探索宇宙的知識

古今宇宙觀

自古以來,人類對茫茫的宇宙就充滿了遐想。各種各樣的宇宙觀從幼稚到成熟,從神話到科學,經曆了漫長的歲月。

自然說產生於古印度。古印度人把地球設想為馱在4隻大象身上,而大象竟是站在一隻漂浮於大海上的海龜背上。

蓋天說又稱“天圓地方說”,產生於春秋時期,是我國古代最早的宇宙結構學。認為人類腳下這塊靜止不動的大地就是宇宙的中心。地像一方形大棋盤,天如同圓狀大蓋,倒扣在大地上,上麵布滿了數以千計的閃光體。

宣夜說是我國曆史上最有卓見的宇宙無限論。最早出現於戰國時期,到漢代得到進一步明確。宣夜說認為宇宙是無限的。宇宙中充滿了氣體,所有天體都在氣體中飄浮運動。星辰日月都有由它們的特性所決定的運動規律。

渾天說是繼蓋天說2000年後,由我國東漢時期著名天文學家張衡提出的。他認為“天之包地猶殼之裹黃”。天和地的關係就像雞蛋中的蛋白包著蛋黃,地被天包在其中。

中心火說由古希臘學者菲洛勞斯提出。他受了前輩哲學家赫拉克利特關於火是世界本原思想的影響,認為火是最高貴的元素,由此提出宇宙結構的“中心火學說”,即宇宙的中心是一團熊熊燃燒的烈火,地球(每天一周)、月球(每月一周)、太陽(每年一周)和行星都圍繞著天火運行。

地心說最早由古希臘哲學家亞裏斯多德提出。認為地球為宇宙的中心,是靜止不動的。從地球往外,依次有月亮、水星、金星、太陽、火星和土星,它們在各自的軌道上繞地球運行。

日心說1543年由波蘭天文家學家哥白尼提出的。他將宇宙中心的寶座交給了太陽,認為太陽是行星係統的中心,一切行星都繞著太陽旋轉。地球也是一顆行星,它像陀螺一樣自轉著,同時與其他行星一樣繞太陽運行。

星雲說18世紀下半葉由德國哲學家康德和法國天文學家拉普拉斯提出的。認為太陽係是一塊星雲收縮形成的,先形成的是太陽,剩餘的星雲物質又進一步收縮深化,形成行星和其他小天體。

大爆炸說是1948年由俄裔美國天文學家伽莫夫提出的。他認為,宇宙最初是一個溫度極高、密度極大的由最基本的粒子組成的“原始火球” (有稱“原始蛋”)。這個火球不斷迅速膨脹,它的演化過程就像一次巨大的爆炸,爆炸中形成了無數的天體,構成了宇宙。

銀 河

銀河在歐洲國家稱為Milk Way,即牛奶色的道路;在我國古代叫做天河、河漢、銀漢、星漢。指的都是夜空中的一條淡淡發光的白練,看上去好像是天空中的一條大河。其實,天空中不可能有什麽大河,所謂銀河的銀白色是無數顆大大小小發光的恒星和其他發光的天體,據天文學家觀測,銀河是由包括太陽係在內的幾千億顆星星、大量的星際氣體和宇宙塵埃組成,整個形狀如同一個大鐵餅,中間凸起,四周扁平,凸起的地方是核球,是恒星密集的地方;四周扁平處為銀盤,越靠近邊緣星星的分布越稀疏。

銀河係的直徑隻能用光年來計算,大約為10萬光年。就是說,用光的速度從一邊走到另一邊,需要10萬年。太陽係是銀河係的一個部分,太陽到銀河係的中心距離約為3.3億光年。

由於太陽係(包括我們的地球)不在銀河的中心位置,所以看上去銀河在天空中既不與赤道的位置相符,又不通過地球的南北極上空,而是斜躺在天空。隨著地球的自轉和公轉,銀河就隨著季節的變化改變著它在天空中的位置,夏天的傍晚朝向南北方向,到了冬天的夜晚又橫過來,變成接近東西方向了。

銀河係本身也在旋轉,一方麵圍繞自己的中心軸,以2.5億年一周的速度自轉,同時又以每秒214公裏的速度在宇宙中不停地運動著。隻是距離我們的地球太遙遠了,看上去似乎是靜止不動的。

星 係

在茫茫宇宙中,星星並不是單個地雜亂無章地分布著,而是成群匯聚著的,每群中都是由無數顆恒星和其他天體組成的巨大星球集合體,天文學上稱這種匯聚在一起的星群為“星係”。星係在宇宙中數不勝數,天文學家目前發現和觀測到的即可達10億個以上。每個星係大小雖然不同,但都極為龐大,比如我們的地球所在的太陽係還不被視為一個星係,而隻是銀河星係的一個部分而已。

我們在地球上用眼睛觀測到的星係很少,除銀河係外,隻有臨近幾個,其中最著名的是仙女座大星係,但這個星係離我們大約200萬光年,雖然它比銀河係大60%,形狀與銀河係相似,但我們看上去隻是一個光亮的斑點。有時為了方便,天文學家把遙遠的幾個星係稱做星係群,大一些的叫星係團,每個星係團含有100個以上的星係;所有星係團統屬於超星係團,超星係團組成總星係,也就是所謂茫無邊際的宇宙。