公元2世紀,托勒密提出了地心說。根據這壹理論,地球被安全地固定在宇宙的中心,月球、太陽和行星、恒星最外層的天以不同的速度圍繞地球旋轉。為了解釋行星運動的不均勻性,他還認為在現在的輪子中,行星繞著它的中心旋轉,這個輪子中心兩側的輪子繞著地球旋轉。歐洲從1000年就有地心說。1543 N .哥白尼提出了科學的日心說,認為太陽位於宇宙的中心,地球是壹顆以圓形軌道繞太陽運行的普通行星。哥白尼和日心說成立於16世紀,普遍認為地球是圍繞太陽旋轉的行星之壹,包括地球在內的八顆行星構成了圍繞太陽旋轉的行星系統——太陽系的主要成員。1609年,開普勒發現伽利略·伽利雷是第壹臺望遠鏡。大量的觀測事實證實了地球和行星繞太陽橢圓軌道公轉的發展,證實了哥白尼日心說和日心說的正確性。1687年,我牛頓萬有引力定律和力學原因深刻揭示了行星圍繞太陽的運動,為力學的日心說奠定了堅實的基礎。之後,人們逐漸建立了科學的太陽能系統。
哥白尼的宇宙圖像中的星星只是天空中最外層星星的光點。1584年,布魯諾大膽地取消了星星是遙遠的太陽的日子。布魯諾推測,在18世紀的這半個世紀裏,越來越多的人認同了e .哈雷星的自我發展與j .布拉德·雷多亨星的遙遠的科學計算之間的距離。18世紀中葉,t .萊特、I .康德和JH·蘭伯特推測,全天恒星和銀河系形成了壹個巨大的天體系統。弗裏德裏希·威廉·赫歇爾發起了抽樣統計,並在1785年,根據天空中大量選取的恒星和亮星的面積比以及暗星的數量,首次獲得了壹個平板、平臺、不同的輪廓以及太陽中央星系的結構圖,從而奠定了銀河系概念的基礎。壹個半世紀後,h·沙普利發現太陽是銀河系的中心,JH·奧爾特發現它和銀河系的旋臂壹起旋轉,並確定了許多星系的直徑和厚度,最終,在科學發展觀上確立了銀河系。
在18世紀,康德還認為,在整個宇宙中,有無數個像我們的天體系統(星系)壹樣的天體系統。然後再看雲狀星雲,有可能,這樣的天體系統。從170到1924,在曲折的探索中,只確認了EP哈勃造父變星的視差來測量仙女座星系在銀河系外的距離。
近半個世紀以來,人們在銀河系之外的研究不僅發現了星系、星系和其他天體的更高級系統的超級星系團並將我們的視野擴展到了高達200萬光年的宇宙深處。
宇宙進化觀念在中國的發展,早在西漢時期的《淮楚實訓》中就指出:“首先,可以到那裏去,開始結婚。”當它打開世界的時候,它打開了前壹時期,它打開了前壹時期。“淮南子天文研究所還專門從無形的物質狀態列舉了世界的混沌狀態,導致了天空和地球的演化。在古希臘,也有類似的觀點。比如leucippus Dragon提出渦旋運動中的原子在空間中是空的,無效的輕物質逃逸到外部,而剩余的物質構成了球形天體,形成了我們的世界。
隨著太陽系概念的建立,人們開始探索太陽系的起源。從科學角度看,1644年,r .笛卡爾說漩渦是太陽系的起源;1745年,國浩房地產公司布豐說,壹顆大彗星與太陽接觸到了原點,太陽系的行星系形成了,導致了1755和1796,康德和拉普各自提出了拉斯維加斯太陽系起源的星雲。星雲現代太陽系起源的新探索?在發展的基礎上,康德-拉普拉斯說:
在1911年,E. Hechapu已經建立了該星系團的色星等圖;1913年,伯特蘭·阿瑟·威廉·羅素繪制了該光譜的恒星光度圖和人力資源圖。羅素提出這個數字後,恒星開始從紅巨星主序收縮,然後沿著主序墜落,最後成為紅矮星的壹個恒星演化理論。1924,亞瑟·斯坦利·愛丁頓的恒星質量與光度的關系,從1937到1939,參魏茨澤克和貝特揭示了恒星的能量來自氫聚變反應的氦核。這壹發現導致了對羅素理論的否定和恒星演化科學理論的誕生。星系的起源起步較晚,壹般認為這是我們宇宙從晚期前星系形成開始的演化。
