天文學(xué)對(duì)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(rèn)識(shí)世界,改造世界,天文學(xué)只是其中一個(gè)方面。天文學(xué)不僅有利于人類生活,還可以幫助人類了解N億年的過(guò)去,下面是9252兒童網(wǎng)小編為大家?guī)?lái)的有關(guān)天文學(xué)對(duì)人類有什么影響的天文地理。
天文學(xué)對(duì)人類社會(huì)的意義
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(yùn)動(dòng)、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(gè)顯著不同之處在于,天文學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法是觀測(cè),通過(guò)觀測(cè)來(lái)收集天體的各種信息。因而對(duì)觀測(cè)方法和觀測(cè)手段的研究,是天文學(xué)家努力研究的一個(gè)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。現(xiàn)代天文學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為觀測(cè)全電磁波段的科學(xué)。
天文學(xué)是一門古老的學(xué)科,至少已經(jīng)有幾千年的歷史。天文學(xué)在人類早期文明中占有非常重要的地位。古時(shí)候,人們通過(guò)用肉眼觀察太陽(yáng)、月亮、星星來(lái)確定時(shí)間和方向,制定歷法,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),這是天體測(cè)量學(xué)最早的開(kāi)端。在此基礎(chǔ)上誕生了占星術(shù),即通過(guò)天體的運(yùn)行來(lái)占卜兇吉禍福,預(yù)測(cè)自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)的輸贏和個(gè)人的命運(yùn)。
2世紀(jì)時(shí),古希臘天文學(xué)家托勒密提出了地心說(shuō),認(rèn)為宇宙中的天體,包括太陽(yáng),圍繞著地球運(yùn)轉(zhuǎn)。這一學(xué)說(shuō)受到了教會(huì)的歡迎,統(tǒng)治了西方社會(huì)對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)長(zhǎng)達(dá)一千多年。16世紀(jì),波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了新的宇宙體系理論——日心說(shuō)。1610年,意大利天文學(xué)家伽利略首次將望遠(yuǎn)鏡用于天文觀測(cè),觀察到了太陽(yáng)黑子、月球表面、行星的盈虧,以及木星的四顆衛(wèi)星。英國(guó)著名物理學(xué)家牛頓提出了萬(wàn)有引力定律,創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué),促使天體力學(xué)這一新的天文學(xué)分支的誕生,使天文學(xué)從單純描述天體的幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)入到研究天體之間的相互作用和運(yùn)動(dòng)原因的新階段,在天文學(xué)史上是一次巨大的飛躍。
19世紀(jì)中葉天體攝影和分光技術(shù)的發(fā)明,使天文學(xué)家可以進(jìn)一步深入地研究天體的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和演化規(guī)律,從而更加深入到問(wèn)題本質(zhì),從而也產(chǎn)生了一門新的分支學(xué)科天體物理學(xué)。這又是天文學(xué)的一次重大飛躍。
20世紀(jì)第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后,射電望遠(yuǎn)鏡開(kāi)始廣泛應(yīng)用于天文觀測(cè),開(kāi)啟了除可見(jiàn)光外電磁波譜的一個(gè)新窗口,并在1960年代取得了被稱為“天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)”(微波背景輻射、脈沖星、類星體和星際有機(jī)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(xué)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(cè)天體的紫外線、紅外線、X射線、γ射線等波段的輻射,天文學(xué)進(jìn)入了全波段發(fā)展的新時(shí)代。與此同時(shí),新技術(shù)促使地面上的望遠(yuǎn)鏡口徑和分辨率都在不斷提高,從4米、5米、6米級(jí)的望遠(yuǎn)鏡到1990年代若干8到10米級(jí)別的望遠(yuǎn)鏡投入使用,這些望遠(yuǎn)鏡與空間天文衛(wèi)星一道,積累了大量的觀測(cè)資料,發(fā)現(xiàn)了活動(dòng)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(xué)的研究對(duì)象和領(lǐng)域
