人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)

天圓地方“蓋天說”

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稱雄千年的?“渾天說”

貢獻(xiàn)：1、地球是圓的；

2、天球概念、天球運(yùn)動(dòng)

（在天文測量中的意義）

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包含宇宙無限思想的?“宣夜說”

主要貢獻(xiàn)：

1、宇宙無限思想；

2、打破了固體“天球”的限制；

3、認(rèn)為天體是“氣”組成

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古希臘天文觀

1. 塞利斯(Thales, 640-560 BC)

o 根據(jù)美索不達(dá)米亞人的天文觀念─

四季的變化與季節(jié)的長短，太陽在星座間位置的變化周期日蝕，預(yù)

測BC 585 年所發(fā)生的一次日蝕。

o 認(rèn)為星與太陽并不是神而可能是一個(gè)火球?！?/p>

o 其門人Anaximander (BC610-545）認(rèn)為物質(zhì)是由不滅的元素所組成的。而且他試著畫出太陽、月球、行星與地球之間的距離。

o 另一門人Heraclitus ( 535 - 575 BC?）認(rèn)為宇宙并不是由神或人

類創(chuàng)造的，但它是永恒的，而且他認(rèn)為最理想的宇宙是無序的。

2、畢達(dá)哥拉斯(Pythagoras, 540-510 BC)

o發(fā)明勾股定理，為數(shù)學(xué)、音樂之父。

o是最早的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家之一。

o由月相圖（月的盈虧）推測月球是球狀的，進(jìn)一步地推測地球與其它星體也是球狀的。?環(huán)繞著地球的是太陽、月球、五大行星及恒星。

3、柏拉圖(Plato, 427～347 BC)

o哲學(xué)家

o認(rèn)為哲學(xué)來自于天文學(xué)——因?yàn)槿找?、四季給我們時(shí)間的觀念與探索宇宙特性的動(dòng)力，?從這些來源引導(dǎo)著我們建立哲學(xué)的概念。

4、亞里士多德(Aristotle, 384-322 BC)

o 主張由絕對(duì)的對(duì)稱，簡單與完美的抽象概念來了解所觀測的事物。

o 亞里士多德的宇宙是球狀而且有限的，以地球?yàn)橹行模?行星與其它星體是在一地球?yàn)橹行牡那驓ど线\(yùn)行。?這些球殼可以不同的速度旋轉(zhuǎn)。

亞里士多德可以說是杰出的實(shí)驗(yàn)學(xué)家。他所觀測的結(jié)果如下：?由上弦月的觀測推測月球是介于大陽與地球之間。?由不同的緯度有不同的恒星在天頂上可推測地球是球形的。?由沒有明顯的恒星視差的觀測結(jié)果，推測地球相對(duì)于恒星的運(yùn)動(dòng)是很小的。

5、Eratosthenes (276﹖-192﹖BC）

在夏至日當(dāng)太陽經(jīng)過西奈(Syene)的天頂，照著井底的時(shí)候，?在亞歷山大城測量太陽距天頂?shù)慕嵌鹊扔趦沙堑木暥炔睿?再測兩城的距離，則可測地球的周長。

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統(tǒng)治千年的?“地心說”

托勒密(Ptolemy, 140 AD)

o著有大綜合論(Megale?Sysntaxis)，主張地心學(xué)說。

o用周轉(zhuǎn)圓理論?(本輪與均輪)來解釋行星逆行，認(rèn)為宇宙間任何星體繞地球運(yùn)行的軌道皆為完美的圓形托勒密的學(xué)說與宇宙模型主宰西方天文學(xué)思維將近1500年。

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沖破枷鎖的?“日心說”

哥白尼(Nicolaus Copernicus, 1473), 波蘭人

o24歲開始他的第一次天文觀測

o以各種不同的方法分析行星的運(yùn)動(dòng)，很快地發(fā)現(xiàn)到，如果以太陽為中心，?將地球視為另一個(gè)繞著太陽的行星，則可以更簡單地分析與預(yù)測太陽系的行星運(yùn)轉(zhuǎn)(日心學(xué)說)。

o1512年建立了哥白尼理論：太陽是在太陽系的中心，行星繞著太陽運(yùn)行，?月球繞著地球運(yùn)行，恒星是在無法測量的遠(yuǎn)處。

o1543出版了他的學(xué)說—On Revolutions

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對(duì)太陽系起源的認(rèn)識(shí)18世紀(jì)下半葉，德國哲學(xué)家?康德法國天文學(xué)家?拉普拉斯?提出康德－拉普拉斯“星云說”

哲學(xué)意義：

解決了天體運(yùn)動(dòng)的“第一次推動(dòng)問題”

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對(duì)宇宙起源的認(rèn)識(shí)

