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学生社团Dynamic campus
走进天文学
实验高中社团 时间:2014-10-30
  

天文学是一门研究天体和宇宙的科学,它研究天体的分布、位置、运动规律、化学组成和物理状态以及天体和宇宙的结构和演化。天文学以观测的天体信息和实际探测为基础,是一门古老而又富有生命力的科学。在源远流长的天文学史的长河中,天文学从诞生到发展成为现代天文学,每次巨大的飞跃,都离不开社会生产和生活的需要,都伴随着科学理论的创新与科学技术的革新。

天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。恩格斯在谈到自然科学的发展时说:“首先是天文学——游牧民族和农业民族为了定季节,就已经绝对需要它”远古时代,人们为了指示方向、确定时间和季节,而对太阳、月亮和星星进行观察,确定它们的位置、找出它们变化的规律,并据此编制历法在古埃及,人们很早就把天体的出没规律与尼罗河的涨落以及泛滥联系在一起。在中国、印度、巴比伦、希腊雅典这些古代文明发达的地区,早在几千年前人们就辛勤地观察天象,制定历法,指导农牧业生产,同时创造了古代天文学的辉煌。

抬头仰望天际是人类的基础行为。早期天文学的内容就其本质来说就是天体测量学。从十六世纪中期哥白尼提出日心体系学说开始,天文学的发展进入了全新的阶段。此前包括天文学在内的自然科学,受到宗教神学的严重束缚。哥白尼的学说使天文学摆脱宗教的束缚,并在此后的一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学,向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。

十八、十九世纪,经典天体力学达到了鼎盛时期。同时,由于分光学、光度学照相术的广泛应用,天文学开始朝着深入研究天体的物理结构和物理过程发展,诞生了天体物理学

二十世纪现代物理学和技术高度发展,并在天文学观测研究中找到了广阔的用武之地,使天体物理学成为天文学中的主流学科,同时促使经典的天体力学和天体测量学也有了新的发展,人们对宇宙及宇宙中各类天体和天文现象的认识达到了前所未有的深度和广度。

天文学就本质上说是一门观测科学。天文学上的一切发现和研究成果,离不开天文观测工具——望远镜及其后端接收设备。在十七世纪之前,人们尽管已制作了不少天文观测仪器,如中国的浑仪简仪,但观测工作只能靠肉眼。

    1608年,荷兰人李波尔赛发明了望远镜,1609年伽利略制成第一架天文望远镜,并作出许多重要发现,从此天文学跨入了用望远镜时代。在此后人们对望远镜的性能不断加以改进,以期观测到更暗的天体和取得更高的分辨率。1932年美国人央斯基用他的旋转天线阵观测到了来自天体的射电波,开创了射电天文学。1937年诞生第一台抛物反射面射电望远镜。之后,随着射电望远镜口径和接收波长、灵敏度等性能上的不断扩展、提高,射电天文观测技术为天文学的发展作出了重要的贡献。二十世纪后50年中,随着探测器和空间技术的发展以及研究工作的深入,天文观测进一步从可见光射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线γ射线在内的电磁波各个波段,形成了多波段天文学,并为探索各类天体和天文现象物理本质提供了强有力的观测手段,天文学发展到了一个全新的阶段。而在望远镜后端的接收设备方面,十九世纪中叶,照相、分光和光度技术广泛应用于天文观测,对于探索天体的运动、结构、化学组成和物理状态起了极大的推动作用,可以说天体物理学正是在这些技术得以应用后才逐步发展成为天文学的主流学科。