1樓:匿名使用者
1人類認識宇宙的里程碑 天文學是最古老的自然科學學科之一。人類正確認識宇宙以及地球在宇宙中的地位經歷了漫長的過程,這一過程與歷史上許多著名學者的辛勤勞動——細緻的觀測和深入的理論研究——是密切不可分的。
2從托勒密到哥白尼 早在公元前4世紀,古希臘哲學家亞里士多德就已提出了"地心說",即認為地球位於宇宙的中心。公元140年,古希臘天文學家托勒密發表了他的13卷鉅著《天文學大成》,在總結前人工作的基礎上系統地確立了地心說。根據這一學說,地為球形,且居於宇宙中心,靜止不動,其他天體都繞著地球轉動。
這一學說從表觀上解釋了日月星辰每天東昇西落、周而復始的現象,又符合上帝創造人類、地球必然在宇宙中居有至高無上地位的宗教教義,因而流傳時間長達1300餘年。
早在兩千多年前,古希臘天文學家阿里斯塔克就已提出了樸素的"日心說"。他指出,太陽位於宇宙中心靜止不動,地球則繞著太陽運動,同時又繞軸自轉。可惜由於科學水平的限制,這一天才的思想未能為人們所認識。
直到中世紀末,由於用托勒密地心體系推算出來的行星位置與實際天象的觀測結果不符,人們才開始懷疑地心說的正確性。2023年,波蘭天文學家哥白尼在他的不朽名著《天體執行論》中系統地提出了日心說。在他闡釋的日心體系中,太陽居於宇宙的中心,地球和其他行星沿著圓形軌道繞太陽執行。
這樣一來,托勒密地心體系中需要用極為複雜的運**象來解釋行星運動天象的煩瑣的工作一下子變得十分簡單。後來,德國天文學家開普勒指出,行星繞太陽運動的軌道應該是橢圓而不是圓,太陽位於橢圓的一個焦點上。這一重大發展使得觀測結果完全可以用理論來加以解釋和預報,日心說的地位進一步得以鞏固。
按照日心學說,就地球上的人來看,天上恆星的位置應隨著地球繞太陽運動而發生變化。在哥白尼提出日心說後的近300年中,人們進行了大量的觀測,企圖證明這一點,可是始終沒有成功。原來,恆星離開地球十分遙遠,最近的一顆也遠達43萬億千米。
因此,地球圍繞太陽執行造成的這顆恆星的位置變化只有12.5。恆星越遠,這一變化也越小,當時的觀測儀器是無法探測到的。
直到2023年,德國天文學家白塞爾才首次利用三角方法測出一顆名為天鵝61的恆星的位置變化,並推算出它的距離為11.2光年,從而最終證實了哥白尼的日心地動學說。地球的地位從居宇宙之中的特殊天體降為繞太陽運動的一顆普通行星。
3太陽並不位於宇宙中心 2023年,荷蘭人李波爾賽在一次偶然的機會中發明瞭望遠鏡。翌年,義大利物理學家、天文學家伽裡略在得知這一訊息後,立刻親自動手製作了第一架天文望遠鏡,並不斷加以改進。伽裡略利用他的望遠鏡發現了月球表面的環形山、金星月相、木星的衛星、太陽黑子,發現了茫茫銀河由無數個恆星所組成。
早在15世紀中葉,德國大主教尼古拉就已猜測黑夜天穹中的恆星都是一個個十分遙遠的太陽。2023年,義大利人布魯諾明確提出宇宙是無限的,恆星都是遙遠的太陽,太陽只是無數個恆星中的普通一員。2023年,英國天文學家賴特指出,銀河和所有觀測到的恆星構成一個巨大的扁平狀天體系統,由於太陽連同地球位於這一系統的內部,從不同方向觀測才看到了銀河和離散分佈的點點繁星。
2023年,英籍德國天文學家威廉
2樓:匿名使用者
覺得 霍金 的 到來 是一個 新的 歷程 他對 時間 和空間的認識 把我們帶到了 新的 時代 ,不過 愛因斯坦 他老人家 就更是牛x 兩位 高手的去世 空間宇宙學 暗淡啊~~
3樓:匿名使用者
從神論到科學從猜想到驗證
簡述人類對宇宙的認識經歷了哪幾個階段
4樓:sky起來吧來吧
第一階段:天圓地方
“天圓地方”是古代科學對宇宙的認識。古代漢族人民在認識宇宙的過程中主要方法和現代科學的實證實驗方法完全不同,“內證”是古人認識宇宙的主要方法,而這種方法是按照人體生命一定的能量迴圈模式不斷加強人體自身的能量,從而達到超越普通大眾的感知能力。
我們知道普通人的五官感知能力是有限的,這也是現代科學發展的侷限。
天圓地方本質上是《易經》陰陽體系中對天地生成及其執行的解讀,而《易經》為百經之首,國學之源,其思想體系認為萬事萬物都是按照陰陽五行演化而來,因此在古代的各門學科中,都有陰陽五行的思想體系在其中。
第二階段:地心說
地心說最初由米利都學派形成初步理念,後由古希臘學者歐多克斯提出,然後經亞里士多德、托勒密進一步發展而逐漸建立和完善起來。托勒密認為,地球處於宇宙中心靜止不動。從地球向外依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星,在各自的軌道上繞地球運轉。
其中,行星的運動要比太陽、月球複雜些:行星在本輪上運動,而本輪又沿均輪繞地執行。在太陽、月球、行星之外,是鑲嵌著所有恆星的天球恆星天。
再外面,是推動天體運動的原動天。地心說是世界上第一個行星體系模型。
儘管它把地球當作宇宙中心是錯誤的,然而它的歷史功績不應抹殺。另外在人類現有技術條件下只能判斷出地心說在太陽系是錯誤的,還無法判斷它是否適用於宇宙。
第三階段:日心說
哥白尼提出的“日心說”,有力地打破了長期以來居於宗教統治地位的“地心說”,實現了天文學的根本變革。
日心說的觀點是:
1、地球是球形的。如果在船桅頂放一個光源,當船駛離海岸時,岸上的人們會看見亮光逐漸降低,直至消失。