1917 A .愛因斯坦剛剛利用他的廣義相對論建立了壹個靜態、有限和無限的模型宇宙,奠定了現代宇宙學的基礎。1922年,GD Friedman發現,根據阿爾伯特·愛因斯坦的場方程,宇宙不壹定是靜止的,它可以膨脹,可以振蕩。前者對應的是開放的宇宙,後者對應的是封閉的宇宙。1927年,勒邁特提出了壹個膨脹宇宙模型。1929年,哈勃發現了星系紅移,紅移與著名的哈勃定律的距離成正比。這壹發現得到了宇宙膨脹模型的有力支持。20世紀中期,G. Gamov建立了壹個宇宙大爆炸的宇宙學模型,他們還預言,基於這個模型,應該註意將觀測空間保持在背景輻射的極低溫度。1965年微波背景輻射的發現證實了伽莫夫的預言。此後,標準宇宙模型的許多大爆炸模型。1980年,美國的Gus在大爆炸宇宙模型的基礎上進壹步提出了宇宙的膨脹模型。這個模型可以解釋目前已知的最重要的觀測事實。
當代天文學的研究成果表明,宇宙有不同的層次和不同的物理形態,是在不斷運動的天體系統中發展起來的。
等級地球是壹個基本的天體系統。太陽系八大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。冥王星被驅逐出這顆行星,淪為矮行星。除了水星和金星之外,還有其他行星環繞的衛星。月球是地球的衛星,是土星最著名的衛星。行星、小行星、彗星和流星體是圍繞太陽的中心,為構成太陽系的天體服務。占太陽系和太陽總質量的99.86%,直徑約為654.38+0.4萬平方公裏。最大行星木星的直徑約為654.38+0.4億米。約654.38+0.2萬公裏(邊界),太陽系中冥王星的大小。有證據表明其他系外行星系統。250億個太陽、類似的恒星和星際物質構成了壹個龐大的天體系統——銀河系。銀河系中大部分的恒星和星際物質都集中在壹個平面和球形的空間裏,很像壹個鐵餅。從側面和正面?它在打轉。我們銀河系的直徑約為654.38+百萬光年,太陽位於銀河系的旋臂中,距離銀河系中心約3萬光年。星系有很多類似的天體,稱為河外星系,通常稱為星系。已觀測到約1億美元。由大群和小群聚集而成的星系稱為星系群。平均來說,有超過100個星系,每個星系的直徑都有幾百萬光年。人們發現成千上萬的星系。由包括銀河系在內的約40個星系組成的星系稱為本星系群的壹個小星系團。幾個星系群聚集在壹起,形成壹個更大更高級別的天體系統,稱為super。超星系團往往是扁平而長的,直徑數億光年。超星系團只有幾個星系團,只有幾個超星系團有幾十個超星系團。本地組超星系團附近的約50個星系團被稱為超星系團。天文觀測的範圍已經擴展到20億光年之外的廣闊空間,是壹個已知的總星系。
運動發展的宇宙是永恒的運動發展的物體,天體運動的形式多種多樣,如自轉、每壹次空間運動(運動)、繞系統中心公轉和參與整個天體系統的運動。壹方面自轉,壹方面繞著地球轉,地球繞著太陽的月亮轉。太陽壹方面自轉,另壹方面以20 km/s的速度和方向向武仙座轉移,而整個太陽系以250 km/s的速度圍繞銀河系中心運行,周期運行時間約為2.2億年。星系旋轉,但相對於鄰近的星系移動。局部超星系團可能會膨脹和旋轉。整個星系膨脹。
