浅谈天文学
摘要：
宇宙中有第二个地球吗？宇宙是如何形成的？为什么地球能产生生命？玛雅人为什么会消
失？天文学中的十万个为什么总能勾起人们的求知欲望！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。
天文学家
观测
从行星、恒
星、星系等
各种天体来的
辐射，小到
星际的分子
，大到整个
宇宙。天文
学家测量
它们
的位置，计
算它们的轨
道，研究它们
的诞生，演
化和死亡，
探讨它们的
能源机制。
由于科技
的不
断发展，人
们对天文学
的定义，研究
对象，研究
范畴，学科
分支，论研
究等方面都
取得了突
破性
的进展。天
文学正朝着
高、精、尖的
方向发展。
我们期待着
天文学的进
一步发展为
科学事业
和人们的社会
生活造福。
天文学是自然科学中的一门基础学科，
它和人类历史同样悠久。
天文学的研究内容和许
多概念总是伴随着人类社会的文明和进步而不断发展的。
在望远镜发明以前，
天文观测采用的是目视方法，
直接观测天体在天空的视位置和视运
动，另外也粗略的估计星星的亮度和颜色。
17
世纪以后相继有了望远镜、分光镜和光度计，
不仅提高了天体位置观测的准确度，而且扩大了人们对宇宙的认识。到了
20
世纪，由于大
口径望远镜的问世，
使得人类探测宇宙的深度和广度与日俱增，
不少模型、
学说由观测得到
证实，新天体、新发现大量涌现。
20
世纪
30
年代以后，人们越来越广泛的使用无线电方法
研究天体和宇宙间的辐射，
从而诞生了射电天文学。
20
世纪
50
年代人造地球卫星发射成功，
人类把观测范围由地面扩展到地外空间，天文学家可以自由地探测天体的各种辐射。现代，
天文空间探测已经有了长足的发展，
人类不仅把望远镜送上天，
而且借助太空飞行器踏上月
球，或把仪器送到其他行星上进行直接观测或实验。
我一直都觉得天文学是一门很神秘的学科，
对于天文学，
我最感兴趣的是以下几个方面：
一、宇宙大爆炸
宇宙大爆炸
(Big Bang)
是一种学说，是根据天文观测研究后得到的一种设想。
大约在
150
亿年前，
宇宙所有的物质都高度密集在一点，
有着极高的温度，
因而发生了巨大的爆炸。
大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，就形成了今天我们看到的宇宙。
比利时牧师、
物理学家乔治·
勒梅特
①
首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论，
但他本
人将其称作
“原生原子的假说”
。
这一模型的框架基于了爱因斯坦的广义相对论，
并在场方
程的求解上作出了一定的简化。
描述这一模型的场方程由苏联物理学家亚历山大·
弗里德曼
②
于
1922
年将广义相对论应用在流体上给出。
1929
年，美国物理学家埃德温·哈勃
③
通过
观测发现从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移，这一膨胀宇宙的观点也在
1927
年被勒梅特在理论上通过求解弗里德曼方程而提出，
这个解后来被称作弗里德曼
-
勒梅
特
-
罗伯逊
-
沃尔克度规。
哈勃的观测表明，
所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我
们这一观察点，
并且距离越远退行视速度越大。
如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增
大，
则说明它们在过去的距离曾经很近。
从这一观点物理学家进一步推测：
在过去宇宙曾经
处于一个极高密度且极高温度的状态，
在类似条件下大型粒子加速器上所进行的实验结果则
有力地支持了这一理论。
2003
年
2
月
12
日，美国宇航局公布了探测器拍到的宇宙“婴儿期照片”
，为宇宙大
爆炸理
论提供了新的依据。根据这张照片科学家还精确地测量出了宇宙的实际年龄是
137
亿年。
图
片中的微波光线来自宇宙大爆炸后的
38
万年，
大约是在
130
多亿年前。
美国宇航
局的科学家说，
这张照片中可以观测到的辐射是一种电磁波，它充满了整个宇宙。电磁波
里包含的微观模型信息，
显示了形成星系以及我们周围一切结构的萌芽的特征。
