天文学对人类发展的影响论文
天文学对人类发展的影响论文
天文学可以帮助我们了解天体的构造、性质和运行规律等。
人类生在天地之间,从很早的年代就在探索宇宙的奥秘,因此天文学是一门最古老的科学,它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。
天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义,如授时、编制历法、测定方位等。天文学的发展对于人类的自然观有很大的影响。
天文学的一个重大课题是各类天体的起源和演化。天文学的主要研究方法是观测,不断的创造和改良观测手段,也就成了天文学家们不懈努力的一个课题。
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从哥白尼建立日心说、伽利略发明望远镜、牛顿创立微积分并用它来解析天体的运动开始,天文学跨入近代并逐渐形成了完整的学科体系,从此天文科学开始永远的与占星术分道扬镳。
而后赫歇尔开始把观测视野从太阳系扩展到恒星,分光技术使人类了解了遥远天体的组成。到了今天,天文学及其相关技术已经发展到让我们可以直探百亿光年外的星体,甚至可以飞近太阳系行星拍照的水平。
迄今为止,天文学早已成为一门成熟的学科,并且划分为学科、地域、断代等多种研究途径。因此了解和学习有关天文学知识,对我们认识人类思维发展规律、利用古代资料和历史信息、丰富史学研究都有着非常重要的意义。
其真正的价值更在于给人类一种热切的希望,去寻求与我们的生存空间息息相关的宇宙空间的奥妙。
天文学对人类生活的意义何在
天文学是观察和研究宇宙间天体的学科,它研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化,是自然科学中的一门基础学科。天文学与其他自然科学的一个显著不同之处在于,天文学的实验方法是观测,通过观测来收集天体的各种信息。因而对观测方法和观测手段的研究,是天文学家努力研究的一个方向。在古代,天文学还与历法的制定有不可分割的关系。现代天文学已经发展成为观测全电磁波段的科学。
天文学是一门古老的学科,至少已经有几千年的历史。天文学在人类早期文明中占有非常重要的地位。古时候,人们通过用肉眼观察太阳、月亮、星星来确定时间和方向,制定历法,指导农业生产,这是天体测量学最早的开端。在此基础上诞生了占星术,即通过天体的运行来占卜凶吉祸福,预测自然灾害、战争的输赢和个人的命运。
2世纪时,古希腊天文学家托勒密提出了地心说,认为宇宙中的天体,包括太阳,围绕着地球运转。这一学说受到了教会的欢迎,统治了西方社会对宇宙的认识长达一千多年。16世纪,波兰天文学家哥白尼提出了新的宇宙体系理论——日心说。1610年,意大利天文学家伽利略首次将望远镜用于天文观测,观察到了太阳黑子、月球表面、行星的盈亏,以及木星的四颗卫星。英国著名物理学家牛顿提出了万有引力定律,创立了经典力学,促使天体力学这一新的天文学分支的诞生,使天文学从单纯描述天体的几何关系和运动状况进入到研究天体之间的相互作用和运动原因的新阶段,在天文学史上是一次巨大的飞跃。
19世纪中叶天体摄影和分光技术的发明,使天文学家可以进一步深入地研究天体的物理性质、化学组成、运动状态和演化规律,从而更加深入到问题本质,从而也产生了一门新的分支学科天体物理学。这又是天文学的一次重大飞跃。
20世纪第二次世界大战结束以后,射电望远镜开始广泛应用于天文观测,开启了除可见光外电磁波谱的一个新窗口,并在1960年代取得了被称为“天文学四大发现”(微波背景辐射、脉冲星、类星体和星际有机分子)的新成就。随着人类技术水平的不断提高,空间天文学得到了迅速发展,人类可以突破地球大气层的阻隔,到地球以外观测天体的紫外线、红外线、X射线、γ射线等波段的辐射,天文学进入了全波段发展的新时代。与此同时,新技术促使地面上的望远镜口径和分辨率都在不断提高,从4米、5米、6米级的望远镜到1990年代若干8到10米级别的望远镜投入使用,这些望远镜与空间天文卫星一道,积累了大量的观测资料,发现了活动星系核、伽玛射线暴、X射线双星、引力透镜、暗物质与暗能量等一大批新的现象和天体。
天文学的研究对象和领域
天文学的研究对象是宇宙中的各种天体。随着天文学的发展,人类观测的宇宙范围在不断扩大。根据天体的尺度大小,天文学的研究对象可以分为:
行星尺度: 包括行星系中的行星、围绕行星旋转的卫星和大量的小天体,如小行星、彗星、流星体以及行星际物质等。太阳系是目前能够直接观测的唯一的行星系。但是宇宙中存在着无数像太阳系这样的行星系统。
恒星尺度: 现在人们已经观测到了亿万个恒星,太阳只是无数恒星中很普通的一颗。
星系尺度: 太阳系处于由数百亿颗恒星组成的银河系中,银河系是一个普通的旋涡星系,银河系以外还存在着许多的河外星系。星系又进一步组成了星系群、星系团和超星系团等更大级别的天体系统。
宇宙学尺度: 一些天文学家提出了比超星系团还高一级的总星系,总星系是人类目前所能观测到的宇宙的范围,半径超过了100亿光年。
对于遥远的天体,它的光线从发出到被人们所接收,要经过漫长的时间。例如对于10亿光年以外的天体,人们观察到的实际是它10亿年前的形象。这表明天体的物理性质不仅反映出其本身的形态,还反映出其所在的演化阶段。人们观测到的众多天体,实际上是很大时间尺度上的样本,能够提供它们在数亿年间的演化线索。因此根据统计分类和理论研究,天文学家可以建立完整的天体演化模型。
在天文学研究中最热门、也是最难令人信服的课题之一就是关于宇宙起源与未来的研究。对于宇宙起源问题的理论层出不穷,其中最具代表性,影响最大,也是最多人支持的的就是1948年美国科学家伽莫夫等人提出的大爆炸理论。根据现在不断完善的这个理论,宇宙是在约137亿年前的一次猛烈的爆发中诞生的。然后宇宙不断地膨胀,温度不断地降低,产生各种基本粒子。随着宇宙温度进一步下降,物质由于引力作用开始塌缩,逐级成团。在宇宙年龄约10亿年时星系开始形成,并逐渐演化为今天的样子。
天文学与占星术
天文学应当和占星术分开。后者是一种试图通过天体运行状态来预测一个人命运的伪科学。尽管两者的起源相似,在古代常常混杂在一起。但当代的天文学与占星术却有着明显的不同:现代天文学是使用科学方法,以天体为研究对象的学科;而占星术则通过比附,联想等方法把天体位置和人事对应;概而言之,占星学着眼于预测人的命运。
天文学对我们的生活的影响是什么?
天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义,对于人类的自然观有很大的影响。古代的天文学家通过观测太阳、月球和其他一些天体及天象,确定了时间、方向和历法。
这也是天体测量学的开端。如果从人类观测天体,记录天象算起,天文学的历史至少已经有五六千年了。天文学在人类早期的文明史中,占有非常重要的地位。
埃及的金字塔、欧洲的巨石阵都是很著名的史前天文遗址。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来;康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说,在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。
牛顿力学的出现,核能的发现等对人类文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的联系。当前,对高能天体物理、致密星和宇宙演化的研究,能极大地推动现代科学的发展。对太阳和太阳系天体包括地球和人造卫星的研究在航天、测地、通讯导航等部门中都有许多应用。天文起源于古代人类时令的获得和占卜活动。
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研究对象
1、行星层次
包括行星系中的行星、围绕行星旋转的卫星和大量的小天体,如小行星、彗星、流星体以及行星际物质等。恒星系统。
2、恒星层次
现时人们已经观测到了亿万个恒星,太阳只是无数恒星中很普通的一颗。
3、星系层次
人类所处的太阳系只是处于由无数恒星组成的银河系中的一隅。而银河系也只是一个普通的星系,除了银河系以外,还存在着许多的河外星系。星系又进一步组成了更大的天体系统,星系群、星系团和超星系团。
参考资料来源:百度百科—天文学
我要写一篇“简析16世纪以来天文学的发展及其对人类的意义”的论文,大家帮我想想思路
天文观测精确地检验了牛顿力学,并把它推上科学巅峰
