登陆注册
444700000001

第1章 天文学研究的对象内容及意义

天文学是认识宇宙、探索宇宙奥秘的科学,它属于自然科学。天文学研究的对象是辽阔空间中的天体,通过接收天体的各种辐射,感知天体的存在,测量它们的质量、尺度、距离,研究它们的结构和演化规律,以达到对整个物质世界的认识。

根据天文学的研究方法和研究的内容,天文学可以分为天体测量学、天体力学和天体物理学三个分支。

天体测量学是天文学中最先发展起来的一个分支,也是应用最广泛的一门学科,主要研究和测定各类天体在天球坐标系中的位置和运动,建立天球参考系并研究各种坐标系的相互关系等。

天体力学主要研究天体的相互作用、运动和形状。自17世纪开始,开普勒提出了行星运动三定律,牛顿提出了万有引力定律和运动三定律,这些理论为天体力学奠定了理论基础,使天体力学的研究工作从运动学发展到动力学,因此,实事上可以说牛顿是天体力学的创始人。今天,科学家可以准确预报近期发生的日食、月食等天象,这与天体力学的发展有密切关系。

目前的天体力学研究还是主要集中在太阳系内的天体。大型计算机的诞生为天体力学研究开拓了更多的空间,因为根据牛顿定律,多体问题的求解是不可能的,但是大型计算机使得多体问题的数值计算成为可能。现在的天文学家可以利用大型计算机,基于天体力学方法编制精确的年历。

天体物理学是天文学中最活跃、内容最丰富的分支学科。19世纪中叶,人们将物理学和化学的最新成果——光谱分析、光度测量和照相术用于天体观测后,对天体的结构、化学组成和物理状态的研究形成了完整的科学体系——天体物理学。

天体物理学对人类有重要的积极意义。直到今天,精确的时间和历法仍然是按照太阳系和恒星的运动确定的。上海天文台和陕西天文台的主要工作就是测时:应用测时仪器观测选定的恒星,获得准确的时刻。守时:用守时工具,如天文钟、原子钟等,计量时间。授时:利用无线电波发布时间信号。大家熟知的北京时间就是由陕西天文台发布的。

由于天文学是人类认识宇宙的科学,因而它在人类自然观的发展中起着特殊的作用。例如,托勒密地心体系是在一定的历史条件下形成的人类对宇宙结构的认识模型。由于它与宗教把地球视为宇宙中心的观点一致,因而在欧洲维持了1 400多年。随着天文学的发展,地心体系越来越不能与观测结果相符合。当时,一些具有进步思想的哲学家和天文学家对这个体系产生怀疑。哥白尼的日心体系就在这样的历史条件下诞生了。哥白尼主张以简单的几何图形或数学关系来表达宇宙的规律,把统率整个宇宙的支配力量赋予太阳,而各个天体则都有其自然的运动。哥白尼日心体系的建立,是人类认识史上的一次大变革。为了传播和维护哥白尼体系,意大利思想家布鲁诺在1600年2月17日被宗教裁判所活活烧死在罗马繁花广场上;意大利著名物理学家伽利略也因为维护哥白尼学说,1633年遭到罗马宗教裁判所的两次审判。直到1846年,天文学家用望远镜在勒威耶和亚当斯应用天体力学推算的位置上,找到了太阳系的第八颗大行星——海王星,才有力地证实了日心体系的正确性,使哥白尼的日心说由假说变成了科学理论。

科学的发展常常有伴生现象,天文学的发展也与其他自然学科有着密切的联系。天文学的发展从其他自然科学中吸取营养,它的重大发现也推动着其他学科的发展。在牛顿以后的200多年中,天体力学的发展曾给予应用数学有力的推动。而天体物理学则从其诞生之日起就对物理学做出了重大贡献,如通过恒星光谱线发现了原子禁线理论的线索,对太阳内部结构的研究获得了热核聚变的概念等。最近几十年,星际有机分子的发现,类星体、射电星系以及星系核活动等高能现象的发现,向化学、生物学、物理学提出了新课题,对现有理论提出新的挑战。今天的天文学,不断吸取并集中物理学、数学、化学等学科的理论和观点,逐渐成为极富有生命力的多学科交叉点。