2、地球在運動,並且24小時自轉一週。因為天空比大地大的太多,如果無限大的天穹在旋轉而地球不動,實在是不可想象。
3、太陽是不動的,而且在宇宙中心,地球以及其他行星都一起圍繞太陽做圓周運動,只有月亮環繞地球執行
第四階段:宇宙無限說
宇宙在時間上無限的。
時間是物質存在的一種客觀形式,由過去、現在、將來構成連續的系統,是物質運動變化的連續性表現。由此我們也可以看出時間不是自變數,它是因變數,它是隨著物質宇宙的變化而變化的。
宇宙是一個運動的物質世界,物質的運動需要能量。根據愛因斯坦相對論,質量與能量的關係:能量等於質量乘以光速的方。
可以明瞭的得出這樣一個結論:質量就是內斂的能量,能量就是外放的質量。
愛因斯坦自己也說:“質量就是能量,能量就是質量.”再根據能量守恆定律:
能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,在轉化或轉移的過程中能量的總量不變。
同理,物質也不會憑空產生,憑空消失,它是無始無終的存在著。而時間作為物質的客觀存在方式,以及物質運動變化的連續性表現,必然與物質一道,無始無終的存在著。這就是說宇宙在時間上是無始無終的。
第五階段:相對論,時空可變
相對論是關於時空和引力的理論,主要由愛因斯坦創立,依其研究物件的不同可分為狹義相對論和廣義相對論。相對論和量子力學的提出給物理學帶來了革命性的變化,它們共同奠定了現代物理學的基礎。
相對論極大地改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念,提出了“同時的相對性”、“四維時空”、“彎曲時空”等全新的概念。
不過近年來,人們對於物理理論的分類有了一種新的認識——以其理論是否是決定論的來劃分經典與非經典的物理學,即“非經典的=量子的”。在這個意義下,相對論仍然是一種經典的理論。
第六階段:宇宙大**學說
“大**宇宙論”是現代宇宙學中最有影響的一種學說。它的主要觀點是認為宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期裡,宇宙體系在不斷地膨脹,使物質密度從密到稀地演化,如同一次規模巨大的**。
擴充套件資料
當代天文學研究成果表明,宇宙是有層次結構的、不斷膨脹、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體系統。
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。
太陽系外也存在其他行星系統。約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。銀河系的直徑約10萬光年,太陽位於銀河系的一個旋臂中,距銀心約2.6萬光年。
銀河系外還有許多類似的天體系統,稱為河外星系,常簡稱星系。目前觀測到1000億個星系,科學家估計宇宙中至少有2萬億個星系。
星系聚整合大大小小的集團,叫星系團。平均而言,每個星系團約有百餘個星系,直徑達上千萬光年。現已發現上萬個星系團。包括銀河系在內約40個星系構成的一個小星系團叫本星系群。
若干星系團集聚在一起構成的更高一層次的天體系統叫超星系團。超星系團往往具有扁長的外形,其長徑可達數億光年。通常超星系團內只含有幾個星系團,只有少數超星系團擁有幾十個星系團。
5樓:鐵路專業討論
第一階段:天圓地方
第二階段:地心說
第三階段:日心說
第四階段:宇宙無限說
第五階段:相對論,時空可變
第六階段:宇宙大**學說
人類對宇宙的認識歷史
6樓:匿名使用者
中國古代天文中有豐富的關於宇宙結構的設想。遠在人類社會的早期,中國古代就逐漸形成“天圓如張蓋,地方如棋局”的樸素的直觀見解。到了2023年前的西周時代,又逐漸形成了“蓋天說”。
蓋天說認為,大地不是平整方形,而是拱形,天空如一個斗笠,大地猶如一個倒扣的盤子。戰國時代的屍佼在《屍子》一書中對宇宙概念明確寫到“四方上下曰宇,往古來今曰宙。”意思是:
宇表示東南西北上下六個方向,即表示空間。宙表示過去、現在和將來,即表示時間。東漢著名天文學家張衡在《渾天儀圖注》一書中載有:
“渾天如雞子,天體圓如彈丸,地如雞中黃,孤居於內,天大而地小,天表裡有水,天之包地,猶殼之裹黃。”這裡描述的是渾天說。這個學說最大成就是肯定了大地是球形的,同時大地是懸在空間的球體。
古代各民族都有自己對宇宙的認識和想象。它們帶有深刻的民族特點。比如,古代埃及人認為大地是漂浮在水上的;古希臘人則認為大地下有支柱支撐著;古印度想象大地是馱在大象背上的;……。
公元2世紀,古希臘天文學家托勒密在總結前人對宇宙認識的基礎上,提出“地球中心說”的宇宙模式。2023年,波蘭天文學家哥白尼又建立了“太陽中心說”的宇宙模式。到17世紀,牛頓的萬有引力定律,奠定了經典的宇宙學基礎。
以上這些宇宙觀基本上只是侷限於太陽系範圍,還稱不上宇宙結構。
進入20世紀以來,由於人類科學技術的飛速發展,天文觀測手段出現一次又一次的革命性的進展,觀測到了上百億光年的宇宙空間,瞭解到天體的上百億年的時間演化。天文學家們對這樣的大尺度空間和悠久的時間裡的物質演變產生了濃厚的興趣。如何解釋已觀測到的許許多多客觀事實,如何利用現代物理學對這許許多多觀測事實給予科學的說明?
