APP下载

认识广博与永恒:人类的天文史

2019-04-11豌豆皮

科学Fans 2019年2期
关键词:小圆图景银河系

豌豆皮

1 从有人类历史记载起,就有了关于星空的记录。星空在上古时代担任着时钟、日历和指南针的作用,从各个方面影响着人们的生活。正是因为星空的作用如此之大,后来人们才顺理成章地认为地球上事物的休咎、个人的命运,都与某一时刻的星空有关:这种严整的对应关系,与星空本身的严整秩序一样,符合的与其说是理性,不如说是美学。

两千多年前,人们已经从月食时的地影判断出地球是一个球体。古希腊的阿里斯塔克在公元前4世纪就猜测地球是围绕着太阳运转的,由于未能准确测量日-地-月连线夹角的角度,阿里斯塔克认为日地距离是地月距离的19倍,虽然远远小于真实数据(约400倍),但已经把太阳放在了远超前人想象的距离上,大大拓宽了当时人们心目中的宇宙。

2 然而在大众的心目中,地球还是位于宇宙中心,其他的天体镶嵌在套在小圆上的小圆上的小圆(层级的多少依修正的级数而定)上,小圆们沿着围绕地球的大圆前进。这就是奠基于亚里士多德、光大于托勒密、增补于接下来一千多年间一代代阿拉伯天文学家的地心说本轮-均轮系统,直到哥白尼重新把太阳放回这套系统的中心,人们对宇宙的认识才再一次被颠覆。

3 望远镜的出现改变了天文学家看待天空的方式。1728年,布拉德利发现了恒星的光行差,日心说的理论终于得到观测证据的验证。随后,人们开始能够测量恒星的距离(视差),又发现恒星在宇宙空间中的运动(自行),星空也由此从2D的球面,变为了“3D立体”的场景。

4 在很长一段时间里,人们把宇宙和银河系等同。从威廉-赫歇耳开始,一代代的天文学家试图通过估算恒星的距离来确定银河系的大小,并被银河系的巨大所震撼。直到埃德温-哈勃测量出某些“星云”的距离,判断它们其实是银河系外的其他星系,而且正在以高速远离我们,宇宙的图景才再一次发生巨变。它不但比之前人们的认识扩大了许多倍,并且还正在膨胀主。由此没着时间回溯,人们发现宇宙必须有一个致密而炽热的开端。几十年后,霍金证明宇宙的过去有一个奇点。宇宙确实从一個极小、极密的状态一路膨胀到现在。为了让膨胀的结果与现在的观测相符,阿伦-古斯提出了宇宙暴胀理论,如果我们的宇宙是从一小片时空经过急剧膨胀而迅速扩大,那么就会和现在观测到的宇宙一样均匀和平直。暴胀理论同样还暗示,可能有另外的许多个小片时空,通过暴胀的过程成为另外的许多个宇宙,只是因为距离太远而不可能与我们的宇宙发生任何关系。

随着观测事实的增多,宇宙学家设想的宇宙图景还在不断改变。为了解释星系们受到的额外的引力,宇宙中似乎存在看不见的“暗物质”。为了解释宇宙的持续膨胀,人们又提出了“暗能量”假说。通过对遥远超新星的巡天观测,科学家发现宇宙的膨胀还在加速,暗能量的贡献比以前设想的还要大。更大的望远镜和更多途径——中微子、引力波——的观测,会带给我们更多信息,我们心目中的宇宙图景会不会再次必须修改呢?

猜你喜欢

小圆图景银河系
最详细的银河系地图
我高估了别人对我的关注度
黄河口的小康图景
银河系有60亿个“地球”?
在沙碱地绘出幸福图景
艾家河描绘新图景
认识银河系
青岛新图景
教你读水表
午睡的小床等