天文學(xué)的研究對(duì)象是宇宙中的各種天體。隨著天文學(xué)的發(fā)展,人類觀測(cè)的宇宙范圍在不斷擴(kuò)大。根據(jù)天體的尺度大小,天文學(xué)的研究對(duì)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(yáng)系是目前能夠直接觀測(cè)的唯一的行星系。但是宇宙中存在著無(wú)數(shù)像太陽(yáng)系這樣的行星系統(tǒng)。
恒星尺度: 現(xiàn)在人們已經(jīng)觀測(cè)到了億萬(wàn)個(gè)恒星,太陽(yáng)只是無(wú)數(shù)恒星中很普通的一顆。
星系尺度: 太陽(yáng)系處于由數(shù)百億顆恒星組成的銀河系中,銀河系是一個(gè)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(jìn)一步組成了星系群、星系團(tuán)和超星系團(tuán)等更大級(jí)別的天體系統(tǒng)。
宇宙學(xué)尺度: 一些天文學(xué)家提出了比超星系團(tuán)還高一級(jí)的總星系,總星系是人類目前所能觀測(cè)到的宇宙的范圍,半徑超過(guò)了100億光年。
對(duì)于遙遠(yuǎn)的天體,它的光線從發(fā)出到被人們所接收,要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)間。例如對(duì)于10億光年以外的天體,人們觀察到的實(shí)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(cè)到的眾多天體,實(shí)際上是很大時(shí)間尺度上的樣本,能夠提供它們?cè)跀?shù)億年間的演化線索。因此根據(jù)統(tǒng)計(jì)分類和理論研究,天文學(xué)家可以建立完整的天體演化模型。
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(lái)的研究。對(duì)于宇宙起源問(wèn)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(guó)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(gè)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(kāi)始塌縮,逐級(jí)成團(tuán)。在宇宙年齡約10億年時(shí)星系開(kāi)始形成,并逐漸演化為今天的樣子。
天文學(xué)與占星術(shù)
天文學(xué)應(yīng)當(dāng)和占星術(shù)分開(kāi)。后者是一種試圖通過(guò)天體運(yùn)行狀態(tài)來(lái)預(yù)測(cè)一個(gè)人命運(yùn)的偽科學(xué)。盡管兩者的起源相似,在古代常?;祀s在一起。但當(dāng)代的天文學(xué)與占星術(shù)卻有著明顯的不同:現(xiàn)代天文學(xué)是使用科學(xué)方法,以天體為研究對(duì)象的學(xué)科;而占星術(shù)則通過(guò)比附,聯(lián)想等方法把天體位置和人事對(duì)應(yīng);概而言之,占星學(xué)著眼于預(yù)測(cè)人的命運(yùn)。
天文學(xué)的作用
天文學(xué)據(jù)我看大致有四個(gè)作用:
1.天文學(xué)是基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的引擎之一:天文學(xué)關(guān)注的是最具有前瞻性的問(wèn)題。這些問(wèn)題的提出和解決本身對(duì)自然科學(xué)基本理論的研究有著非常重要的作用。往遠(yuǎn)了說(shuō),太陽(yáng)系天體運(yùn)動(dòng)的研究直接導(dǎo)致牛頓力學(xué)系統(tǒng)的建立,并隨之引發(fā)第一次科技革命。往近了說(shuō),暗物質(zhì)和暗能量的存在都是在天文學(xué)觀測(cè)中被發(fā)現(xiàn)。黑洞的研究則是量子引力論最核心的問(wèn)題。這些問(wèn)題一旦未來(lái)被解決,將極大推動(dòng)自然科學(xué)基礎(chǔ)理論。而基礎(chǔ)理論的進(jìn)步又是人類科技水平進(jìn)步的必要條件。
2.地外行星觀測(cè)和地外生命研究將解答人類的命運(yùn)問(wèn)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(dú)特的,是否有其他的智慧種族。以及在遙遠(yuǎn)未來(lái),人類是否可以移民外星球?這些問(wèn)題的解決,關(guān)系人類作為一個(gè)種族的命運(yùn)。
3.天文學(xué)是能夠提供極端條件的實(shí)驗(yàn)室:科學(xué)進(jìn)步需要做大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假說(shuō)。在當(dāng)今時(shí)代,很多理論高能,高磁場(chǎng)等極端條件下的實(shí)驗(yàn)才能夠驗(yàn)證。所以歐洲會(huì)建造巨大的粒子加速器LHC. 但即使如此,依然很多問(wèn)題無(wú)法在地球?qū)嶒?yàn)室完成。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(guò)程。觀測(cè)這些天文現(xiàn)象,可以幫助人們檢驗(yàn)理論。
4.滿足人類的好奇心:天文學(xué)研究人類歷史上長(zhǎng)期存在的根本追問(wèn)。宇宙有多大,世界如何創(chuàng)生,生命從何而來(lái)。時(shí)間是否有起點(diǎn)......