认识宇宙（）

时间：2023-02-10 理论教育版权反馈

【摘要】：人类对宇宙的认识顺序是从地球到太阳系，再到银河系，进一步到河外星系。但作为总体的宇宙却是永无休止的。最早认识到大地是球形的是古希腊人。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动，月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星都在以不同速度绕着地球旋转。1543年，哥白尼提出了日心说，认为太阳位于宇宙中心，而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通星球。

从远古时代起，人类就对浩瀚的宇宙充满了好奇和迷惘，曾编绘出无数美妙的传说，至今还在流传。我国远古时代，通晓天文的官员深得君王信任，在朝中执掌重权，从中可以看出历代君王对宇宙世界的重视。随着现代科技的不断发展，人类对宇宙的认识日渐深入。本章开启我们的宇宙之旅。

浩瀚的宇宙

人类经过很长时间的探索才认识到我们脚下的大地是个球体。大地这个球体该放在宇宙的什么地方呢?开始人们把它放在了宇宙的中心。后来，有个叫帕拉多喜的人发现天上的星星有一些在动，人们管它们叫行星，与之相应，不动的星星便叫恒星。于是人们就说，天上的月亮、太阳、行星及所有恒星都绕着地球做圆周轨道运动。托勒密第一个用数学方法确定了地球与行星的关系，给古希腊人心目中的宇宙图景做出了定量的描绘。这个图景后来成了基督教神学的理论基础。直至1543年哥白尼出版《天体运行论》，才把地球从宇宙中心移开。在哥白尼的体系中，地球不再是宇宙的中心，而是与其他行星一样沿正圆形轨道绕太阳旋转。

17世纪之前，人们—直都是凭借肉眼来观察天象，并借助一些简单的度量仪器来研究天体，主要是太阳、月球和可以用肉眼看到的五大行星。我国先人用他们所熟知的金木水火土五行，古希腊、古罗马人用他们熟悉的神来给这些行星起了名字。1610年，伽利略发明了天文望远镜，从而拓宽了人们的视野，看到了用肉眼无法看到的新的宇宙图景。这个时候，人们才发现我们所在的太阳系，只是宇宙的一分子。

从18世纪到19世纪上半叶是近代天文学大发展的时期，这时期建立了完整的大行星、地球和彗星运动理论，发现了一些新的行星、行星的卫星和小行星，并且把观察的视野从太阳系扩展到了银河系的其他恒星系。19世纪下半叶，天文学家将当时物理学中的一些新的理论和方法引入到天体研究中，创立了天体物理学，从此开始了现代天文学阶段。

进入20世纪之后，无论是天体物理理论，还是天体观测方法都取得了很大的进展。在传统的光学天文学领域，随着反射天文望远镜的出现，一改19世纪折射天文望远镜的局限，天文望远镜的口径不断增大。1908年出现了1.5米镜、1918年出现了2.5米镜、1948年出现了5米镜、1976年出现了6米镜，1993年口径10米的巨型天文望远镜问世，使人们的视野进入到更为遥远的宇宙空间。

1932年，美国工程师央斯基发现了来自银河系中心方向的宇宙无线电波，后来将这种无线电波称为宇宙射线，由此发现了了解宇宙的新途径，并创立了射电天文学。手段的改进是天文学发展的前提，射电望远镜的出现使宇宙全波段地展现在人类的视野中，使人类了解到一些根据可见光无法了解的天体和物质，例如超新星痕迹、类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射等。

20世纪60年代开始，人类探索宇宙的立足点不再局限于地球，1962年，美国探空火箭携带X射线探测器飞离地球150公里，发现了在地球表面无法接收的来自宇宙的强X射线，开创了空间天文学时代。1998年6月，美国航天飞机发现者号携带着有中国科学家参与研制的α磁谱仪，试图寻找宇宙中的反物质。

知识点

宇宙

在汉语中，“宇”指无限空间，“宙”指无限时间。最早出自战国时《庄子.齐物论》：“旁日月，挟宇宙。”所以“宇宙”这个词有所有的时间和空间的意思。把“宇宙”的概念与时间和空间联系在一起，体现了我国古代人民的独特智慧。

宇宙不仅包含了无边无际的空间，还包括了这空间中存在的各种各样的天体和弥漫物质。是天地万物的总称。它是由物质构成的，又是不断地运动着的。宇宙在时间上是无始无终的。在空间上是无边无垠的。人类对宇宙的认识顺序是从地球到太阳系，再到银河系，进一步到河外星系。宇宙中的天体有各种各样的形态，有着发生、发展和衰亡的过程。但作为总体的宇宙却是永无休止的。如果我们用最大的望远镜，从地球上往空中任何一个方向看去，最远可以看到大约100亿光年的地方。这样一个范围，大致上也就是我们目前可以观测到的宇宙的大小了。地球的半径是6400多千米，地球与太阳的距离大约是15亿千米。而一光年就等于95000亿千米。100亿光年是多少千米呢?算一下，你就可以知道宇宙是多么巨大了。

延伸阅读

人类早期对地球的认识

远古时代，人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态，人们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。

在我国西周时期，生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为，天穹像一口锅，倒扣在平坦的大地上；后来又发展为后期盖天说，认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪，巴比伦人认为，天和地都是拱形的，大地被海洋所环绕，而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子，大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上，而象则站在巨大的龟背上，公元前7世纪末，古希腊的泰勒斯认为，大地是浮在水面上的巨大圆盘，上面笼罩着拱形的天穹。

