天文数据
当你仰望天空时,你知道那些闪闪发光的东西是什么吗?有些是行星,但大部分是恒星,有些是巨型星系,每个星系有几千亿颗恒星。天文学是研究宇宙中的行星、恒星和星系。天文学家的任务是解释我们在夜空中看到的各种天体,他们也致力于了解其他事物,比如恒星的年龄以及它们与地球的距离。
“几乎所有的自然科学分支都研究地球上的现象,只有天文学从诞生的那一天起就与我们遥不可及的灿烂星空联系在一起。天文学家观测来自行星、恒星、星系和其他天体的辐射,从星际分子到整个宇宙。天文学家测量它们的位置,计算它们的轨道,研究它们的诞生、演化和死亡,探索它们的能量机制。天文学和物理、数学、地理、生物一样,都是基础学科。
牛顿力学的出现,核能的发现等对人类文明有重要作用的事件,都与天文研究密切相关。目前,对高能天体物理、致密星和宇宙演化的研究可以极大地促进现代科学的发展。研究太阳和太阳系中的天体,包括地球和人造卫星,在航空航天、大地测量、通信和导航方面有许多应用。”(南京大学天文系黄天一教授)
天文学起源于古代人类对季节的获取和占卜活动。它是一门主要观察和解释天体的物质条件和事件的学科。主要研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质、起源和演化。在古代,天文学也与历法的制定有着密不可分的关系。天文学与其他自然科学的区别在于,天文学的实验方法是观测,通过观测收集天体的各种信息。因此,观测方法和手段的研究是天文学家努力研究的一个方向。
看得更远。
自古以来,人类就对恒星和行星非常感兴趣。古代的天文学家只用肉眼观察天空。1608年,人们发明了望远镜。从那以后,天文学家能够更清楚地观察恒星和行星。意大利科学家伽利略是最早用望远镜研究太空的人之一。今天,天文学家使用许多不同类型的望远镜来收集关于宇宙的信息。一些望远镜可以收集来自遥远天体的微弱光线,比如X射线。大多数望远镜都放在地球上,但也有一些望远镜放在太空中,沿着轨道运行,比如哈勃太空望远镜。现在,天文学家也可以通过发射太空探测器来了解一些太空信息。
[历史]
古代天文学家通过观察太阳、月亮等天体和现象来确定时间、方向和历法。这也是天体测量学的开端。如果人们观测天体,记录天象,那么天文学的历史至少有五六千年了。天文学在人类文明的早期历史中占有非常重要的地位。埃及的金字塔和欧洲的巨石阵是著名的史前天文遗址。
天文学的研究范畴和天文学的概念从古至今都在不断发展。在古代,人们只能用肉眼观察天体。公元2世纪,古希腊天文学家托勒密提出的地心说主导了西方对宇宙的认识1000多年。直到16世纪,波兰天文学家哥白尼才提出了新的宇宙体系理论——日心说。1610年,意大利天文学家伽利略独立制作了折射望远镜,第一次通过望远镜看到了太阳黑子、月球表面以及一些行星的表面和盈亏。与此同时,牛顿创立了牛顿力学,由此产生了天文学的一个新分支——天体力学。天体力学的诞生,使天文学从单纯描述天体的几何关系和运动进入到研究天体之间的相互作用和天体运动原因的新阶段,这是天文学史上的一次巨大飞跃。
19世纪中期天体照相和光谱技术的发明,使天文学家能够进一步研究天体的物理性质、化学成分、运动状态和演化规律,从而更深入地研究问题的本质,从而产生了天体物理学的一个新分支。这是天文学的又一次飞跃。
1950年代开始使用射电望远镜。在1960年代,我们取得了被称为“天文学四大发现”的成就:微波背景辐射、脉冲星、类星体和星际有机分子。同时,人类也突破了地球的束缚,可以观测天空中的天体。除了可见光,还可以观测到天体的紫外线、红外线、无线电波、X射线和伽马射线。这些在空间天文学上取得了巨大的进步,也对现代天文学的成就产生了巨大的影响。
[研究对象和领域]
天文学研究各种天体。地球也是天体,所以地球整体也是天文学的研究对象之一。起初,古人通过观察天上的太阳、月亮和星星来确定时间、方向和历法,并记录天象。
随着天文学的发展,人类的探测范围已经达到了距离地球约6543.8+0000亿光年的距离。根据规模和尺度,天文学的研究对象可以分为:
行星级别:
包括行星系中的行星、绕行星运行的卫星和大量小天体,如小行星、彗星、流星体和行星际物质。太阳系是目前唯一可以直接观测到的行星系统。但是宇宙中像太阳系这样的行星系统数不胜数。
恒星级别:
现在人们已经观测了上亿颗恒星,太阳只是无数恒星中普通的一颗。
星系等级:
人类居住的太阳系只是无数恒星组成的银河系的一角。银河系只是一个普通的星系。除了银河系,还有许多河外星系。星系进一步形成了更大的天体系统,如星系团、星系团和超星系团。
整个宇宙:
一些天文学家提出了一个比超星系团高一级的总星系。按照目前的理解,总星系是目前人类能够观测到的宇宙范围,半径超过654.38+00亿光年。
天文学研究中最热门也是最没有说服力的话题之一是对宇宙起源和未来的研究。关于宇宙起源的理论层出不穷,其中最具代表性、影响最大、支持度最高的是美国科学家加莫夫等人在1948年提出的宇宙大爆炸理论。根据这一理论,宇宙诞生于约6543.8+037亿年前的剧烈爆炸中。然后宇宙不断膨胀,温度不断降低,各种基本粒子产生。随着宇宙温度的进一步下降,物质开始因引力而坍缩,并逐渐凝聚。宇宙年龄约10年时,星系开始形成,并逐渐演化成今天的样子。
【天文学的研究方法和手段】
天文研究的对象规模巨大,时间极长,物理特性极端,很难在地面实验室进行模拟。所以天文学的研究方法主要依靠观测。由于地球大气层对紫外线、X射线和γ射线是不透明的,所以许多太空探索的方法和手段相继出现,如气球、火箭、人造卫星和宇宙飞船。
天文理论往往是由于缺乏观测信息,天文学家往往会提出许多假说来解释一些天文现象。然后,根据新的观察结果,对原有理论进行修正或用新的理论代替。这也是天文学不同于其他许多自然科学的地方。
天文学和占星术
天文学应该与占星术分开。后者是试图通过天体的运行状态来预测一个人命运的伪科学。虽然他们的起源相似,但在古代他们经常混在一起。但当代天文学与占星术有明显的区别:现代天文学是一门运用科学方法,以天体为研究对象的学科;占星术则通过比较和联想,将天体的位置对应到人员。简单来说,占星术重在预测人的命运。
[潜在客户]
天文学进入了一个全新的阶段。多年来,天文观测手段已经从传统的光学观测扩展到从射电、红外、紫外到X射线、γ射线的所有电磁波。这导致大量新的天体和现象的发现,如类星体、活动星系、脉冲星、微波背景辐射、星际分子、X射线双星、γ射线源等。,使得天文研究空前繁荣和活跃。直径2米的太空望远镜已经进入轨道并开始工作。将建设一批口径为10米的光学望远镜。射电中的甚长基线干涉阵列和空间甚长基线干涉仪、红外中的空间外望远镜设备和X射线中的高级X射线天文设备将很快问世。伽马射线观测站已经投入运行。这些仪器功能强大,远远超过现有的天文设备。可以预期,这些天文仪器的使用将为天文学注入新的活力,把人们对宇宙的认识提高到一个新的水平,天文学正处在一个大飞跃的前夜。
古埃及和天文学
他们制作了自己的日历。马克思说:“计算尼罗河水涨落周期的需要,催生了埃及的天文学。”也就是说,天文学的知识来源于对大自然的观察。古埃及人发现,在太阳和天狼星升起在地平线上的同时,尼罗河也在三角洲地区升起。他们将这两次事件之间的时间设定为一年365天。将全年分为12个月,每月30天,剩余5天作为节日;同时,一年分为三个季节,即“汛期”、“粮食生长季”、“收获季”,每个季节持续四个月。希罗多德说:“埃及人是人类中第一个提出太阳年计时方法的人...在我看来,他们的计时方法比希腊人好,因为希腊人每隔一年就要插入一个闰月。
埃及人把白天和黑夜分成12份,每份是从日出到日落或从日落到日出的时间的1/12。埃及人用一个石碗来计算时间。石碗底部有一个小口,水滴以固定的速度从碗中漏出。石碗上刻有各种记号,以标明不同季节的时间。毫无疑问,古埃及的占星术非常发达。就像古埃及文明的特征一样,他们的十二星座也是由古埃及的神来代表的。
古埃及人对恒星的研究和知识积累,源于古代农业生产的需要。古埃及的农业生产,由于