20世紀(jì)以來，天文學(xué)家們建立起多種宇宙模型。概括起來主要有兩大派別：

（1）穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型：認(rèn)為宇宙在大尺度上的物質(zhì)分布和物理性質(zhì)是不隨時(shí)間變化的，穩(wěn)恒不變。不僅在空間上是均勻的，各向同性的，而且在時(shí)間上也是穩(wěn)定的。1948年英國天文學(xué)家邦迪（Hermann Bondi;）等提出；

（2）演化態(tài)模型：認(rèn)為宇宙在大尺度上的物質(zhì)分布和物理性質(zhì)是隨時(shí)間在變化的。1922年，蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家弗里德曼（Friedmann）在解愛因斯坦引力場方程時(shí)得到在眾多的宇宙模型中，目前影響最大的是熱大爆炸宇宙學(xué)說。

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最有影響的?“大爆炸說”

1929年，哈勃發(fā)現(xiàn)：所有的河外星系都存在“紅移”，且紅移量與離我們的距離成正比（哈勃定律）

???所有的星系都遠(yuǎn)離我們而去，且離我們?cè)竭h(yuǎn)飛離速度越快

勒梅特：現(xiàn)在的宇宙是一個(gè)“原始原子”爆炸而成

1948年，美國天文學(xué)家?伽莫夫?正式提出“宇宙大爆炸說”并預(yù)言宇宙空間殘存有“原始火球”的約4K“余熱”

1965年，Penzian & Wilson發(fā)現(xiàn)宇宙背景輻射（相當(dāng)于3K）溫度

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大爆炸學(xué)說(The Big Bang)

假設(shè)宇宙是在約150-200億年前，從一個(gè)高溫高密度的狀態(tài)，開始爆炸，膨脹之后漸漸冷卻，形成星系。膨脹是發(fā)生在每一處。宇宙論標(biāo)準(zhǔn)模型所描繪宇宙歷史：

t=0 開始產(chǎn)生大爆炸

t=4秒?開始產(chǎn)生質(zhì)子、中子、電子

t=3分?開始形成原子核

其中氫(H) 約占75%，氦(He) 約占25%此時(shí)氣體是游離的，自由電子與光散射，光無法跑遠(yuǎn)就被散射掉，宇宙到處充滿輻射。大爆炸至此時(shí)期之前，合稱為輻射主控時(shí)代(radiation dominate era) 。

t=106年?溫度約為3000 K自由電子與氫、氦原核結(jié)合成為氫原子與氦原子。此時(shí)氣體是中性的，使得光子可以在宇宙中自由行走，亦即宇宙變透明了，?從此進(jìn)入物質(zhì)主控時(shí)代(matter

dominate era)

t=109年?星系的形成。

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中國科學(xué)技術(shù)興衰的原因與啟示

1、?由哲學(xué)走向玄學(xué)2、重“思想”輕技術(shù)，重“思辯”輕實(shí)踐4、重文輕“理”（技）——?科舉制度的直接弊端3、重“引經(jīng)據(jù)典”，“尊古”、“獨(dú)尊儒”，反對(duì)探索創(chuàng)新5、功利思想、“尊卑”思想6、閉關(guān)鎖國——航海業(yè)落后——喪失天文、機(jī)械發(fā)展的動(dòng)力

恒星物理

恒星的極端參數(shù)

最近的恒星：?比鄰星，距我4.3光年（~40萬億km）

最遠(yuǎn)的恒星：?類星體（中），距我230億光年（？）

密度最大的恒星：?中子星，黑洞！

相關(guān)天文知識(shí)

天體測量

天體距離測量方法

1、三角視差法：

適合于“近距離”（<100秒差距）恒星

目前，用三角視差法己測定了約10000顆恒星的距離。

這些恒星視差角p<1”

相關(guān)名詞：秒差距1 秒差距=1天文單位上視差角為1”的距離=3.261光年

2、由“造父變星”變光周期推算

“造父變星”型恒星的變光周期~絕對(duì)光度（亮度）關(guān)系

——周光關(guān)系：變光周期越長，絕對(duì)光度越小

恒星溫度

相關(guān)知識(shí)——天體測量——恒星溫度與星光顏色間關(guān)系

韋恩定律(Wien's Law ) ：

λmax= 0.29/T (cm)

溫度愈高，波長(λmax)愈短，星光偏藍(lán)。溫度愈低，波長(λmax)愈長，星光偏紅。

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恒星大小測量方法

1、光學(xué)干涉法：

原理：雙光束干涉

2、?月掩星法：?利用月球前緣掩過恒星時(shí)，所產(chǎn)生的繞射圖形，可推測出恒星的大小。

3、根據(jù)?斯特潘—波爾茲曼定律?間接測量