1845年,当时的巴黎天文台台长阿喇果(Dominique F. J. Arago)建议勒威耶(Urbain Le Verrier)研究天王星运动的反常问题。勒威耶利用有关天王星的大量观测资料,运用牛顿万有引力定律计算出对天王星起摄动作用的未知行星的轨道和质量,并且预测了它的位置。他将计算结果呈送给法国科学院,与此同时他还写信给当时拥有较大望远镜的几位天文学家,请求帮助观测。他的工作在法国同行中受到了冷遇,但是却获得了德国天文学家伽勒(Johann G. Galle)的协助。1846年9月23日,伽勒收到勒威耶信的当天晚上就进行了观测搜寻。他仅用一个半小时就在偏离勒威耶预言的位置52′处观测到了这颗当时星图上没有的星,即后来大名鼎鼎的海王星。海王星的发现把牛顿力学推上了科学的巅峰。
后来,勒威耶发现水星的近日点进动,在排除太阳引力和其它已知天体的轨道摄动影响后,还有每百年43角秒的多余进动。这是牛顿引力所不能解释的。受海王星发现的启示,勒威耶由此预言了“水内行星”的存在。然而勒威耶穷其一生也无法找到这颗预言的行星。他的水星近日点进动观测结果后来被爱因斯坦用广义相对论成功地加以解释。与牛顿力学不同,在广义相对论中,两个没有自转的物体之间的引力与它们自转起来之后的引力是不同的。这一效应会引起自转轴的进动,水星进动就是由这一效应所产生的。
天文观测对爱因斯坦广义相对论的验证
广义相对论的验证主要是通过天文观测进行的。“天文验证”之一是用广义相对论成功地解释了水星近日点进动问题,计算的进动值在扣除了其它行星的影响后为每100年移动42.91〃,与观测值——43〃十分吻合。后来观测到的地球、金星等行星近日点的进动值也与广义相对论的计算值吻合得相当好。
“天文验证”之二是利用日全食的观测,验证了引力场中光线弯曲的量是符合广义相对论的。1911年,爱因斯坦就在理论上预言了这一现象。他认为在发生日全食时,可以通过测量太阳附近引力场的某一恒星的星光,与先前这颗恒星的位置相比较,便可以测出偏转的角度。从1912年到1922年,天文学家进行了多次日全食观测。特别是英国著名天文学家爱丁顿(Arthur S. Eddington)自爱因斯坦提出这一理论开始就支持他的预言,并为此做了大量的日全食观测。爱因斯坦关于“太阳的引力可能引起恒星光线偏折”预言的正确性,经坎普贝尔(William W. Campbell)1922年的观测结果的检验才最终被主流科学界所确认。。
“天文验证”之三是在一颗白矮星上观测到了谱线的引力红移。广义相对论认为,光线在引力场中传播时,它的频率会发生变化。当光线从引力场强的地方传播到引力场弱的地方时,其频率会略有降低,即发生引力红移现象。1911年,爱因斯坦计算从太阳射到地球的光线的相对引力红移变化是2×10-6。这个数值很小,测量起来相当困难。而白矮星的质量与太阳接近,但半径只有太阳的百分之一,其发出光的引力红移效应比较显著。1925年,美国天文学家亚当斯(Walter S. Adams)观测了一颗白矮星(天狼星B),测到的引力红移与广义相对论的理论计算值基本相符。
值得一提的是,在1974年,美国科学家赫尔斯(Russell A. Hulse)和泰勒(Joseph H. Taylor)发现了一颗新的脉冲双星PSR1913+16。通过对这颗脉冲星的转动周期衰减测量,间接证实了广义相对论所预言的引力波。赫尔斯和泰勒也由于此项工作而荣获1993年诺贝尔物理学奖。
天文观测推翻了托勒玫地心说的统治地位
哥白尼通过三十年的天象观测,渐渐地对长期以来居于宗教统治地位的托勒玫地心说产生了怀疑。哥白尼在他的《天体运行论》中详细讨论太阳、地球、月亮和各个行星的运动,认为太阳是不动的,是宇宙的中心,而地球只是一个围绕太阳转动的普通行星。
1609年,伽利略首次将望远镜用于天文观测,并以此发现了一些可以支持日心说的新的天文现象后,日心说才开始引起人们的关注。这些天文现象主要是木卫体系的发现直接说明了地球不是唯一中心,金星盈亏的发现暴露了托勒玫地心说体系的错误。然而,由于支持哥白尼日心说的数据与支持托勒玫体系的数据都不能与第谷的观测相吻合,因此日心说当时仍不具有优势。直至开普勒以椭圆轨道取代圆形轨道修正了日心说之后,日心说在与地心说的长期斗争中才取得了真正的胜利。人类终于认识到地球不是宇宙的中心。德国诗人歌德曾说:“哥白尼撼动人类意识之深,自古无一种创见、无一种发明,可与之相比。”可以毫不夸张地说是哥白尼的日心说揭开了近代科学革命的序幕。
然而,太阳真的位于宇宙中心吗?这是人们一直非常关心的问题。自从18世纪以来,包括赫歇尔等在内的许多著名天文学家,都认为太阳是在银河系中心。美国天文学家沙普利(Harlow Shapley)通过观测发现球状星团并不均匀地分布在全天,而是比较集中在南天,尤其是人马座一带。他大胆而明确地提出,这是由于太阳并不在银河系中心,而是远离中心的缘故,银河系中心在人马座方向。沙普利把太阳从银河系中心挪开,放到它应该在的地方,其见解意义重大。