現代天文學發現的天體起源和演化過程。當代理論的起源——太陽系,很可能是在銀河系最初的50億年裏,由於引力收縮而逐漸形成的壹團塵埃氣體雲(原始太陽星雲)(見《太陽系起源》)。恒星的星雲是引力收縮階段、主序、紅巨星階段、晚期、垂死階段的難忘經歷。星系的起源與宇宙的起源密切相關。流行的觀點是,宇宙大爆炸40億年後,溫度降至4000K,宇宙輻射主導物質期。在這種情況下,由於密度的引力不穩定波動,或者原星系,宇宙逐漸變得動蕩,然後演變成星系團和星系。大爆炸宇宙模型描述了我們宇宙起源和演化的歷史:我們的宇宙起源於20多億美元前,當時的溫度密度非常高。隨著宇宙的膨脹,經歷了從熱到冷,從致密物質到稀薄物質的演化時期,主輻射在65,438+百萬年到20萬年前,形成了大尺度星系。自此,我們今天看到的宇宙逐漸形成。1980暴漲宇宙模型的余熱大爆炸宇宙模型。這是壹個非常早期的宇宙。我們的宇宙誕生後大約10-36秒,經歷了壹個暴漲階段。
對宇宙概念的哲學分析,壹些宇宙學家認為我們的宇宙是唯壹壹個BIGBANG不是宇宙空間中的爆炸點,而是整個宇宙爆炸的宇宙。但是,新的暴脹模型,我們的宇宙是很小的壹部分,整個面積暴漲了?飆升到1026 cm以上後,那麽我們的宇宙面積只有10 cm。暴漲區域也有可能是不規則物質系統更大壹部分混沌狀態的開始。在這種情況下,只有隨著人類認識的歷史,科學的太陽系、銀河系、宇宙不斷膨脹,進而延伸到今天人類認識正在進壹步探索的壹些大規模宇宙科學,“宇宙在膨脹”,“混沌的宇宙沒有規律”。我們的宇宙並不是唯壹的,但是在BIGBANG中,更大的物質系統的某些部分,而不是整個宇宙,發生了爆炸,但是大部分爆炸的物質系統。因此,有必要區分哲學和自然科學中兩個不同層次的宇宙概念。宇宙的哲學概念反映了不斷變化和不斷發展的物質世界;宇宙的自然科學概念涉及到人的看法。當它達到壹定年齡時,它就是世界上最大的天體系統。宇宙的兩個概念是壹般和個別的關系。隨著時代的發展,自然科學和宇宙的概念將逐漸深化,宇宙幾乎無限。澄清宇宙概念的區別和聯系,堅持馬克思主義的無限宇宙,而不是宇宙理論、神創論、機械論、不可知論、替代論、取消論這些有限的哲學理論,是有積極意義的。
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有些宇宙學家認為宇宙的膨脹模型,最激進的改革可能是觀測宇宙中所有物質和能量的創造,為什麽不接受這種觀點,因為重子數和能量守恒定律有很多。但隨著大統壹理論的發展,重子數不守恒,宇宙引力大致可以說是負的,正好抵消了非引力能量,總能量為零。因此,有壹個已知的守恒定律來阻止從未被觀測到的宇宙演化。點子的“不”經營理念包括兩個方面:(1)本體。“沒有”絕對的虛無是錯誤的。這不僅違背了人類已知的科學慣例,也違背了暴脹模型。按照這個模型,我們研究和觀測的宇宙只是壹小部分,整個區域暴漲了?哈勃體積的外部是絕對“壹無所有”的嗎?觀測到的宇宙物質的轉化是從壹個虛假的真空中釋放出來的能量,它只是能量的壹種特殊物質和形式,而不是壹個創造者,誕生於壹個絕對的“無”。如果更進壹步的真空起源於“無”,那麽整個觀測到的宇宙都起源於“無”,“無”歸根結底只能是壹種未知形式的物質和能量。②認識論和方法論上的問題。宇宙膨脹模型的概念是宇宙科學的壹個自然概念。這個宇宙,無論多麽龐大,都是它作為壹個有限的物質系統產生、發展、消亡的歷史。暴脹模型結合了傳統的大爆炸宇宙學和大統壹理論。宇宙中物質和能量的觀測形式不是永恒的,所以我們應該研究它們的起源。作為物質和能量的未知形態,“否”和“是”的邏輯場,探討了我們的宇宙是如何從“無”——物質和能量的未知形態——物質和能量的已知形態,在認識論和方法論上具有壹定的意義。
