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天文學(xué)

時(shí)間:2022-12-13 16:48:07 全科知識 我要投稿
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天文學(xué)

  天文學(xué)是研究宇宙空間天體、宇宙的結(jié)構(gòu)和發(fā)展的學(xué)科。內(nèi)容包括天體的構(gòu)造、性質(zhì)和運(yùn)行規(guī)律等。下面為大家?guī)砹颂煳膶W(xué),歡迎大家參考!

  天文學(xué)

  天文學(xué)(Astronomy)是研究宇宙空間天體、宇宙的結(jié)構(gòu)和發(fā)展的學(xué)科。內(nèi)容包括天體的構(gòu)造、性質(zhì)和運(yùn)行規(guī)律等。主要通過觀測天體發(fā)射到地球的輻射,發(fā)現(xiàn)并測量它們的位置、探索它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、研究它們的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、能量來源及其演化規(guī)律。天文學(xué)是一門古老的科學(xué),自有人類文明史以來,天文學(xué)就有重要的地位。

  天文學(xué)是人類運(yùn)用所掌握的最新的物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)等知識以及最尖端的科學(xué)技術(shù)手段,對宇宙中的恒星、行星、星系以及其它像黑洞等天文現(xiàn)象進(jìn)行專業(yè)研究的一門科學(xué)。它是一門基礎(chǔ)學(xué)科,也是一門集人類智慧之大成的綜合系統(tǒng)。(七大基礎(chǔ)學(xué)科依次為數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、天文學(xué)和天體物理學(xué)、地球科學(xué)和空間科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、)。天文學(xué)是以觀察及解釋天體的物質(zhì)狀況及事件為主的學(xué)科,通過觀測來收集天體的各種信息。因而對觀測方法和觀測手段的研究,是天文學(xué)家努力研究的一個(gè)方向。天文學(xué)主要研究天體的分布、運(yùn)動(dòng)、位置、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)及起源和演化。在古代,天文學(xué)還與歷法的制定有不可分割的關(guān)系。天文學(xué)與其他自然科學(xué)不同之處在于,天文學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法是觀測。天文學(xué)的一個(gè)重大課題是各類天體的起源和演化。天文學(xué)和其他學(xué)科一樣,都隨時(shí)同許多鄰近科學(xué)互相借鑒,互相滲透。天文觀測手段的每一次發(fā)展,又都給應(yīng)用科學(xué)帶來了有益的東西。天文學(xué)的研究對于我們的生活有很大的實(shí)際意義,對于人類的自然觀有很大的影響。古代的天文學(xué)家通過觀測太陽、月球和其他一些天體及天象,確定了時(shí)間、方向和歷法。這也是天體測量學(xué)的開端。如果從人類觀測天體,記錄天象算起,天文學(xué)的歷史至少已經(jīng)有5、6千年了。天文學(xué)在人類早期的文明史中,占有非常重要的地位。埃及的金字塔、歐洲的巨石陣都是很著名的史前天文遺址。哥白尼的日心說曾經(jīng)使自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來;康德和拉普拉斯關(guān)于太陽系起源的星云說,在十八世紀(jì)形而上學(xué)的自然觀上打開了第一個(gè)缺口。牛頓力學(xué)的出現(xiàn),核能的發(fā)現(xiàn)等對人類文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的聯(lián)系。當(dāng)前,對高能天體物理、致密星和宇宙演化的研究,能極大地推動(dòng)現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展。對太陽和太陽系天體包括地球和人造衛(wèi)星的研究在航天、測地、通訊導(dǎo)航等部門中都有許多應(yīng)用。文起源于古代人類時(shí)令的獲得和占卜活動(dòng)。天文學(xué)循著觀測-理論-觀測的發(fā)展途徑,不斷把人的視野伸展到宇宙的新的深處。隨著人類社會(huì)的發(fā)展,天文學(xué)的研究對象從太陽系發(fā)展到整個(gè)宇宙,F(xiàn)今,天文學(xué)按研究方法分類已形成天體測量學(xué)、天體力學(xué)和天體物理學(xué)三大分支學(xué)科。按觀測手段分類已形成光學(xué)天文學(xué)、射電天文學(xué)和空間天文學(xué)幾個(gè)分支學(xué)科。

  研究對象

  隨著天文學(xué)的發(fā)展,人類的探測范圍由目測的太陽、月球、天空中的星星到達(dá)了距地球約100億光年的距離,根據(jù)尺度和規(guī)模,天文學(xué)的研究對象可以分為:

  行星層次

  包括行星系中的行星、圍繞行星旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星和大量的小天體,如小行星、彗星、流星體以及行星際物質(zhì)等。恒星系統(tǒng)。

  恒星層次

  現(xiàn)時(shí)人們已經(jīng)觀測到了億萬個(gè)恒星,太陽只是無數(shù)恒星中很普通的一顆。

  星系層次

  人類所處的太陽系只是處于由無數(shù)恒星組成的銀河系中的一隅。而銀河系也只是一個(gè)普通的星系,除了銀河系以外,還存在著許多的河外星系。星系又進(jìn)一步組成了更大的天體系統(tǒng),星系群、星系團(tuán)和超星系團(tuán)。