這些就是現代宇宙學的任務,它是天文學中的一個分支。也就是說,現代宇宙學從整體上研究大尺度的時空性質,物質運動的規律。它是當代天文學中最活躍的前沿陣地之一。
現代宇宙學的最大特徵是必須尊重觀測到的客觀事實,不能憑想象。而且必須能在理論物理學的基礎上給予科學的說明。它涉及到恆星的起源和演化,星系的起源和演化,元素的起源和演化等多方面的基礎理論問題。
人們最想知道的是:宇宙是什麼樣子呢?宇宙有多大?
宇宙的結構如何?宇宙有沒有誕生之日和終結之時?
20世紀以來,天文學家們建立起多種宇宙模型。概括起來主要有兩大派別:一類叫穩恆態宇宙模型,它認為宇宙在大尺度上的物質分佈和物理性質是不隨時間變化的,穩恆不變。
不僅在空間上是均勻的,各向同性的,而且在時間上也是穩定的。這是2023年英國天文學家邦迪(hermann bondi;)等人提出的;另一類叫演化態模型,它認為宇宙在大尺度上的物質分佈和物理性質是隨時間在變化的。這是2023年,蘇聯數學家弗裡德曼(friedmann)在解愛因斯坦引力場方程時得到的。
在眾多的宇宙模型中,目前影響較大的是熱大**宇宙學說。
熱大**宇宙學認為,大約在150億年前,在一個緻密熾熱的奇點發生了驚人的熱大**。這場**後,形成迅速的膨脹,逐漸形成了我們今日可見的宇宙。這就告訴我們,不僅宇宙間的萬物在演化,大尺度的宇宙本身也是演化的主體。
那麼,現在有沒有觀測到的事實來支援這個觀點呢?上面介紹的有關星系的紅移現象和哈勃定律等,都支援了宇宙還在膨脹之中的論點。另外,20世紀60年代天文學中的四大發現之一的微波背景輻射認為,星空背景普遍存在著2.
7k微波背景輻射,這種輻射在天空中是各向同性的。這同由理論預言的熱大**遺留下的餘熱相符,有利地支援了大**宇宙學的觀點。但是,熱大**宇宙學也有些根本性問題沒解決。
如大**前的宇宙是什麼樣,大**是怎麼引起的、宇宙的膨脹未來是什麼結局?……。關於宇宙的問題雖然沒有解決,但是,我們可以看到兩個偉大的事實:
一、人是宇宙物質演化的結果。而人的思維又反過來認識宇宙間的萬物,充分體現了人的智慧和力量的偉大;
二、人類對宇宙的認識,特別是近幾十年來在觀測事實和理論分析中都有巨大的飛躍,它預示著未來會有突破性的偉大成就,這是人類社會和科學發展的規律,我們每個人都不是局外人。
探 索 宇 宙 的 奧 祕
當人類還處於原始社會時期,就注意到天象與周圍環境的變化關係,日升日落,月缺月圓,寒來暑往,斗轉星移,形成了人們最初的日、月、季節、年的時間概念,並由此開始了對天的觀測,專門觀測天空的場所——天文臺和各種觀測儀器也隨之建立和發明。從古老的觀天遺址到現代的天文臺,從最初的目視觀測到現在巨大的光學天文望遠鏡和射電天線陣,這期間經歷了幾千年的漫長曆程。伴隨著天文觀測工具的發明和不斷改進,以天文觀測為基礎的古老天文學,得到了飛速的發展。
用現代科學技術裝備起來的現代天文臺和太空探測器,為人類開啟了一個個嶄新的宇宙視窗,藉助於這些現代化的觀測工具,人類正在探索茫茫宇宙的奧祕。
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