这次公开的
宇宙“婴儿期照片”清晰地显示了这个遗迹的存在，有力地支持了宇宙大爆炸理论。另外，
图片还显示宇宙中最早的恒星诞生于宇宙大爆炸发生的
2
亿年后，
比许多科学家认为的要早
得多。宇宙起初是由不断相互影响的粒子和射线所构成的一团炽热且无定形的云状物组成
的：
大爆炸后又过了
40
万年，
宇宙膨胀和冷却到一定程度时，
电子和质子结合成中性原子，
它们再
与周围的射线相互影响。
经过科学研究，
目前被绝大多数人接受的结论是：
宇宙诞生之前，
没有时间，
没有空间，
也没有物质和能量。大约
150
亿年前，在这片四大皆空的
“无”中，一个体积无限小的点爆
炸了。时空从这一刻开始，物质和能量也由此产生，这就是宇宙创生的大爆炸。但，若真是
四大皆空的状态，
那么宇宙为何会爆炸？爆炸后的物质又是从哪里来的？不是说自然界的一
切物质都是守恒的，那么这个宇宙大爆炸是如何无中生有的呢？
二、黑洞
黑洞（
black
hole
）是由一个只允许外部物质和辐射进入而不允许物质和辐射从中逃离
的边界即视界所规定的时空区域。
根据第七节课影片的介绍，
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；
恒星的核心在自
身重量的作用下迅速地收缩，
发生强力爆炸。
当一颗恒星衰老时，
它的热核反应已经耗尽了
中心的燃料（氢）
，由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起
外壳巨大的重量。
所以在外壳的重压之下，
核心开始坍缩，
直到最后形成体积小、
密度大的
星体，
重新有能力与压力平衡。
物质将不可阻挡地向着中心点进军，
直至成为一个体积很小、
密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径
④
）
，巨大的引力
就使得即使光也无法向外射出，
从而切断了恒星与外界的一切联系——
“黑洞”
诞生了。
2010
年
11
月
16
日凌晨
1
点
30
分，美国宇航局宣称，科学家通过美国宇航局钱德拉
X
射线望远
镜在距地球
5000
万光年处发现了仅诞生
30
年的黑洞。
这是有史以来所发现的最年轻的黑洞。
据科学家揣测，
银河系的中心是一个超巨型黑洞。
超巨黑洞位于星系中心，
据推测每个
星系都有，质量一般约为星系总质量的
0.5%
。目前，关于超巨黑洞的形成主要有两种理论。
一种观点认为，
它可能是随着星系的诞生一次性产生的。
但也有推测说，
超巨黑洞是以质量
更小的黑洞为基础形成的，
后者就好比是一些
“种子”
，
随着时间的推移进化成了巨型黑洞。
因为所有的能量都是守恒的，
科学家们提出设想，
既然宇宙中有黑洞，
那么一定存
“白
洞”
。黑洞可以用强大的吸力把任何物体都吸进去，而白洞可以把这些东西都吐出来。科学
家们设想，
黑洞与白洞是连在一起的，
黑洞把物质吸进去，
物质在里面会经过一个叫做
“奇
异点”的东西，然后物质就到达了白洞的“管辖范围”
，会被白洞“吐”出来。然后物质就
到达了另一个宇宙（第一平行宇宙到达第二平行宇宙）
。但是，如果白洞存在，所有的物体
将会以极快的速度离开。
这会是我们这个宇宙形成的原因吗？我们是否就生活在被白洞所抛
出的物质至上呢
?
三、玛雅预言
关于玛雅人预言的
2012
世界末日是我最感兴趣的一个部分。地球上有多处迹象表明玛
雅人曾经生活在这个地球上过，
可是他们为什么消失了？在过去的时间里，
也曾有许多关于
世界末日的说法，
但当所被预言的那一刻真正到来时，
所有的预言就不攻自破了。
那么玛雅
预言也是这样吗？随着
2012
的渐渐来临，
关于玛雅预言的有关事迹、
传闻、
猜测越来越多。
玛雅预言受到了前所未有的关注！
根据玛雅历法的预言传说，
我们所生存的世界，
共有五次毁灭和重生周期——每一周期
即所谓的“太阳纪”
。按照这一传说，现在我们正处在第四个“太阳纪”
，而
2012
年左右将
是“第
5
太阳纪”的开始；并且，当时的玛雅人认为，在每一纪结束时，都会在我们生存的
家园上演一出惊心动魄的毁灭悲剧。
玛雅预言为何会受到如此多的关注呢？
玛雅人认为一个月等于
20
天，
一年等于
18
个月，
再加上每年之中有