1924年,哈勃利用威尔逊山天文台的2.54米望远镜分析一批造父变星的亮度以后断定,这些造父变星和它们所在的“星云”距离我们远达几十万光年,因而一定位于银河系外。这一发现使人们不得不改变对宇宙的看法,即银河系在宇宙中也是一个非常普通的星系。1925年,哈勃对河外星系的最新观测显示星系看起来都在远离我们而去,且距离越远,远离的速度越快。这项发现是20世纪天文学的重大成就,它颠覆了人类对宇宙已往的理解与认识。一直以来,人们都认为宇宙是静止的,而现在发现宇宙是在膨胀的,这一结论意义深远。今天,通过天文观测,人类终于认识到宇宙是没有中心的,整个宇宙各个部分都在彼此远离,并正在加速膨胀。
天文观测正逐渐推翻地球是宇宙生命中心说
人类在抛弃地球是宇宙中心地位的过程中,也提出了地球是否是宇宙中唯一的生命家园,即地球是不是宇宙生命中心的问题。事实上,每个人都在根据自己的认识来寻找着上述问题的答案。对这些问题的回答与思考贯穿于整个文学、艺术和科学的发展史中。新的科学发现使我们更为接近揭开太阳系外生命的一些基本问题,但又提出了更多的新问题。
随着新千年的到来,人类希望凭借自己掌握和拥有的先进的科学和技术能力来回答这些最古老和深奥的问题。虽然对此问题尚无确切的答案,但是至少太阳系外行星存在的理论已为近年的最新天文观测所证实。90年代以来,通过大口径光学望远镜观测,对发现具有类似太阳系的恒星行星系统有了许多突破性进展。到目前为止,天文学家已确定了400余颗有行星系统的恒星候选体。观测还表明,这些具有行星环绕的恒星系统和行星本身都存在多样性。约40颗恒星行星系统具有多行星存在,其中一个恒星系统拥有5颗行星,2个恒星系统拥有4颗行星。从统计来看,至少5%的类太阳恒星存在行星系统。最近已探测到一颗质量大约为2个地球质量的类地行星候选体。特别令人振奋的是天文学家相继在多个行星状星云和多颗行星上发现了生命所必需的一氧化碳、二氧化碳、甲烷和水等大气谱线。天文学家甚至已经能够通过大望远镜和先进的技术方法直接观测到围绕恒星旋转的行星了。目前,通过太阳系外行星的探测,正朝着推翻宇宙生命中心说的方向发展。越来越多的天文观测表明,地球并不是宇宙中唯一存在生命的星球。
我们有理由相信,人类与生俱来的好奇心和求知欲将是驱动人们进行太阳系外行星及其生命搜寻的原动力。新的天文观测和发现必将并继续深刻地影响和改变着整个人类的宇宙观,不断加深人类对宇宙的认识。这种在理性指导下的实践活动体现了现代的科学探索精神,也必将为人类认识自然、与自然和谐相处带来无穷的益处。
天文学的发明对人类有什么作用,具体表现在哪些方面?
天文学的发明对人类有什么作用?
天文学对于人类文明进步与自然科学发展有着推动作用,天文学不仅仅只是人类为了认识世界,改造世界的其中一个方面而已,我们知道天文学不仅有利于人类生活,还可以帮助人类了解N亿年的过去。也就是说天文学,主要是用于观察和研究宇宙之间的科学。天文学的发明具体表现在哪些方面?天文学的作用主要表现在4个方面:
第一个天文学是基础科学发展的引擎之一,比如太阳系天体运动等研究,直接导致牛顿力学系统的建立,随机引发了第一次科技革命,也就是说,通过天文学发现的一些物质和能量,可以通过研究量子引力最核心的问题,这些问题将极大推动自然科学基础理论而基础理论的建构,又是人类科技水平进步的必要条件。第二点,宇宙中是否有其他适宜生存的星球,生命是如何起源的,人类的存在是否是独特的?是否有着其他的智慧种族,以及在遥远的未来人类是否可以移民外星球这些问题是否得以解决。
第三点,天文学可以提供极端条件的实验室,科学的进步也是需要通过大量的实验来证明,很多高能、高磁场等极端条件下的实验才能验证真假,而宇宙中有很多天体物理现象,比如脉冲星、超新星爆发、新机体及新自然的提供了极高的情况下的物理过程,通过这些天文现象可以帮助人们检验理论。
第四点,满足了人类的好奇心,天文学研究是人类历史上长期存在的,比如追问宇宙有多大,世界如何产生,生命从何而来,时间是否有起点,都是我们一直关注的问题。结语:天文学是人类认识宇宙的科学,是近代科学革命的摇篮,是推动人类进步的源泉之一。
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