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人类是怎样发现和探索太阳系之外的更加广阔的宇宙空间?

发布日期:2019-08-07 07:59   来源:未知   阅读:

  人类被一次次打破惯有思维,从认为大地一块平地开始,到地心说,日心说经历了艰苦的几千年,但日心说并没有成为人类对宇宙的终极看法,人们对于日月和行星以外的那些恒星产生了疑问。

  天文学家们把从古至今所有天文学家绘制的星象图放在一起对比时,有了新的重大发现。现在的恒星的数量和位置和古代的记录相比发生了变化,天文学家们又纷纷投入了对恒星的研究,这期间观测宇宙的精密观测仪器被不断地发明出来。

  比如望远镜上安装了螺旋测微器,也就是千分尺,量日仪等等。英国天文学家哈雷为此做出了巨大的贡献。它是第一位发现恒星位置变化的人,还涉及了精确测量日地距离的计算方式。由于准确预测了同一颗彗星三次回归地球的时间,这颗彗星就用他的名字命名,尽管第三次回归是在他去世之后的事。

  1769年各国天文学家共同观测得出的日地距离是1.33亿千米,这个距离从此被作为测算恒星与地球之间距离的基础条件和默认的单位,太阳系的大小终于可以被测量了。

  之后130多年间,借助牛顿的万有引力规则,科学家们坚持不懈的观测,更遥远的天王星和海王星被发现了,太阳系的疆界一下扩大了两倍多,而测算出的其他恒星位置要比太阳系的边界距离还要远很多倍。

  此时人们已经认识到,太阳系的尺度与遥远的恒星比起来根本不值一提。科学家们采用了比日地距离更大的单位光年来描述天体的距离。光年是指光在宇宙真空中沿直线传播了一年时间的距离,是一个长度单位。

  因为光的速度是每秒三十万千米,非常快,所以一光年的长度是9.4605×10^15米。用这么大的数值作为描述天体之间距离的单位,说明天体之间的距离远得实在是超出了人类的想象。

  发现天王星的英国天文学家赫歇尔和他的儿子通过给天空划分区域的方式,一共观测了几万颗恒星,经过统计计算,确认了银河系的圆盘形状,初步建立了银河系的正确概念。父子俩的观测工具已经是7.8米高的像大炮一样的望远镜。

  1906年,荷兰天文学家卡普坦向全世界的天文学家发出倡议,大家联合起来一起数星星。天文学家们把天空分成了很多个小格子,叫做天文学分区,整个天空被分成了3000多个小格子。卡普坦提出的方案是按照这个统一的天文学分区,不同的天文学家分别负责观测不同分区里的所有恒星,并详细记录恒星的亮度是插位置等参数,最后把大家的工作成果汇总统计,就能定量勾勒出银河系的结构和形状。

  尽管历经第一次世界大战的硝烟,卡普坦还是得到了许多天文学家的响应,在1922年用统计方法计算出了银河系的形状和大小,这就是历史上赫赫有名的卡普坦宇宙。

  与此同时,借助安装在美国洛杉矶威尔逊山上的全世界最大最清晰的胡克望远镜,美国天文学家沙普利发现了93个球状星团,每个球状星团都有几万颗恒星聚集而成。这93个球状星团大部分并不是以太阳系为中心均匀分布的,据此推算太阳系也不是银河系的中心。

  而另一位举世闻名的天文学家哈勃也在这里细致观测了各种星系。这时大型天文望远镜依靠精确的天球坐标,把天空拍成照片,供科学家研究。哈勃通过大量的星云照片推测出最远的星系距地球有上亿光年之遥,宇宙的尺度再一次超出了人们的想象。

  哈勃还在观测中发现,星系一直存在着红移现象,既星系离我们远去的时候,他发出的光波在光谱上朝着红色端点移动,这说明星系在不停地远离我们,宇宙正处于膨胀之中!

  宇宙膨胀观点使得很多科学家开始思考宇宙的起源问题,而在这以前,人们一直笃信是上帝创造了世界。20世纪30年代,射电望远镜的发明给天文学带来了意想不到的新发现。

  射电望远镜通过收集电磁波,进而转换成图像和声音的方式来工作,所以很多肉眼不可见,但能够发出电磁波的物质被找到。其中也包括20世纪最重要的天文发现宇宙微波背景辐射。168大型免费印刷图库新域名!两位年轻的美国工程师发现,无论射电望远镜的天线指向何处,总有一种噪音怎么也去不掉。

  原来这就是来自于宇宙的诞生之初的大爆炸所释放的能量,经过长时间的膨胀,剩下的余温,这是宇宙大爆炸理论的关键证据。借助发射入太空的宇宙微波背景辐射探测器,天文学家和物理学家们联手取得了更精确的宇宙微波背景辐射图像,建立了标准宇宙模型,从而计算出了宇宙的年龄大约是一百三十八亿年。