计算机和空间技术的发展为天文学研究开辟了新天地,使天文观测研究由地面发展到空间,由荒野搬到室内仪器仪表面前;信息处理理论和新型电子器件为天文观测研究提供了更为先进的手段,如利用电子耦合器件(CCD)同时对多个目标进行观测、发现等,此类例子不胜枚举。20世纪中期以来,天文观测发现了许多地球上不可能存在的物质状态和现象,如星际空间每立方厘米不到一个原子的高真空,中子星内部每立方厘米10亿吨的高密度,某些恒星内部和恒星爆发时产生的超过100亿摄氏度的高温,以及星系和星系核抛射物质接近于光速甚至看起来超过光速的高速度等。这些发现交织着宏观与微观世界研究的前沿,可能正酝酿着人类认识自然的又一次新的突破。

同类推荐
  • 导弹百科(世界科技百科)

    导弹百科(世界科技百科)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。科学教育,是提高青少年素质的重要因素,是现代教育的核心,这不仅能使青少年获得生活和未来所需的知识与技能,更重要的是能使青少年获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。科学教育,让广大青少年树立这样一个牢固的信念:科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象,研究和掌握新规律,它是创造性的,它又是在不懈地追求真理,需要我们不断地努力奋斗。
  • 空间站之窗

    空间站之窗

    空间站之窗空间站之窗空间站之窗空间站之窗空间站之窗空间站之窗
  • 环球风情

    环球风情

    《巅峰阅读文库·我的第一本探索书
  • 生产生活篇(农民十万个怎么做)

    生产生活篇(农民十万个怎么做)

    本书主要内容涵盖四个方面:一是介绍生产管理过程中的方法,增强农民生产管理的本领;二是介绍在人际交往中如何处理好各种关系,提升农民的文明素养;三是介绍与消费有关的知识与方法,帮助农民更好地做出消费决策,形成文明健康的生活方式;四是介绍饮食保键的方法和有关注意事项,提高农民的身体素质。
  • 节约用水科普读本

    节约用水科普读本

    水是生命之源、生产之要、生态之基。节约水资源是促进经济社会持续健康发展的必然要求,是保护水生态环境的根本之策,是建设美丽家园的重要途径。
热门推荐
  • 逆天归来:重生异能女王

    逆天归来:重生异能女王

    一场以命相搏的复仇路上,被送到精神病院的云邈儿意外重生到十年前。重生前被人陷害一无所有,今世她将重新来过。窥生死,控言行,能瞬移,守亲友,为自由,她翻手之间风云再起,却有人挡在她成神路前,布着千年棋局令她臣服。顺者昌逆者亡,是为棋子还是脱颖而出?“若天压我,劈开那天,若地拘我,踏碎那地,我等生来自由身,谁敢高高在上!”无名少女强势崛起,带异能军团逆天而战!势力倒戈,乱世重现,三界纷争,因她而起……
  • 销售金点子

    销售金点子

    当你站在销售的门外,踌躇满志地准备着是否踏入这个看上去低门槛、高收入的行业,开始建设自己的幸福人生时,手中应该握有什么利器?当你混迹于销售大军中,挣扎着想要得到机遇青睐、摆脱时间的湮没时,需要具备什么能力?当你成为销售精英、鼎足于一方时,又已经成就了怎样的造诣?
  • 虹之绽

    虹之绽

    明晓溪小说“旋风少女”系列,已被改编成周播剧,即将登陆2015湖南卫视每周一周二22点档“青春进行时”!《旋风少女3:虹之绽》:故事以一场紧张刺激的对战精彩开篇。百草战胜韩国金敏珠,并且以双飞踢的第三踢,把金敏珠踢落到台下,一举成名。与此同时,关于爱情的三条线索也在悄然拉开,俊朗的廷浩从美国归来,温润如玉的初原在韩国突如其来地向百草表白,冷峻的若白身体虚弱、似患上了未知的疾病,把对百草的爱一直埋在心底……百草最终会选择和谁在一起?
  • 应聘世界500强

