天文学的发展及其对人类的意义-国家天文台.PDF

编辑:文学社区发表日期:浏览:0

热门搜索 天文  广义相对论  天文学 意义 

您所在位置:网站首页 > 海量文档 > 教学课件 > 高考

天文学的发展及其对人类的意义 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 源泉之一早在远古时期,随着人们对日月经天,斗转星移、昼夜更替、寒来暑 往等自然现象观测和认识的逐渐深化,在中国、巴比伦、埃及和希腊等文明古国, 天文学便开始萌芽、发展了。

在中国古代,天文学已相当发达,中国在公元前十三世纪甚至更早就建立了 天文台,中国有着世界上历时最长、保持最完整的丰富的天象记录,有不断革新 的优良历法,有卓有见识的宇宙论,还有融合高水平机械技术的天文仪器。
所有 这些,都是世界天文学发展史乃至整个人类文明史上的宝贵财富。

在望远镜用于天文观测400 周年的今天,天文学迎来了它的黄金时期望远 镜为人类带来了层出不穷的重大天文发现,极大地增强了人类对宇宙的认识能 力回顾天文学的发展及其对人类的意义是适时和恰当的,也是对即将落幕的国 际天文年的最好总结和纪念。
天文学对于人类文明进步与自然科学发展的推动作用主要体现在两个方面: 一是天文观测对重大科学理论的建立提供依据和进行正确性检验;另一方面在对 地球、生命及其在宇宙中的地位的认识过程中,新的天文观测发现逐渐并不断深 刻地改变着整个人类的宇宙观。
1、 天文观测精确的检验了牛顿力学,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个天文学家,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18 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他已知天体的轨 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。
2 、 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他行星的影 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”的预言的正确性是以坎普贝尔 (William W. Campbell )1922 年的观测和承认才使科学界完全信服 “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. Adam



上一篇:
下一篇:

武汉大学戏剧影视文学专业怎么样,就业前景及对口职业介绍-完美志愿

戏剧影视文学(艺术类)

2017年武汉大学戏剧影视文学专业招生简章

库切研究与后殖民文学

后殖民主义语境下的当代澳大利亚文学.pdf