着其余天体。有一个静止的天球存在,在其内部,星球各居其位,转动不止。

宇宙科学认识:地球原来是近似圆形

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,主张天体和大地都是近似球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,被17世纪初麦哲伦的环球航行所证实。

地心说、日心说和万有引力定律

公元2世纪,C.托勒密提出了世界上第一个行星体系模型地心说。地球处于宇宙中心。从地球向外,依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,在各自的圆轨道上绕地球运转。为了说明行星运动的不均匀性,提出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。

1543年,N.哥白尼所著《天球运行论》正式提出了“日心说”观点,认为太阳是行星系统的中心,一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星,它上面像陀螺一样自转,一面又和其他行星一样围绕太阳转动。在中世纪的欧洲,托勒密的地心说由于符合神权统治理论的需要,一直占有统治地位。为了捍卫日心说,不少仁人志士与黑暗的神权统治势力进行了前仆后继的斗争,付出了血的代价。

1609年,J.开普勒的开普勒三定律揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了日心说,为牛顿万有引力定律的提出打下了基础。

1608年利普赛发明望远镜后,伽利略立即加以改造并指向苍穹。1610年,伽利略发表了划时代的著作《星际使者》,朦胧的银河原来是无边的星海,皎洁的月亮竟然布满了环形山,灿烂的太阳哪知会有黑子,而金星的相位变化和木星的4颗卫星恰恰是日心说最可靠的证据。

1687年,I.牛顿牛顿发现了万有引力定律,使哥白尼的学说获得更加稳固的科学基础。

天文望远镜的诞生带来了天文学的第一次革命。随着天文望远镜等观测和分析仪器的问世和改进,人类对宇宙的认识愈加清晰丰富。望远镜的每一次发展、突破,都促进了天文学的重大发现和人类对宇宙认识的飞跃,对数学、物理学及其他自然科学产生重大影响,并推动了人类文明进程。

河外星系

在哥白尼的理论中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点不可能的。

1584年,乔尔丹诺·布鲁诺提出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,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,存在着无数像银河系那样的天体系统。

到1924年,由E.P.哈勃用造父视差法测量仙女星系的距离确认了河外星系的存在。

宇宙学模型

理论基础

1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用广义相对论建立了一个“静态、无限、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,根据爱因斯坦的场方程,宇宙也可以是膨胀的和振荡的。

1927年,G.勒梅特提出了真正意义的膨胀宇宙模型。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。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。大爆炸宇宙模型成为标准宇宙模型。

1980年,美国的阿兰·古斯在热大爆炸宇宙模型的基础上又进一步提出了大爆炸前期暴涨宇宙模型,随后由安德烈·林德进行了修订。[89] 该模型包括一个短暂的(指数的)快速膨胀,这个过程抹平时空而使宇宙平坦,解决了视界问题。他提出:在宇宙诞生最初的时刻,时空发生过一次急速膨胀的过程,宇宙大爆炸之后的一瞬间,时空在不到10-34秒的时间里迅速膨胀了10^78倍。

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