文档介绍：天文学的进展
王凤全彭月祥李铁香
(北京石油化工学院自动化系,北京 102600)
在中国20世纪的60年代,一些人认为相对论是哲学中的相对主义,对其进行批判,以相对论为基础的宇宙学被斥为"伪科学"。在英国,伊萨克·牛顿是全世界伟大的科学家,其贡献和成就至今无人比拟,然而牛顿提出的宇宙模型也免不了"上帝的第一推动"。现代大爆炸宇宙学表明,整个宇宙从来就没有什么上帝和神仙,科学不能由哲学来评判,宇宙学的建立已经使得宗教退出人类的历史舞台!
1 蟹状星云
天文史上最著名的超新星,是由1054年中国宋代宫廷天文家杨惟德观察到的,宋至和元年5月巳丑日,杨惟德注意到日出前几分钟,天空中出现一颗奇怪的星,比金星明亮得多,他称之“客星”,向当时的宋朝皇帝报告:“我看到了一颗客星出现,它有闪光¨¨¨国家将繁荣昌盛”。在此以后的23天里,这颗星都能用肉眼看到。
1731年,天文学家约翰·贝文斯在金牛座发现一个弥漫状的天体星云,罗斯勋爵于1844年依其形状命名为“蟹状星云”。1919年,有关这方面观察的中国资料被外国翻译。瑞典天文学家路德马克首先意识到了蟹状星云与1054年超新星之间的联系,最后由现代宇宙学之父埃德温·哈勃于1928年测出了蟹状星云的膨胀速度,由此反推其与1054年超新星的爆发时间相符。
2 时空的有限与无限
宇宙时空是有限还是无限,明代的王延相说:“或日有穷,既有形度,安无穷尽?或日无穷,天际之外,当是何物?”同是明代的杨慎也有类似的提问:“天有极乎?极之外何物也?天无极乎?凡有形必有极。”
中国的科学技术一直处于世界的领先地位,后来,西方的科学技术飞速发展,其时间分界点是在中国的明朝。此时波兰的哥白尼(1473一1543)虽然提出了日心学说,也不过只是一种理论假说,并没有完全证明。牛顿建立万有引力定律后,预言了海王星的存在,且被迅速地观察证实,方才奠定了日心学说的地位。
万有引力是相距遥远的天体之间的相互吸引力,是长程力。如果宇宙体系是无限的,必然有无限大的引力,从而宇宙体系不会稳定,因此宇宙是有限的。现在膨胀的宇宙也证明引力是有限的。如果宇宙是无限的,可能就不会膨胀。
另一方面,日心学说之后,人们知道地球并不是宇宙的中心,后来观察发现太阳也不是宇宙的中心,随后观测发现甚至银河系的银心也不是宇宙的中心。银河系,只不过是宇宙中的一个星系。人们发现的一个个中心又一个个地被否定了,结论应当是宇宙没有中心!既然是宇宙体系没有中心,宇宙就应是无限的。因为一个有限的体系,总能找到一个中心。
3 牛顿理论
1638年,伽利略发现了引力的最基本的性质。即在引力作用下的所有物体都得到相同的加速,与物体的质量或成分无关。
1666年,牛顿发现了万有引力定律。牛顿理论最好的应用是在天体力学中,牛顿运用了他的引力定律解释了开普勒描述的“行星对太阳的爱好”的观测规律,就此揭示出了太阳系。
新力学的第一个成功是哈雷预言了一颗彗星将于1759年回归,结果这颗彗星果然在1758年的12月25日重现,后来称之为哈雷彗星。
开普勒描述行星的运动是近似的,如果行星只被太阳吸引,则轨道是完美的椭圆。牛顿理论表明,每颗行星都受到别的行星(尤其是木星)引力的扰动,从而导致轨道偏差。虽然偏差很小,但可以被计算和观察到。
1846年,勒维叶与