  宇宙

  一些天文學(xué)家提出了比超星系團(tuán)還高一級的總星系。按照現(xiàn)今的理解,總星系就是現(xiàn)時(shí)人類所能觀測到的宇宙的范圍,半徑超過了100億光年。在天文學(xué)研究中最熱門、也是最難令人信服的課題之一就是關(guān)于宇宙起源與演化的研究。對于宇宙起源問題的理論層出不窮,其中最具代表性,影響最大,也是最多人支持的的就是1948年美國科學(xué)家伽莫夫等人提出的大爆炸理論。根據(jù)正不斷完善的這個(gè)理論,宇宙是在約137億年前的一次猛烈的爆發(fā)中誕生的。然后宇宙不斷地膨脹,溫度不斷地降低,產(chǎn)生各種基本粒子。隨著宇宙溫度進(jìn)一步下降,物質(zhì)由于引力作用開始塌縮,逐級成團(tuán)。在宇宙年齡約10年時(shí)星系開始形成,并逐漸演化為現(xiàn)時(shí)的樣子。

  研究方法

  天文學(xué)研究的對象有極大的尺度,極長的時(shí)間,極端的物理特性,因而地面試驗(yàn)室很難模擬。因此天文學(xué)的研究方法主要依靠觀測。由于地球大氣對紫外輻射、X射線和γ射線不透明,因此許多太空探測方法和手段相繼出現(xiàn),例如氣球、火箭、人造衛(wèi)星和航天器等。天文學(xué)的理論常常由于觀測信息的不足,天文學(xué)家經(jīng)常會(huì)提出許多假說來解釋一些天文現(xiàn)象。然后再根據(jù)新的觀測結(jié)果,對原來的理論進(jìn)行修改或者用新的理論來代替。這也是天文學(xué)不同于其他許多自然科學(xué)的地方。

  區(qū)別分析

  天文學(xué)與生肖

  十二生肖的產(chǎn)生,有著天文學(xué)的背景。在原始時(shí)代,先民們體驗(yàn)著寒暑交替的循環(huán)往復(fù)。宋代洪皓《松漠紀(jì)聞》記載:"女真舊絕小,正朔所不及,其民皆不知紀(jì)年,問則曰我見青草幾度矣,蓋以草一青為一歲也。"宋代孟珙《蒙韃備錄》也說:"其俗每草青為一歲,有人問其歲,則曰幾草矣。"年又有觀天者發(fā)現(xiàn)月亮盈虧周期可以用來丈量歲的長短,發(fā)現(xiàn)十二次月圓為一歲,這一發(fā)現(xiàn),是初期歷法最精度的成果之一,"十二"便視為傳達(dá)天意的"天之大數(shù)"。天干需地支為伴,日月相對,天地相對,就非"十二"莫屬了。

  古代埃及與天文學(xué)

