天文學對人類有什么影響 天文地理
天文地理 由小雪供稿人類為了認識世界,改造世界,天文學只是其中一個方面。天文學不僅有利于人類生活,還可以幫助人類了解N億年的過去,下面是9252兒童網(wǎng)小編為大家?guī)淼挠嘘P天文學對人類有什么影響的天文地理。
天文學對人類社會的意義
天文學是觀察和研究宇宙間天體的學科,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,是自然科學中的一門基礎學科。天文學與其他自然科學的一個顯著不同之處在于,天文學的實驗方法是觀測,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,是天文學家努力研究的一個方向。在古代,天文學還與歷法的制定有不可分割的關系?,F(xiàn)代天文學已經(jīng)發(fā)展成為觀測全電磁波段的科學。
天文學是一門古老的學科,至少已經(jīng)有幾千年的歷史。天文學在人類早期文明中占有非常重要的地位。古時候,人們通過用肉眼觀察太陽、月亮、星星來確定時間和方向,制定歷法,指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn),這是天體測量學最早的開端。在此基礎上誕生了占星術(shù),即通過天體的運行來占卜兇吉禍福,預測自然災害、戰(zhàn)爭的輸贏和個人的命運。
2世紀時,古希臘天文學家托勒密提出了地心說,認為宇宙中的天體,包括太陽,圍繞著地球運轉(zhuǎn)。這一學說受到了教會的歡迎,統(tǒng)治了西方社會對宇宙的認識長達一千多年。16世紀,波蘭天文學家哥白尼提出了新的宇宙體系理論——日心說。1610年,意大利天文學家伽利略首次將望遠鏡用于天文觀測,觀察到了太陽黑子、月球表面、行星的盈虧,以及木星的四顆衛(wèi)星。英國著名物理學家牛頓提出了萬有引力定律,創(chuàng)立了經(jīng)典力學,促使天體力學這一新的天文學分支的誕生,使天文學從單純描述天體的幾何關系和運動狀況進入到研究天體之間的相互作用和運動原因的新階段,在天文學史上是一次巨大的飛躍。
19世紀中葉天體攝影和分光技術(shù)的發(fā)明,使天文學家可以進一步深入地研究天體的物理性質(zhì)、化學組成、運動狀態(tài)和演化規(guī)律,從而更加深入到問題本質(zhì),從而也產(chǎn)生了一門新的分支學科天體物理學。這又是天文學的一次重大飛躍。
20世紀第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后,射電望遠鏡開始廣泛應用于天文觀測,開啟了除可見光外電磁波譜的一個新窗口,并在1960年代取得了被稱為“天文學四大發(fā)現(xiàn)”(微波背景輻射、脈沖星、類星體和星際有機分子)的新成就。隨著人類技術(shù)水平的不斷提高,空間天文學得到了迅速發(fā)展,人類可以突破地球大氣層的阻隔,到地球以外觀測天體的紫外線、紅外線、X射線、γ射線等波段的輻射,天文學進入了全波段發(fā)展的新時代。與此同時,新技術(shù)促使地面上的望遠鏡口徑和分辨率都在不斷提高,從4米、5米、6米級的望遠鏡到1990年代若干8到10米級別的望遠鏡投入使用,這些望遠鏡與空間天文衛(wèi)星一道,積累了大量的觀測資料,發(fā)現(xiàn)了活動星系核、伽瑪射線暴、X射線雙星、引力透鏡、暗物質(zhì)與暗能量等一大批新的現(xiàn)象和天體。
天文學的研究對象和領域
天文學的研究對象是宇宙中的各種天體。隨著天文學的發(fā)展,人類觀測的宇宙范圍在不斷擴大。根據(jù)天體的尺度大小,天文學的研究對象可以分為:
行星尺度: 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)。
恒星尺度: 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。
星系尺度: 太陽系處于由數(shù)百億顆恒星組成的銀河系中,銀河系是一個普通的旋渦星系,銀河系以外還存在著許多的河外星系。星系又進一步組成了星系群、星系團和超星系團等更大級別的天體系統(tǒng)。
宇宙學尺度: 一些天文學家提出了比超星系團還高一級的總星系,總星系是人類目前所能觀測到的宇宙的范圍,半徑超過了100億光年。
對于遙遠的天體,它的光線從發(fā)出到被人們所接收,要經(jīng)過漫長的時間。例如對于10億光年以外的天體,人們觀察到的實際是它10億年前的形象。這表明天體的物理性質(zhì)不僅反映出其本身的形態(tài),還反映出其所在的演化階段。人們觀測到的眾多天體,實際上是很大時間尺度上的樣本,能夠提供它們在數(shù)億年間的演化線索。因此根據(jù)統(tǒng)計分類和理論研究,天文學家可以建立完整的天體演化模型。
在天文學研究中最熱門、也是最難令人信服的課題之一就是關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。隨著宇宙溫度進一步下降,物質(zhì)由于引力作用開始塌縮,逐級成團。在宇宙年齡約10億年時星系開始形成,并逐漸演化為今天的樣子。
天文學與占星術(shù)
天文學應當和占星術(shù)分開。后者是一種試圖通過天體運行狀態(tài)來預測一個人命運的偽科學。盡管兩者的起源相似,在古代常?;祀s在一起。但當代的天文學與占星術(shù)卻有著明顯的不同:現(xiàn)代天文學是使用科學方法,以天體為研究對象的學科;而占星術(shù)則通過比附,聯(lián)想等方法把天體位置和人事對應;概而言之,占星學著眼于預測人的命運。
天文學的作用
天文學據(jù)我看大致有四個作用:
1.天文學是基礎科學發(fā)展的引擎之一:天文學關注的是最具有前瞻性的問題。這些問題的提出和解決本身對自然科學基本理論的研究有著非常重要的作用。往遠了說,太陽系天體運動的研究直接導致牛頓力學系統(tǒng)的建立,并隨之引發(fā)第一次科技革命。往近了說,暗物質(zhì)和暗能量的存在都是在天文學觀測中被發(fā)現(xiàn)。黑洞的研究則是量子引力論最核心的問題。這些問題一旦未來被解決,將極大推動自然科學基礎理論。而基礎理論的進步又是人類科技水平進步的必要條件。
2.地外行星觀測和地外生命研究將解答人類的命運問題:宇宙中是否有其他適于生存的星球。生命如何起源的。人類的存在是否是獨特的,是否有其他的智慧種族。以及在遙遠未來,人類是否可以移民外星球?這些問題的解決,關系人類作為一個種族的命運。
3.天文學是能夠提供極端條件的實驗室:科學進步需要做大量的實驗來驗證假說。在當今時代,很多理論高能,高磁場等極端條件下的實驗才能夠驗證。所以歐洲會建造巨大的粒子加速器LHC. 但即使如此,依然很多問題無法在地球?qū)嶒炇彝瓿?。而宇宙中很多天體物理現(xiàn)象,如脈沖星,超新星爆發(fā),類星體吸積,自然的提供了極高能情況下的物理過程。觀測這些天文現(xiàn)象,可以幫助人們檢驗理論。
4.滿足人類的好奇心:天文學研究人類歷史上長期存在的根本追問。宇宙有多大,世界如何創(chuàng)生,生命從何而來。時間是否有起點......