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天文學(xué)基礎(chǔ)知識天文學(xué)研究意義

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天文學(xué)是觀察和研究宇宙間天體的學(xué)科,它研究天體的分布、運動、位置、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)及起源和演化,是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于天文學(xué)知識的內(nèi)容,希望大家喜歡!

天文學(xué)小知識

天文學(xué)是觀察和研究宇宙間天體的學(xué)科,它研究天體的分布、運動、位置、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)及起源和演化,是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科。天文學(xué)與其他自然科學(xué)的一個顯著不同之處在於,天文學(xué)的實驗方法是觀測,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)家努力研究的一個方向。在古代,天文學(xué)還與歷法的制定有不可分割的關(guān)系?,F(xiàn)代天文學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為觀測全電磁波段的科學(xué)。

天文學(xué)所研究的對象涉及宇宙空間的各種物體,大到月球、太陽、行星、恒星、銀河系、河外星系以至整個宇宙,小到小行星、流星體以至分布在廣袤宇宙空間中的大大小小塵埃粒子。天文學(xué)家把所有這些物體統(tǒng)稱為天體。地球也是一個天體,不過天文學(xué)只研究地球的總體性質(zhì)而一般不討論它的細(xì)節(jié)。另外,人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間站等人造飛行器的運動性質(zhì)也屬于天文學(xué)的研究范圍,可以稱之為人造天體。

天文學(xué)的起源可以追溯到人類文化的萌芽時代。遠(yuǎn)古時代,人們?yōu)榱酥甘痉较?、確定時間和季節(jié),而對太陽、月亮和星星進(jìn)行觀察,確定它們的位置、找出它們變化的規(guī)律,并據(jù)此編制歷法。從這一點上來說,天文學(xué)是最古老的自然科學(xué)學(xué)科之一。

天文學(xué)就本質(zhì)上說是一門觀測科學(xué)。天文學(xué)上的一切發(fā)現(xiàn)和研究成果,離不開天文觀測工具——望遠(yuǎn)鏡及其后端接收設(shè)備。在十七世紀(jì)之前,人們盡管已制作了不少天文觀測儀器,如中國的渾儀、簡儀,但觀測工作只能靠肉眼。1608年,荷蘭人李波爾賽發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡,1609年伽里略制成第一架天文望遠(yuǎn)鏡,并作出許多重要發(fā)現(xiàn),從此天文學(xué)跨入了用望遠(yuǎn)鏡時代。在此后人們對望遠(yuǎn)鏡的性能不斷加以改進(jìn),以期觀測到更暗的天體和取得更高的分辨率。1932年美國人央斯基用他的旋轉(zhuǎn)天線陣觀測到了來自天體的射電波,開創(chuàng)了射電天文學(xué)。1937年誕生第一臺拋物反射面射電望遠(yuǎn)鏡。之后,隨著射電望遠(yuǎn)鏡在口徑和接收波長、靈敏度等性能上的不斷擴(kuò)展、提高,射電天文觀測技術(shù)為天文學(xué)的發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。二十世紀(jì)后50年中,隨著探測器和空間技術(shù)的發(fā)展以及研究工作的深入,天文觀測進(jìn)一步從可見光、射電波段擴(kuò)展到包括紅外、紫外、X射線和γ射線在內(nèi)的電磁波各個波段,形成了多波段天文學(xué),并為探索各類天體和天文現(xiàn)象的物理本質(zhì)提供了強(qiáng)有力的觀測手段,天文學(xué)發(fā)展到了一個全新的階段。而在望遠(yuǎn)鏡后端的接收設(shè)備方面,十九世紀(jì)中葉,照相、分光和光度技術(shù)廣泛應(yīng)用于天文觀測,對于探索天體的運動、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和物理狀態(tài)起了極大的推動作用,可以說天體物理學(xué)正是在這些技術(shù)得以應(yīng)用后才逐步發(fā)展成為天文學(xué)的主流學(xué)科。

天文學(xué)始終是哲學(xué)的先導(dǎo),它總是站在爭論的最前列。作為一門基礎(chǔ)研究學(xué)科,天文學(xué)在不少方面是同人類社會密切相關(guān)的。時間、晝夜交替、四季變化的嚴(yán)格規(guī)律都須由天文學(xué)的方法來確定。人類已進(jìn)入空間時代,天文學(xué)為各類空間探測的成功進(jìn)行發(fā)揮著不可替代的作用。天文學(xué)也為人類和地球的防災(zāi)、減災(zāi)作著自己的貢獻(xiàn)。天文學(xué)家也將密切關(guān)注災(zāi)難性天文事件——如彗星與地球可能發(fā)生的相撞,及時作出預(yù)防,并作出相應(yīng)的對策。

天文學(xué)研究方法

天文學(xué)研究的對象有極大的尺度,極長的時間,極端的物理特性,因而地面試驗室很難模擬。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。

天文學(xué)的研究意義

天文學(xué)的研究對于我們的生活有很大的實際意義,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)有五六千年了。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。天文起源于古代人類時令的獲得和占卜活動。

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。隨著人類社會的發(fā)展,天文學(xué)的研究對象從太陽系發(fā)展到整個宇宙?,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)幾個分支學(xué)科。

天文學(xué)研究對象

天文學(xué)的研究對象是各種天體。地球也是一個天體,因此作為一個整體的地球也是天文學(xué)的研究對象之一。最初,古人觀察太陽、月球和天空中的星星來確定時間、方向和歷法,并記錄天象。

隨著天文學(xué)的發(fā)展,人類的探測范圍到達(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。太陽系是目前能夠直接觀測的唯一的行星系。但是宇宙中存在著無數(shù)像太陽系這樣的行星系統(tǒng)。

恒星層次

現(xiàn)在人們已經(jīng)觀測到了億萬個恒星,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)在的理解,總星系就是目前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)于宇宙起源與未來的研究。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)現(xiàn)在不斷完善的這個理論,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年時星系開始形成,并逐漸演化為現(xiàn)在的樣子。


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