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宇宙的中心在哪里

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发表于 2016-2-3 17:02:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
从古至今,人们每天都能看见太阳东升西落,好像太阳在围绕地球运转,自然会产生地球位于宇宙中心的想法,后来这种观点被“日心说”所推翻,这一学说认为太阳才是宇宙的中心。那么宇宙的中心到底是什么?

地球、太阳、银河系还是其他河外星系,更或者宇宙根本就没有中心?其实很久以前就有人思考过这个问题,人们通过大量的观测工作记录了许多测量数据,并根据这些数据形成了一些观点和看法,但到目前为止还未形成一个系统的具有说服力的学说。


早在公元140年,古希腊学者托勒密就建立起了世界上第一个完整的地心宇宙体系。他在总结前人的观点和测量数据的基础上,特别是针对那时关于行星的观测结果,提出地球处在宇宙的中心静止不动这一说法。恒星均位于被称作“恒星天”的固体球壳上,其他的天体如太阳、月亮、五大行星等都沿各自的轨道绕行在地球周围,每颗行星都在一个小圆轨道上作匀速转动,人们将这些小圆轨道称为“本轮”。

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本轮的中心又在一个被称为“均轮”的大圆轨道上围绕地球匀速转动。这样,在以地球为中心的轨道上,“恒星天”和太阳、月亮、五大行星等各自作匀速运动。就当时的科学状况而言,托勒密的地心说中许多内容是比较科学的。例如,托勒密在研究天体运动时,建立了新的几何学模型和坐标参考系。另外,他把恒星固定在被他称为“恒星天”的固体球壳上,俗称“水晶球”,至今人们还将这种假想的“天球”概念保留在天文观测上。但是托勒密的理论是错误的。

中世纪期间,欧洲教会就是利用这个错误来维持统治的,使西方认为地球是宇宙中心的错误历史延续了1400多年。在这段时期,教会总是宣传上帝居住的极乐天堂是最高天堂,“上帝选定的宇宙中心是地球”。教会把地心宇宙观奉为神圣不可侵犯的真理。但是,教会的统治并不能阻止人们探寻真理的脚步。

从14世纪中期开始,随着人类不断扩大生产活动、发展经济,社会需求提高了,一种新的文化潮流在欧洲兴起。15世纪,航海事业的发展促进了天文学的进步,为了正确导航,天文学家需要精确地观测和预报天体的位置,这时就发现采用托勒密理论计算出来的行星位置与实际偏差很大,因此他的理论显得非常不实用。即使是这样,仍有一些人坚决地维护地心说理论,他们采取在本轮上再加本轮的方法来处理出现的偏差,若计算出来的行星位置仍与实际位置存在偏差时,就再加上一个本轮,以此类推进行下去直到不再有偏差存在为止。有时几颗行星的本轮数多达80多个,而且某颗行星究竟应该被加上多少个本轮才合理,谁也无法确认。天文学由此陷入了尴尬的局面。

波兰天文学家哥白尼在《天体运行论》一书中向传统的地心说提出了挑战,认为地球是一颗不断转动的普通行星,太阳才是宇宙的中心,其他的天体都围绕太阳运转。那么哥白尼是一个什么样的人,他的宇宙观又是如何形成的呢?伟大的哥白尼于1473年2月19日诞生在波兰西部维斯杜拉河畔的托伦城。23岁时,哥白尼求学于欧洲最文明的国家,也就是当时文艺复兴的中心——意大利。

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宇宙的中心在哪里

在意大利生活的10年当中,哥白尼深受当时文艺复兴思想的影响,例如他曾拜访过达·芬奇这位文艺复兴的代表人物。年长他20岁的画家兼科学家达·芬奇十分蔑视宗教神学,认为教会利用天堂来做买卖,而天堂全是虚构出来的。达·芬奇企图恢复一些古典哲学家的天文学说,主张宇宙的中心不是地球。
和达·芬奇一样,意大利天文学家和数学家诺瓦拉也反对地心说,哥白尼经常和他在一起观测天象,探讨怎样改进地心说。当时,哥伦布发现新大陆的消息也将哥白尼创立新的天文学说的热情和勇气激发出来了。

哥白尼仔细阅读了各种古罗马和古希腊的哲学著作后,初步提出了“地动”的思想。这个在今天看来十分古老的科学见解在当时却显得很新鲜。回到波兰后,哥白尼将全部的精力投入到天文学研究工作上。经过数十年的辛勤工作,他终于创立了新的宇宙结构理论。哥白尼认为,巨大的天球并没有动,人们看到的天球的运动只是一种表面现象。只是因为地球在自转,所以人们产生了错觉,认为天球在动。他大胆指出,地球不是宇宙的中心,地球只是绕着太阳在转,太阳才是宇宙的真正中心

随着科学技术的发展,有人又提出一种新的观点,认为太阳仅是太阳系的中心,银河系也有中心,它周围所有的恒星也都绕着银河系的中心旋转,但是宇宙是没有中心的,即不存在一个中心,让所有的星系围着它转。这种观点可用宇宙不断膨胀的理论加以解释。因为在三维空间内,宇宙的膨胀一般不发生,只有在四维空间内,宇宙才有可能膨胀。四维空间不仅包括普通三维空间的长度、宽度和高度,还包括时间。尽管描述四维空间的膨胀困难重重,但也许我们可以通过气球的膨胀来解释它。

假设宇宙是一个不断膨胀的气球,而星系遍布在气球表面的各个点上,我们人类就住在某个点上。此外还需要假设星系只能沿着表面移动而不能进入气球内部,或向外运动而不会离开气球的表面,在某种意义上我们被描述为一个存在于二维空间的人。

假如宇宙不断膨胀,即气球的表面不断地变大,那么表面上的每个点的距离就会越来越大。其中,若以某个人所在的某一点为定点,这个人将会看到其他所有的点都在后退,而且距离他越远的点,其退行速度越快。现在,倘若我们要寻找气球表面上的点的退行起点,那么我们就会发现它其实已经不在气球表面上的二维空间内了。

由于气球的膨胀实际上是在三维空间内从内部的中心开始的,而我们所处的位置在二维空间上,所以我们无法将三维空间内的事物探测清楚。同样的道理,三维空间内部不是宇宙膨胀的起点,而我们却只能在宇宙的三维空间内运动。在过去的某个时间,即宇宙开始膨胀的时候,或许是亿万年以前,虽然我们可以看到,可以从中获得有关的信息,而回到那个时候却是不可能的。所以说宇宙没有中心。但这种观点同样无法解释所有的现象,宇宙到底有没有中心仍有待证明



发表于 2016-2-4 13:37:00 | 显示全部楼层
人类观测宇宙不就是以地球为中心吗
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