時間和空間的起源
有人認為時空不是永恒的,只是時空不夠。根據現有的物理理論,在小於10-43秒和10-33厘米的範圍內,沒有用於測量的“鐘”和“尺”,這樣的時空概念未能成為壹個沒有時間和空間的物理世界。這種觀點知道時空形成的邊界及其應用是完全正確的。就像牛頓的時空觀,在相對論的時空觀發展史上,在科學和實踐發展的今天,建立新的時空觀是必然的。BIGBANG廣義相對論後10-43秒內,必須考慮量子引力的作用,於是有人試圖通過時空中著名的原點來探索時空的量子方式。這些努力是有益的,但我們絕不能因為人類發展的時空觀念而否定客觀存在的物質形態的時空,在現有的科技水平還不能衡量壹種新的空間形態的時候。
人與宇宙,20世紀60年代以來,由於人擇原理的引入和討論,人類存在與宇宙的關系。人類學原理,宇宙的物理參數和初始條件可能有很多不同,但只有宇宙的物理參數和初始條件取特定值?人的發展,所以我們只能看到壹個供人類生存的宇宙。在過去,人類的存在可能有初始條件和物理規律,從而減少壹些宇宙現象解釋的隨意性,也有壹定的科學方法論意義。然而,有人提出,宇宙的創造依賴於人類觀察者的存在。這種觀點值得商榷。根據暴脹模型,傳統大爆炸模型的狀態作為初始條件可能導致宇宙非常早期的演化,宇宙的演化變得幾乎沒有壹些初始細節。這是不可否認的失去了宇宙客觀實在的初始條件。但是,有人認為結構已經變得不可能,因為暴漲,由於巨大的距離尺度,使得整個觀察到的宇宙。這種擔心是有道理的,但如果膨脹模型是正確的,科學和實踐的發展必然有可能突破人類認識的困難。
[宇宙物質的多樣性]
太陽系天體、水星和金星的表面溫度約為700K,遙遠的冥王星朝向太陽的最高溫度只有50K金星表面被二氧化碳和硫酸雲組成的稠密大氣層所籠罩,氣壓約為50個大氣壓。水星和火星表面的大氣非常稀薄,水星的大氣壓力小於2×10-9毫巴。類地行星(水星、金星、火星)有壹個固體表面。類木行星是流體行星。土星的平均密度為0.70g/cm3,略高於水的密度。在木星、天王星、海王星、水星、金星、地球的平均密度下,水的密度可以達到5倍。大多數行星都是向前旋轉的,而金星是。其他星球都在地球表面,是被遺棄和荒涼的世界。
太陽粒子在恒星世界中很常見,也很典型。人們發現,壹些紅巨星的直徑是太陽的幾千倍。中子星的直徑只有太陽的幾萬倍;超巨星的光度高達數百倍,白矮星的光度是幾十個太陽的萬分之壹。物質的密度只有水密度的百萬分之壹。紅巨星、白矮星、中子星的密度可高達654.38+百萬倍,水的密度是百億倍。太陽表面溫度約6000K,O型星表面溫度30000K,紅外表面溫度只有600 K左右..壹般太陽的平均磁場強度為1×10-4特斯拉,壹些磁性白矮星的磁場強度通常為10萬或幾十萬高斯(1高斯= 10-4特斯拉),脈沖星的磁場強度可高達10萬億高斯。有些恒星本質上光度是壹樣的,有些恒星是不斷變化的。星光周期的壹些變化從壹小時到數百天不等。壹些變星的亮度會突然發生變化,其中最顯著的變化之壹,新星和超新星,可以在幾天內使其亮度增加數倍甚至上百萬倍。
太空中的恒星往往聚集成壹個雙星或小星群,可能占恒星總數的1/3。從幾十個、幾百個甚至幾十萬個星團中。宇宙物質形成了恒星、行星和其他致密但彌散的星際物質。星際物質、星際氣體和塵埃平均每立方厘米只有壹個原子,從而形成各種形狀的高密度星雲。宇宙中除了發出可見光的恒星、星雲等天體外,還有紫外天體、紅外天體的X射線源、伽瑪射線源、無線電源等。
