天文学
出处:按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第53页(1700字)
系研究天体、天体系统、星际物质乃至宇宙的科学。
它研究的最基本问题是天体系统、宇宙结构;天体、宇宙的起源与演化;宇宙条件下物质运动规律。天体一般是指地球以外的星球,但从宇宙来讲地球也是一星球,对地球的某些问题,如地球的运动、起源与演化,以及大范围的天文观测也是天文学研究问题之一。
天文学已有几千年历史,古代各民族的文化中均有很丰富的天文学的内容。中国是世界上天文学发展较早国家之一。
历法的制订是中国古代天文学工作的重要内容,它不仅计算朔望、二十四节气和设置闰月,还推算日月食和行星的位置,并为此进行了大量精密的观测,几千年来积累了大量观测资料,从中总结出一些重要规律,如太阳、月亮的不均匀运动,日月食的规律,岁差,回归年的长度,子午线一度的长度,等等。中国古代的各种天象的记录,对现代天文学的研究仍有重要价值。
观测是天文学的重要工作,自从伽利略开始用望远镜进行天文观测以来,天文学的工作有了很大进展。牛顿从行星运动规律和力学原理出发,发现了万有引力定律,开创了天体力学。
1846年根据勒沃里叶(Leverrier)和亚当斯(Adams)的计算发现了海王星,这给天体力学的可靠性以有力的证明。
天体力学虽然揭示了天体运动的规律,却不能阐明天体的本质。自从19世纪中叶以来,光谱分析技术、照相技术和物理理论被引入天文学研究领域后,形成了天体物理学,使天体的化学组成、物理性质(表面温度、气流活动、磁场等)及天体的视线运动的研究取得了重大成果。
现代天文学已对我们周围100亿光年范围内的天体系统做出粗略的描绘。
太阳是我们太阳系的中心天体,它的巨大的质量是太阳系稳定的根本因素,它的光和热是地球上的主要能源。太阳在恒星世界中是一颗普通的恒星,它的质量、大小、温度乃至年龄都是中等的,它处于稳定阶段。而有些比较年青或比较年老的恒星,其活动是比较激烈的,新星和超新星是爆发着的恒星。
由于有些恒星和星系的猛烈活动,使我们考虑到可能存在人们尚未认识到的能源。
天空中的恒星大约有2000亿颗,组成一直径约10万光年,厚约1万光年圆的盘状天体体系,就是银河系;而银河系在宇宙中好似一个小岛,类似银河系的天体系统称为河外星系,数量极多。现代天文学有多个分支,而且由于研究目的的不同又有不同的分类,若从研究方法来分则有天体测量学、天体力学和天体物理学;若从研究手段来分则有光学天文学、射电天文学和空间天文学;若从研究对象来分则有太阳、太阳系、恒星、星际物质、银河系、河外星系和宇宙,天体演化学是其中的重要问题。
天文观测是天文学的重要内容之一,在近几十年来有了很大的发展。其一是开辟了多个窗口,过去在地球上只能接收可见光带来的信息,20世纪30年代以后开始收到了宇宙射电,近平由于利用人造卫星在大气层外进行观测,又可观测到天体的紫外线、X射线乃至γ射线带来的信息;其二是从单纯的地球上观测发展到在天体上登陆或在很接近天体的距离处进行考查。
天文观测手段的发展使我们获得的信息大为增加,使我们认识到脉冲星、类星体、X射线星等重要天体,也使我们对月球、火星、哈雷彗星等天体有了进一步的了解。
天文学在古代曾为农业、大地测量、航海事业等的发展提供了帮助,在现代将为研究地球活动做出贡献,并向数学、物理学、化学乃至生物学提出了重大的研究课题。
近年来,在星际空间发现的气体分子中有多种有机分子,如甲醛、甲醇、氨基氰等。这对研究化学反应及天体生物学都具有重要意义。
但是,天文学研究更重要的意义在于对宇宙物质和宇宙研究成果的价值。如对宇宙条件(高温、高压、高密度、低温、超真空、超辐射)下物质运动规律的研究对太阳黑子、耀斑、日冕,各种变量的活动,类星体的能源,星际分子特别是复杂的有机分子的形成等等的研究,已经并且会进一步丰富我们对物质世界的认识。