  他們制定了自己的歷法。馬克思說:“計(jì)算尼羅河水漲落期的需要,產(chǎn)生了埃及的天文學(xué)!边@就是說,天文學(xué)知識的產(chǎn)生來自于對自然界的觀察。古埃及人發(fā)現(xiàn)三角洲地區(qū)尼羅河漲水與太陽、天狼星在地平線上升起同時(shí)發(fā)生,他們把這樣的現(xiàn)象兩次發(fā)生之間的時(shí)間定為一年,共365天。把全年分成12個(gè)月,每月30天,余下的5天作為節(jié)日之用;同時(shí)還把一年分為3季,即"泛濫季"、"長出五谷季","收割季",每季4個(gè)月,希羅多德說:"埃及人在人類當(dāng)中,第一個(gè)想出用太陽年計(jì)時(shí)的辦法,……在我看來,他們的計(jì)時(shí)辦法,要比希臘人的辦法高明,因?yàn)橄ED人,每隔一年就要插進(jìn)去一個(gè)閏月,才能使季節(jié)吻合,……"。埃及人把晝和夜各分成12個(gè)部分,每個(gè)部分為日出到日落或日落到日出的時(shí)間的1/12。埃及人用石碗滴漏計(jì)算時(shí)間,石碗底部有個(gè)小口,水滴以固定的比率從碗中漏出。石碗標(biāo)有各種記號用以標(biāo)志各種不同季節(jié)的小時(shí)。別懷疑,古埃及的占星學(xué)可是很發(fā)達(dá)的。正如古埃及文明的特色一般,他們的十二星座也是以古埃及的神來代表的。古埃及人關(guān)于星的研究與知識累積起源于遠(yuǎn)古時(shí)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。古埃及的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),由于播種季節(jié)和田野.果園的豐收.都要依賴于尼羅河的每年泛濫,而尼羅河的泛濫,又和星體運(yùn)動(dòng)有關(guān),特別是每隔1460年便會(huì)出現(xiàn)日出、天狼升空與尼羅河泛濫同時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。所以,僧侶從很早便開始制作天體圖.埃及的天文學(xué)與數(shù)學(xué)一樣,仍然處于一種低水平的發(fā)展階段,而且還落后于巴比倫。在古埃及的文獻(xiàn)中,既沒有數(shù)理儀器的記述,也沒有日食、月食或其他天體現(xiàn)象的任何觀察的記錄。埃及人曾把行星看成漫游體,并且把有命名的稱為星和星座(它很少能與現(xiàn)代的等同起來)所以,他們僅有的創(chuàng)作能夠夸大為"天文學(xué)"的名字.從古王國時(shí)代一直到較晚的托勒密時(shí)代保存下來的某些銘文包括了天空劃分的名單。被希臘人稱為"德坎"(黃道十度分度)的是用圖描繪的所謂夜間的12小時(shí)。人們使用德坎劃分年份,一年由36個(gè)為期10天的連續(xù)星期構(gòu)成。36個(gè)德坎共計(jì)360天,構(gòu)成一年的時(shí)間。但是,還缺少5天,因此,每隔若干年,每星期德坎出現(xiàn)的時(shí)間就必須往后移。埃及人的宇宙觀念往往是用不同的神話來解釋,并且保留了一些不同的天體的繪畫。在新王國時(shí)代陵墓中的畫面上,我們看到天牛形象的天空女神努特,她的身體彎曲在大地之上形成了一個(gè)天宮的穹隆,其腹部為天空,并飾以所謂"星帶"。沿星帶的前后有兩只太陽舟,其中頭上一只載有太陽神拉,他每日乘日舟和暮舟巡行于天上。大氣之神舒立在牛腹之下,并舉起雙手支撐牛腹,即天空。天牛的四肢各有2神所扶持。按另一種神話傳說,天空女神努特和大地之神蓋伯兩者相擁合在一起,其父大氣之神舒用雙手把女神支撐起來,使之與蓋伯分離,僅僅讓努特女神之腳和手指與地面接觸,而蓋伯半躺在大地上。這些神話傳說反映了埃及人關(guān)于天、地、星辰的模糊的概念.埃及的某些僧侶被指定為"時(shí)間的記錄員".他們每日監(jiān)視夜間的星體運(yùn)動(dòng),他們需要記錄固定的星的次序,月亮和行星的運(yùn)動(dòng).月亮和太陽的升起.沒落時(shí)間和各種天體的軌道。這些人還把上述資料加以整理,提出天體上發(fā)生的變化及其活動(dòng)的報(bào)告。在拉美西斯六世、七世和九世的墓中保存了星體劃分的不同時(shí)間的圖,它由24個(gè)表構(gòu)成,一個(gè)表用作每半個(gè)月的間隔。與每個(gè)表一起,有一個(gè)星座圖的說明.在第18王朝海特西樸蘇特統(tǒng)治時(shí)的塞奈穆特墓中的天文圖,可以說是迄今所知的最早的天文圖。神廟天文學(xué)家所知道的一組星為"伊凱姆·塞庫",即"從不消失的星".顯然是北極星。第二組為"伊凱姆·威列杜".即"從未停頓的星".實(shí)際上是行星。埃及人是否知道行星與星之間的區(qū)別,尚未報(bào)道。他們所知道的星是天狼星.獵戶座.大熊座.天鵝座.仙后座.天龍座.天蝎座.白羊?qū)m等。他們注意到的行星有木星,土星,火星,金星等。當(dāng)然,他們的星體知識并不精確,星與星座之間很少能與現(xiàn)代的認(rèn)識等同起來.太陽的崇拜,在埃及占有重要地位。從前王朝時(shí)代起.太陽被描繪為圣甲蟲,在埃及宗教中占有顯著的地位。而且,不同時(shí)辰的太陽還有不同的名稱,在不同地區(qū),不同時(shí)代,還有另外一些太陽神.埃及人的民用歷法,一年分為12個(gè)月.每月30日.一年360日,后來又增加了5日,以365日為一年。但是,實(shí)際上,這種歷法并不精確.因?yàn)?1個(gè)天文年是365.25日,所以,埃及民用歷每隔4年便比天文歷落后1天。然而.在古代世界,這就是最佳的歷法。羅馬的儒略歷就是儒略·愷撒(J·Caesar)采用古埃及的太陽歷加閏年而成的.中世紀(jì)羅馬教皇格列高利(Gregory)對儒略歷加以改革,成為現(xiàn)今公認(rèn)的世界性公歷。在這一方面,同樣可以看到古埃及人的重大貢獻(xiàn)。

  與占星術(shù)

  天文學(xué)應(yīng)當(dāng)和占星術(shù)分開。后者是一種試圖通過天體運(yùn)行狀態(tài)來預(yù)測一個(gè)人命運(yùn)的偽科學(xué)。盡管兩者的起源相似,在古代常常混雜在一起。但當(dāng)代的天文學(xué)與占星術(shù)卻有著明顯的不同:現(xiàn)代天文學(xué)是使用科學(xué)方法,以天體為研究對象的學(xué)科;而占星術(shù)則通過比附,聯(lián)想等方法把天體位置和人事對應(yīng);概而言之,占星學(xué)著眼于預(yù)測人的命運(yùn)。

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