    应聘世界500强

    我不理解今天的年轻人为什么总是乐意跳槽?我从进入投资业以来,一直坚守我的工作,不管是繁荣还是萧条时期。如果你不喜欢的工作就不要去,否则就要全心全意。 ——通用前总裁/杰克·韦尔奇 。 ——投资大师/沃伦·巴菲特。找工作跟找爱侣一样,许多卓越的企业家均是从一份好的工作起步的。我也不可能有今日的成就。如果当年我不进入GE,事前要仔细观察,事后在尽心尽力,"精彩评论:好的开端是成功的一半,并且要一辈子相伴,永不放弃。 ——微软总裁/比尔·盖茨 "
  • 傻子王爷无情妃

    傻子王爷无情妃

    一只毒蝎子,彻底断送了她年轻的生命!别人只知道,那个软弱没主见的女人被迫嫁给一个痴傻呆闷的七皇子。殊不知,她早已不再是“她”!面对痴傻只会憨笑的美男,她气愤难填!你傻,本美女就医好你,谁知医好后,遭到嫌弃,却换来一纸休书,气愤之下,她恨不得与他同归于尽……
  • 妃常狂野

    妃常狂野

    她,二十一世纪最顶尖的冷血女杀手,一次误会杀死自己的挚爱含恨自尽。他,傲视群雄威震天下。一场轮回她成了他的王妃。“本王要你生你便生要你死你便死,你的全部都是本王的?”他的狠绝深深扎进她的心里,而冷血狂傲的她却甘愿为了他付出一切:“你的心愿我帮你,哪怕是万劫不复我也心甘情愿。”乱世狼烟,喋血对峙,他便是她的一切,天下谁主沉浮!修罗地狱之中谁能救赎谁,谁能降服谁。??????
  • 别动我妈咪

    别动我妈咪

    一道闪电划破长空,接着轰隆一声巨雷声响,震破了耳膜,紧接着,倾盘大雨猛撒而下,路人匆忙而过,转眼间,整个街头空荡起来。狂妄的风卷着冰冷的雨,突然让这个世界也冰冷起来,而在这大雨之中,却响起了此时不该出现的声音。“哈哈!你们看看,什么叫没有爹地的孩子,就是像他那样啦!哈哈!哈哈!哈哈哈……”“我妈咪说,没爹地的孩子,都是野种……”“我看就连野种也比他强,他连他妈咪都不认他……
  • 尸心不改

    尸心不改

    控尸门的欢乐二缺弟子江篱炼了一具美得人神共愤引得天雷阵阵的男尸,以为好日子开始了,结果没想到门派惨遭灭门。--情节虚构,请勿模仿
  • 盛唐红颜:长孙无垢传

    盛唐红颜:长孙无垢传

    现代女子林微微高中毕业之后的某天,在家中一朝穿越成为隋朝右骁卫将军长孙晟五岁多的宝贝女儿长孙无垢;将军爹爹的宠爱让她无忧无虑的生活,当爹爹战死之后,却因着她的缘故娘亲和嫡亲哥哥都被同父异母的大哥赶出府门,却意外遇见了长得与隔壁班校草酷似的灰衣书生;她亲历了历史著名的玄武门之战,并且这场兄弟之间的夺嫡居然是为了她;她从古灵精怪,到贤良淑德俱佳,成了满朝文武,世间众人敬服的贤德表率的传奇故事。盛唐红颜长孙无垢,贤德冠三宫,恩宠覆六殿;一身宠,满门荣,名留青史,一代文德顺圣贤后长孙氏。
  • 总统们:民国总统的另一面

    总统们:民国总统的另一面

    《总统们:民国总统的另一面》是一本评介民国早期总统的通俗图书。包括北洋政府的5位总统(袁世凯、黎元洪、冯国璋、徐世昌、曹锟)和缔造民国、出任临时大总统的孙中山先生,共6位总统。书稿以视角独特勾划出了这几位人物,全书兼具客观思辨性和故事趣味性,使读者看到一群鲜活的面孔。