最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪，毕达哥拉斯从美学观念出发，认为一切立体图形中最美的是球形，主张天体和我们所居住的大地都是球形的。古希腊著名的科学家、哲学家亚里士多德才第一次对大地是球形作出了论证，他观察天象，从月食时地球在月球上的投影等现象中，推断大地的形状为球形。直到1519～1522年，葡萄牙的麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后，地球是球形的观点才最终证实。明朝末年，西方传教士利玛窦来到我国，介绍了天文、地理、数学等科学知识，我国才出现“地球”这个译名。

现代随着测量技术的不断进步,特别是人造地球卫星的利用，测得的地球赤道半径为6378千米，极半径为6356千米，两者相差为21千米.。如果我们把这个庞大的地球，缩小制成一个直径1米的地球仪，赤道半径只比极半径长1毫米多，这点微小差别，在地球仪上是表示不出来的，所以我们使用的地球仪都还是正圆形的。

关于地球的旋转，公元2世纪，托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动，月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星都在以不同速度绕着地球旋转。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年，哥白尼提出了日心说，认为太阳位于宇宙中心，而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通星球。

宇宙的起源

宇宙是如何起源的，这是人类一直探索的奥妙。在很久以前，我国就有盘古开天辟地的神话传说。

相传，天地本来是黑暗混沌的一团，好像一个大鸡蛋。盘古就孕育在中间，过了一万八千年，突然山崩地裂一声巨响，大鸡蛋裂开了。其中一些重而浊的东西渐渐下降变成为地，轻而清的东西冉冉上升，变成了天。混沌不分的天地被盘古分开了，他手托着天，脚踏着地。他发出的声音变成了隆隆的雷霆，他呼出的气变成了风云，他的左眼变成了太阳，右眼变成了月亮，他的身躯和四肢变成了大地的四极和五岳，他的血液变成了江河湖泊。筋脉变成了大陆，齿骨变成了矿物，皮毛变成了草木。

传说虽然美丽，但终归是传说。科学家为了揭开宇宙起源之谜，进行了大量的科学研究，相继提出了星云说、稳恒态宇宙理论、“大爆炸”理论等假说。在这些形形色色的观点中，最被世人所接受的是“大爆炸”理论。

1932年，比利时天文学家勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论。该理论认为宇宙在诞生前，所有的物质都高度密集在一个点上。这个点有着极高的温度，大概在150亿年前，它发生了大爆炸，碎片向四面八方散开。此后，物质开始向外大膨胀，先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等，并生成了化学元素。今天，我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质，都是在这一演变过程中诞生的。

人们又是怎样推测出这场宇宙大爆炸的呢?这就要依赖天文学家的观测和研究了。他们发现银河系附近的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，飞奔的速度越快。对此，人们开始反思，如果把这些向四面八方远离的星系的运动倒过来看，它们可能当初是从同一源头发射出去的，这是不是就证明宇宙之初发生过一次难以想象的宇宙大爆炸呢?

1965年，美国天文学家彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙背景辐射，后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹，从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们也因此获得了1978年诺贝尔奖学金。但什么是宇宙背景辐射呢?

宇宙背景辐射指一种充满整个宇宙的电磁辐射，频率属于微波范围。有研究表明，宇宙大爆炸发生后约30万年，遗存的热气体发出的辐射四处穿透，就成为宇宙背景辐射。宇宙背景辐射中包含着比遥远星系和射电源所能提供的更为古老的信息，因此对研究宇宙起源极有帮助。

上世纪80年代，诺贝尔物理奖获得者丁肇中领导的研究小组在瑞士建造了名为“莱泼”的超级加速器来模拟宇宙爆炸。该加速器周长有27千米，它的庞大身躯从邻近瑞士日内瓦的平原，一直延伸到法国紫罗山下，所有的电缆、机器都深埋在地下50～100米深处。研究小组将约10亿伏特电子输入粒子加速器后，去和同样高压的反电子对撞。这亿分之一秒的撞击，激发出相当于太阳表面温度几百亿倍的高温，模拟了天地初开时那一刹的“宇宙爆炸”。由此大爆炸宇宙学通过了最严峻的考验。

1989年11月，美国发射了“宇宙背景探测者号”卫星（简称“科勃”），12月，“科勃”首次探测深空时，证实宇宙始于一次猛烈的大爆炸而均匀扩张并冷却至现在的状态。最近美国宇航局的宇宙背景探测器还发现了宇宙诞生中原始火球的残留物。

大爆炸宇宙论的创立，阐释了宇宙的起源。标志着人类用科学的思辨推开了通向宇宙的门扉，成为人类文明史上的重要里程碑。

知识点

太阳系

由太阳和围绕它运动的天体构成的体系及其所占有的空间区域，称为太阳系。包括由太阳、行星及其卫星与环系、小行星、彗星、流星体和行星际物质所构成的天体系统及其所占有的空间区域。

太阳系是以太阳为中心，和所有受到太阳引力约束的天体的集合体。广义上，太阳系的领域包括太阳、4颗像地球的内行星、由许多小岩石组成的小行星带、4颗充满气体的巨大外行星、充满冰冻小岩石等。