5
未列在内的忌日：
一年实际的天数为
365
天，
这正好与现代人对地球自转时程的认识相吻合。
玛雅民族在天文
学方面的成就是十分突出的。
玛雅古国有五大预言：
1
：玛雅文明的终结。也就是他自己的末日，自己预测到了。却
改变不了。
2
：汽车，飞机，火箭的出现时期。
3
：大魔头（希特勒）的出生和死亡的大致时期。
4
：毁灭性战争的爆发时期（一二战）
。
5
：
2012
年
12
月
21
日太阳落下以后。将不会出现。
这五大预言中的前四个都已准确的实现，
如今就差世界末日这一预言。
它会像前四个预
言一样准确的实现吗？
科学家对玛雅预言并不信以为然，
他们首先利用玛雅历法来揭穿所谓的
“世界末日”
预
言。玛雅历法并没有结束于
2012
年，因此玛雅人自己也没有把这一年当作是世界的末日。
不过，
2012
年
12
月
21
日（冬至）肯定是玛雅人的一个重要日子。美国科尔盖特大学考古
天文学家安东尼
-
阿维尼是一名玛雅文化研究专家。阿维尼表示，
“在玛雅历法中，
1872000
天算是一个轮回，即
5125.37
年。
”
玛雅人对于时间的计算比其他许多文化都要精细。
阿维尼介绍说，
玛雅人曾经发明了所
谓的
“长历法”
，
这种历法把最初的计算时间一直追溯到玛雅文化的起源时间，
即公元前
3114
年
8
月
11
日。根据“长历法”
，到
2012
年冬至时，就意味着当前时代的时间结束，即完成
了
5125.37
年的一个轮回。长历法于是重新开始从“零天”计算，又开始一个新的轮回。阿
维尼认为，
“这仅仅是一个重新计时的思想，与我们每年元旦或周一早上重新开始一年或一
周生活完全一样。
”
也有一种这样的说法，地球环境正在遭受前所未有的破坏，
2012
世界末日说纯粹是为
了提醒人类保护地球的重要性。
最近世界总是不太平静，
地震、
暴雨不停侵袭着人类的家园，
造成人类巨大的损失。无论
2012
是否真的存在，我们都应该珍惜每一天的美好生活！
四
、
外星文明
茫茫宇宙中，
地球上的人类建立的文明是微不足道的。
因为地球文明是如此短暂，
人类
开始创造文明才不过几万年，
发展科学技术不过几百年，
探索航天技术不过几十年，
这和地
球年龄的
46
亿年、银河系年龄
100
亿至
150
亿年相比，何异于沧海一粟。因此，我始终坚
信外星人是真实存在的，
他们就在我们的周围，
在某一个星球上，
只是我们的科学技术还不
够发达，我们无法发现对方。
早在
19
世纪，
人们就在想办法和外星文明联系上。
在
20
世纪的四分之一的时间中，
我
们已在不停地用电波轰击太空，现在电波在所有方向上已经传播了
70
光年，覆盖了数千个
恒星系统。
我们可以设想，
某个星球上的智慧生命，
现在已经打开收音机，
正在收听地球上
的一些流行歌曲。
目前科学家一直不懈的努力着、
假设着外星人的一切，
外星人居住的环境或许与地球相
似，
但由于大气比例不同，
他们生活的星球或许比地球高温，
或许比地球潮湿，
或许比地球
压强大。或许那个存在生物的星球的环境真的会像视频中那样，有飞鲸、跟踪鸟、气球草！
天文学的一切以其未知性和不确定性不停的勾起人们的求知欲望。
人们不停假设、
不停
研究，
想要知道宇宙是如何形成的？黑洞究竟是怎么一回事？外星文明是否存在？外星人是
什么模样？在几千年的天文研究中，
我们看到了各种天文学家的努力和人类社会的进步。
从
他们的结论中，我们对自己、对自己居住的环境、对自己的来历有了进一步的了解。
在宇宙中，地球是一个十分年轻的生命，我们还有很长的路要走！
①乔治·爱德华·勒梅特：
1894
年
7
月
17
日—
1966
年
6
月
20
日，比利时牧师、宇宙
学家。
②亚历山大·亚历山大洛维奇·弗里德曼：
1888
年
6
月
16
日－
1925
年
9
月
16
日，苏
联数学家、气象学家、宇宙学家。现代动力气象学的奠基人之一。
1910
年毕业于圣彼得堡
大学。
③埃德温·哈勃：
1889
年—
1953
年，美国天文学家，第一个使用霍尔望远镜的天文学
家。哈勃的研究引导了对宇宙诞生的新研究。
④史瓦西半径：是任何具重力的质量之临界半径。
1916
年卡尔·史瓦西首次发现了史