播种的季节,田地和果园的收成都取决于尼罗河每年的洪水,这与恒星的运动有关,尤其是每1460年,日出、天狼星和尼罗河洪水同时发生。所以和尚很早就开始制作天体图了。埃及的天文学和数学一样,还处于低级发展阶段,还落后于巴比伦。在古埃及文献中,没有数学仪器的描述,也没有任何观测日食、月食或其他天象的记录。埃及人过去把行星看成是流浪的天体,命名为恒星和星座(很少能和现代的划等号)。所以他们唯一的创造,可以夸张为“天文学”的名称。一些从古代王国到后期托勒密时代保存下来的铭文包括天空划分的列表。希腊人所谓的“德坎”(黄道10度划分),就是所谓的夜晚12小时。人们用德坎来划分年份,一年由连续36周组成,持续时间为10天。36德坎* * *是360天,构成一年。不过还是少了五天,所以每隔几年,德坎每周出现的时间都要往后移。埃及人的宇宙观念往往被不同的神话所解释,一些不同天体的绘画也被保存下来。在新王国时代的墓葬中的图画上,我们可以看到天空女神努特,她的身体在地球上弯曲形成天宫的穹顶,她的腹部是天空,装饰着所谓的“星带”。沿腰带有两艘太阳船,其中一艘头上顶着太阳神拉。他每天乘太阳船和日落船在天空中旅行。大气之神站在牛的肚子下面,举起双手支撑着牛的肚子,也就是天空。天牛的四肢由两个神支撑着。另一个神话说,天空女神努特和大地之神加布拥抱在一起,她的父亲,大气之神舒用双手支撑着女神,将其与加布分开,只留下努特女神的脚和手指与地面接触,而加布则半躺在地上。这些神话传说反映了埃及人对天、地、星的模糊概念。埃及的一些僧侣被指定为“时间记录者”。他们每天都在晚上监测星星的运动。他们需要记录恒星的固定顺序,月亮和行星的运动,月亮和太阳的升降时间以及各种天体的运行轨道。这些人还整理上述信息,报告天体及其活动所发生的变化。在拉美西斯六世、七世和九世的坟墓里,保存着不同时期的星宿划分图。它由24个表组成,其中一个表用作每半个月的间隔。每张表都附有星座图的说明。18王朝统治下的塞内穆特墓中的天文图,可以说是已知最早的天文图。天普天文学家所知的一组恒星是“伊凯星”,即“永不消失的恒星”。很明显,是北极星。第二组是“伊凯·威利杜”,即“永不停息的明星”。实际上,它是一颗行星。埃及人是否知道行星和恒星之间的区别还没有报道。他们知道的星星是天狼星、猎户座、大熊座、天鹅座、仙后座、天龙座、天蝎座和白羊座宫。他们注意到的行星是木星、土星、火星和金星。当然,他们对星星的认识并不准确,星星和星座的关系也很少能和现代知识划上等号。太阳崇拜在埃及占有重要地位。自前王朝时代以来,太阳就被描绘成圣甲虫,在埃及宗教中占据着突出的位置。而且,不同时期的太阳有不同的名称。在不同的地区和时代,还有其他的太阳神。埃及民用历分为12个月,每个月30天,一年360天,然后再增加5天,以365天为一年。然而,实际上这个历法并不准确。因为. 1的天文年是365.25天,所以埃及民用历每四年落后天文历1天。然而,在古代,这是最好的历法。罗马的儒略历是由朱利叶斯·J·凯撒通过在古埃及的阳历中加入闰年而制定的。中世纪,教皇格里高利改革了儒略历,成为今天公认的世界通用的公历。在这方面,我们也可以看到古埃及人的巨大贡献。
天文学是研究天体和宇宙的结构和发展,包括天体的结构、性质和运行规律的自然科学。
人类生于天地之间,从很早的时候就开始探索宇宙的奥秘,所以天文学是最古老的科学,从一开始就与人类的劳动和生存息息相关。它与数学、物理、化学、生物和地球科学是六个基础学科。
天文学的研究对我们的生活有很大的现实意义,比如计时、制作历法、确定方向等。天文学的发展对人类的自然观产生了巨大的影响。哥白尼的日心说曾经把自然科学从神学中解放出来;康德和拉普拉斯关于太阳系起源的理论,打开了18世纪形而上学自然观的第一个缺口。
天文学中的一个重要课题是各种天体的起源和演化。天文学的主要研究方法是观测,不断创造和改进观测手段成为天文学家不懈努力的课题。天文学和其他学科一样,总是借鉴和渗透许多邻近的科学。天文观测手段的每一次发展都给应用科学带来了有用的东西。
天文学遵循观察-理论-观测的发展路径,不断将人们的视野延伸到宇宙新的深度。