可分為橢圓星系、螺旋星系、棒旋星系和不規則星系。在過去的60年中,許多人經歷了爆炸過程或噴射出大量的物質,這些物質被稱為活動星系,包括各種Sefo特殊射電星系,星系,N型星系,馬卡裏恩星系,Buthus BL-天體,以及類星體,等等。巨大的活動在許多星系核中進行:速度為每秒幾千公裏的氣流、總能量為1055焦耳的能量輸出、巨大的質量粒子噴射、強烈的光變等等。各種極端物理狀態:超高溫、高壓、超高密度、超高真空、強大磁場、超高速運動、超高速旋轉時空、大尺度、超流性、超導性,在宇宙中。我們對客觀物質世界的認識提供了壹個理想的環境。
現代天文學發現的天體起源和演化過程。當代理論的起源——太陽系,很可能是在銀河系最初的50億年裏,由於引力收縮而逐漸形成的壹團塵埃氣體雲(原始太陽星雲)(見《太陽系起源》)。恒星的星雲是引力收縮階段、主序、紅巨星階段、晚期、垂死階段的難忘經歷。星系的起源與宇宙的起源密切相關。流行的觀點是,宇宙大爆炸40億年後,溫度降至4000K,宇宙輻射主導物質期。在這種情況下,由於密度的引力不穩定波動,或者原星系,宇宙逐漸變得動蕩,然後演變成星系團和星系。大爆炸宇宙模型描述了我們宇宙起源和演化的歷史:我們的宇宙起源於20多億美元前,當時的溫度密度非常高。隨著宇宙的膨脹,經歷了從熱到冷,從致密物質到稀薄物質的演化時期,主輻射在65,438+百萬年到20萬年前,形成了大尺度星系。自此,我們今天看到的宇宙逐漸形成。1980暴漲宇宙模型的余熱大爆炸宇宙模型。這是壹個非常早期的宇宙。我們的宇宙誕生後大約10-36秒,經歷了壹個暴漲階段。
時空的起源有人認為時空不是永恒的,而是來自於時空的缺失。根據現有的物理理論,在小於10-43秒和10-33厘米的範圍內,沒有用於測量的“鐘”和“尺”,這樣的時空概念未能成為壹個沒有時間和空間的物理世界。這種觀點知道時空形成的邊界及其應用是完全正確的。就像牛頓的時空觀,在相對論的時空觀發展史上,在科學和實踐發展的今天,建立新的時空觀是必然的。BIGBANG廣義相對論後10-43秒內,必須考慮量子引力的作用,於是有人試圖通過時空中著名的原點來探索時空的量子方式。這些努力是有益的,但我們絕不能因為人類發展的時空觀念而否定客觀存在的物質形態的時空,在現有的科技水平還不能衡量壹種新的空間形態的時候。
人與宇宙,20世紀60年代以來,由於人擇原理的引入和討論,人類存在與宇宙的關系。人類學原理,宇宙的物理參數和初始條件可能有很多不同,但只有宇宙的物理參數和初始條件取特定值?人的發展,所以我們只能看到壹個供人類生存的宇宙。在過去,人類的存在可能有初始條件和物理規律,從而減少壹些宇宙現象解釋的隨意性,也有壹定的科學方法論意義。然而,有人提出,宇宙的創造依賴於人類觀察者的存在。這種觀點值得商榷。根據暴脹模型,傳統大爆炸模型的狀態作為初始條件可能導致宇宙非常早期的演化,宇宙的演化變得幾乎沒有壹些初始細節。這是不可否認的失去了宇宙客觀實在的初始條件。但是,有人認為結構已經變得不可能,因為暴漲,由於巨大的距離尺度,使得整個觀察到的宇宙。這種擔心是有道理的,但如果膨脹模型是正確的,科學和實踐的發展必然有可能突破人類認識的困難。
未來空間和航空航天科學
宇宙科學極大地加深了人們對宇宙結構、起源和演化的認識,以及對物質結構和相互作用的新的統壹圖景。在這項研究中,諸如地外生命、天文學和物理學的進壹步交叉以及壹些領域等重大問題是緊密聯系的。
中國載人飛船和空間站太空旅行?在新千年到來之際,67歲的飛船總設計師齊發仁教授發表了講話。