瓦西半径的存在，一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。
我对天文学的
定义、研究方向、研究领域、研
究理论以及矮行星和中子星等
重
要的天体有了
系统的了解。它也丰富了我的知识体系，拓宽
了我的知识面。我期待天
文学取得更大
的进展，也期待我国的科学事业
的发展越来越好。
宇宙是有限的？镜像是无限的？
宇宙是有限的还是无限的？有没有中心？有没有边/有没有生老病死？有没有年龄？这些恐怕是自从有人类活动以来一直被关心的问题。宇宙学——它是从整体角度探讨宇宙结构与演化的天文学分支学科，其主要目的是利用已有的物理定律，或利用一些局部成立的定律，合情理地对宇宙作出推论。
早在20世纪以前就有有关宇宙的记载。西方有关宇宙的研究可以分为四各时期。第一个时期是启蒙时期，主要是远古时代有关宇宙的神话传说。第二个时期是从公元前6世纪到公元前1世纪以至到中世纪（15世纪）为止，那时地心学主宰宇宙学。第三个时期是从16～世纪到17世纪，16世纪哥白尼的日心学说，开始把宇宙学从神话中解放出来，到17世纪，牛顿开辟了了以力学方法研究宇宙学的新经验，形成了经典宇宙学。第四时期，18世纪到19世纪，把研究扩大到银河系和河外星系，为现代宇宙学的发展奠定了基础。作为世界上四大文明古国之一的中国，在天文学方面有着灿烂的历史在天象记载、天文仪器制作和宇宙理论方面都为我们留下了珍贵的记录。
现代宇宙学是从爱恩思坦1917年发表的论文《对广意相对论的宇宙学的考察》开始的，1922～1927年，原苏联数学家佛里得曼（A.Fredmann）、比利时科学家勒梅特（A.G.lemaitre）提出和发展了宇宙膨胀模型。1948年，邦迪（Bondi，H）、哥尔德（Gold,T）、霍伊尔（Huyle,F.）提出完善的宇宙学原理与稳恒的宇宙学原理模型。还有一些宇宙论研究者，把总星系的膨胀同万有引力常数G联系起来，1975年美国范佛兰登认为G正以每年百分之一的速度减少。有人提出了引力常数G的减少是总星系膨胀的原因。
哈勃膨胀、微波辐射、轻元素的合成以及宇宙的测量被认为是现代宇宙学的四大基石。今天的宇宙学研究更依赖于观测技术以及科学水平的提高。这些观测事实都支持了目前流行的大爆炸宇宙学的理论观点
现代宇宙学认为宇宙没有中心。现代宇宙模型中主要有五种模型：牛顿无限、静止宇宙模型、爱恩思坦静态模型、佛里得曼宇宙模型、稳恒态宇宙模型和大爆炸宇宙模型。
美国数学家杰弗里·威克斯的最新宇宙模型令科学界震惊：一个大小有限、形状如同足球的镜子迷宫；宇宙之所以令人产生无边无界的“错觉”， 是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身。
宇宙是有限的还是无限的？一个争论不休的古老问题。今天，根据天文观察资料和理论分析，多数天文学家都认定宇宙是无限的。
日前，根据美国国家航空航天局（NASA）2001年发射升空的WMAP宇宙微波背景辐射探测器获得的资料，美国数学家杰弗里·威克斯推断，宇宙其实是有限的，相对说来其实并不大，大约只有70亿光年宽度，形状为五边形组成的12面体，有如足球。人们之所以感觉宇宙是无限的，是因为宇宙就像一个镜子迷宫，光线传过来又传过去，让人们发生错觉，误以为宇宙在无限伸展
不知道同学你有没有相关书籍， 我是天文系的学生，专业论文什么的有写过。你指的不很深的论文个人认为可以有以下几个方向
一、天文学进展
从人类对宇宙的认识和深化（从中国古代宇宙观开始，古希腊天文学 哥白尼日心说的建立 万有引力和太阳系模型 到建立在观测基础上的银河系模型 再写些当今宇宙学的内容）
二、 如果对宇宙模型很感兴趣，可以讨论下你所了解的宇宙模型
大爆炸宇宙模型（主要） 米尔恩宇宙模型 乔丹宇宙模型 狄拉克宇宙模型 布朗斯-迪克宇宙模型 与稳恒态宇宙模型（次主要） 的优劣
三、 可以写写你对于天体距离测距的了解
基本方法有 对于河内天体，三角视差法 分光视差法 星团视差法 造父视差法
对于河外天体， 通过挑选距离指示体测定其光度（即绝对星等）根据距离模数公式来测定距离（指示体有造父变星、行星状星云、红超巨星、HII区、球状星团、新星与超新星） 土利-费什尔方法 直接测量方法
以上三个角度来写你对天文学的理解 或是偷懒的话把上面3种都写进去充字数也行，呵呵~希望能有帮助~