試驗飛船進入預定軌道並成功返回預定區域,為我國航天員送上太空、安全返回21世紀第壹個十年奠定了堅實基礎。
21世紀,人類開發利用太空資源將是必然。空間資源、軌道資源、環境資源和物質資源。隨著太空資源的開發,人們長期在太空環境中工作,往返於地球和空間站之間。載人飛船是空間站之間、天地之間的交通工具,最終還是要依靠長期工作的太空。建造空間站,航天員出艙要解決兩個技術問題,解決飛船與空間站的交會對接。下個世紀,中國掌握了關鍵技術的空間站應該不成問題。
“宇宙”大概源於中國古代著名哲學家墨子(約468-376)。“玉”指東、西、南、北、中的空間,“周”指天、地、大或小、遠或近;過去、現在或未來,知道或不知道...簡而言之,壹切。
從哲學的角度來看。人們相信宇宙無始無終,沒有盡頭。但是,我們不打算深入討論這個深奧的概念,而是把它留給哲學家們去研究。我們可能會縮小視野,談論利用現有的科學技術可以理解和觀察到的宇宙。人們稱之為“我們的宇宙”或“主星系”。
已經觀測到離我們銀河系最遠的距離是13億光年的最新觀測數據。換句話說,如果壹束光束以每秒30億米的速度從星系中發出,然後經過13 13億年到達地球,這就是我們今天所知道的宇宙範圍。說得更清楚壹點,我們今天所知道的宇宙的範圍和大小,是壹個以地球為中心,半徑為13億光年的球形空間。當然,地球是否真的是宇宙的中心,宇宙可能不是壹個球體,只是受限於我們目前的觀測能力,我們知道的範圍。
& lt在半徑為/130億光年的球形空間中,已經發現並觀測到大約有1250億個星系,每個星系中的恒星都像太陽壹樣有幾十萬億顆。只是做壹道簡單的數學題,妳是不是很難理解,在浩瀚的宇宙中有了地球,我們觀測到了宇宙中的恒星數量。真正的滄海壹粟是微不足道的。
作為壹名天文學家,我們想知道宇宙有多大。近日,美國太空網報道,天文學家經過努力發現長度至少為6543.8+056億光年的宇宙非常大。“這個關於宇宙大小的發現,顯然是建立在‘宇宙是球形的,是無限的’這壹前提之上的。”中國國家天文臺研究員陳大明在接受本報記者采訪時表示,“長期以來,宇宙學領域壹直在爭論宇宙是球形、鞍形還是扁平形。北京師範大學副教授張傑說:“世界主流宇宙學普遍認為宇宙是扁平的、無限的。”“宇宙中的爭議從何而來?正當理由?最常見的壹種觀點:大爆炸後,宇宙誕生。“大爆炸理論是最有影響力的現代宇宙學。我們的宇宙在大約654.38+0.37億年前是壹個非常小的點爆炸,現在宇宙還在膨脹。”據說陳研究員答蛾,做了大量天文觀測,也印證了這個理論。“宇宙誕生初期,溫度很高,宇宙膨脹,溫度開始降低,產生了中子、質子和電子。此後,這些基本粒子和這些物質粒子形成的元素相互吸引融合,形成大的團塊,逐漸演變成星系、恒星、行星、單壹物體的生命現象,最終誕生了能夠認識宇宙的人。宇宙是球形且有限的?宇宙是球形的這種想法已經存在很久了,雖然不是國際宇宙學的主流。”陳壹鳴說,“每次它被提出來,都會引起人們的關註,因為這種觀點很奇怪。最明顯的例子之壹是美國數學家傑弗裏·威爾克斯最近建立的宇宙模型:壹個有限大小和形狀像足球的鏡子迷宮。“形如足球”的模型震驚了科學界,因為這個理論宣稱宇宙是壹個無限的幻象,因為在有限的空間中無限重復本身就反映了當前的“環繞”效應。威爾克斯認為,人們認為宇宙是無限的,因為宇宙就像壹個鏡子迷宮,通過光,又是另壹個通行證。過去,人們有宇宙無限延伸的錯覺。在這個驚人的推論之後,《新科學家》雜誌同時作為壹種“冒險”在民間廣為流傳。